JPH10155792A - Photographing method and device by wave, and ultrasonic imaging device - Google Patents

Photographing method and device by wave, and ultrasonic imaging device

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JPH10155792A
JPH10155792A JP8317528A JP31752896A JPH10155792A JP H10155792 A JPH10155792 A JP H10155792A JP 8317528 A JP8317528 A JP 8317528A JP 31752896 A JP31752896 A JP 31752896A JP H10155792 A JPH10155792 A JP H10155792A
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JP
Japan
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wave
image
unit
data processing
ultrasonic
Prior art date
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Application number
JP8317528A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuto Takeuchi
康人 竹内
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10155792A publication Critical patent/JPH10155792A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a load for a data processing, and prevent effects due to an unevenness of characteristics of individual wave receivers from appearing on an image by performing a Fourier transform by a combination of an optical fractional Fourier transform and a fractional Fourier transform by a data processing. SOLUTION: When an ultrasonic wave is emitted on a sound field to be inspected FLD by driving a wave sending part SND, an echo is emitted on an input surface IN of an ultrasonic wave propagation medium MDA, and propagates in the inside thereof and is output from an output surface OUT. Then, the echo is received by a wave receiving part RCV, and a data collecting part ACQ collects complex amplitudes of wave receiving signals of respective wave receivers as digital data. A data processing part PRC read the data from the data collecting part ACQ and forms an image, and a display part DIS displays it as a visible image. A fractional Fourier transform (FRFT) for the image forming is performed by a serial operation by an optical FRFT by the ultrasonic wave propagation medium MDA, and a FRFT by a data processing by the data processing part PRC.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波動による撮像方
法および装置並びに超音波撮像装置に関し、特に、受波
器の2次元アレイ(array) を用いて撮像対象からの波動
を受波し、受波信号に基づいてオルソグラフィ(orthogr
aphy) 画像すなわち正視画像を生成する、波動による撮
像方法および装置並びに超音波撮像装置に関する。な
お、波動の範疇には少なくとも電磁波および音波を含む
ものとする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for imaging by waves and an ultrasonic imaging apparatus, and more particularly, to receiving and receiving waves from an object to be imaged using a two-dimensional array of receivers. Orthography (orthogr
The present invention relates to a method and apparatus for generating an image, that is, an emmetropic image, by a wave motion and an ultrasonic imaging apparatus. Note that the category of the wave includes at least the electromagnetic wave and the sound wave.

【0002】[0002]

【従来の技術】受波器の2次元アレイを用いてオルソグ
ラフィ画像を撮像する手法として、波動のホログラム(h
ologram)のフーリエ(Fourie)変換によって画像を生成す
る方法がある。これは、図7に示すように、撮像対象か
ら到来する波動Wを複数の受波器Rの2次元アレイAで
受波するようになっている。個々の受波器Rの受波信号
をメモリ(memory)Mに記憶することより波動Wのホログ
ラムデータ(hologram data) を得て、このホログラムデ
ータを画像生成部Iで2次元フーリエ変換して、波動発
生源のオルソグラフィ画像すなわち撮像対象の正視画像
を生成する。この画像が表示部Dで表示される。
2. Description of the Related Art As a technique for capturing an orthographic image using a two-dimensional array of receivers, a wave hologram (h
There is a method of generating an image by a Fourier transform of an ologram). As shown in FIG. 7, a two-dimensional array A of a plurality of receivers R receives a wave W arriving from an object to be imaged. The hologram data of the wave W is obtained by storing the received signals of the individual receivers R in a memory M, and the hologram data is subjected to a two-dimensional Fourier transform by the image generation unit I. An orthographic image of a wave generation source, that is, a stereoscopic image of an imaging target is generated. This image is displayed on the display unit D.

【0003】受波器の2次元アレイを用いてオルソグラ
フィ画像を撮像する他の手法としては、フォーカルプレ
ーンアレイ(focal plane array) による撮像方法があ
る。この方法は、図8に示すように、撮像対象から到来
する波動Wをレンズ(lens) Vで集束することにより、
撮像対象の正視像を複数の受波器Rの2次元アレイA上
に結像させるようにしたものである。このとき、2次元
アレイAはフォーカルプレーンアレイとなる。個々の受
波器Rの受波信号をメモリMに記憶することより画素デ
ータを得る。画像生成部Iはこの画素データに基づいて
オルソグラフィ画像を生成し、表示部Dで表示する。
[0003] As another technique for capturing an orthographic image using a two-dimensional array of receivers, there is a capturing method using a focal plane array. In this method, as shown in FIG. 8, a wave W arriving from an object to be imaged is focused by a lens (lens) V.
A stereoscopic image of an imaging target is formed on a two-dimensional array A of a plurality of receivers R. At this time, the two-dimensional array A becomes a focal plane array. Pixel data is obtained by storing the received signals of the individual receivers R in the memory M. The image generation unit I generates an orthographic image based on the pixel data, and displays the image on the display unit D.

【0004】フォーカルプレーンアレイによる撮像は、
図9に示すように、レンズの代わりに凹面反射鏡Cを用
いて波動を2次元アレイAに集束させるようにしても行
うことができる。
[0004] Imaging by a focal plane array is
As shown in FIG. 9, the wave can be focused on the two-dimensional array A using a concave reflecting mirror C instead of a lens.

【0005】フォーカルプレーンアレイによる撮像にお
いては、レンズV(または凹面反射鏡C)による波動の
集束と、レンズV(または凹面反射鏡C)と2次元アレ
イAの間の空間における波動の自由伝搬とにより、光学
的に2次元フーリエ変換が行われ、2次元アレイAの面
上にオルソグラフィ像が形成される。
In imaging by a focal plane array, focusing of a wave by a lens V (or a concave reflecting mirror C) and free propagation of a wave in a space between the lens V (or a concave reflecting mirror C) and the two-dimensional array A are performed. As a result, two-dimensional Fourier transform is performed optically, and an orthographic image is formed on the surface of the two-dimensional array A.

【0006】すなわち、上記2つの手法は、いずれも、
数学的にはフーリエ変換によって画像を生成することに
は変わりはなく、フーリエ変換をデータ処理によって行
うか光学的に行うかの違いだけである。なお、「光学」
とは狭い意味での光に限定せず、波動一般についてのオ
プティクス(optics)を意味する。
That is, both of the above two methods are:
Mathematically, there is no difference in generating an image by Fourier transform, but only the difference between performing Fourier transform by data processing or performing optically. "Optical"
Is not limited to light in a narrow sense, but refers to optics about waves in general.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】フーリエ変換をデータ
処理によって行う場合は、2次元アレイの個々の受波器
の欠陥あるいは個々の受波信号に含まれるノイズ(nois
e) 等の影響がデータ処理の過程で薄められ、直接的に
はそれらに影響されないオルソグラフィ画像が得られる
利点がある。また、データの欠陥等もデータ処理の過程
で容易に補正することができ、画像への影響を除くこと
ができる。
In the case where the Fourier transform is performed by data processing, a defect of each receiver in the two-dimensional array or a noise (nois) included in each received signal is considered.
e) There is an advantage that the influences such as are weakened in the process of data processing, and an orthographic image which is not directly influenced by them is obtained. Further, data defects and the like can be easily corrected in the course of data processing, and the influence on the image can be eliminated.

【0008】しかし、その反面、データ処理部に膨大な
負担がかかり、実時間のオルソグラフィ撮像を行うため
には、超高速のコンピュータ(computer)等、強力なデー
タ処理手段が必要とされるので現実的でない。
However, on the other hand, a huge load is imposed on the data processing section, and a powerful data processing means such as an ultra-high-speed computer is required for performing real-time orthographic imaging. Not realistic.

【0009】一方、光学的手段によるフーリエ変換には
演算時間というものがないので、上記のような問題は生
じないが、その代わり、2次元アレイの個々の受波器の
受信信号が画像の画素値を決めるので、個々の受波器の
特性の不揃いないし欠陥あるいは個々の受波信号に含ま
れるノイズの影響が直接オルソグラフィ画像に出てくる
という問題がある。また、2次元アレイは、画像の所望
の精細度を満足する程度に、例えば数10万画素等十分
に精細なものにしなければならない。
On the other hand, the above-mentioned problem does not occur because the Fourier transform by the optical means has no operation time, but the received signal of each of the two-dimensional array receivers is replaced by the pixel of the image. Since the values are determined, there is a problem that the characteristics of the individual receivers are not uniform, or the influence of defects or noise included in the individual received signals appears directly in the orthographic image. In addition, the two-dimensional array must be sufficiently fine, for example, several hundred thousand pixels, to satisfy the desired definition of the image.

【0010】また、凹面反射鏡のような反射集束手段を
用いるフォーカルプレーンアレイ撮像においては、2次
元アレイが反射集束手段の前面にあって視野を妨げるの
で、入射した波動の利用効率が悪くなる。
In focal plane array imaging using a reflection focusing means such as a concave reflecting mirror, the two-dimensional array is located in front of the reflection focusing means and obstructs the field of view.

【0011】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、オルソグラフィ撮像を行う
のに、データ処理の負担が少なく、また2次元アレイを
成す個々の受波器の特性の不揃い等の影響が画像に出に
くい、波動による撮像方法および装置並びに超音波撮像
装置を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to reduce the data processing load for performing orthographic imaging and to provide individual receivers forming a two-dimensional array. It is an object of the present invention to realize an image pickup method and apparatus by wave motion and an ultrasonic image pickup apparatus in which the influence of irregularity of the characteristics of an image is hardly produced on an image.

【0012】また、本発明は、反射集束手段を用いてフ
ォーカルプレーンアレイによるオルソグラフィ撮像を行
うのに、エコーの利用効率の良い超音波撮像装置を実現
することを目的とする。
Another object of the present invention is to realize an ultrasonic imaging apparatus with high echo utilization efficiency for performing orthographic imaging using a focal plane array using reflection focusing means.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、フラクショナ
ル・フーリエ変換(Fractional Fourie transform)(F
RFT) と、分布性屈折率を有する波動伝搬媒体(クワ
ドラティック・グレーデッド・インデックス・メディア
(quadratic graded index media))(GRIN媒体)を
応用してなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a Fractional Fourie transform (F
RFT) and a wave propagation medium having a distributed refractive index (quadratic graded index media)
(quadratic graded index media) (GRIN medium).

【0014】そこで、先ず、予備的にFRFTとGRI
N媒体について説明する。 〔FRFT〕FRFTについては、例えば文献 D. Mend
lovic and H. M. Ozaktas, "Fractionl Fourie transfo
rms and their optical implementation: Part I," J.
Opt.Soc. Am. A, Vol.10, pp.1875-1881, 1993 (文献
1)に記載されている。
Therefore, first, FRFT and GRI
The N medium will be described. [FRFT] Regarding FRFT, for example, reference D. Mend
lovic and HM Ozaktas, "Fractionl Fourie transfo
rms and their optical implementation: Part I, "J.
Opt. Soc. Am. A, Vol. 10, pp. 1875-1881, 1993 (Reference 1).

【0015】それによれば、FRFTは、通常のフーリ
エ変換を
According to this, the FRFT transforms the ordinary Fourier transform.

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】と表したとき、When expressed as

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】で表される。ここで、次数aは実数であ
る。すなわち、次数aは分数ないし少数の値を取ること
ができる。これが、フラクショナル(Fractional: 分
数)という呼称を生じる所以である。
## EQU1 ## Here, the order a is a real number. That is, the order a can take fractional or decimal values. This is why it is called fractional.

【0020】次数aのFRFTと次数bのFRFTを直
列(カスケード(cascade) )に行うことができ、その場
合次のような関係が成立する。
The FRFT of order a and the FRFT of order b can be performed in series (cascade), in which case the following relationship is established.

【0021】[0021]

【数3】 (Equation 3)

【0022】ここで、a+b=1のとき、通常のフーリ
エ変換と同一になる。この関係を利用することにより、
通常のフーリエ変換を複数のFRFTの直列演算によっ
て行うことができる。
Here, when a + b = 1, it becomes the same as a normal Fourier transform. By utilizing this relationship,
A normal Fourier transform can be performed by serial operation of a plurality of FRFTs.

【0023】FRFTをコンピュータによって高速に実
行する技術として、ディスクリート・フラクショナル・
フーリエ変換(Discrete Fractional Fourie transform)
(DFRFT)が、例えば文献 H. M. Ozaktas et.al.,
"Digital Computation of the Fractional Fourie Tra
nsform," IEEE, Transactions on Signal Processing,
Vol.44, pp.2141-2150, 1996(文献2)に記載されてい
る。
As a technique for executing the FRFT at high speed by a computer, discrete fractional technology is used.
Discrete Fractional Fourie transform
(DFRFT) is described, for example, in the literature HM Ozaktas et.al.,
"Digital Computation of the Fractional Fourie Tra
nsform, "IEEE, Transactions on Signal Processing,
Vol. 44, pp. 2141-2150, 1996 (Reference 2).

【0024】〔GRIN媒体〕GRIN媒体は、2次元
のFRFTを光学的に行う手段として知られている。こ
れについても、例えば上記文献1に記載されている。
[GRIN Medium] The GRIN medium is known as a means for optically performing two-dimensional FRFT. This is also described in, for example, the above-mentioned document 1.

【0025】このGRIN媒体は、図10に示すよう
に、互いに対向する平行な2つの面PL1,PL2を有
し、それらの間が所定の波動伝搬物質で満たされてい
る。波動信号は、例えば一方の面PL1から入射され、
内部を伝搬して他方の面PL2から出力される。
As shown in FIG. 10, the GRIN medium has two parallel surfaces PL1 and PL2 opposed to each other, and the space between them is filled with a predetermined wave propagation material. The wave signal is incident on, for example, one surface PL1,
The light propagates inside and is output from the other surface PL2.

【0026】このGRIN媒体の屈折率はThe refractive index of this GRIN medium is

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】で与えられる。ここで、n1,n2は媒体
定数、rは光軸AXからの距離である。上式で与えられ
る屈折率のr方向の分布(プロファイル(profile) )
は、例えば図11に示すように、光軸AXの位置におい
て最大で、光軸AXから遠ざかるにつれて減少するよう
になる。なお、屈折率は1を下回らない。すなわち、屈
折率は光軸AXに垂直な面内で所定の分布特性を有す
る。
Given by Here, n1 and n2 are medium constants, and r is a distance from the optical axis AX. R-direction distribution of refractive index given by the above equation (profile)
Is maximum at the position of the optical axis AX as shown in FIG. 11, for example, and decreases as the distance from the optical axis AX increases. Note that the refractive index does not fall below 1. That is, the refractive index has a predetermined distribution characteristic in a plane perpendicular to the optical axis AX.

【0029】このような分布性屈折率を持つことによ
り、GRIN媒体の内部においては、光軸AX上、入射
面PL1から
By having such a distributed index of refraction, inside the GRIN medium, on the optical axis AX, from the entrance plane PL1.

【0030】[0030]

【数5】 (Equation 5)

【0031】の距離の位置に焦点Fが形成される。した
がって、この焦点Fの位置に、入射面PL1から入射し
た波動に基づく無限遠点の被写体のオルソグラフィ像が
形成される。なお、無限遠点より近い位置にある被写体
は、その距離に応じて焦点Fよりも後ろに結像する。こ
れは、GRIN媒体の内部において光学的なフーリエ変
換が行われることに他ならない。
A focal point F is formed at a position at the distance of. Therefore, an orthographic image of the subject at the point at infinity based on the wave incident from the incident surface PL1 is formed at the position of the focal point F. An object located at a position closer to the point at infinity forms an image behind the focal point F according to the distance. This is nothing but optical Fourier transform performed inside the GRIN medium.

【0032】ただし、レンズ光学系とは異なり、GRI
N媒体の内部では、上記のような屈折率の分布特性によ
り、波動の集束と伝搬が同時並行的に進行する。したが
って、GRIN媒体の内部では、無限に小さい次数のF
RFTが無限回数直列に行われ、その結果として、焦点
Fの位置において次数が1のFRFTすなわち通常のフ
ーリエ変換が完成すると言うことができる。
However, unlike the lens optical system, the GRI
Inside the N medium, the focusing and propagation of the wave proceed simultaneously and in parallel due to the distribution characteristics of the refractive index as described above. Therefore, in the GRIN medium, the infinitely small order F
It can be said that an infinite number of RFTs are performed in series, and as a result, an FRFT of order 1 at the position of the focal point F, that is, a normal Fourier transform is completed.

【0033】換言すれば、入射面PL1からの距離がm
(<L)の断面PL3までは次数がm/LのFRFTが
行われ、このFRFTの結果について、焦点Fまでの間
に次数が(L−m)/LのFRFTが行われ、全体とし
て次数が
In other words, the distance from the entrance plane PL1 is m
An FRFT of order m / L is performed up to the section PL3 of (<L), and an FRFT of order (L−m) / L is performed up to the focal point F as a result of the FRFT. But

【0034】[0034]

【数6】 (Equation 6)

【0035】のFRFTが行われると言える。次に、課
題を解決するための手段を説明する。 〔1〕上記の課題を解決する請求項1の発明は、撮像対
象から2次元開口に入射する波動信号のフーリエ変換に
よって画像を生成する撮像方法であって、前記フーリエ
変換を、光学的なフラクショナル・フーリエ変換とデー
タ処理によるフラクショナル・フーリエ変換との組み合
わせによって行うことを特徴とする。
It can be said that the above FRFT is performed. Next, means for solving the problem will be described. [1] The invention according to claim 1, which solves the above problem, is an imaging method for generating an image by Fourier transformation of a wave signal incident on a two-dimensional aperture from an imaging target, wherein the Fourier transformation is performed by an optical fractional method. -It is characterized by performing by a combination of Fourier transform and fractional Fourier transform by data processing.

【0036】請求項1の発明では、2次元開口に入射す
る波動信号のFRFTを光学的に実行し、その結果につ
いてのFRFTをデータ処理によって実行して次数1の
FRFTを完成させる。このため、光学的なFRFTの
分だけデータ処理によるFRFTの負担が軽減される。
また、光学的FRFTの結果についてのデータ処理によ
るFRFTによって画像を生成するので、光学的FRF
Tの結果を受波する2次元アレイを成す個々の受波器の
特性の不揃い等の影響が画像に直接的に出ることはな
い。すなわち、オルソグラフィ撮像を行うのに、データ
処理の負担が少なくかつ2次元アレイを成す個々の受波
器の特性の不揃い等の影響が画像に出にくい、波動によ
る撮像方法を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, the FRFT of the wave signal incident on the two-dimensional aperture is optically executed, and the resulting FRFT is executed by data processing to complete the first-order FRFT. Therefore, the burden on the FRFT due to the data processing is reduced by the amount of the optical FRFT.
Further, since an image is generated by the FRFT based on the data processing of the result of the optical FRFT,
Effects such as irregularities in the characteristics of the individual receivers forming a two-dimensional array that receives the result of T do not appear directly on the image. That is, it is possible to realize an imaging method using wave motion, in which the burden of data processing is small and the effects of irregularities in the characteristics of the individual receivers forming a two-dimensional array are unlikely to appear in an image when performing orthographic imaging. .

【0037】請求項1の発明において、前記データ処理
によるFRFTはDFRFTによって行うことがFRF
Tを高速に行う点で好ましい。なお、請求項1の発明に
おける波動の範疇には、少なくとも電磁波および音波が
含まれる。また、「光学」とは、波動に関するオプティ
クス(optics)のことであり、光を扱う狭い意味での光学
のみを意味するものではない。
According to the first aspect of the present invention, the FRFT by the data processing is performed by the DFRFT.
This is preferable in that T is performed at high speed. The category of the wave in the first aspect of the invention includes at least an electromagnetic wave and a sound wave. Also, "optics" refers to optics related to waves, and does not mean only optics in a narrow sense of handling light.

【0038】〔2〕上記の課題を解決する請求項2の発
明は、撮像対象から2次元開口に入射する波動信号のフ
ーリエ変換によって画像を生成する撮像装置であって、
撮像対象からの波動の入力面を一端に持ち波動の出力面
を他端に持つ分布性屈折率を有する波動伝搬手段と、複
数の受波器の2次元アレイを有し前記波動伝搬手段から
出力される波動を受波する受波手段と、前記受波手段の
受波信号のフラクショナル・フーリエ変換によって画像
を生成する画像生成手段とを具備することを特徴とす
る。
[2] The invention according to claim 2, which solves the above problem, is an imaging apparatus which generates an image by Fourier transform of a wave signal incident on a two-dimensional aperture from an imaging object,
A wave propagating unit having a distributed refractive index having an input surface of a wave from an imaging object at one end and an output surface of the wave at the other end, and a two-dimensional array of a plurality of receivers, and an output from the wave propagating unit. Receiving means for receiving the generated wave, and an image generating means for generating an image by a fractional Fourier transform of the received signal of the receiving means.

【0039】請求項2の発明では、波動伝搬手段により
2次元開口に入射する波動信号のFRFTを光学的に実
行し、受波手段により光学的FRFTの結果を受波し、
その受波信号を画像生成手段でFRFTして画像を生成
する。このため、光学的なFRFTの分だけ画像生成手
段によるFRFTの負担が軽減される。また、画像生成
手段によるFRFTによって画像が形成されるので、2
次元アレイを成す個々の受波器の特性の不揃い等の影響
を直接的に受けることがない。すなわち、オルソグラフ
ィ撮像を行うのに、データ処理の負担が少なくかつ2次
元アレイを成す個々の受波器の特性の不揃い等の影響が
画像に出にくい、波動による撮像装置を実現することが
できる。
According to the second aspect of the present invention, the wave propagation means optically performs the FRFT of the wave signal incident on the two-dimensional aperture, and the wave receiving means receives the result of the optical FRFT,
The received signal is subjected to FRFT by an image generating means to generate an image. For this reason, the burden of the FRFT on the image generating means is reduced by the amount of the optical FRFT. Further, since an image is formed by the FRFT by the image generation means,
It is not directly affected by irregularities in the characteristics of the individual receivers forming the dimensional array. In other words, it is possible to realize an imaging apparatus based on wave motion, in which the burden of data processing is small and the effects of irregularities in characteristics of individual receivers forming a two-dimensional array are unlikely to appear in an image when performing orthographic imaging. .

【0040】請求項2の発明において、前記画像生成手
段によるFRFTはDFRFTによって行うことが画像
生成を高速に行う点で好ましい。なお、請求項2の発明
における波動の範疇および「光学」の意味は前述の通り
である。
In the second aspect of the present invention, it is preferable that the FRFT by the image generating means be performed by the DFRFT in that the image generation is performed at a high speed. The category of the wave and the meaning of "optical" in the second aspect of the invention are as described above.

【0041】〔3〕上記の課題を解決する請求項3の発
明は、被検音場に超音波を送波する送波手段と、複数の
受波器の2次元アレイを有し被検音場からのエコーを受
波する受波手段と、前記送波手段および前記受波手段と
被検音場との間に介在する超音波伝搬媒体と、前記受波
手段の受波信号に基づいて画像を生成する画像生成手段
とを備えた超音波撮像装置であって、前記超音波伝搬媒
体とその外側との境界部分からのエコーを前記受波手段
の複数の受波器で個々に受波した信号に基づいて前記受
波手段の個々の受波器の特性を補正する補正手段とを具
備することを特徴とする。
[3] According to a third aspect of the present invention, there is provided a transmitting means for transmitting an ultrasonic wave to a sound field to be detected, and a two-dimensional array of a plurality of receivers. Receiving means for receiving an echo from a field, an ultrasonic wave propagating medium interposed between the transmitting means and the receiving means and the sound field to be measured, based on a received signal of the receiving means An ultrasonic imaging apparatus comprising: an image generating unit configured to generate an image, wherein echoes from a boundary between the ultrasonic wave propagation medium and the outside thereof are individually received by a plurality of receivers of the wave receiving unit. Correction means for correcting the characteristics of the individual receivers of the wave receiving means based on the obtained signal.

【0042】請求項3の発明では、補正手段により受波
手段の個々の受波器の特性を補正する。このため、2次
元アレイの個々の受波器の特性の不揃い等に影響されな
い受波信号を得ることができる。すなわち、オルソグラ
フィ撮像を行うのに、2次元アレイを成す個々の受波器
の特性の不揃い等の影響を受けない超音波撮像装置を実
現することができる。
According to the third aspect of the invention, the characteristics of the individual receivers of the wave receiving means are corrected by the correcting means. Therefore, it is possible to obtain a received signal that is not affected by irregularities in the characteristics of the individual receivers of the two-dimensional array. That is, it is possible to realize an ultrasonic imaging apparatus which is not affected by irregularities in characteristics of individual receivers forming a two-dimensional array when performing orthographic imaging.

【0043】請求項3の発明において、前記超音波伝搬
媒体と被検音場との境界部に音響レンズを設けること
が、フォーカルプレーンアレイによる撮像を行う点で好
ましい。
According to the third aspect of the present invention, it is preferable to provide an acoustic lens at a boundary between the ultrasonic wave propagation medium and the sound field to be measured, in order to perform imaging by a focal plane array.

【0044】〔4〕上記の課題を解決する請求項4の発
明は、被検音場に超音波を送波する送波手段と、複数の
受波器の2次元アレイを有し被検音場からのエコーを受
波する受波手段と、前記受波手段と被検音場との間に介
在する超音波伝搬媒体と、前記受波手段の受波信号に基
づいて画像を生成する画像生成手段とを備えた超音波撮
像装置であって、前記超音波伝搬媒体内での被検音場か
らのエコーの進路を実質的に横方向に折り曲げると共に
集束させて前記受波手段に入射させる反射集束手段とを
具備することを特徴とする。
[4] The invention according to a fourth aspect of the present invention, which solves the above-mentioned problem, comprises a transmitting means for transmitting an ultrasonic wave to a sound field to be detected, and a two-dimensional array of a plurality of receivers. Receiving means for receiving an echo from a field, an ultrasonic wave propagation medium interposed between the receiving means and the test sound field, and an image for generating an image based on a received signal of the receiving means An ultrasonic imaging device comprising: a generating unit, wherein a path of an echo from a test sound field in the ultrasonic wave propagation medium is substantially horizontally bent and focused, and is incident on the wave receiving unit. And a reflection focusing means.

【0045】請求項4の発明では、反射集束手段により
超音波伝搬媒体内でのエコーの進路を実質的に横方向に
折り曲げると共に集束させて受波手段に入射させる。こ
のため、受波手段を反射集束手段の視野を遮らない位置
に配置することにより、到来したエコーを全て受波手段
に入射させることができる。すなわち、反射集束手段を
用いてフォーカルプレーンアレイによるオルソグラフィ
撮像を行うのに、エコーの利用効率の良い超音波撮像装
置を実現することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the path of the echo in the ultrasonic wave propagation medium is substantially laterally bent and focused by the reflection focusing means, and is incident on the wave receiving means. For this reason, by arranging the receiving unit at a position where the field of view of the reflection focusing unit is not obstructed, all of the arriving echoes can be made incident on the receiving unit. That is, it is possible to realize an ultrasonic imaging apparatus with high echo utilization efficiency for performing orthographic imaging using a focal plane array using the reflection focusing means.

【0046】なお、請求項4の発明において、前記反射
集束手段がオフセット・パラボラ(offset parabola) 反
射鏡であることが、構成を簡素化する点で好ましい。
In the invention of claim 4, it is preferable that the reflection focusing means is an offset parabola reflecting mirror in terms of simplifying the configuration.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment.

【0048】〔実施の形態その1〕図1に超音波撮像装
置のブロック(block) 図を示す。本装置は本発明の実施
の形態の一例である。なお、本装置の構成によって本発
明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、
本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態
の一例が示される。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic imaging apparatus. This device is an example of an embodiment of the present invention. Note that an example of an embodiment relating to the device of the present invention is shown by the configuration of the present device. Also,
An example of an embodiment relating to the method of the present invention is shown by the operation of the present apparatus.

【0049】先ず、本装置の構成を説明する。図1に示
すように、本装置は送波部SNDを有し、これを駆動部
DRVで駆動することにより、被写体が存在する被検音
場FLDに超音波を照射するようになっている。被検音
場FLDからは、この超音波に対するエコー(echo)が帰
投する。超音波エコーは本発明における波動の実施の形
態の一例である。エコーは超音波伝搬媒体MDAの入力
面INに入射し、内部を伝搬して出力面OUTから出力
されるようになっている。超音波伝搬媒体MDAは本発
明における波動伝搬手段の実施の形態の一例である。入
力面INは本発明における2次元開口の実施の形態の一
例である。
First, the configuration of the present apparatus will be described. As shown in FIG. 1, the present apparatus has a transmitting unit SND, which is driven by a driving unit DRV, so as to irradiate an ultrasonic wave to a test sound field FLD in which a subject exists. An echo (echo) for this ultrasonic wave returns from the test sound field FLD. An ultrasonic echo is an example of an embodiment of a wave according to the present invention. The echo enters the input surface IN of the ultrasonic wave propagation medium MDA, propagates inside, and is output from the output surface OUT. The ultrasonic wave propagation medium MDA is an example of an embodiment of the wave propagation means in the present invention. The input surface IN is an example of the embodiment of the two-dimensional aperture in the present invention.

【0050】超音波伝搬媒体MDAはGRIN媒体であ
り、前述の(4)式および図11で示したような分布性
屈折率を有するものである。そのようなGRIN媒体
は、例えば光軸中心から周辺に向かって連続的に組成が
変化するシリコンゴム(silicongum) 等によって構成す
ることができる。
The ultrasonic wave propagation medium MDA is a GRIN medium and has a distributed refractive index as shown in the above equation (4) and FIG. Such a GRIN medium can be made of, for example, a silicone rubber whose composition continuously changes from the center of the optical axis toward the periphery.

【0051】超音波伝搬媒体MDAは、例えば図2に示
すように円柱状に形成され、入力面INと出力面OUT
はいずれも光軸AXに対して垂直になっている。入力面
INと出力面OUTの間の距離Kすなわち光軸AXの長
さは、前述の(5)式で与えられる焦点距離Lより短く
なっている。
The ultrasonic propagation medium MDA is formed, for example, in a columnar shape as shown in FIG. 2, and has an input surface IN and an output surface OUT.
Are perpendicular to the optical axis AX. The distance K between the input surface IN and the output surface OUT, that is, the length of the optical axis AX is shorter than the focal length L given by the above equation (5).

【0052】超音波伝搬媒体MDAの出力面OUTに
は、受波部RCVが設けられている。受波部RCVは本
発明における受波手段の実施の形態の一例である。出力
面OUTから出力される超音波は、受波部RCVによっ
て受波される。受波部RCVは、例えば図3に示すよう
に、複数の受波器ULTの2次元アレイによって構成さ
れている。これによって、出力面OUTから出力される
超音波の2次元分布が受波される。受波器ULTは超音
波を電気信号に変換するものであり、例えばPZT(チ
タン酸ジルコン酸鉛)セラミックス(ceramics)等の圧電
材料によって構成される。
The output part OUT of the ultrasonic wave propagation medium MDA is provided with a wave receiving part RCV. The receiving unit RCV is an example of an embodiment of the receiving unit in the present invention. The ultrasonic wave output from the output surface OUT is received by the receiving unit RCV. The receiving unit RCV is configured by a two-dimensional array of a plurality of receiving units ULT, for example, as shown in FIG. Thereby, the two-dimensional distribution of the ultrasonic waves output from the output surface OUT is received. The receiver ULT converts an ultrasonic wave into an electric signal, and is made of, for example, a piezoelectric material such as PZT (lead zirconate titanate) ceramics.

【0053】受波部RCVはデータ収集部ACQに接続
されている。データ収集部ACQには受波部RCVの個
々の受波器ULTの受波信号が入力される。データ収集
部ACQは、個々の受波器ULTの受波信号の複素振幅
をディジタルデータとして収集するようになっている。
The receiving unit RCV is connected to the data collecting unit ACQ. The received signal of each receiver ULT of the receiving unit RCV is input to the data collection unit ACQ. The data collection unit ACQ collects the complex amplitude of the received signal of each receiver ULT as digital data.

【0054】データ収集部ACQはデータ処理部PRC
に接続されている。データ処理部PRCは本発明におけ
る画像生成手段の実施の形態の一例である。データ処理
部PRCは、データ収集部ACQからデータを読み出
し、それを処理して画像を生成するようになっている。
データ処理部PRCは、例えばコンピュータ等によって
構成される。データ処理部PRCにおけるデータ処理に
ついては、後にあらためて説明する。
The data collection unit ACQ is provided with a data processing unit PRC.
It is connected to the. The data processing unit PRC is an example of an embodiment of an image generating unit according to the present invention. The data processing unit PRC reads data from the data collection unit ACQ and processes the data to generate an image.
The data processing unit PRC is constituted by, for example, a computer. Data processing in the data processing unit PRC will be described later.

【0055】データ処理部PRCには表示部DISが接
続されている。データ処理部PRCが生成した画像が表
示部DISによって可視像として表示される。以上の駆
動部DRV、データ収集部ACQ、データ処理部PRC
および表示部DISは制御部CNTに接続されている。
制御部CNTは、それらに制御信号を与えて動作を制御
する。制御部CNTには操作部OPCが接続されてい
る。操作部OPCは操作者によって操作され、操作者が
所望する各種の指令や情報が制御部CNTに与えられ
る。
The display section DIS is connected to the data processing section PRC. The image generated by the data processing unit PRC is displayed as a visible image by the display unit DIS. The above-described drive unit DRV, data collection unit ACQ, data processing unit PRC
The display unit DIS is connected to the control unit CNT.
The control unit CNT gives a control signal to them to control the operation. An operation unit OPC is connected to the control unit CNT. The operation unit OPC is operated by an operator, and various commands and information desired by the operator are given to the control unit CNT.

【0056】次に、本装置の動作を説明する。動作は制
御部CNTの制御の下で行われる。駆動部DRVによっ
て送波部SNDが駆動され、被検音場FLDに超音波が
照射される。この超音波に対するエコーが被検音場FL
Dから帰投する。エコーは、超音波伝搬媒体MDAに入
力面INから入射し、内部を伝搬して出力面OUTから
出力される。
Next, the operation of the present apparatus will be described. The operation is performed under the control of the control unit CNT. The transmitting unit SND is driven by the driving unit DRV, and the sound field FLD to be measured is irradiated with ultrasonic waves. The echo for this ultrasonic wave is the sound field FL to be measured.
Return from D. The echo enters the ultrasonic wave propagation medium MDA from the input surface IN, propagates inside, and is output from the output surface OUT.

【0057】超音波伝搬媒体MDAがGRIN媒体であ
ることにより、入力面INに入射したエコーは、内部を
伝搬するに従って前述のようにFRFTされる。このた
め、出力面OUTでは、入力面INに入射したエコーの
次数K/L(<1)のFRFTが得られる。
Since the ultrasonic wave propagation medium MDA is a GRIN medium, the echo incident on the input surface IN is FRFT as described above as it propagates inside. Therefore, on the output surface OUT, an FRFT of order K / L (<1) of the echo incident on the input surface IN is obtained.

【0058】入力面INにおけるエコー強度をf(x,
y)で表し、K/L=aと置いたとき、出力面OUTに
おける超音波出力信号は次式で示される。
The echo intensity at the input surface IN is represented by f (x,
y), where K / L = a, the ultrasonic output signal on the output surface OUT is expressed by the following equation.

【0059】[0059]

【数7】 (Equation 7)

【0060】ここで、Here,

【0061】[0061]

【数8】 (Equation 8)

【0062】[0062]

【数9】 (Equation 9)

【0063】[0063]

【数10】 (Equation 10)

【0064】[0064]

【数11】 [Equation 11]

【0065】なお、(9)式のHlおよびHmは、それ
ぞれl(エル)次およびm次のエルミート(Hermite) 多
項式である。(7)式で示される超音波伝搬媒体MDA
の出力信号は受波部RCVで受波され、個々の受波器U
LTの受波信号の複素振幅が、データ収集部ACQによ
りディジタルデータとして収集される。
Note that Hl and Hm in equation (9) are Hermite polynomials of order 1 and m, respectively. Ultrasonic propagation medium MDA represented by equation (7)
Are received by the receiver RCV, and the individual receivers U
The complex amplitude of the received signal of the LT is collected as digital data by the data collection unit ACQ.

【0066】データ処理部PRCは、これらのデータに
ついて(L−K)/L次のFRFTを行う。このFRF
TはDFRFTによって行うのが処理を高速化する点で
好ましい。(L−K)/L=bとおいたとき、データ処
理部PRCによるFRFTは次式で示される。
The data processing section PRC performs an (LK) / L-order FRFT on these data. This FRF
T is preferably performed by DFRFT in terms of speeding up the processing. When (LK) / L = b, the FRFT by the data processing unit PRC is expressed by the following equation.

【0067】[0067]

【数12】 (Equation 12)

【0068】ここで、a+b=1 となるから、(12)
式は1次のFRFTとなる。したがって、エコーのホロ
グラムの通常のフーリエ変換と同一結果が得られ、被検
音場にある被写体のオルソグラフィ画像が生成される。
この画像が表示部DISに与えられて可視像として表示
される。
Here, since a + b = 1, (12)
The equation is a first-order FRFT. Therefore, the same result as the ordinary Fourier transform of the hologram of the echo is obtained, and an orthographic image of the subject in the sound field to be detected is generated.
This image is provided to the display unit DIS and displayed as a visible image.

【0069】なお、このとき生成される画像は無限遠点
にピント(pint)が合っている。それよりも近い位置にあ
る被写体の像は焦点距離Lよりも奥の位置L’(>L)
に結像するので、超音波伝搬媒体MDAでのFRFTの
次数はK/L’となる。そこでデータ処理部PRCによ
るFRFTの次数を(L’−K)/L’とすることによ
り、その被写体にピントを合わせた画像を得ることがで
きる。次数(L’−K)/L’は操作部OPCを通じて
操作者によって指定される。このようにして、光学系を
固定したままで可変焦点撮像を行うことができる。
The image generated at this time is focused on the point at infinity. The image of the subject at a position closer to that position is located at a position L ′ (> L) deeper than the focal length L.
Therefore, the order of FRFT in the ultrasonic wave propagation medium MDA is K / L '. Therefore, by setting the order of the FRFT by the data processing unit PRC to (L′−K) / L ′, an image focused on the subject can be obtained. The order (L'-K) / L 'is specified by the operator through the operation unit OPC. In this manner, variable focus imaging can be performed with the optical system fixed.

【0070】このように、画像生成のためのフーリエ変
換が、超音波伝搬媒体MDAによる光学的なFRFTと
データ処理部PRCによるデータ処理によるFRFTと
の直列演算によって行われる。換言すれば、フーリエ変
換を、超音波伝搬媒体MDAとデータ処理部PRCとで
それぞれFRFTの形で分担して実行している。このた
め、データ処理部PRCにおけるデータ処理の負担が、
超音波伝搬媒体MDAにおける光学的なFRFTの分だ
け軽減される。
As described above, the Fourier transform for generating an image is performed by serial operation of the optical FRFT by the ultrasonic wave propagation medium MDA and the FRFT by data processing by the data processing unit PRC. In other words, the Fourier transform is shared and executed by the ultrasonic wave propagation medium MDA and the data processing unit PRC in the form of FRFT. For this reason, the burden of data processing on the data processing unit PRC is
It is reduced by the amount of the optical FRFT in the ultrasonic wave propagation medium MDA.

【0071】また、受波部RCVの受波信号は、データ
処理部PRCによるFRFTを経て画像となるので、フ
ォーカルプレーンアレイの場合のように受波部RCVの
受波信号が画像の画素と1対1に対応することがない。
このため、個々の受波器ULTに仮に特性の不揃い等が
あっても、その影響はFRFTの過程で薄められ、直接
的に画像に現れることはない。さらに、データ処理の過
程でデータ補正することにより、ほとんど影響が出ない
ようにすることができる。
The received signal of the receiving unit RCV becomes an image through the FRFT by the data processing unit PRC. Therefore, as in the case of the focal plane array, the received signal of the receiving unit RCV is the same as the pixel of the image. There is no one-to-one correspondence.
For this reason, even if the individual receivers ULT have irregular characteristics or the like, the influence is reduced in the process of the FRFT and does not appear directly on the image. Further, by performing data correction in the process of data processing, almost no influence can be obtained.

【0072】また、画像の画素が受波部RCVの受波信
号と1対1に対応するわけではないので、受波部RCV
の2次元アレイの精細度は画像に要求される精細度に比
べてかなり粗くすることが許される。
Also, since the pixels of the image do not correspond one-to-one with the received signal of the receiving unit RCV, the receiving unit RCV
The definition of the two-dimensional array is allowed to be much coarser than that required for the image.

【0073】以上は、撮像に利用する波動を超音波とし
た例であるが、波動は超音波に限るものではなく、光等
の電磁波であっても良い。なお、光用のGRIN媒体
は、例えば光軸から周辺に向かって連続的に組成を変化
させた光学ガラス等によって構成することができる。
The above is an example in which the wave used for imaging is an ultrasonic wave, but the wave is not limited to the ultrasonic wave, but may be an electromagnetic wave such as light. The GRIN medium for light can be made of, for example, optical glass whose composition is continuously changed from the optical axis toward the periphery.

【0074】〔実施の形態その2〕図4に超音波撮像装
置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の
一例である。
[Embodiment 2] FIG. 4 is a block diagram of an ultrasonic imaging apparatus. This device is an example of an embodiment of the present invention.

【0075】先ず、本装置の構成を説明する。本装置
は、送波部SNDと受波部RCVを有する。送波部SN
Dは本発明における送波手段の実施の形態の一例であ
る。受波部RCVは本発明における受波手段の実施の形
態の一例である。受波部RCVは、図3に示したよう
に、複数の受波器ULTの2次元アレイによって構成さ
れる。
First, the configuration of the present apparatus will be described. This device has a transmitting unit SND and a receiving unit RCV. Transmitter SN
D is an example of an embodiment of the wave transmitting means in the present invention. The receiving unit RCV is an example of an embodiment of the receiving unit in the present invention. The receiving unit RCV is configured by a two-dimensional array of a plurality of receivers ULT, as shown in FIG.

【0076】送波部SNDおよび受波部RCVと被検音
場FLDの間には、液室RMMが設けられる。液室RM
Mの内部は例えば水等によって満たされる。水等は本発
明における超音波伝搬媒体の実施の形態の一例である。
液室RMMの底面BTMは薄い膜になっており、それを
介して被検音場FLDと接している。液室RMMの底面
BTMは、本発明における超音波伝搬媒体とその外側と
の境界部分の実施の形態の一例である。
A liquid chamber RMM is provided between the transmitting section SND and the receiving section RCV and the test sound field FLD. Liquid chamber RM
The inside of M is filled with, for example, water. Water and the like are examples of the embodiment of the ultrasonic wave propagation medium in the present invention.
The bottom surface BTM of the liquid chamber RMM is a thin film, and is in contact with the test sound field FLD through the thin film. The bottom surface BTM of the liquid chamber RMM is an example of an embodiment of the boundary portion between the ultrasonic wave propagation medium and the outside thereof in the present invention.

【0077】液室RMMは、受波部RCVの受波面から
底面BTMまでの距離が受波部RCVの開口直径の1.
4〜2倍程度となるように構成されている。液室RMM
の側壁の内側には吸音材ABSが設けられている。
In the liquid chamber RMM, the distance from the wave receiving surface of the wave receiving part RCV to the bottom surface BTM is equal to the opening diameter of the wave receiving part RCV which is equal to 1.
It is configured to be about 4 to 2 times. Liquid chamber RMM
A sound absorbing material ABS is provided on the inner side of the side wall.

【0078】送波部SNDは駆動部DRVに接続されて
いる。送波部SNDは駆動部DRVによって駆動されて
超音波を発生する。その超音波は液室RMMを通過して
被検音場FLDに照射される。この超音波のエコーが被
検音場FLDから帰投し、液室RMMを通過して受波部
RCVに入射する。受波部RCVに入射したエコーは個
々の受波器ULTによってそれぞれ受波される。
The transmitting unit SND is connected to the driving unit DRV. The transmitting unit SND is driven by the driving unit DRV to generate ultrasonic waves. The ultrasonic waves pass through the liquid chamber RMM and are applied to the sound field to be measured FLD. The ultrasonic echo returns from the test sound field FLD, passes through the liquid chamber RMM, and enters the wave receiving unit RCV. The echoes that have entered the receiving unit RCV are received by the individual receivers ULT.

【0079】受波部RCVにはデータ収集部ACQが接
続されている。データ収集部ACQは図1におけるもの
と同様のものであり、受波部RCVの個々の受波器UL
Tの受波信号の複素振幅をディジタルデータとして収集
するようになっている。
The data receiving unit ACQ is connected to the receiving unit RCV. The data collection unit ACQ is similar to that in FIG. 1 and the individual receivers UL of the receiver RCV
The complex amplitude of the T received signal is collected as digital data.

【0080】データ収集部ACQはデータ処理部PRC
に接続されている。データ処理部PRCは本発明におけ
る画像生成手段の実施の形態の一例である。また、本発
明における補正手段の実施の形態の一例でもある。
The data collection unit ACQ is provided with a data processing unit PRC.
It is connected to the. The data processing unit PRC is an example of an embodiment of an image generating unit according to the present invention. It is also an example of the embodiment of the correction means in the present invention.

【0081】データ処理部PRCは例えばコンピュータ
によって構成される。データ処理部PRCは、データ収
集部ACQが収集したデータを処理して画像を生成する
ようになっている。データ処理については後にあらため
て説明する。データ処理部PRCには表示部DISが接
続されている。データ処理部PRCが生成した画像は表
示部DISによって表示される。
The data processing section PRC is constituted by, for example, a computer. The data processing unit PRC processes the data collected by the data collection unit ACQ to generate an image. The data processing will be described later. The display unit DIS is connected to the data processing unit PRC. The image generated by the data processing unit PRC is displayed by the display unit DIS.

【0082】以上の駆動部DRV、データ収集部AC
Q、データ処理部PRCおよび表示部DISは制御部C
NTに接続されている。制御部CNTは、それらに制御
信号を与えて動作を制御する。制御部CNTには操作部
OPCが接続されている。操作部OPCは操作者によっ
て操作され、操作者が所望する各種の指令や情報が制御
部CNTに与えられる。次に述べる受波部RCVの較正
動作も操作部OPCを通じて制御部CNTに指令され
る。
The above-described drive unit DRV and data collection unit AC
Q, the data processing unit PRC and the display unit DIS
Connected to NT. The control unit CNT gives a control signal to them to control the operation. An operation unit OPC is connected to the control unit CNT. The operation unit OPC is operated by an operator, and various commands and information desired by the operator are given to the control unit CNT. A calibration operation of the receiving unit RCV described below is also instructed to the control unit CNT through the operation unit OPC.

【0083】次に、本装置の動作を説明する。操作者
は、撮像に先立って、本装置に受波部RCVの較正を行
わせる。較正モード(mode)では制御部CNTの制御の下
で次のような動作が行われる。
Next, the operation of the present apparatus will be described. The operator causes the apparatus to calibrate the receiving unit RCV prior to imaging. In the calibration mode (mode), the following operation is performed under the control of the control unit CNT.

【0084】送波部SNDを駆動部DRVで駆動するこ
とにより超音波パルス(pulse) が送波される。この超音
波に対し、液室RMMの底面BTMからのエコーが受波
部RCVに帰投する。底面BTMから受波部RCVの受
波面までの距離が十分にあることにより、受波部RCV
の受波面におけるエコーの強度分布は均一とみなすこと
ができる。
By driving the transmitting section SND with the driving section DRV, an ultrasonic pulse is transmitted. In response to this ultrasonic wave, an echo from the bottom surface BTM of the liquid chamber RMM returns to the wave receiving unit RCV. Since the distance from the bottom surface BTM to the receiving surface of the receiving unit RCV is sufficient, the receiving unit RCV
Can be regarded as uniform.

【0085】このようなエコーの受波信号が、データ収
集部ACQによって収集される。これによって、個々の
受波器ULT毎のエコーデータが収集される。これらの
エコーデータには個々の受波器ULTの特性が反映して
いる。受波面でのエコーの強度分布が均一なので、エコ
ーデータは全て同一になるべきであるが、受波器ULT
に例えば感度のばらつき等があるときは、エコーデータ
間に相違が生じる。
The received signal of such an echo is collected by the data collecting unit ACQ. As a result, echo data for each individual receiver ULT is collected. These echo data reflect the characteristics of the individual receivers ULT. Since the intensity distribution of the echo on the receiving surface is uniform, all the echo data should be the same, but the receiver ULT
For example, when there is a variation in sensitivity or the like, a difference occurs between the echo data.

【0086】データ処理部PRCは、エコーデータ間の
異同を調べ、すべてのエコーデータを同一にする補正値
を個々の受波器ULT毎に求める。これらの補正値をデ
ータ処理部PRC内の図示しないメモリに記憶し較正モ
ードを終了する。
The data processing unit PRC checks the difference between the echo data, and obtains a correction value for making all the echo data identical for each of the receivers ULT. These correction values are stored in a memory (not shown) in the data processing unit PRC, and the calibration mode ends.

【0087】なお、超音波パルスの送波に際し、液室の
底面BTMの一点、例えば底面BTMの中心に焦点を合
わせて送波すると、エコーはその一点から発生し、球面
波となって受波部RCVに帰投する。このため、受波部
RCVの受波面ではエコーが円形の波紋を描いて広が
り、データ収集部ACQが収集したエコーデータにはこ
の波紋が反映される。
When transmitting an ultrasonic pulse by focusing on a point on the bottom surface BTM of the liquid chamber, for example, the center of the bottom surface BTM, the echo is generated from that point and becomes a spherical wave to be received. Return to RCV. For this reason, on the receiving surface of the receiving unit RCV, the echo draws a circular ripple and spreads, and the ripple is reflected on the echo data collected by the data collecting unit ACQ.

【0088】受波部RCVの個々の受波器ULTに、位
相特性もしくは遅延特性のばらつきがあるときは、エコ
ーデータに反映される波紋が正しい円形にならない。そ
のような場合は、データ処理部PRCは個々のエコーデ
ータの位相もしくは遅延の補正値をも求めメモリに記憶
する。
When the individual receivers ULT of the receiver RCV have variations in phase characteristics or delay characteristics, the ripples reflected in the echo data do not have a correct circular shape. In such a case, the data processing unit PRC also obtains the phase or delay correction value of each echo data and stores it in the memory.

【0089】このような較正を済ませた後に撮像が開始
される。撮像時には、送波部SNDから液室RMMを介
して被検音場FLDに超音波が送波され、そのエコーが
被検音場FLDから液室RMMを介して受波部RCVに
帰投する。
After completing such calibration, imaging is started. At the time of imaging, an ultrasonic wave is transmitted from the transmitting unit SND to the sound field FLD via the liquid chamber RMM, and the echo returns from the sound field FLD to the receiving unit RCV via the liquid chamber RMM.

【0090】エコーは受波部RCVの個々の受波器UL
Tによって受波され、それら受波信号がデータ収集部A
CQにより複素振幅のエコーデータとして収集される。
このエコーデータは受波エコーのホログラムを形成す
る。データ処理部PRCは、上記の補正値によってエコ
ーデータを個々に補正する。これによって、個々の受波
器の特性のばらつきの影響を除いたエコーデータ、すな
わち正しいホログラムデータが得られる。
The echoes are received by the individual receivers UL of the receiver RCV.
T, and the received signals are transmitted to the data collection unit A.
Collected as echo data of complex amplitude by CQ.
This echo data forms a hologram of the received echo. The data processing unit PRC individually corrects the echo data with the above-described correction value. As a result, echo data excluding the influence of variations in characteristics of individual receivers, that is, correct hologram data can be obtained.

【0091】データ処理部PRCはこのホログラムデー
タについて2次元フーリエ変換を行い、被検音場FLD
における被写体のオルソグラフィ像を生成する。この画
像が表示部DISに表示される。
The data processing unit PRC performs a two-dimensional Fourier transform on the hologram data to obtain a sound field FLD to be detected.
Generates an orthographic image of the subject at. This image is displayed on the display unit DIS.

【0092】ホログラムデータは個々の受波器ULTの
特性のばらつきによる誤差が補正されているので、それ
に基づいて生成された画像は個々の受波器ULTの特性
のばらつきの影響を受けないものとなる。
Since the hologram data has been corrected for errors due to variations in the characteristics of the individual receivers ULT, images generated based on the hologram data are not affected by the variations in the characteristics of the individual receivers ULT. Become.

【0093】〔実施の形態その3〕受波器ULTの特性
のばらつきの影響は、フォーカルプレーンアレイによっ
て撮像する場合に特に大きな問題となる。上記のような
データ補正は、フォーカルプレーンアレイによる撮像に
も適用することができる。次にそれを説明する。
[Embodiment 3] The influence of variations in the characteristics of the receiver ULT becomes a particularly serious problem when imaging is performed using a focal plane array. The data correction as described above can also be applied to imaging by a focal plane array. Next, it will be described.

【0094】図5に超音波撮像装置のブロック図を示
す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。先ず、
本装置の構成を説明する。本装置は、送波部SNDと受
波部RCVを有する。送波部SNDは本発明における送
波手段の実施の形態の一例である。受波部RCVは本発
明における受波手段の実施の形態の一例である。受波部
RCVは、図3に示したように、複数の受波器ULTの
2次元アレイによって構成される。
FIG. 5 is a block diagram of an ultrasonic imaging apparatus. This device is an example of an embodiment of the present invention. First,
The configuration of the present apparatus will be described. This device has a transmitting unit SND and a receiving unit RCV. The transmitting unit SND is an example of an embodiment of the transmitting unit in the present invention. The receiving unit RCV is an example of an embodiment of the receiving unit in the present invention. The receiving unit RCV is configured by a two-dimensional array of a plurality of receivers ULT, as shown in FIG.

【0095】送波部SNDと受波部RCVと被検音場F
LDの間には、液室RMMが設けられる。液室RMMの
内部は例えば水等によって満たされる。水等は本発明に
おける超音波伝搬媒体の実施の形態の一例である。液室
RMMの底面BTMには音響レンズLNSが設けられ、
それを介して被検音場FLDと接している。音響レンズ
LNSは、本発明における超音波伝搬媒体とその外側と
の境界部分の実施の形態の一例である。
The transmitting part SND, the receiving part RCV and the sound field F to be detected
A liquid chamber RMM is provided between the LDs. The inside of the liquid chamber RMM is filled with, for example, water. Water and the like are examples of the embodiment of the ultrasonic wave propagation medium in the present invention. An acoustic lens LNS is provided on the bottom surface BTM of the liquid chamber RMM,
It is in contact with the sound field to be tested FLD through it. The acoustic lens LNS is an example of an embodiment of a boundary portion between the ultrasonic wave propagation medium and the outside thereof in the present invention.

【0096】液室RMMは、音響レンズLNSから受波
部RCVの受波面までの距離が受波部RCVの開口直径
の1.4〜2倍程度となるように構成されている。液室
RMMの側壁の内側には吸音材ABSが設けられてい
る。
The liquid chamber RMM is configured such that the distance from the acoustic lens LNS to the wave receiving surface of the wave receiving portion RCV is about 1.4 to 2 times the opening diameter of the wave receiving portion RCV. A sound absorbing material ABS is provided inside the side wall of the liquid chamber RMM.

【0097】送波部SNDには駆動部DRVが接続され
ている。送波部SNDは駆動部DRVによって駆動され
て超音波を発生する。その超音波は液室RMMと音響レ
ンズLNSを通過して被検音場FLDに照射される。こ
の超音波のエコーが被検音場FLDから帰投し、音響レ
ンズLNSで集束され、液室RMMを通じて受波部RC
Vに入射する。
The driving section DRV is connected to the transmitting section SND. The transmitting unit SND is driven by the driving unit DRV to generate ultrasonic waves. The ultrasonic wave passes through the liquid chamber RMM and the acoustic lens LNS, and is applied to the sound field to be measured FLD. The ultrasonic echo returns from the test sound field FLD, is focused by the acoustic lens LNS, and is received by the receiving unit RC through the liquid chamber RMM.
V.

【0098】音響レンズLNSの集束効果によって、受
波部RCVの表面には被写体のオルソグラフィ像がエコ
ーの強度分布として形成される。すなわち、受波部RC
Vはフォーカルプレーンアレイとなる。受波部RCVに
入射したエコーは個々の受波器ULTによってそれぞれ
受波される。
Due to the convergence effect of the acoustic lens LNS, an orthographic image of the subject is formed on the surface of the receiving portion RCV as an intensity distribution of the echo. That is, the receiving unit RC
V is a focal plane array. The echoes that have entered the receiving unit RCV are received by the individual receivers ULT.

【0099】受波部RCVにはデータ収集部ACQが接
続されている。データ収集部ACQは図1におけるもの
と同様のものであり、受波部RCVの個々の受波器UL
Tの受波信号をディジタルデータとして収集するように
なっている。ディジタルデータは被写体のオルソグラフ
ィ像の画素値を与える。
[0099] The data collection unit ACQ is connected to the reception unit RCV. The data collection unit ACQ is similar to that in FIG. 1 and the individual receivers UL of the receiver RCV
The received signal of T is collected as digital data. The digital data gives the pixel value of the orthographic image of the subject.

【0100】データ収集部ACQはデータ処理部PRC
に接続されている。データ処理部PRCは本発明におけ
る画像生成手段の実施の形態の一例である。また、本発
明における補正手段の実施の形態の一例でもある。デー
タ処理部PRCは例えばコンピュータによって構成され
る。
The data collection unit ACQ is provided with a data processing unit PRC.
It is connected to the. The data processing unit PRC is an example of an embodiment of an image generating unit according to the present invention. It is also an example of the embodiment of the correction means in the present invention. The data processing unit PRC is configured by, for example, a computer.

【0101】データ処理部PRCは、データ収集部AC
Qが収集したデータを処理して画像を生成するようにな
っている。生成した画像はデータ処理部PRCに接続さ
れた表示部DISによって表示されるようになってい
る。データ処理については後にあらためて説明する。
The data processing unit PRC includes a data collection unit AC
Q processes the collected data to generate an image. The generated image is displayed on the display unit DIS connected to the data processing unit PRC. The data processing will be described later.

【0102】以上の駆動部DRV、データ収集部AC
Q、データ処理部PRCおよび表示部DISは制御部C
NTに接続されている。制御部CNTは、それらに制御
信号を与えて動作を制御する。制御部CNTには操作部
OPCが接続されている。操作部OPCは操作者によっ
て操作され、操作者が所望する各種の指令や情報が制御
部CNTに与えられる。次に述べる受波部RCVの較正
動作も操作部OPCを通じて制御部CNTに指令され
る。
The above-described drive section DRV and data collection section AC
Q, the data processing unit PRC and the display unit DIS
Connected to NT. The control unit CNT gives a control signal to them to control the operation. An operation unit OPC is connected to the control unit CNT. The operation unit OPC is operated by an operator, and various commands and information desired by the operator are given to the control unit CNT. A calibration operation of the receiving unit RCV described below is also instructed to the control unit CNT through the operation unit OPC.

【0103】次に、本装置の動作を説明する。操作者
は、撮像に先立って、本装置に受波部RCVの較正を行
わせる。較正モードでは制御部CNTの制御の下で次の
ような動作が行われる。
Next, the operation of the present apparatus will be described. The operator causes the apparatus to calibrate the receiving unit RCV prior to imaging. In the calibration mode, the following operation is performed under the control of the control unit CNT.

【0104】送波部SNDが駆動部DRVで駆動され超
音波パルスが送波される。この超音波に対し、音響レン
ズLNSの表面からのエコーが受波部RCVに帰投す
る。音響レンズLNSから受波部RCVの受波面までの
距離が十分にあることにより、受波部RCVの受波面に
おけるエコーの強度分布は均一とみなせる。
The transmitting section SND is driven by the driving section DRV to transmit ultrasonic pulses. In response to this ultrasonic wave, an echo from the surface of the acoustic lens LNS returns to the receiving unit RCV. Since the distance from the acoustic lens LNS to the receiving surface of the receiving unit RCV is sufficient, the intensity distribution of the echo on the receiving surface of the receiving unit RCV can be regarded as uniform.

【0105】このようなエコーの受波信号が、データ収
集部ACQによって収集される。これによって、個々の
受波器ULT毎のエコーデータが収集される。これらの
エコーデータには個々の受波器ULTの特性が反映して
いる。受波面でのエコーの強度分布が均一なので、エコ
ーデータは全て同一になるべきであるが、受波器ULT
に例えば感度のばらつき等があるときは、エコーデータ
間に相違が生じる。
The received signal of such an echo is collected by the data collecting unit ACQ. As a result, echo data for each individual receiver ULT is collected. These echo data reflect the characteristics of the individual receivers ULT. Since the intensity distribution of the echo on the receiving surface is uniform, all the echo data should be the same, but the receiver ULT
For example, when there is a variation in sensitivity or the like, a difference occurs between the echo data.

【0106】データ処理部PRCは、エコーデータ間の
異同を調べ、すべてのエコーデータを同一にする補正値
を個々の受波器ULT毎に求める。これらの補正値がデ
ータ処理部PRC内の図示しないメモリに記憶され、較
正モードが終了する。
The data processing unit PRC checks the difference between the echo data, and obtains a correction value for making all the echo data the same for each of the receivers ULT. These correction values are stored in a memory (not shown) in the data processing unit PRC, and the calibration mode ends.

【0107】このような較正を済ませた後に撮像が開始
される。撮像時には、送波部SNDから液室RMMおよ
び音響レンズLNSを介して被検音場FLDに超音波が
送波され、そのエコーが被検音場FLDから帰投する。
そのエコーは音響レンズLNSによって集束され、受波
部RCVにオルソグラフィ像として結像する。
After completing such calibration, imaging is started. At the time of imaging, an ultrasonic wave is transmitted from the transmitting unit SND to the test sound field FLD via the liquid chamber RMM and the acoustic lens LNS, and the echo returns from the test sound field FLD.
The echo is focused by the acoustic lens LNS and forms an orthographic image on the receiving unit RCV.

【0108】このようなオルソグラフィ信号が受波部R
CVの個々の受波器ULTによって受波され、それら受
波信号がデータ収集部ACQによりデータとして収集さ
れる。データ処理部PRCは、上記の補正値によってデ
ータを個々に補正する。これによって、個々の受波器の
特性のばらつきの影響を除いたデータ、すなわちオルソ
グラフィ像の正しい画素値が得られる。
Such an orthographic signal is received by the receiving unit R
The signals are received by the individual receivers ULT of the CV, and the received signals are collected as data by the data collection unit ACQ. The data processing unit PRC individually corrects the data using the above correction values. As a result, data excluding the influence of variations in the characteristics of the individual receivers, that is, correct pixel values of the orthographic image can be obtained.

【0109】データ処理部PRCはこのデータを画素値
として画像を生成する。この画像が表示部DISに表示
される。データ収集部ACQが収集したデータは個々の
受波器ULTの特性のばらつきによる誤差が補正されて
いるので、それに基づいて形成された画像は個々の受波
器ULTの特性のばらつきの影響を受けないものとな
る。 〔実施の形態その4〕図6に、超音波撮像装置のブロッ
ク図を示す。本装置は、本発明の実施の形態の一例であ
る。先ず、本装置の構成を説明する。本装置は送波部S
NDを有する。送波部SNDは本発明における送波手段
の実施の形態の一例である。送波部SNDは駆動部DR
Vに接続されている。送波部SNDは駆動部DRVによ
って駆動されて被検音場FLDに超音波を送波するよう
になっている。
The data processing section PRC generates an image using the data as a pixel value. This image is displayed on the display unit DIS. Since the data collected by the data collection unit ACQ is corrected for errors due to variations in the characteristics of the individual receivers ULT, images formed based on the data are affected by variations in the characteristics of the individual receivers ULT. Will not be. [Embodiment 4] FIG. 6 is a block diagram of an ultrasonic imaging apparatus. This device is an example of an embodiment of the present invention. First, the configuration of the present apparatus will be described. This device is a transmitter S
Has ND. The transmitting unit SND is an example of an embodiment of the transmitting unit in the present invention. The transmitting unit SND is the driving unit DR
Connected to V. The transmitting unit SND is driven by the driving unit DRV to transmit ultrasonic waves to the sound field to be measured FLD.

【0110】本装置は液室RMMを備えている。液室R
MMは例えば水等で満たされている。水等は本発明にお
ける超音波伝搬媒体の実施の形態の一例である。液室の
底面BTMは薄膜になっており、それを介して被検音場
FLDに接している。被検音場から帰投するエコーは、
この底面BTMを通過して液室RMMに進入する。液室
RMMの側壁の内側には吸音材ABSが設けられてい
る。
This device has a liquid chamber RMM. Liquid chamber R
The MM is filled with, for example, water or the like. Water and the like are examples of the embodiment of the ultrasonic wave propagation medium in the present invention. The bottom surface BTM of the liquid chamber is a thin film, and is in contact with the test sound field FLD through the thin film. The echo returning from the test sound field is
It passes through the bottom surface BTM and enters the liquid chamber RMM. A sound absorbing material ABS is provided inside the side wall of the liquid chamber RMM.

【0111】液室RMMの側部には受波部RCVが設け
られている。受波部RCVは本発明における受波手段の
実施の形態の一例である。受波部RCVは、図3に示し
たように、複数の受波器ULTの2次元アレイによって
構成される。受波部RCVは、液室RMMの底面BTM
を通過したエコーの進路から外れた位置に、受波面を実
質的に横方向に向けて配置される。
A wave receiving part RCV is provided on the side of the liquid chamber RMM. The receiving unit RCV is an example of an embodiment of the receiving unit in the present invention. The receiving unit RCV is configured by a two-dimensional array of a plurality of receivers ULT, as shown in FIG. The receiving part RCV is the bottom BTM of the liquid chamber RMM.
At a position deviating from the path of the echo that has passed through the receiving surface, the receiving surface is arranged substantially in the horizontal direction.

【0112】液室RMMの上部には、底面BTMに対面
して音響反射鏡MRRが設けられている。音響反射鏡M
RRは本発明における反射集束手段の実施の形態の一例
である。音響反射鏡MRRはオフセット・パラボラ反射
鏡であり、底面BTMから進入して来るエコーを実質的
に横方向に反射しかつ集束して、受波部RCVに入射さ
せるようになっている。なお、横方向とは、底面BTM
を通過するエコーの進路から見ての横方向を意味する。
An acoustic reflector MRR is provided above the liquid chamber RMM so as to face the bottom surface BTM. Acoustic reflector M
RR is an example of an embodiment of the reflection focusing means in the present invention. The acoustic reflecting mirror MRR is an offset parabolic reflecting mirror, and is configured to substantially reflect and converge the echo coming from the bottom surface BTM in the horizontal direction and to make it incident on the receiving unit RCV. In addition, the lateral direction is the bottom surface BTM.
Means the horizontal direction as viewed from the path of the echo passing through.

【0113】音響反射鏡MRRの集束効果によって、受
波部RCVの表面には被写体のオルソグラフィ像がエコ
ーの強度分布として結像される。すなわち、受波部RC
Vはフォーカルプレーンアレイとなる。受波部RCVに
入射したエコーは、個々の受波器ULTによってそれぞ
れ受波される。
Due to the focusing effect of the acoustic reflector MRR, an orthographic image of the object is formed on the surface of the wave receiving portion RCV as an intensity distribution of the echo. That is, the receiving unit RC
V is a focal plane array. The echoes that have entered the receiving unit RCV are received by the individual receivers ULT.

【0114】受波部RCVにはデータ収集部ACQが接
続されている。データ収集部ACQは図1におけるもの
と同様のものであり、受波部RCVの個々の受波器UL
Tの受波信号をディジタルデータとして収集するように
なっている。ディジタルデータは被写体のオルソグラフ
ィ像の画素値を与える。
A data collection unit ACQ is connected to the reception unit RCV. The data collection unit ACQ is similar to that in FIG. 1 and the individual receivers UL of the receiver RCV
The received signal of T is collected as digital data. The digital data gives the pixel value of the orthographic image of the subject.

【0115】データ収集部ACQはデータ処理部PRC
に接続されている。データ処理部PRCは本発明におけ
る画像生成手段の実施の形態の一例である。データ処理
部PRCは例えばコンピュータによって構成される。デ
ータ処理部PRCは、データ収集部ACQが収集したデ
ータを画素値として画像を生成するようになっている。
生成した画像はデータ処理部PRCに接続された表示部
DISによって表示されるようになっている。
The data collection unit ACQ is provided with a data processing unit PRC.
It is connected to the. The data processing unit PRC is an example of an embodiment of an image generating unit according to the present invention. The data processing unit PRC is configured by, for example, a computer. The data processing unit PRC generates an image using the data collected by the data collection unit ACQ as pixel values.
The generated image is displayed on the display unit DIS connected to the data processing unit PRC.

【0116】以上の駆動部DRV、データ収集部AC
Q、データ処理部PRCおよび表示部DISは制御部C
NTに接続されている。制御部CNTは、それらに制御
信号を与えて動作を制御する。制御部CNTには操作部
OPCが接続されている。操作部OPCは操作者によっ
て操作され、操作者が所望する各種の指令や情報が制御
部CNTに与えられる。
The above-described drive unit DRV and data collection unit AC
Q, the data processing unit PRC and the display unit DIS
Connected to NT. The control unit CNT gives a control signal to them to control the operation. An operation unit OPC is connected to the control unit CNT. The operation unit OPC is operated by an operator, and various commands and information desired by the operator are given to the control unit CNT.

【0117】次に、本装置の動作を説明する。送波部S
NDから被検音場FLDに超音波が送波され、そのエコ
ーが被検音場FLDから帰投する。エコーは液室RMM
の底面BTMから進入し、音響反射鏡MRRによって反
射されかつ集束され、受波部RCVにオルソグラフィ像
として結像する。
Next, the operation of the present apparatus will be described. Transmitter S
Ultrasonic waves are transmitted from the ND to the test sound field FLD, and the echo returns from the test sound field FLD. The echo is the liquid chamber RMM
From the bottom surface BTM, is reflected and focused by the acoustic reflecting mirror MRR, and forms an orthographic image on the receiving unit RCV.

【0118】このようなオルソグラフィ信号が受波部R
CVの個々の受波器ULTによって受波され、それら受
波信号がデータ収集部ACQによりデータとして収集さ
れる。データ処理部PRCはこのデータを画素値として
画像を生成する。この画像が表示部DISに表示され
る。
When such an orthographic signal is received by the receiving unit R
The signals are received by the individual receivers ULT of the CV, and the received signals are collected as data by the data collection unit ACQ. The data processing unit PRC generates an image using the data as a pixel value. This image is displayed on the display unit DIS.

【0119】本装置においては、受波部RCVを液室R
MMの底面BTMを通過するエコーの進路から外れた位
置に配置し、その受波面に、被検音場FLDから帰投す
るエコーを、オフセット・パラボラ型の音響反射鏡MR
Rによって進路を曲げかつ集束して照射するようにした
ので、被検音場FLDから帰投したエコーは受波部RC
Vに妨げられることなく全て受波部RCVに入射する。
このため、凹面反射鏡を用いてオルソグラフィを行うも
のでありながらエコーの利用効率が高い超音波撮像装置
となる。
In this apparatus, the wave receiving part RCV is connected to the liquid chamber R
The echo returning from the test sound field FLD is placed on the receiving surface of the echo reflector MR offset from the path of the echo passing through the bottom surface BTM of the MM.
Since the path is bent and focused by R to irradiate, the echo returned from the test sound field FLD is received by the receiving unit RC.
All are incident on the wave receiving unit RCV without being hindered by V.
For this reason, an ultrasonic imaging apparatus which performs orthography using a concave reflecting mirror and has a high use efficiency of echo is provided.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1の
発明によれば、2次元開口に入射する波動信号のFRF
Tを光学的に実行し、その結果についてのFRFTをデ
ータ処理によって実行して次数1のFRFTを完成させ
るようにしたので、光学的なFRFTの分だけデータ処
理によるFRFTの負担が軽減される。また、光学的F
RFTの結果について、データ処理によるFRFTによ
って画像を生成するので、光学的FRFTの結果を受波
する2次元アレイを成す個々の受波器の特性の不揃い等
の影響が画像に直接出ることはない。すなわち、オルソ
グラフィ撮像を行うのに、データ処理部の負担が少なく
かつ2次元アレイを成す個々の受波器の特性の不揃い等
の影響が画像に出にくい、波動による撮像方法を実現す
ることができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the FRF of the wave signal incident on the two-dimensional aperture
Since T is executed optically and the resulting FRFT is executed by data processing to complete the first-order FRFT, the burden on the FRFT due to data processing is reduced by the amount of optical FRFT. Also, the optical F
Since the image of the result of the RFT is generated by the FRFT based on the data processing, the image is not directly affected by irregularities in characteristics of individual receivers forming a two-dimensional array for receiving the result of the optical FRFT. . In other words, it is possible to realize an imaging method using a wave, in which the burden on the data processing unit is small and the influence of irregularities in characteristics of the individual receivers forming a two-dimensional array is unlikely to appear in an image when performing orthographic imaging. it can.

【0121】また、請求項2の発明によれば、波動伝搬
手段により2次元開口に入射する波動信号のFRFTを
光学的に実行し、受波手段により光学的FRFTの結果
を受波し、その受波信号を画像生成手段でFRFTして
画像を生成するようにしたので、光学的なFRFTの分
だけ画像生成手段によるFRFTの負担が軽減される。
また、画像生成手段によるFRFTによって画像が形成
されるので、2次元アレイを成す個々の受波器の特性の
不揃い等の影響を直接受けることがない。すなわち、オ
ルソグラフィ撮像を行うのに、データ処理の負担が少な
くかつ2次元アレイを成す個々の受波器の特性の不揃い
等の影響が画像に出にくい、波動による撮像装置を実現
することができる。
According to the second aspect of the present invention, the wave propagation means optically performs the FRFT of the wave signal incident on the two-dimensional aperture, and the wave receiving means receives the result of the optical FRFT. Since the received signal is subjected to the FRFT by the image generating means to generate an image, the load on the FRFT by the image generating means is reduced by the amount of the optical FRFT.
Further, since the image is formed by the FRFT by the image generating means, there is no direct influence of irregularities in the characteristics of the individual receivers forming the two-dimensional array. In other words, it is possible to realize an imaging apparatus based on wave motion, in which the burden of data processing is small and the effects of irregularities in characteristics of individual receivers forming a two-dimensional array are unlikely to appear in an image when performing orthographic imaging. .

【0122】また、請求項3の発明によれば、補正手段
により受波手段の個々の受波器の特性を補正するように
したので、2次元アレイの個々の受波器の特性の不揃い
等に影響されない受波信号を得ることができる。すなわ
ち、オルソグラフィ撮像を行うのに、2次元アレイを成
す個々の受波器の特性の不揃い等の影響を受けない超音
波撮像装置を実現することができる。
According to the third aspect of the present invention, the characteristics of the individual receivers of the receiving means are corrected by the correcting means, so that the characteristics of the individual receivers of the two-dimensional array are not uniform. A received signal which is not affected by the above can be obtained. That is, it is possible to realize an ultrasonic imaging apparatus which is not affected by irregularities in characteristics of individual receivers forming a two-dimensional array when performing orthographic imaging.

【0123】また、請求項4の発明によれば、反射集束
手段により超音波伝搬媒体内でのエコーの進路を実質的
に横方向に折り曲げると共に集束させて受波手段に入射
させるようにしたので、受波手段を反射集束手段の視野
を遮らない位置に配置することにより、到来したエコー
を全て受波手段に入射させることができる。すなわち、
反射集束手段を用いてフォーカルプレーンアレイによる
オルソグラフィ撮像を行うのに、エコーの利用効率の良
い超音波撮像装置を実現することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the path of the echo in the ultrasonic wave propagation medium is substantially horizontally bent and focused by the reflection focusing means so as to be incident on the wave receiving means. By arranging the receiving means at a position where the field of view of the reflecting and focusing means is not obstructed, all of the arriving echoes can be made incident on the receiving means. That is,
In order to perform orthographic imaging using a focal plane array using the reflection focusing means, it is possible to realize an ultrasonic imaging apparatus with good use efficiency of echo.

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

【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of a device according to an example of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の一例の装置における超音
波伝搬媒体の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an ultrasonic wave propagation medium in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の一例の装置における受波
部の模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a wave receiving unit in the device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図7】従来例のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional example.

【図8】従来例のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a conventional example.

【図9】従来例のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of a conventional example.

【図10】GRIN媒体の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a GRIN medium.

【図11】GRIN媒体の特性を示す線図である。FIG. 11 is a diagram showing characteristics of a GRIN medium.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

FLD 被検音場 SND 送波部 DRV 駆動部 MDA 超音波伝搬媒体 AX 光軸 IN 入力面 OUT 出力面 RCV 受波部 ULT 受波器 ACQ データ収集部 PRC データ処理部 DIS 表示部 CNT 制御部 OPC 操作部 RMM 液室 BTM 底面 ABS 吸音材 LNS 音響レンズ MRR 音響反射鏡 A 2次元アレイ R 受波器 M メモリ I 画像生成部 D 表示部 V レンズ C 凹面反射鏡 FLD Sound field to be measured SND Transmitting unit DRV driving unit MDA Ultrasonic propagation medium AX Optical axis IN Input surface OUT Output surface RCV Receiving unit ULT Receiving unit ACQ Data collecting unit PRC Data processing unit DIS Display unit CNT Control unit OPC operation Part RMM liquid chamber BTM bottom ABS sound absorbing material LNS acoustic lens MRR acoustic reflector A two-dimensional array R receiver M memory I image generator D display V lens C concave reflector

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像対象から2次元開口に入射する波動
信号のフーリエ変換によって画像を生成する撮像方法で
あって、 前記フーリエ変換を、光学的なフラクショナル・フーリ
エ変換とデータ処理によるフラクショナル・フーリエ変
換との組み合わせによって行う、 ことを特徴とする波動による撮像方法。
1. An imaging method for generating an image by a Fourier transform of a wave signal incident on a two-dimensional aperture from an imaging target, wherein the Fourier transform is performed by an optical fractional Fourier transform and a data processing. An imaging method using a wave, which is performed by a combination of
【請求項2】 撮像対象から2次元開口に入射する波動
信号のフーリエ変換によって画像を生成する撮像装置で
あって、 撮像対象からの波動の入力面を一端に持ち波動の出力面
を他端に持つ分布性屈折率を有する波動伝搬手段と、 複数の受波器の2次元アレイを有し前記波動伝搬手段か
ら出力される波動を受波する受波手段と、 前記受波手段の受波信号のフラクショナル・フーリエ変
換によって画像を生成する画像生成手段とを具備する、 ことを特徴とする波動による撮像装置。
2. An imaging apparatus for generating an image by Fourier transform of a wave signal incident on a two-dimensional aperture from an imaging object, wherein the input surface of the wave from the imaging object has one end and the output surface of the wave has the other end. A wave propagating unit having a distributed refractive index, a wave receiving unit having a two-dimensional array of a plurality of receivers, receiving a wave output from the wave propagating unit, and a received signal of the wave receiving unit And an image generating means for generating an image by a fractional Fourier transform.
【請求項3】 被検音場に超音波を送波する送波手段
と、 複数の受波器の2次元アレイを有し被検音場からのエコ
ーを受波する受波手段と、 前記送波手段および前記受波手段と被検音場との間に介
在する超音波伝搬媒体と、 前記受波手段の受波信号に基づいて画像を生成する画像
生成手段とを備えた超音波撮像装置であって、 前記超音波伝搬媒体とその外側との境界部分からのエコ
ーを前記受波手段の複数の受波器で個々に受波した信号
に基づいて前記受波手段の個々の受波器の特性を補正す
る補正手段とを具備する、 ことを特徴とする超音波撮像装置。
3. A wave transmitting means for transmitting an ultrasonic wave to a sound field to be measured, a wave receiving means having a two-dimensional array of a plurality of receivers and receiving an echo from the sound field to be measured, Ultrasound imaging comprising: a wave transmitting unit, an ultrasonic wave propagation medium interposed between the wave receiving unit and the test sound field, and an image generating unit for generating an image based on a received signal of the wave receiving unit An apparatus, wherein each of the plurality of receivers of the ultrasonic wave propagation medium individually receives echoes from a boundary portion between the ultrasonic wave propagation medium and the outside thereof based on signals received by the plurality of receivers of the wave receiving means. An ultrasonic imaging apparatus, comprising: a correction unit configured to correct characteristics of the detector.
【請求項4】 被検音場に超音波を送波する送波手段
と、 複数の受波器の2次元アレイを有し被検音場からのエコ
ーを受波する受波手段と、 前記受波手段と被検音場との間に介在する超音波伝搬媒
体と、 前記受波手段の受波信号に基づいて画像を生成する画像
生成手段とを備えた超音波撮像装置であって、 前記超音波伝搬媒体内での被検音場からのエコーの進路
を実質的に横方向に折り曲げると共に集束させて前記受
波手段に入射させる反射集束手段とを具備する、 ことを特徴とする超音波撮像装置。
4. A transmitting means for transmitting ultrasonic waves to a sound field to be measured, a receiving means having a two-dimensional array of a plurality of receivers and receiving echoes from the sound field to be tested, An ultrasonic imaging apparatus comprising: an ultrasonic wave propagation medium interposed between a wave receiving unit and a test sound field; and an image generating unit that generates an image based on a received signal of the wave receiving unit. A reflection focusing means for substantially bending the path of the echo from the test sound field in the ultrasonic wave propagation medium in the horizontal direction and converging the light to be incident on the wave receiving means. Sound wave imaging device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008047873A (en) * 2006-06-21 2008-02-28 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and method
CN112946082A (en) * 2021-01-22 2021-06-11 天津大学 Method for acquiring time-frequency information and frequency dispersion curve based on laser surface acoustic wave

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