JPH10507101A

JPH10507101A - 超音波ビーム生成器結像システムにおけるリアルタイムで同時の適応式焦点調節の方法と装置

Info

Publication number: JPH10507101A
Application number: JP8506794A
Authority: JP
Inventors: ライト，ジェイ．，ネルソン; マズラク，サムエル，エイッチ．; ランドン，ドナルド，アール．; ホーリー，グレゴリー，エル．; コール，クリストファー，アール．
Original assignee: アキュソンコーポレイション
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1998-07-14
Also published as: DE19581719T1; US5570691A; AU3276295A; WO1996003922A1

Abstract

(57)【要約】超音波結像のために動的にリアルタイムで適応式に焦点調節する（６００）方法と装置が提案されている。結像対象の収差領域に対応する収差遅延補正値が、Ｂ−モード結像走査線で同時に測定されて（６０１）走査線レートで更新される。測定された収差遅延補正値（Ｅｋ、Ｌ、Ｒｋ）は、結像モード、走査形状、又は結像周波数に拘わらず、焦点を補正するために同時に適用される（５６０）。

Description

【発明の詳細な説明】超音波ビーム生成器結像システムにおけるリアルタイムで同時の適応式焦点調節の方法と装置Ｉ．発明の分野本発明は、超音波結像、特に、収差領域に起因して歪められた超音波ビームに収差補正値を提供する、適応式焦点調節超音波結像システムに関する。 II．発明の背景Ａ．従来技術の説明超音波結像システムは、時間遅延又は位相回転手段あるいはその両方の手段を用いて、合焦超音波ビームを生成する。送信時に、時間遅延又は位相回転手段は、超音波パルスを異なる変換器素子から希望焦点へ、時間的な整列と位相の干渉性を伴って送る。同様に、受信時に、時間遅延又は位相回転手段あるいはその両方の手段を用いて、希望焦点から異なる変換器素子に到着する反射超音波パルスに対して、時間的整列と位相の干渉性をもたらす。超音波ビームの焦点調節に用いる時間遅延と位相は、超音波パルスが伝搬する媒体の一定の伝搬速度（人間の柔らかい組織では普通１５４０ｍ／ｓ）を想定して指定される。しかし、人間の柔らかい組織は同質でなく、それは、局部的な伝搬速度が変動する、脂肪や筋肉や血液の如き音響的に異なる組織の領域から構成されている。組織内における、通路に依存する音の速度は、公称値からの遅延の変動を導入することによって、組織を伝搬する送信及び反射波面を歪ませる。これらの遅延変動は、焦点調節の質を下げるので、画像における空間解像度とコントラスト解像度を下げる。従来の技術は、収差領域に起因する非合焦作用に対して、送信ビーム生成又は受信ビーム生成あるいはその両方において、公称的な焦点調節の遅延と位相値を補正するために用いられる、結像と同時的でない特殊な適応モードを利用する収差補正を決定するシステムを開示している。米国特許第４，４７１，７８５号と、４，８１７，６１４号と、４，８５２，５７７号は、焦点調節補正を単一の深度で決定し、適応モード中に得た収差補正値を結像モード中の全ての焦点に適用する方法を示している。しかし、焦点が受信ビーム生成中に深度において動的に変動すると、最適な収差補正も変動するので、単一の深度（又は２、３の深度）で決定した補正が、全ての深度で焦点を最適に補正するわけではない。一方で、米国特許第４，８３５，６８９号と、第４，９３７，７７５号と、第４，９８９，１４３号と、第５，１７２，３４３号に示唆されているように、直接測定を介して数多くの深度で収差補正を決定することは、（１）処理パワーと、（２）計算時間（これがフレームレートを遅くする）と、（３）メモリと、（４）非結像走査線の数（これが更にフレームレートを遅くする）に関して、好ましくない増加を要求する。従来技術のいずれも、あるレンジ、走査モード、幾何学的形状、送信周波数から得た収差補正値を取得して、それらを、別のレンジ、別の走査モード、別の走査幾何学的形状、及び／又は、別の送信／受信周波数に適用することはできない。例えば、結像システムが、操舵されるリニア走査形状を用いるカラードップラーフロー走査線（Ｆ−モード）とベクタ（登録商標）走査形状を用いるグレースケール画像走査線（Ｂ−モード）を共に捕捉できるならば、関連技術のシステムは、個々のモード、幾何学的形状、及び、周波数毎に別の収差補正値を必要とし、１つのモード、幾何学的形状、及び、周波数から得た収差補正値を、他のモード、幾何学的形状、及び、周波数に適用することができない。そこで、フレームレートを減少させずに、また、通常の結像モードとは別に特殊な又は異なる捕捉モードを必要とせずに、あらゆる走査モード、走査形状又は周波数について全ての焦点に対して適用できる収差補正値を決定する方法と装置を提供することが望まれる。 III．発明の要約従って、画像フレーム・レートを制限する特殊な“適応モード”、“測定モード”、又は“プローブ・ビーム”を要求せずに、（１）あらゆる単一モード又は混合モード、（２）あらゆる走査の幾何学形状フォーマット、（３）複数の送信／受信ビームの実施例、（４）合成開口の実施例、（５）滑動性開口の実施例、（６）走査線合成の実施例、及び／又は、（７）走査線フォーマットごとの周波数調整における送信及び受信ビーム生成について、リアルタイムで走査線レートごとの結像と同時に収差補正値を決定する方法と装置が提供される。これは、本発明では、局部的収差値推定器と中央適応式焦点調節プロセッサから実現される。収差値推定器は、結像される対象内の収差領域を通じる焦点調節に必要な収差補正値を測定する。収差補正値は、結像される対象内の１のレンジ又は複数のレンジに対して、走査線ごとに又は走査線のサブセットごとに推定される。収差値推定器は、超音波システムがＢ−モード（グレースケール結像）で結像している間に、１以上のレンジで収差補正値を測定する。適応式焦点調節プロセッサは、収差補正値を収差値推定器から読み取って、既に測定済みの収差補正値を増加し、又は、置き換える。収差補正値は、処理され、遅延テーブルに書き込まれる。それから、遅延テーブルからの収差補正値は、収差補正値が決定された深度、走査幾何形状及び結像モード以外の深度、走査形状、結像モードに対して焦点調節を補正する手段を用いて処理される。Ａ．適応式方法と装置は結像モードと同時に作動する本発明の１つの観点によれば、この方法と装置は超音波システムの結像フレーム時間中に収差補正値を測定し、超音波システムは、超音波システムのフレーム時間中に、測定した収差補正値を用いて超音波ビームを送り、超音波ビームを受信する。収差補正値の測定は、超音波ビームの送信又は受信を妨げない。従って、本発明の長所は、別の“プローブ”、“適応モード”及び／又は“測定モード”が不要になることにある。本発明は、別の適応モードをサポートするために追加の超音波システム走査線を必要としないので、リアルタイムで作動する。結像中における適応方法と装置の同時動作は“適応モード”が結像フレームレートに関して有していた減少作用を解消する。そのうえ、超音波システムは、（１）別の“適応モード”を開始する際の中断、又は、（２）収束を要求する別の“適応モード”から戻りが生じる時間に関する不確定さを補償する必要がない。Ｂ．収差補正値は、複数の走査フォーマットを用いる時でも、混合モードで測定され適用される本発明の別の観点によれば、収差補正値によって補償された超音波ビームの送信と受信は、Ｂ−モード（グレースケール結像）とＦ−モード（フロー又はカラードップラー結像）の組み合わせのように、種々のタイプの混合モードで行われる。本発明の別の長所は、好適にはＢ−モード走査（グレースケール結像）中にだけ決定される収差補正値が、Ｆ−モード（フロー又はカラードップラー結像）走査線のような、Ｂ−モードでない（非グレースケール結像）走査線にも適用できることにある。本発明の別の観点によれば、適応式装置及び方法は、限定的でないがセクタ、ベクタ（登録商標）、リニア、湾曲リニア、操舵リニア、操舵湾曲リニア、及び、湾曲ベクタを含む種々の走査形状で作動する。Ｃ．複合的かつ連続的な送信焦点調節測定能力本発明の別の長所は、適応式方法及び装置が、走査線ごとに単一の測定をしていた従来技術とは対照的に、複数の同時送信励起（複合的焦点調節）又は同じ走査線に沿う複数の連続的送信励起（連続的焦点調節）から取得した走査線ごとに、複数の収差補正値を測定できることにある。Ｄ．複数の送信及び受信ビーム、合成開口、滑動性開口、走査線の合成本発明の更に別の長所は、適応式方法及び装置が、複数の送信ビーム、複数の受信ビーム、合成開口ビーム、及び／又は、滑動性開口、と互換性を備えていることにある（滑動性開口は、１９８７年１０月１３日にＡｃｕｓｏｎに発行された、動的焦点調節線形位相アレイ音響結像システムという名称で、発明者がＳ．Ｈ．ＭａｓｌａｋとＨ．Ｇ．Ｌａｒｓｅｎである、米国特許第４，６９９，００９号に記載されている）。Ｅ．収差補正値は走査線ごとに調整自在の周波数をサポートする本発明の別の観点では、適応式方法及び装置は、格子ローブを軽減するために、調整自在の周波数走査をサポートする。本発明の別の観点によれば、適応式方法及び装置は、干渉性の走査線間のにおける位相整列を、これらの走査線が実際の受信ビームから得たものであるか、合成された走査線であるかにかかわらず、維持する。このような干渉性の維持は、調整自在の周波数走査中に存在するように走査線間に周波数差がある時に、走査線の合成のために必要になる。Ｆ．収差補正値を全走査領域に適用する手段と独立の適応式方法及び装置本発明の別の長所は、適応式方法及び装置が、結像対象の１つの領域から得た収差補正値を他の領域に適用するあらゆる手段と独立であることにある。好適な実施例では、時折、適応式方法及び装置は、幾何学的収差変換（ＧＡＴ）の新規な態様との関連において作動する。例としてのみ挙げれば、共通する焦点深度の走査中に捕捉されたもののように、単一領域内での測定から得た収差補正値が、最近接ルールを用いて像内の他の領域で使用でき、最近接ルールは、最も近い測定点の収差補正値を、補正が行われている像点に割り当てる。別の例では、走査中に複数の焦点深度から捕捉されるもののような複数の収差補正測定領域を、補間手段と結合させ、像内の他の領域において収差補正値を更に正確に推定することができる。Ｇ．プログラム可能な収差値推定器の測定本発明の更に別の観点によれば、収差値推定器は、変換器素子から受信した超音波信号の種々のグループ化と和を選択的に処理することによって、収差補正値の推定値を計算する。超音波システム内の超音波アレイの変換器素子は、複数のサブアレイにグループ化される。好適には、サブアレイは４つの変換器素子を含むが、それは単一の要素のように小さくすることができる。収差値推定器は、送信走査線ごとに且つ選択されたレンジごとに、（１）第１のサブアレイと第２のサブアレイからのベースバンド合焦受信超音波信号の相互相関関係を設定するか、（２）第１のサブアレイからのベースバンド合焦受信超音波信号と、複数のサブアレイ（複数とは、全てのサブアレイでもよい）からのベースバンド合焦超音波信号の和との間の相互相関関係を設定するか、又は（３）ベースバンド合焦受信超音波信号（第１のサブアレイから）又はベースバンド合焦超音波信号の和（複数のサブアレイから）と、収差値推定器メモリに記憶済みの値との相互相関関係を設定することによって、収差補正値を選択的に得る。収差値推定器メモリに記憶済みの値は、１のサブアレイから以前受信した超音波信号か、又は、複数のサブアレイから以前受信した超音波信号の和のいずれかになる。本発明の別の観点によれば、適応式焦点調節プロセッサは、収差値推定器の収差補正値を測定する方法をプログラム設定できる。Ｈ．送信と受信の両方のビーム生成に適用される収差補正値本発明の別の観点によれば、適応式方法及び装置は、測定した収差補正値を、送信ビーム生成、受信ビーム生成、又は、送信と受信の両方のビーム生成に選択的に適用できる。Ｉ．走査線ごとの局部的測定処理本発明の別の観点によれば、各々の収差値推定器は少数のサブアレイと動作し、それにより、その測定がそれらのサブアレイに局部的に限定された処理装置を用いて実施できる。更に、この処理は、追加のウインドウ化と平均化を可能にし、それらは、中央適応式焦点調節プロセッサへの測定報告レートを、原サブアレイデータのレートに比べて大幅に減少（間引き）できる。本発明の別の観点によれば、収差値推定器を、個々のサブアレイのベースバンド合焦受信超音波信号を選択するサブレンジ平均化ウインドウを備えるようにプログラム設定し、相関関係を設定する前にサブアレイ信号を合計して、相関関係処理レートが減少し、その結果として中央適応式焦点調節プロセッサへのの報告レートが減少することになる。本発明の更に別の観点によれば、各々の収差値推定器は、合計される複数の瞬時的相関関係を選択するして、レンジウインドウの中央に関連する収差補正値を得るレンジ平均化ウインドウを備えてプログラム設定することができ、結果として中央適応式焦点調節プロセッサへの報告レートが更に減少することになる。本発明の更に別の観点によれば、収差値推定器は、方位ウインドウ内の全ての超音波走査線に渡る、以前の工程の同一のレンジウインドウに関連する収差補正値を方位的にフィルタリング又は平均化するようにプログラム設定できる。方位ウインドウ内の複数の超音波走査線に関連する収差補正値は、個々の超音波走査線について、選択されたフィルタ重み付け係数と乗算される。その後、その積は、方位ウインドウの中央に関連する収差補正値を得るために合計される。重み付け係数は、適応式焦点設定プロセッサによってプログラム設定される。このプログラム設定は、フィルタ・サイズを徐々に減少し、走査フレームエッジ付近又はその位置の走査線についてのフィルタ係数を調整を可能にし、エッジ効果を除去する。本発明の別の観点によれば、第１の収差値推定器と第２の収差値推定器は、適応式焦点調節プロセッサに結合している。適応式焦点調節プロセッサは、測定した収差補正値を個々の収差値推定器から読み取る。Ｊ．開口部ごとの中央適応式処理本発明の更なる観点によれば、受信開口部の全体をカバーする、局部的に処理されたサブアレイごとの収差補正値は、中央適応式焦点調節プロセッサに報告されて、サブアレイごとの収差遅延補正に変換される。本発明の更に別の観点によれば、サブアレイ収差遅延補正値を多項式に適合させることにより、サブアレイ収差補正値の適応式焦点調節プロセッサ変換を、開口部に渡り滑らかなサブアレイごとの収差遅延補正の（輪郭）を生成するように高める。本発明の更なる別の観点によれば、適応式焦点調節プロセッサは、低信頼性の収差補正値を拒絶して、開口部に渡り、認可された収差補正値からオフセットと傾斜傾向を除去する。本発明の別の観点によれば、適応式焦点調節プロセッサは、ルックアップルールを適用して、収差補正値を、測定領域から、走査幾何形状によって規定された他の領域内の他の点に位置付ける。本発明の他の観点と長所は、次に示す図面と詳細な説明と請求の範囲から理解できる。 IV．図面の簡単な説明図１ａと１ｂは、走査線に沿って人体の組織に出入する超音波ビームの送信と受信の概念を示す。図２ａ〜ｃは、デジタル送信ビーム生成器、デジタル受信ビーム生成器、ドップラー受信ビーム生成器、ビーム生成器中央コントロール、及び、適応式焦点制御システムを搭載する、本発明に係る超音波結像システムを示す。図３は、収差領域を通り対象物の焦点に向けて進む、歪み及び無歪み走査線を示す。図４は、本発明に係る局部的測定処理と中央適応式焦点調節処理により構成される、リアルタイム、同時適応式焦点調節方法のブロック図を示す。図５は、本発明に係る、サブレンジとレンジと方位平均化ウインドウを具備する変換器素子のサブアレイグループ化を示す。図６は、本発明に係る、適応式焦点制御システムＧ−１００とデジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００とビーム生成器中央制御システムＣ−１０４とデジタル送信ビーム生成器システムＴ−１０２との間のインタフェースを示す。図７は、図２ｂ〜ｃ及び図６に示す、サブアレイ加算器Ｒ−１２６と収差値推定器Ｇ−５０２と適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５との詳細なインターフェースを示す。図８は、本発明に係る、資源共用機能を有する図７に示す収差値推定器を示す。図９は、図８に示す本発明に係る抽出器と基準信号生成器とサブアレイ累積器５７５とスケジューラ５７６を示す。Ｖ．好適な実施例の詳細な説明本発明は医療用超音波結像システムの構成要素を示す。図１ａ〜ｂと図３は、人体の組織に出入する超音波ビームの送信と受信の概念を、走査線と共に描いている。図２ａ〜ｃは、本発明に係るリアルタイム同時適応式焦点制御システムＧ−１００を備える超音波結像システムを示す。図４と５は、本発明に係る同時適応式焦点調節方法を示す。最後に、図６〜９は、本発明に係るリアルタイム同時適応式焦点調節インタフェース及び装置を示す。Ａ．定義１．走査線走査線は、結像媒体を通過し、像のサンプルがその上に位置すると想定される直線をいう。送信走査線は、関連する送信ビームがその上に位置すると想定される線をいう。受信走査線は、関連する受信ビームがその上に位置すると想定される線をいう。走査線は、変換器アレイに沿うその原点と、アレイ面に垂直な線に対する方位角度と、その垂直な線を基準にした高さとによって、空間的に位置が決まる。平面結像の場合、高さは一定と仮定され、本明細書の後の説明においては方位角度のみが必要となる。２．サブアレイサブアレイは、単一の変換器素子の特殊なケースを含む、変換器素子のあらゆるグループ化である。本発明の好適な実施例では、サブアレイは典型的に、４つの空間的に隣接する素子を備えている。３．測定された収差補正値測定された収差補正値は、所定の変換器素子についての測定深度（レンジ）における測定走査線から取得され、理想的な送信焦点調節と理想的な受信焦点調節又はその両方を実現する理想的なパラメータからの、画像の収差領域に起因する変位を示す測定単位である。好適な実施例では、その値は遅延変動量（位相差として測定でき、後に遅延量に変換される）であり、遅延と振幅の両方の変動量の如き他の値も使用できる。測定補正値と測定値は、測定された収差補正値に対して交換可能に使用できる。４．補正のプロファイル補正のプロファイルは、変換器素子位置の関数としての収差補正値の連続である。５．ロケーションロケーションは、走査線番号と、走査線の原点からの走査線に沿う深度（レンジ）から単一に決まる像内の点の位置である。６．カレントロケーション、カレント走査線、カレントレンジカレントは、超音波システムにプログラム設定された走査の間、進行中のビーム生成動作を意味するものとする。従って、カレント走査線は、発射されようとしている送信ビーム、又は、捕捉されようとしている受信ビームのいずれかに関連する。カレントレンジは、処理が行われようとしている深度をいう。カレントロケーション又はカレントポイントは、カレント走査線とカレントレンジから与えられるロケーションをいう。７．走査線番号走査線番号は、走査線の３つの空間的ロケーションの属性（線の原点と方位角度と仰角）に単一に対応する、１つの指標である。８．幾何学的収差変換（ＧＡＴ）指標値ＧＡＴ指標値は、ＧＡＴ指標関数により出力される走査線番号である。９．補正ロケーション補正ロケーション又は補正ポイントは、収差補正値が走査中に必要になる複数のポイントの内の１つであり、補正走査線と補正深度から単一に決まる。次に示す装置では、補正ロケーション、補正走査線、補正深度（レンジ）は、各々、カレント焦点、カレント走査線、カレント深度とも呼ばれる。１０．フレーム時間フレーム時間は、送信ビームの連続により、規定された像の視野を走査するために必要な時間間隔である。走査シーケンスが周期的に繰り返される時、フレーム時間の逆数は、フレームレートである。Ｂ−モードの結像送信ビームが、Ｍ− モード、Ｄ−モード又はカラードップラーモードのなどの他の通常の超音波システム捕捉をサポートする他の送信ビームとインターリーブされる混合モードにおいて、フレーム時間は、これらの混合モードをサポートするための追加の送信ビーム事象を含む。Ｂ．好適なビーム生成器システム構造の概要１．超音波信号の説明本発明では、超音波結像は、結像されるべき人体の組織又は他の物体に、送信走査線と呼ばれる空間的な直線に沿うように中心が配置された合焦超音波ビームの走査シーケンスを発射（送信）することによって行われる（図１ａ）。送信走査線は、送信ビーム生成器と超音波変換器アレイによって生成される。送信走査線は、予め定められた発射又は走査パターンによって、組織の平坦でリニア、平坦でセクタの、又は、他の表示を生成するように離間している。組織のある定められた深度に焦点が合うと、組織を通じて公称Ｃ＝１５４０ｍ／秒の想定一定伝搬速度で伝搬する超音波送信連続波（ＣＷ）又はパルス波（ＰＷ）信号は、組織と相互作用し、信号の小さい部分を、超音波信号を発信した超音波変換器アレイへ戻す。往復遅延時間は、超音波変換器アレイの最も近くに位置する目標に対して最短であり、変換器アレイから最も離れている目標に対して最長になる。適正な時間遅延を適用すると、受信ビーム生成器（図１ｂ）は、例えば、対象の最浅のレンジ（深度）から始まり、対象の最深のレンジに向かう、受信走査線と呼ばれる空間的な直線に沿う受信ビームを動的に焦点調節できる。図１ａと１ｂは、それぞれ、送信と受信の走査線（実線）と個々の素子からの直線信号伝搬通路（破線）を示す。図１ａでは、送信ビーム生成器は、この特定の実施例の場合、リニア位相アレイとして構成された複数の個々の変換器素子Ｔ −５４を含む変換器アレイＴ−５２と共に、Ｔ−５０によって全体的に表されている。従来技術において周知のように、多種多様な変換器アレイ構成が、超音波送受信ビーム生成器システムで使用できる。図１ａから分かるように、送信ビーム生成器Ｔ− ５０は、適切に時間的に遅延された電気信号を個々の変換器素子Ｔ−５４に送る。これらの変換器素子Ｔ−５４は、電気信号を、人体の組織Ｔ−５６内を伝搬する音波に順に変換する。個々の変換器素子Ｔ−５４に送られる励起信号に異なる時間遅延を加えることによって、それぞれ焦点レンジｒ₁とｒ₂を有する送信走査線Ｔ−６０とＴ−６２が設定できる。これらの送信走査線の各々が、結像されるべき人体に向けて操舵され焦点調節される、異なる送信ビームの中心線を表していることが理解できる。送信ビーム生成器Ｔ−５０は、異なる走査線に沿う、又は、同じ走査線に沿う異なる焦点深度の同時のマルチビームを生成できる（合成焦点）。更に、複数の送信ビームは、各々が、結像フォーマット全体を走査でき、又は、複数のビーム各々が結像フォーマットの指定部分だけを走査するように送信できる。図１ｂは、デジタル受信ビーム生成器Ｒ−５８を示し、これもまた変換器アレイＴ−５２に接続している。また、図１ｂには、動的に焦点調節された第１受信ビームと動的に焦点調節された第２受信ビームに夫々対応する受信走査線Ｒ−６４とＲ−６６が図示してある。ビームは、レンジにおいて、夫々の走査線に沿う複数の焦点深度（ｒ₁、ｒ₂、ｒ₃）でサンプルされる。本発明のデジタル受信信号通路では、変換器アレイ信号は、複数の別個のビームを表すデータに選択的に分離できる。送信又は受信走査パターンの各々の走査線は、変換器アレイ上の原点と走査線方向（角度θ）と焦点深度又はレンジ（ｒ）とによってパラメータ設定できる。本発明の超音波結像システムは、これらのパラメータによって指示される焦点調節時間遅延と開口アポダイゼーション値の予め計算された散在データセットを記憶し（従来技術において周知の幾何学的検討に基づいて）、リアルタイム計算手段によってその値を拡張して、所望の走査線を生成する送信／受信ビーム生成器システムを制御する。２．ビーム生成器システム図２ａ、２ｂ、２ｃは、医療用超音波結像システムＲ−２０の全体的なブロック図を示す。超音波システムＲ−２０は、ビーム生成器システムＲ−２２、１以上の変換器Ｔ−１１２、ディスプレイＲ−２８を有する表示処理システムＲ−２６、超音波結像システムコントロールＲ−４０を備えている。図２ａ、２ｂ、は２ｃでは、ビーム生成器システムＲ−２２は、独創的で新規の、（１）デジタル送信ビーム生成器システムＴ−１０２、（２）デジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００、（３）ビーム生成器中央制御システムＣ−１０４、（４）適応式焦点調節コントロールシステムＧ−１００、及び、（５）ドップラー受信ビーム生成器システムＡ−４００を備えている。これらのシステムは、高レベル機能ブロック図として図示してある。ブロックは、実行される信号処理機能を効果的に図示するために、好適な実施例の実際の装備から抽出されている。図２ａに示すように、ビーム生成器システムＲ−２２は、２つのデジタルビームデータ源を表示処理システムＲ−２６に提供する。すなわち、（１）ビームの干渉性時間的サンプル抽出（ＣＷケース）、又は、ビームに沿ったあるレンジロケーションにおける干渉性時間的サンプル抽出（ＰＷケース）を表すドップラー受信ビーム生成器の単一ビームの複素同相／直角位相データと、（２）各々の受信走査線に沿うレンジにおける干渉性サンプル抽出を表す、デジタル受信ビーム生成器のマルチビームの複素同相／直角位相データである。ビーム生成器システムＲ−２２は、種々の表示モードに適したデータを提供するために、前述のように、走査線のシーケンス及び関連するサンプルを提供するように作動できる。例として、可能な表示モードとそれらに関連するプロセッサは、（１）Ｂ−モード（グレースケール結像）とＭ−モード（運動表示）のための輝度画像及び運動プロセッサＲ−３０と、（２）Ｆ−モード（流れ結像）のためのカラードップラー画像プロセッサＲ−３２と、（３）Ｄ−モードのためのスペクトルドップラープロセッサＲ−３４とを搭載できる。更なる表示モードは、当業者には自明のことと思われるが、Ｒ−２２の２つの複素データ源から作成できる。また、超音波システムＲ−２０は、出力波形を送信器Ｔ−１０３から変換器素子Ｔ−１１４に送る送信デマルチプレクサＴ−１０６と、入力波形を変換器素子Ｔ−１１４から受信器Ｒ−１０１に送る受信マルチプレクサＲ−１０８と、１以上の変換器コネクタＴ−１１０と、変換器アレイＴ−１１２を備えている。数多くのタイプの変換器アレイがこのシステムで使用できる。また、超音波システムＲ−２０は、超音波結像システムコントロールＲ−４０と、走査パラメータと走査データを記憶する保管メモリＲ−３８と、オペレータインタフェースＲ−３６を備えている。ここで用いる超音波という用語は、人間の聴覚範囲を越える周波数を意味している。しかし、変換器アレイＴ−１１２は典型的に２〜１０ＭＨｚの範囲の周波数に対して最適化してある。変換器アレイＴ−１１２は、リニア、湾曲、湾曲リニア、及び、環状の変換器アレイを含むが、それらに限定されない、種々の異なる変換器アレイと交換可能である。種々の変換器アレイの形状と周波数は、種々の異なる医学的な設定に関する要求を満足するために望ましいことである。しかし、変換器アレイＴ−１１２は、典型的には前述の２〜１０ＭＨｚの指定範囲内の周波数に対して最適化される。医療用超音波システムＲ−２０は、３つの主な機能、すなわち、超音波変換器アレイ素子Ｔ−１１４を駆動して、焦点調節した超音波エネルギーを送ること、変換器アレイＴ−１１４に入射する後方散乱した超音波エネルギーを受けて焦点調節すること、送信／受信機能を制御して、リニア、セクタ又はベクタ（登録商標）フォーマットを含む（但し限定されない）走査フォーマットの視野を走査することを行う。図２ａ、２ｂ、２ｃでは、コントロール信号は細い案内線で連結されるが、シグナルパスは太い案内線を用いて描かれている。３．デジタル送信ビーム生成器システム好適な実施例では、デジタル送信ビーム生成器Ｔ−１０２は、複数のデジタルマルチチャンネル送信器Ｔ−１０３と、１以上の個々の変換器素子Ｔ−１１４に対する１つのデジタルマルチチャンネル送信器とから構成されている。送信器は、マルチチャンネルであり、好適な実施例では、４つまでの独立ビームを処理できる。従って、例えば、１２８個のマルチチャンネル送信器は５１２チャンネルを有する。他の好適な実施例では、５つ以上の独立したビームを処理できる。プロセッサあたり５つ以上のビームを処理することも本発明の視野の範囲内である。好適な実施例では、デジタルマルチチャンネル送信器Ｔ−１０３の各々は、励起事象に対応する出力として、４パルスまでの重畳を生成し、各々のパルスがビームに対応している。各々のパルスは正確にプログラム設定された波形を有しており、その増幅度は、他の送信器又はチャンネルあるいはその両方に対して正確にアポダイズされ、共通の送信開始（ＳＯＴ）信号に対して正確に定められた時間だけ遅延される。送信器Ｔ−１０３はＣＷも生成できる。各々のデジタル・マルチチャンネル送信器Ｔ−１０３は、概念的には、複素変調器Ｔ−１１７に出力を送るマルチビーム送信フィルタＴ−１１５を備えている。複素変調器Ｔ−１１７の出力は、遅延／フィルタ部Ｔ−１１９に送られ、そこからデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）Ｔ−１２１に送られる。ＤＡＣＴ− １２１の出力は増幅器Ｔ−１２３によって増幅される。マルチビーム送信フィルタＴ−１１５と、複素変調器Ｔ−１１７と、遅延／フィルタ・ブロックＴ−１１９は、デジタルマルチチャンネル送信プロセッサＴ−１０４を構成する。送信フィルタＴ−１１５は、送信開始（ＳＯＴ）信号に対応するあらゆる実数又は複素数波形を提供するようにプログラム設定できる。送信フィルタＴ−１１５は、あらゆる所望の任意のパルス波形の実数又は複素数サンプルを記憶するメモリと、焦点調節遅延機能の構成要素によって遅延された送信開始（ＳＯＴ）信号に応答して連続的にサンプルを読み出す手段と、を備えて構成される。好適な実施例では、Ｔ−１１５のメモリは、実数又は複素数パルスのエンベロープのベースバンド表示を記憶するようにプログラム設定される。ブロックＴ−１１５は、主としてメモリであるが、ブロックＴ−１１５の出力がインパルスに対するフィルタの時間応答と考えることができるので、ここでは送信フィルタと呼ぶことにする。複素変調器Ｔ−１１７は、エンベロープを送信周波数にアップコンバートし、適切な焦点調節位相及びアポダイゼーションを提供する。遅延／フィルタ部Ｔ−１１９は、概念的には、あらゆる残余焦点調節遅延成分と最終的な整形フィルタを提供する。デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）Ｔ −１２１は、送信波形サンプルをアナログ信号に変換する。送信増幅器Ｔ−１２３は、送信パワーレベルを設定し、選択された変換器素子Ｔ−１１４へ送信デマルチプレクサＴ−１０６経由して送られる高電圧信号を生成する。各々のマルチチャンネル送信プロセッサＴ−１０４に関連するのは、局部的又は２次プロセッサコントロールＣ−１２５であり、それは、アポダイゼーションと遅延値などの制御値及びパラメータを、マルチチャンネル送信プロセッサＴ− １０４の機能ブロックに提供する。各々の局部的又は２次プロセッサコントロールＣ−１２５は、中央又は１次制御システムＣ−１０４によって順に制御される。４．デジタル受信ビーム生成器システム個々の変換器素子Ｔ−１１４からの信号は、結像される物体から反射される戻りエコー又は戻り信号を表している。これらの信号は、変換器コネクタＴ−１１０を経由して受信マルチプレクサＲ−１０８に送られる。マルチプレクサＲ−１０８を経由して、各々の変換器素子Ｔ−１１４が、複数のデジタルマルチチャンネル受信器Ｒ−１０１のうちの１つに別々に接続しており、デジタルマルチチャンネル受信器Ｒ−１０１は、ベースバンドマルチビームプロセッサＲ−１２５と共に且つそれに沿って、本発明のデジタル受信ビーム生成器Ｒ−１００を構成する。受信器はマルチチャンネルであり、好適な実施例では、各々の受信器が４つまでの独立したビームを処理できる。プロセッサあたり５つ以上のビームを処理することも、本発明の視野の範囲である。各々のデジタルマルチチャンネル受信器Ｒ−１０１は、好適な実施例では、図２ｂの高レベル機能ブロック図に示す、次の要素を備えている。これらの要素は、動的で小ノイズで可変時間利得式の増幅器Ｒ−１１６と、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）Ｒ−１１８と、デジタルマルチチャンネル受信プロセッサＲ−１２０と、を備えている。デジタルマルチチャンネル受信プロセッサＲ−１２０は、概念的には、フィルタ／遅延ユニットＲ−１２２と、複素復調器Ｒ−１２４と、を備えている。フィルタ／遅延ユニットＲ−１２２は、フィルタリングと、粗い焦点調節の時間遅延を提供する。複素復調器Ｒ−１２４は、微細な焦点調節の遅延を位相回転とアポダイゼーション（計測又は重み付け）の形態で提供し、また、ベースバンドへ、又は、その近傍への信号復調を行う。これらのブロックの各々の正確な機能と構成は、以下の残りの図面を参照しつつ詳細に説明される。デジタルマルチチャンネル受信器Ｒ−１０１は、ベースバンドマルチビームプロセッサＲ−１２５に接続しており、そこでは、各々の受信プロセッサの各々のビームの信号サンプルが加算器Ｒ−１２６によって加算され、その和がベースバンドフィルタ／位相調整器Ｒ−１２７に送られる。ベースバンドフィルタ／位相調整器Ｒ−１２７は、フィルタリングと、受信走査線間又はビーム間の位相調整を行う。局部的又は２次コントロールＣ−２１０は、各々のデジタルマルチチャンネル受信器Ｒ−１０１に関連する。局部的プロセッサコントロールＣ−２１０は、中央又は１次コントロールＣ−１０４によって制御され、タイミングと制御とパラメータの値を前述の受信器Ｒ−１０１のそれぞれに送る。パラメータ値は、時間遅延値とアポダイゼーション値を含んでいる。デジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００は、さらに、ベースバンドフィルタ／位相調整器Ｒ−１２７の動作と、加算器Ｒ−１２６の加算利得を制御するベースバンドプロセッサコントロール（又は位相調整器プロセッサコントロール）Ｃ−２７０を備えている。５．ドップラー受信ビーム生成器システムＤ−モード捕捉のためのドップラー受信ビーム生成器システムＡ−４００は、アナログ受信器Ａ−４０２を備えており、その各々がエコー信号を各々１以上の変換器Ｔ−１１４から受信する。ドップラー受信器Ａ−４０２の各々は、復調器／レンジゲートＡ−４０４を備えており、それは受信信号を復調してゲート制御し（ＰＷモードだけ）、エコーを狭いレンジから選択する。ドップラー受信器Ａ −４０２のアナログ出力はドップラープリプロセッサＡ−４０６に送られる。プリプロセッサＡ−４０６内で、アナログ信号は、加算器Ａ−４０８によって加算され、その後、積分され、フィルタリングされ、アナログプロセッサＡ−４１０によってサンプル抽出される。プリプロセッサＡ−４０６は、それから、サンプル抽出したアナログ信号をアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）Ａ−４１２でデジタル化する。デジタル化された信号は表示処理システムＲ−２６に送られる。全てのドップラー受信器Ａ−４０２に、単一の局部的又は２次ドップラービーム生成器コントロールＣ−１２７が関連している。ドップラービーム生成器コントロールＣ−１２７は、中央又は１次制御システムＣ−１０４によって制御され、制御及び焦点調節パラメータの値をドップラー受信ビーム生成器システムＡ−４００に提供する。ドップラー受信ビーム生成器システムＡ−４００を記載する前述の特許出願において指摘したように、このビーム生成器システムＲ−２２は、デジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００とドップラー受信ビーム生成器システムＡ−４００を、同一のデジタル送信ビーム生成器システムＴ−１０２及び同一の変換器アレイを用いて、デジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００がＢ−及びＦ−モードのような結像モードに対して最適となるように効果的に結合し、それゆえ、高い空間解像度を備えていることになる。付帯するドップラー受信ビーム生成器システムは、広いダイナミックレンジを備え、Ｄ−モード信号の捕捉おける使用に対して最適化されている。６．ビーム生成器中央制御システム本発明のビーム生成器中央制御システムＣ−１０４は、デジタル送信ビーム生成器システムＴ−１０２と、デジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００と、ドップラー受信ビーム生成器システムＡ−４００と、適応式焦点調節制御システムＧ−１００の動作を制御する。中央制御システムＣ−１０４の主な制御機能が図２ｃに図示してある。制御機能は４つの構成要素を用いて行われる。捕捉コントロールＣ−１３０は、超音波システムコントロールＲ−４０を含むシステムの残りの部分と通信し、高レベルの制御と走査パラメータのダウンロードを行う。焦点調節コントロールＣ−１３２は、送信／受信ビーム生成に必要な動的遅延値とアポダイゼーションデジタル値をリアルタイムで計算し、それらは、適応式焦点調節制御システムＧ−１００により提供されるあらゆる推定補正値に加え、事前計算値と拡張理想値を含んでいる。前置コントロールＣ−１３４は、デマルチプレクサＴ−１０６とマルチプレクサＲ−１０８の切替えを設定し、変換器コネクタＴ−１１０とインタフェースし、全ての送信増幅器Ｔ−１２３及び全ての受信増幅器Ｒ−１１６の利得とバイアスレベルを設定する。タイミングコントロールＣ−１３６は、デジタル回路が要求するデジタルクロックの全てを提供する。これは送信器ＤＡＣＴ−１２１と受信器ＡＤＣＲ−１１８の全てのサンプル抽出クロックを含んでいる。好適な実施例では、中央制御システムＣ−１０４は、補間及び補外の如き手法を用いて事前に計算され、記憶されたデータに基づいて、焦点調節時間遅延と開口アポダイゼーション値の散在テーブルを拡張する。拡張した遅延及びアポダイゼーション値は、局部プロセッサコントロールに送られ、レンジにおける遅延とアポダイゼーションのデータ拡張が、変換器素子ごと、サンプルごと、ビーム値ごとに行われる。７．適応式焦点調節制御システム適応式焦点調節制御システムＧ−１００はリアルタイム同時適応式焦点調節を提供する。適応式焦点調節制御システムＧ−１００は、中央コントロールＣ−１０４の焦点調節コントロールＣ−１３２に焦点補正遅延値を提供する適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５を備える。適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５は、デジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００のサブアレイ加算器Ｒ−１２６から収集したデータから収差値推定器Ｇ−５０２によって生成された出力を演算する。従って、収差補正値、好ましくは収差遅延及び振幅値は、図２ｃに示す適応式焦点調節制御サブシステムＧ−１００により、送信焦点深度に対応するレンジ領域で、各々の受信走査線又は受信走査線のサブセットについて適応的に測定される。適応式焦点調節制御サブシステムＧ−１００について次に詳細に説明する。焦点調節遅延を調整する適応式焦点調節制御システムに加えて、数多くの適応式制御システムが考えられる。これらのシステムは、例えば、（１）焦点調節遅延と開口アポダイゼーションを調整する適応式コントラスト改善制御システムと、（２）焦点調節遅延及び位相、並びに、開口アポダイゼーションを調整する適応式干渉除去コントロールと、（３）焦点調節遅延及び位相と、開口アポダイゼーションと、像送受信周波数と、ベースバンド波形整形を調整する適応式目標改善コントロールと、を備える。適応式焦点調節制御システムＧ−１００の好適な実施例に含めることができる適応式焦点調節機能の別の観点は、幾何学的収差変換（ＧＡＴ）デバイスＧ−５０８／５０９であり、それは、測定された収差値を収差値推定器Ｇ−５０２が収集しなかった走査線及び走査線深度ロケーションについて、適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５に収差補正遅延値を提供することができる。特に、測定された収差補正値は、ＧＡＴＧ−５０８／５０９の遅延テーブルに書き込まれる。ＧＡＴＧ−５０８／５０９は、ＧＡＴルックアップルールに準じて遅延テーブルから値を検索し、深度、走査幾何形状、並びに、深度、走査幾何形状、及び、収差補正値が測定されたモード以外の捕捉モードに対して有効な開口に渡る焦点調節遅延補正のプロファイルを形成する。Ｃ．好適な実施例の適応式焦点調節制御システム超音波ビームが伝搬する組織における音速の非均一性は、焦点ボケと、メインローブの広がりと、超音波ビームのサイドローブの上昇の原因になる。本発明は、焦点調整を実施することによって、これらの非均一性の影響を適応的に補正することができる。位相アレイ構造の超音波システムでは、素子ごとに理想的な焦点調式（１）は、素子位置Ｅから焦点Ｐにいたる破断直線Ｇ−２０２に沿う単純な路の積分としても表すことができる。ここで、ｄｓは線の積分路である。これらの希望焦点調節遅延Ｔ_idealは、時間遅延、中間帯域周波数での位相回転、又は、好適な実施例では、それら２つの組み合わせを用いる超音波結像システムで実行することができる。収差領域Ｇ−２０１を有する対象内では、伝搬遅延Ｔ_inhom（及び、それゆえ希望焦点調節遅延）は、一般的に収差領域Ｇ−２０１を通過積分形態では、ここでｎ（ｘ，ｙ）は、ｎ（ｘ，ｙ）＝ｃ_o／ｃ（ｘ，ｙ）によって定められる屈折率であり、ｃ（ｘ，ｙ）は伝搬媒体（収差領域と非収差領域を共に含んでいる）内部の点（ｘ，ｙ）における、空間的に変動する局部的な音速である。音速の変動が比較的小さいケースでは、式（３）の積分は、素子位又は焦点調節遅延エラーＴ_ab、又は収差領域Ｇ−２０１による収差補正値は、以下のように定義できる。これらの収差補正値Ｔ^abは、各々の走査線に対して、又は、像の走査線のサブセットに対して、図２ｃに示す適応式焦点調節制御システムＧ−１００によって、選択された測定深度について適応的に推定される。１．方法図４と５は、本発明に係る、結像と同時に適応式焦点測定及び適用を実施できるリアルタイム適応式焦点調節方法を示す。図４は、本発明に係る適応式焦点調節方法６００のステップと、その超音波ビーム生成器７００とのインタフェースを示す。方法６００と、超音波ビーム生成器７００とのデータインタフェースとの間の関係が、破線で図示してある。適応式焦点調節方法６００は、ブロック５５０〜５５４から成る局部的収差測定処理６０１とブロック５５５〜５５９から成る中央適応式焦点調節処理６０２とに分けられる。局部的収差測定処理６０１は、好適には、受信ビーム生成器ブロック５６２のサブアレイ加算出力が取得されるロケーションにおいて、受信ビーム生成器システム５６２に対して局部的に行われる処理ブロックから成る。中央適応式焦点調節処理６０２は、好適には、ビーム生成器制御ブロック５６０と５６１と共に中央において行われる処理ブロックから成り、そこでは、走査パラメータがブロック５５１と５５７と５５９に与えられ、収差補正値がブロック５５９によって出力される。適応式焦点調節方法は、実施中のリアルタイム結像動作に影響は与えないが、それでもなお同時適応式焦点調節動作を可能にする状態で、超音波ビーム生成器７００の３つの構成要素とインタフェースする。適応式焦点調節方法は、入力として、サブアレイ信号Ｓ_i（典型的に、サブアレイｉの受信ビーム生成器ブロック５６２の複数の変換器素子Ｅ_kから得たベースバン合焦受信同相／直角位相信号の和を表す）を、受信ビーム生成器ブロック５６２が計算する部分的加算受信ビームから得る。適応式焦点調節方法は、出力として、収差補正遅延をビーム生成器制御ブロック５６０に送り、それは、補正遅延を用いて、超音波ビーム生成器７００の送信と受信の両方のビーム生成器の焦点調節遅延のプロファイル（カレント開口の全ての素子の関数としての焦点調節遅延）を調整する。超音波ビーム生成器７００は、走査制御ブロック５６１を介して、適応式焦点調節方法６００に、空間座標（送信／受信測定走査パラメータに対して（Ｓ_i、Ｌ、Ｒ）_m、又は、図４の送信／受信カレント走査パラメータに対して（Ｅ_i、Ｌ、Ｒ）_cと指標される）を提供する。ａ．局部的な収差測定処理ブロック５５０に入力したサブアレイ信号Ｓ_iは、受信ビーム生成器ブロック５６２のデジタル処理動作により複素Ｉ／Ｑの表示を示す。好適な実施例では、Ｂ−モード結像走査線のみが収差補正値の測定に用いられる。収差測定処理方法は、測定のためにＢ−モード走査線を受け取るが、Ｂ−モードと非Ｂ−モードの走査線の両方を含んでいる混合モードからの非Ｂ−モード走査線を無視する。サブアレイ信号Ｓ_iは、サブアレイ番号ｉと、測定走査線番号Ｌと、測定レンジＲ、又は（Ｓ_i、Ｌ、Ｒ）_mによって指標される。変換器素子のサブアレイへのグループ化が図５に図示してある。この方法に適したサブアレイのサイズは、単一の変換器素子を有するサブアレイを含む他のサブアレイ構成も可能であるか、サブアレイ１と２と３に図示するように４つの隣接する変換器素子のサブ開口である。サブアレイごとに４つの変換器素子を用いることは、以下のことを生じる。（１）リアルタイム適応式処理のための計算の必要性が減少する。例えば、信号がサブアレイデータレートで処理され、それは、好ましいケースでは、素子データレートの１／４である。また、（２）ベースバンド合焦受信信号の和であるサブアレイ信号Ｓ_iが、変換器アレイ全体のサブ開口の部分的なビーム生成を示すので、ノイズに対する信号利得を提供する。図５に示すように、収差補正値は、５７２ａと５７４ａのような走査線に沿うレンジウインドウの内部、及び、５７３ａと５７３ｂのような走査線を横断する方位ウインドウの内部における相関及び平均化処理によって計算される。レンジウインドウは、５７２ａ１／５７２ａ２と５７４ａ１／５７４ａ２のようなサブレンジウインドウに更に分割される。図４のブロック５５０は、ブロック５５１で行われる相関処理の前に、各々のサブレンジウインドウ内のサンプルについて各々のサブアレイ信号の加算を許容する。局部的収差測定処理６０１のブロック５５１は、以下の３つの他の値の内の少なくとも１つに対して、レンジＲ_mに中心をもつレンジウインドウ内のサブアレイＳ_iからのサブレンジ平均信号の各々サンプルに、まず相関関係を設定することにより、走査線Ｌ_mについてのレンジ平均収差補正値を測定する：（１）Ｓ_i信号と同じレンジに対応する第２の好適な隣接サブアレイＳ_i+1からのサブレンジ平均信号と、（２）サブアレイＳ_iの信号を含み又は除外する、選択されたサブレンジ平均サブアレイ信号の和、（３）メモリの記憶値。この相関関係の設定については、次のIV．Ｃ．２．ｂの項で詳細に説明される。ブロック５５２は、各々のレンジウインドウ内の全てのサンプル間相関関係を加算し、レンジＲ_mに中心をもつ各々のレンジウインドウの単一のレンジ平均相関値Ｃ_iを出力する。例えば、図５は、サブアレイ信号Ｓ_iを有するアレイから形成した走査フレームを示す。各々の走査線は、図５に示す２つのレンジウインドウ５７２と５７４のような複数のレンジウインドウを有することができ、ａ〜ｅの文字が最も左側の５つの走査線に加えられている。各々のレンジウインドウは、複数のＮの測定レンジ又は送信深度の１つに対応している。相互相関関係の設定は、同じレンジの同じ走査線番号に関連するサブアレイ信号Ｓ_iに対して行われる。言い換えれば、サブアレイ信号Ｓ_iは、結像対象の同じロケーションから入手される。相互相関関係設定ブロック５５１は、Ｂ−モード結像走査線に対してのみ好適に可能になる。好適な実施例では、レンジウィンドウは、公称では送信焦点上に中心があるが、他のレンジウインドウロケーションも使用できる。レンジウインドウの中心は、測定レンジ又は測定深度と呼ばれる。送信ビーム生成器が複数のビームを送信できる場合、各々の送信走査線上の合成焦点ゾーンが可能になり、この方法は、各々が公称では送信焦点ロケーションに中心をもつ走査線ごとに複数のレンジウインドウを適用でき、同じ複数の平均化された相互相関関係を生成する。レンジウインドウの平均化後に、平均化された相互相関関係のレンジデータレートは、相関関係化及び平均化以前のサブアレイデータレートから大幅に減少する。レンジウインドウに渡って累積された相互相関値Ｃ_iは、図５に示すように、複数の走査線の方位ウインドウをフィルタするブロック５５３によって更に平均化される。方位ウインドウのサイズ、従って、フィルタ長は、端部の作用を考慮し、走査フレームの端部の又はその近傍の走査線に対して調整できる。例えば、図５の最も左側の走査線は長さ１のフィルタを使用し、右側に向かって次の走査線が長さ３のフィルタを使用し（この走査線とそのいずれかの側の走査線）、右側に向かって次の走査線は長さ５のフィルタを使用し（この走査線とそのいずれかの側の２つの走査線）、以降このように使用できる。レンジウインドウに関連する各々の累積された相関値Ｃｉは、従って、方位フィルタ係数と乗算され、方位平均化ウインドウの中心とレンジウインドウの中心とに対応する像位置に関連する収差補正値を得るために加算される。例えば、レンジウインドウ５７４ｄに対応する相関値Ｃ_iは、重み係数Ｗ_iと乗算され、重み係数Ｗ_i+1と掛け算されるレンジウインドウ５７４ｅに対応する相関値Ｃ_i+1と加算され、重み係数Ｗ_i+2と乗算されるレンジウインドウ５７４ｆに対応する相関値Ｃ_i ₊₂ と加算され、最後に、重み係数Ｗ_i+3と乗算されるレンジウインドウ５７４ｇに対応する相関値Ｃ_i+3と合計されて、方位ウインドウ５７３ｂの中心と交差する走査線の方位平均化収差補正値を得る。複素数（Ｉ／Ｑ）表示を有し、ブロック５５３から出力される相関値Ｃ_iは、処理ブロック５５４によって位相／振幅（φ／Ｍ）表示に変換される。送信パルスの公称中心周波数（実際の搬送周波数に近いか等しい）に対して、この位相は、対象の収差領域により生じる理想的な焦点からの、中心周波数についての遅延誤調整の推定値を示している。好適な方法では、振幅Ｍは位相φ値の信頼性の指標として用いられ、大きい振幅は干渉性信号成分の存在により、高い信頼性を示している（相互相関関係を平均化するレンジ及びウインドウ後では、理想的にはノイズはゼロ振幅を生成する）。振幅Ｍは利得補正にも使用できる。ｂ．中央適応式焦点調節処理サブアレイ信号Ｓ_i測定位相値が信頼できると考えられる場合、それは、各々のサブアレイ信号Ｓ_iに関連する遅延Ｔ_iに（送信パルス公称中心周波数に基づいて）処理ブロック５５５によって変換される。実際の変換器開口（又は合成開口）に渡るサブアレイ信号Ｓ_iに関連する遅延値Ｔ_iのセットは、与えられた測定深度で収差遅延補正のプロファイルを形成し、１の走査フレームに渡り、１つのプロファイルを個々の走査線、又は、走査線のサブセットに対して形成する。更なる後の測定処理がブロック５５６によって行われ、好ましくない焦点シフト以外には焦点に影響を与えない、各々のプロファイルにおけるあらゆるオフセット又は線形傾斜傾向を除去する。多項式挿入手順によって滑らかでないプロファイル部分に滑らかな曲線を適合させるような、遅延プロファイルの更なる処理が可能である。各々の新たに取得された収差遅延補正のプロファイルは、遅延メモリブロック内５５８の古い遅延補正プロファイル曲線を置き換えるか、又は、遅延メモリブロック５５８内の古いプロファイルと新たに取得されたプロファイルの重み付け加算により、メモリ内のプロファイルを更新するために用いられる。時間遅延Ｔ_iは、３つの指標パラメータ、すなわち、サブアレイ番号と走査線番号とレンジ指標とによって遅延メモリブロック５５８に記憶される。遅延メモリブロック５５８の遅延Ｔ_iは、像面の全体にわたって個々の素子ごとに必要になる補正データを散乱的にサンプル抽出する測定グリッドを形成する（又は、３−Ｄ超音波結像の場合にはボリューム）。あらゆる走査モード（Ｂ−モードだけに限定されない）、走査幾何形状、又は、送信／受信周波数に関して、送信ビーム生成、受信ビーム生成、又は、その両方に関して、焦点調節遅延のプロファイルを補正するために、ビーム生成器制御システム５６１は、素子番号とカレント走査線番号とカレントレンジ指標とによって指標された、送信ビーム生成器のカレント送信焦点ロケーション又は受信ビーム生成器のカレント受信動的焦点ロケーションあるいはその両方のための収差遅延補正値を要請する。カレントロケーションに適するように、測定値から選択された収差補正値のプロファイルを検索するマッピング又はルックアップルールは、ブロック５５７で行われる。遅延メモリブロック５５８から選択された測定収差補正値の中の、ブロック５５９による補間は、ビーム生成器制御システム５６０の遅延プロセッサに出力される収差補正値の推定値を改善するために用いられる。ブロック５５９によって生成される、送信ビーム生成器又は受信ビーム生成器あるいはその両方の収差補正値のプロファイルは、ビーム生成器制御システムの焦点調節遅延プロセッサ５６０に送られ、５６０によって生成されたプロファイルと組み合わされて、送信及び受信ビーム生成器が用いる最終的な送信焦点調節遅延のプロファイル又は最終的な受信焦点調節遅延のプロファイルあるいはその両方を形成する。２．装置ａ．適応式焦点調節制御システムインタフェース図６は、図２ａに示す、適応式焦点調節制御システムＧ−１００とデジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００とビーム生成器中心制御システムＣ−１０４とデジタル送信ビーム生成器システムＴ１０２との間のインタフェースを示す。ベースバンドマルチビームプロセッサＲ−１２５の各々のサブアレイ加算器Ｒ− １２６は、サブアレイ信号Ｓ_iを、データパスＧ−５０３の１つを介して、適応式焦点調節制御システムＧ−１００の収差値推定器Ｇ−５０２に出力する。収差値推定器Ｇ−５０２は収差補正値を測定する。これら各々のサブアレイについての測定された収差値は、それから、データパスＧ−５０６を介して、適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５に書き込まれる。適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５は、それから、好適にはサブアレイと走査線とレンジによって組織された遅延テーブルと補間器Ｇ−５０９に書き込まれる前に、測定した収差補正値の更なる処理を行う。各々の送信又は受信ビーム生成動作は、遅延指標テーブル及び補間器Ｇ−５０８を始動し、それは線Ｇ−５０８ａを介して走査線指標値を遅延テーブル及び補間器Ｇ−５０９へ出力する。遅延テーブル及び補間器Ｇ−５０９は、測定又は補間された測定収差補正値のプロファイルを、線Ｇ−５１０上へ、ビーム生成器中央制御システムＣ−１０４に向けて出力する。それから、受信ビーム生成器収差補正値のプロファイルは、データパスＧ−５１７上の受信動的焦点調節遅延のプロファイルと加算器Ｇ−５１５によって加算され、プロファイルからの素子遅延値が、デジタル受信ビーム生成器システムＲ−１００の各々受信器の局部的マルチチャンネルプロセッサコントロールＣ−２１０へ向けてデータパスＧ−５１２上に出力される。データパスＧ−５１０の送信ビーム生成器収差補正値のプロファイルは、データパスＧ−５１８上の送信焦点調節遅延のプロファイルと、加算器Ｇ−５１４により加算され、プロファイルからの素子遅延値が、デジタル送信ビーム生成器システムＴ−１０２の各々送信器の局部的マルチチャンネルプロセッサコントロールＣ−１２５へ向けてデータパスＧ−５１３上へ出力される。図７は、サブアレイ加算器Ｒ−１２６と収差値推定器Ｇ−５０２の間のインタフェースを示す。好適な実施例では、各々のサブアレイ加算器Ｒ−１２６は、４チャンネルごとの連鎖和を分岐する出力Ｒ₀〜Ｒ₃をもつ１６デジタルマルチチャンネル受信器Ｒ−１０１からの１６チャンネルの信号出力を連鎖的に加算する。これらの４つの出力は、隣接するサブアレイ加算器からの第１の連鎖合計出力を加えて、並行して４つの相互相関動作を実施できる単一収差値推定器Ｇ−５０２に送られる。適応式焦点調節プロセッサは、データパスＧ−５０６を介して各々の収差値推定器とインタフェースする。収差値推定器Ｇ−５０２の各々は、入力として、５つの出力をサブアレイ加算器Ｒ−１２６から受け取る。これら５つのサブアレイ加算器出力のセットは、ある収差値推定器への最後のサブアレイ加算器出力が次の収差値推定器への最初の入力にもなるように、部分的に重なっている。Ｎチャンネルの開口の場合、サブアレイ出力Ｒ₀は、収差値推定器０とＮ／１６の両方に結合される。詳細には、チャンネル０〜３の和信号から成るサブアレイ加算器出力出力Ｒ₀は、データパスＡ上で、収差値推定器０の第１の入力と収差値推定器Ｎ／１６の最後の入力の両方に送られる。チャンネル０〜７の和信号から成るサブアレイ加算器出力出力Ｒ₁は、データパスＢ上で収差値推定器０の第２の入力に送られる。チャンネル０〜１１の和信号から成るサブアレイ加算器出力出力Ｒ₂は、データパスＣ上で収差値推定器０の第３の入力に送られる。チャンネル０〜１５の和信号から成るサブアレイ加算器出力出力Ｒ₃は、データパスＤ上で収差値推定器０の第４の入力に送られる。チャンネル１６〜１９の和信号から成るサブアレイ加算器出力出力Ｒ₄は、データパスＥ上で、収差値推定器０の第５の入力と収差値推定器１の第１の入力の両方に送られる。４チャンネルのみの和を表す好適なサブアレイ信号Ｓを生成するために、Ｒ値間の差が収差値推定器で求められる。例えば、チャンネル４〜７についてのサブアレイ和Ｓ₁を得るために、単純にＳ₁ ＝Ｒ₁−Ｒ₀を単純に計算する。ｂ．収差値推定器処理ｉ．位相差の測定前述の適応式方法で説明したように、各々の収差値推定器は、少なくとも３つの実施例において、その５つの入力から位相差を測定できる。隣接するものとの相関を求める実施例では、収差値推定器は隣接するサブアレイ信号間の相対位相を測定する。各々のサブアレイ信号Ｓ_i（４つの隣接する変換器素子からのベースバンド焦点調節信号の和）は、あらゆるプログラム設定されたサブレンジの平均化後に、レンジウインドウにおいて近接するサブレンジ平均化サブアレイ信号Ｓ_i+1（４つの変換器素子の隣接セットからのベースバンド焦点調節信号の和）の複素共役と乗算され、結果として得られる信号は、超音波走査線の測定深度に中心をもつレンジウインドウに渡って平均化される。複数のレンジウインドウにより平均化された相関は、超音波走査線の複数の測定深度における複数のレンジウインドウから入手でき、各々の補正値は、同一レンジの方位ウインドウにおける複数の超音波走査線の相関値と更に平均化される。結果として得られる各々のＩ／Ｑ平均化相関値から、位相差の推定値を、位相＝アークタンジェント（Ｑ値／Ｉ値）により、２つの近接するサブアレイ間の時間遅延に（受信周波数に基づいて）変換できる。和との相関を求める実施例では、各々のサブアレイ信号Ｓ_iは、サブアレイ信号Ｓ_iの和（加算されたサブアレイ信号ＳＵＭ_k）と相関の設定をさせることができ、結果として得られる相関は、サブアレイ間の位相差も推定するために更に処理される。サブアレイの和は、Ｓ_iそのものを含む場合もあり、含まない場合もある。最後に、メモリとの相関関係を求める実施例は、前述の２つの択一的実施例のいずれかに加えて使用できる。メモリとの相関関係を求める実施例では、収差値推定器は、最初に、記憶された波形（好適には前のサブアレイ信号Ｓ_i又は加算サブアレイ信号ＳＵＭ_k）と、サブアレイ信号Ｓ_i又は加算サブアレイ信号ＳＵＭ_kのいずれかとの相関関係を求めて、位相差を計算する。次の項目では、３つの実施例における相関設定及び関連する位相差の測定について説明する。近接するものとの相関関係を求める実施例では、収差値推定器Ｇ −５０２の各々が次に示す機能を実行する。ｉｉ．隣接サブアレイの減算図７に示すように、サブアレイ和Ｒ_iは、４つの隣接するチャンネルのみを加算し生成された好適な４素子サブアレイ信号Ｓ_iではない。通常、サブアレイ和出力Ｒ₀〜Ｒ_N/4-1は次の式から与えられる。それから、各々の収差値推定器は、次に示すように、ペアのサブアレイ和Ｒ_nの減算から、所望のサブアレイ信号Ｓ_iを計算する。ｉｉｉ．レンジ累積各々のサブアレイ信号Ｓ_iは、超音波走査線に沿う測定深度に対応する複数のレンジウインドウによって、収差値推定器Ｇ−５０２へゲート制御される複素同相／直角位相（Ｉ／Ｑ）レンジサンプルの連続である。好適な受信ビーム生成器Ｒ−１００は、複数の同時ビームを処理可能であり、好適な実施例では、マルチチャンネル受信器Ｒ−１０１により処理される個々のビームについてのサブアレイ和レンジサンプルは時間的にインターリーブされ、各々の収差値推定器Ｇ−５０２は、時間的にインターリーブされた複数のビームサブアレイ和を受け取り、その処理を時間的にインターリーブして、個々のビームからの別個のサブアレイ和を処理する。収差値推定器Ｇ−５０２の各々は、超音波走査線１上の、図５のドットで示すサブレンジウインドウ５７２ａのように、各々のプログラムされたサブレンジウインドウ内で、走査線に沿ってサブアレイ信号Ｓ_iの連続するレンジサンプルを累積する。最初にサブレンジのサブアレイ信号Ｓ_iのレンジサンプルを累積することによって、収差値推定器は、ノイズ作用に対して平均化するだけでなく、加算されるサンプル数に対応する係数により下流のデータレートも減少させるので、補正値を決定する際に複素乗算に必要な計算量も減少させる。収差値推定器の装置は、複数の同時ビームを組み合わせて、単一の平均ビームも形成できる。最後に、収差値推定器の装置は、相関関係が、複数の同時ビームのなかの１つに対して、又は、複数の同時ビームのサブセットを組み合わせて形成した複合ビームに対して設定されるようにサブアレイ信号サンプルの累積を可能にする柔軟性を備えている。ｉｖ．相関前述の累積動作は５つのタイプの複合のＩ／ＱサンプルのシーケンスＳ’_ikを生成する。ここで、ｉはサブアレイ番号であり、ｋは測定深度におけるレンジウインドウに関連する累積器サンプル番号である（例えば、累積器サンプル番号１は図５の測定深度１のサブレンジウインドウ５７２ａ１に対応する）。収差値推定器Ｇ−５０３の各々は、２つのシーケンス間、若しくは、シーケンスと、レンジウインドウの長さを定めるレンジゲート信号によって制御される複素乗算累積処理によるシーケンスの和との間の相関関係を推定する。近接するものとの相関関係を求める実施例では、相関関係は次の式になる。 ^★は複素共役を示している。和との相関関係を求める実施例では、単一サブアレイのサブレンジ積分信号Ｓ ’_ikは、幾つかのサブアレイからのサブレンジ積分信号の和に対して相関関係が設定される。和信号は、各々の収差値推定器Ｇ−５０２により使用できる５つのサブレンジ積分サブアレイ信号の任意のサブセットを互いに加えて計算される。それから、各々サブアレイ信号Ｓ’_ikは、和信号、又は、サブアレイ信号を減算した和信号、又は、下記に対して相関関係が設定される。収差遅延補正に関連する式１０又は１１の相関関係から位相差を求めるために、和との相関関係を求める相関関係Ｃ’_iに対して、最終的な複素乗算が必要になる。式１０と１１に示す複素Ｉ／Ｑ相関関係値Ｃ’_iの実数と虚数成分が、好適には浮動小数点の数として記憶される。メモリとの相関関係を求める実施例は、近接するものとの相関関係を求める実施例、又は、和との相関関係を求める実施例のいずれかと共に使用できる。カレント走査線中に、ＳＭＵ_k又は別個のサブアレイサブレンジ積分信号Ｓ’_iの１つは、記憶された波形に対して相関関係が設定される。好適な実施例では、記憶された波形は、前の走査線から獲得されたＳＵＭ_k又はＳ’_iになる。例えば、カレント走査線から今計算したＳＵＭ_kは、既に記憶されたＳＵＭ_k、又は、既に記憶されたサブアレイ信号Ｓ’_iに対して相関関係が設定してある今計算したサブアレイ信号Ｓ’_iになる。メモリとの相関関係を求める実施例は、合成開口動作に適しており、幾つかの受信サブアレイが、合成開口の形成に用られる送信発射間で部分的に重複している。好適な実施例では、メモリとの相関関係を求める実施例に基づく、結果として得られる相関関係の値Ｃ_iは、次に詳細に説明する方位平均化を施されることはない。ｖ．方位走査線のフィルタリング各々の収差値推定器は、収差値推定器メモリに書き込まれている、各々の測定深度の各々のレンジウインドウについての５つの入力サブアレイ信号を処理して、４つの相関値Ｃ_iを生成する。４つのセットの１６個のフィルタ係数の内の１つを用いて、１〜１６の超音波走査線から選択できる、相関値Ｃ_iを加算する。使用されるフィルタ係数セットは、適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５の制御の下で、走査線ごとに選択できる。これは、走査フレームの端部近くのフィルタ期間における滑らかな移行を可能にする。ｖｉ．極変換方位濾過後に、ＣＯＲＤＩＣアルゴリズムが、直角位相表記（Ｉ／Ｑ）である複素相関値Ｃｉを極フォーマットの振幅と位相表記（Ｍ／φ）に変換するために用いられる。これらの値は、それから、各々の収差値推定器Ｇ−５０２の出力バッファに置かれ、適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５が振幅と位相の値を各々の収差値推定器Ｇ−５０２から読み取る。ｃ．局部的処理：収差値推定器の構成図８は、本発明に係る収差値推定器の装置のブロック図である。図８のデータパス５７５ａは、図７に示す各々のサブアレイ加算器Ｒ−１２６からの５つの別個のデータパスＡ〜Ｅを表している。典型的に、収差値推定器に到達する各々のサブアレイ加算器出力Ｒ_nに関連する特有のパイプライン遅延がある。従って、データパス５７５ａ上の、式６で示すようにサブアレイ信号Ｓ_i を含むサブアレイ加算器出力Ｒ_nは、抽出器及びサブレンジ累積器５７５によって時間的に調整される。時間的調整後、抽出器及びサブレンジ累積器５７５は、式７に示すように、隣接するサブアレイ信号Ｓ_iを、必要に応じてＲ_n値の減算によって抽出する。サブアレイ加算器出力Ｒ_nからのサブアレイ信号Ｓ_iが時間的に調整されて抽出された後に、抽出器及びサブレンジ累積器５７５は、各々の超音波受信ビームに関連する各々のレンジウインドウ内の各々のプログラム設定されたサブレンジに渡りサブアレイ信号Ｓ_iのサンプルを累積する。各々の収差値推定器に到達するサブアレイ信号Ｓ_iは、インターリーブされた実数と虚数の値（Ｉ／Ｑ）であるので、抽出器及びサブレンジ累積器５７５は、累積された実数の値と虚数の値をデータパス５７５ｂ上に出力する前に、サブアレイ信号Ｓ_iの実数サンプルと虚数サンプルを別個に累積する。データパス５７５ｂ上の、サブレンジで累積された実数と虚数の値は、基準信号生成器及びスケジューラ５７６に書き込まれる。基準信号生成器及びスケジューラ５７６の機能は、（１）基準信号Ｓ’_(i+1)k又はＳＵＭ_k（式１０と１１に示す）又はサンプルメモリからの信号のいずれかを、基準信号Ｓ’_iに対する相関を求めるために、必要に応じて提供すること、及び、（２）選択された相関設定実施例に基づいて、複素共役浮動小数点乗算器５８１の複素オペランドの適正にインターリーブされたシーケンスをスケジュールすることにある。複素オペランドは、それから、それらをデインターリーブするために、複素オペランドをレジスタ５７９と５８０に送るマルチプレクサ５７７に書き込まれる。複素共役浮動小数点乗算器５８１は、レジスタ５７９と５８０に記憶されたオペランドに対して乗算を行うので、相関関係が設定されるべき次に到着するオペランドはレジスタ５７８に記憶される。複素共役浮動小数点乗算器５８１からの瞬時相関値［サブレンジで積分した信号、すなわち、Ｓ’_ik×Ｓ’^★ _(i+1)k又はＳ’_ik×ＳＵＭ^★ _k又はＳ’_ik×（ＳＵＭ_k−Ｓ’_ik）^★のいずれか、単一の積に対応］は、マルチプレクサ５８２を経由して複素浮動小数点レンジ累積器５８３に送られる。超音波受信走査線上のレンジウインドウ内の瞬時相関値のシーケンスは、式８や１０又は１１で表されるＣ_iを生成するために累積される。複素浮動小数点レンジ累積器５８３からの相関値Ｃ_iは、近接するものとの相関関係を求める実施例において、マルチプレクサ５８７によるウインドウ設定動作に進む。マルチプレクサ５８７の出力は相関メモリ５８８に入力される。相関メモリ５８８から出力される各々の相関Ｃ_iは、乗算器５９０によって、走査線フィルタ係数テーブル５８９内の方位（走査線）フィルタ係数Ｗ_iと乗算される。走査線フィルタ係数テーブル５８９内のフィルタ係数のセットは、バスインタフェース５９１からの制御信号（図示せず）によって選択される。乗算後に、乗算器５９０からの積は、複合浮動小数点レンジ累積器５８３を共用する資源による方位フィルタ加算のためにマルチプレクサ５８２に送られる。複素浮動小数点レンジ累積器５８３は、フィルタされた相関値Ｃ_iを累積し、図５のレンジウインドウ５７３ａと５７３ｂに示すように、各々のレンジウインドウの測定深度についての１つの値を生じる。ＣＯＲＤＩＣ回転５８４は、複素浮動小数点レンジ累積器５８３の浮動小数点出力を取得し、累積され、フィルタされた相関値Ｃ_iのＩとＱ（実数と虚数）成分の位相及び振幅表示を生成する。これらの結果は相関結果メモリ番号１に置かれる。和との相関関係を求める実施例では、式１０と１１に示すように、加算され又は部分加算されたサブアレイ信号ＳＵＭ_kに対する相関付けにより得られた、サンプル抽出された相関関係値Ｃ_i’は、複素浮動小数点レンジ累積器５８３からマルチプレクサ５７７に戻される。基準として用いる相関値Ｃ_i’は、近接するものとの相関関係を求める実施例のように、複素共役浮動小数点乗算器５８１によって乗算される。また、近接するものとの相関関係を求める実施例のように、相関値Ｃ_iは方位フィルタ処理に送られる。和との相関値は、その後、ＣＯＲＤＩＣ回転５８４によって振幅及び位相の表記（Ｍ／φ）に変換され、相関関係結果メモリ番号１に記憶される。メモリとの相関関係を求める実施例では、前の走査線からのサブアレイ信号Ｓ_i ’は、基準信号生成器及びスケジューラ５７６に記憶され、結局カレントサブアレイ信号Ｓ’_iに対して相関関係が設定される。同様に、カレントＳＵＭ_kは、基準信号生成器及びスケジューラ５７６に記憶された、前のＳＵＭ_kに対して相関関係が設定される。複素浮動小数点レンジ累積器５８３から出力された、メモリとの相関値Ｃｉは、ＣＯＲＤＩＣ回転５８４によって振幅と位相の表記（Ｍ／ φ）に変換されて、相関関係結果メモリ番号２に記憶される。メモリとの相関値Ｃ_iは、好適には、方位的にフィルタされず、また、前述の方位ウインドウ動作には進まない。最後に、バスインタフェース５９１は、データパスＧ−５０６を通じて、相関関係結果メモリ番号１及び２内の収差補正値を転送するために用いられる。更に、収差値推定器に記憶された他の情報が、バスインタフェース５９１を経由して、適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５に転送される。また、バスインタフェース５９１は、収差値推定器相関関係実施例をプログラム設定する場合、又は、マルチプレクサ制御信号を生成する（図８に図示してないパスをプログラム設定する）場合に、適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５によって使用される。また、収差値推定器のプログラム設定は、方位フィルタのために用いる走査線フィルタ係数テーブル５８９内のフィルタ係数セットの選択も含む。図９は、図８に示す抽出器及びサブレンジ累積器５７５、並びに、基準信号生成器及びスケジューラ５７６の詳細な図解を示す。抽出器及びサブレンジ累積器５７５は、破線で定められる２つの別々の機能ブロック、（１）抽出器ブロック、及び、（２）サブレンジ累積器ブロック、に分けられる。サブアレイ和Ｒ₀〜Ｒ₄は、特に時間合わせ器５７５ｃにおいて、夫々、抽出器ブロックへのデータパスＡ〜Ｅ上に置かれる。時間調整器５７５ｃは、パイプライン遅延差を除去して、サブアレイ和Ｒ₀〜Ｒ₄を同期状態で時間的に合わせる。サブアレイ和Ｒ₀〜Ｒ₄４は、次に前述の式７に示すサブアレイ和Ｒ_nの減算を実施して、サブアレイ信号Ｓ₀〜Ｓ₄を得るために、加算器５７５ｄと５７５ｅと５７５ｆに入力される。サブアレイ信号Ｓ₀〜Ｓ₄は、乗算器５７５ｇ、５７５ｈ、５７５ｉ、５７５ｊ、５７５ｋに各々入力される。これらの乗算器は、ゲートとして、インターリーブされた複数のビームサブアレイ信号がＳ_iが、個々のビームについてプログラムされたサブレンジウィンドウ中に累積されるように機能する。これらの乗算器は、サブアレイ信号Ｓ_iに０又は１を、少なくとも２つの超音波システムモードで乗算する。超音波システムがマルチビームモードで作動している場合、インターリーブされたサブアレイ和信号Ｓ_iのサンプルは、サブレンジウインドウに渡って累積され、サブレンジ累積器レジスタ５７５ｖ−ｚに記憶される前に、インターリーブされた状態で選択的にゲートされなければならない。例えば、２−ビーム超音波システムモードでは、ビーム０と１のサブアレイ和信号Ｓ_iのサンプルがデータパスＡ〜Ｅ上でインターリーブされる。ビーム０が処理される場合、ビーム１に関連するサブアレイ信号Ｓ_iは、乗算器５７５ｇ−ｈにより、ビーム１のサブアレイ和信号Ｓ_iに０を乗算することにより除去される。第２の超音波システムモードでは、乗算器５７５ｇ−ｋが合成線動作のために用いられる。例えば、２つのビームが処理される場合、各々のビームに関連するインターリーブされたサブアレイ和信号Ｓ_iのサンプルが累積器に加えられる。乗算器５７５ｇ−ｋは、ビーム０と１の両方に関連するサブアレイ信号Ｓ_iのサンプルが、加算器５７５ｇ−ｕに送られることを可能にする。乗算器５７５ｇ− ｋを経由する１つのビーム又はビームの組み合わせの選択を決定する制御信号は、図８のバスインタフェース５９１を介して供給される。適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５は、収差値推定器計算要素のための適当な制御信号を生成するバス・インタフェース５９１へデータパス５０６を介して超音波システム・モードを伝達する。乗算器５７５ｇ−ｋの出力は、各々、加算器５７５ｑ−５７５ｕに入力される。これらの加算器５７５ｑ−ｕの各々は、各々、乗算器５７５ｇ−ｋからのサブアレイ信号Ｓ_iのサンプルをサブレンジウィンドウに渡って加算するために、各々レジスタ５７５ｖ−ｚとマルチプレクサ５７５１−ｐとに結合している。マルチプレクサ５７５１−ｐの制御もバスインタフェース５９１によって生成される。これらのマルチプレクサは、レジスタ５７５ｖ−ｚのサブアレイ信号Ｓ_iの累積量、言い換えれば、サブレンジウインドウの長さを決定する。最終的な加算値は、新しいサブレンジ加算がスタートしても保持されるように、レジスタ５７５ａａ−ａｅに記憶される。５７５によって生成したサブレンジ積分サブアレイ信号Ｓ’₀〜Ｓ’₄は、基準信号生成器及びスケジューラ５７６に送られる。基準信号生成器及びスケジューラ５７６は、図９の２つの破線ブロックで示す２つの別々の機能ブロックに分けられる。サブレンジ積分サブアレイ信号Ｓ’₀〜Ｓ’₄は、基準信号生成器ブロックのマルチプレクサ５７６ａ及び５７６ｍ、並びに、スケジューラブロックのレジスタ５７６ｉに、データパス５７５ｂを介して入力される。基準信号生成器及びスケジューラ５７６の機能は、前述の式１０及び１１の、ＳＵＭ_k又は（ＳＵＭ_k−Ｓ’_ik）を生成することにある。いずれの相関実施例が選択されるかに依存して、サブレンジ積分サブアレイ信号Ｓ’₀〜Ｓ’₄は、（１）基準信号生成器ブロックの上部（マルチプレクサ５７６ａ）、（２）スケジューラブロックのレジスタ５７６ｉ、又は、（３）基準信号生成器の下部（マルチプレクサ５７６ｍ）のいずれかに送られる。近接するものとの相関関係を求める実施例では、サブレンジ積分サブアレイ信号Ｓ’₀〜Ｓ’₄がレジスタ５７６ｉに送られる。選択されたサブレンジ積分サブアレイ信号Ｓ’_iは、マルチプレクサ５７６ｈを経由して乗算器５７６ｋに送られ、結局データパス５７６ｂに送られる。選択されたサブアレイ信号Ｓ’_iは、加算器５７６１によってマルチプレクサ５７６ｒからの０と加算される。例えば、サブアレイ信号Ｓ’₀とＳ’₁の相関関係が設定されると、マルチプレクサ５７６ｈは、サブアレイ信号Ｓ’₀とＳ’₁を記憶するレジスタに、乗算器５７６ｋから１との乗算と加算器５７６１から０との加算の後に、データパス５７６ｂへサブアレイ信号Ｓ’₀とＳ’₁をサンプルごとにインターリーブすることを可能にする。和との相関関係を求める実施例では、基準信号生成器及びスケジューラ５７６の下部データパスが用いられる。サブアレイ信号Ｓ’₀〜Ｓ’₄が、加算器５７６ｏによって、レジスタ５７６ｐの内容と加算され、前述の式１０のＳＵＭ_kを生成する。ＳＵＭ_kは、レジスタ５７６ｑに入れられ、マルチプレクサ５７６ｒにより加算器５７６１に送られる。前述の式１１のように、部分的なＳＵＭ_kが必要になる場合、マルチプレクサ５７６ｈによって選択されたレジスタ５７６ｉからサブアレイ信号Ｓ’_iに、乗算器５７６ｋにより、−１が適用される。サブアレイ信号Ｓｉは、こうして、サブアレイ部分和信号（ＳＵＭ_k−Ｓ’_i）をデータパス５７６ｂ上配置するために、加算器５７６１において、マルチプレクサ５７６ｒによるＳＵＭｋから減算される。マルチプレクサ５７６ｒと５７６ｈを制御して、スケジューラは、データパス５７６ｂに適するように、Ｓ_iとＳＵＭ_k、又は、Ｓ’_iと（ＳＵＭ_k−Ｓ’_i）をサンプルごとにインターリーブする。最後に、基準信号生成器及びスケジューラ５７６の上部は、メモリとの相関関係を求める実施例に用いられる。マルチプレクサ５７６ａは、加算器５７６ｃに入るべきサブアレイ信号Ｓ’₀〜Ｓ’₄を選択する。マルチプレクサ５７６ｓと加算器５７６ｃとレジスタ５７６ｄは、Ｓ’_i又はＳＵＭ_kが、レジスタ５７６ｄに書き込まれ、結局サンプルメモリ５７６ｅとレジスタ５７６ｇに書き込まれることを可能にする。現在計算中のＳＵＭ_kが、加算器５７６ｃとレジスタ５７６ｄとマルチプレクサ５７６ｓによって累積され、サンプルメモリ５７６ｅとレジスタ５７６ｇに書き込まれる間に、既に記憶されたＳＵＭ_kがレジスタ５７６ｆに書き込まれる。それから、既に記憶されたＳＵＭ_kと今計算中のＳＵＭ_kは、データパス５７６ｂにマルチプレクサ５７６ｈにより、同様にサンプルごとにインターリーブされた状態で送られる。同様に、今計算中のサブアレイ信号Ｓ’_iが既に記憶されたサブアレイ信号Ｓ ’_iと乗算される場合、既に記憶されたサブアレイ信号Ｓ’_iがサンプルメモリ５７６ｅとレジスタ５７６ｆに書き込まれ、今計算中のサブアレイ信号Ｓ’_iはレジスタ５７６ｄからレジスタ５７６ｇに書き込まれる。最後に、当業者には、この収差値推定器が相関関係において提供する柔軟性が理解される。従って、前述の実施例以外の多くの実施例が、この収差値推定器の装置を用いて実現できる。ｄ．中央処理：適応式焦点調節プロセッサｉ．適応式焦点調節プロセッサによる収差補正値のプロファイル生成適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５は少なくとも次に示す計算機能を行う。１．収差値推定器Ｇ−５０２が計算した収差補正値を読む。２．収差値推定器が報告した収差補正値を変換し、遅延値に変換した後、既に推定済みのと累積し、データが使用できるサブアレイのための全体的な収差遅延を確立する。３．全体的な遅延のプロファイルに関するオフセットと線形傾向成分（要素位置と遅延の関係）を除去する。これらの要素は、除去しないと、焦点位置をシフト（操舵エラー）させるのみで、焦点調節の質に影響しない。例えば、収差が操舵エラーを生じるが、良好な焦点を維持している場合、適応式焦点調節システムは、この位置におけるシフトを検出できない。４．２次以上の多項式モデルを収差補正のプロファイルに、ステップ３の後で適合させる。ここで、Ｎはプログラム設定した多項式の次数であり、ａ_iは多項式の重み係数であり、Ｐ_ikは素子指標ｋの次数ｉの選択した多項式であり、Ｔ_kは要素指標ｋの測定収差補正値（定数と直線項が削除されている）であり、Ｔ_k ^resは多項式の適合後の収差補正残留値である。異なる多項式のタイプと適合の手段とがプログラム設定されている。５．任意に多項式の係数と収差補正残留値を重み付けし、再結合して滑らかな収差補正値を生成する。ここで、Ｗ_iとＷ_resは、夫々、多項式と収差補正残留値に適用される重みである。好適な実施例では、多項式はルジャンドルであり、ルジャンドル多項式の重みＷ_iは、Ｗ_res≦Ｗ_i≦１となるように制限されている。６．新しい収差補正推定値Ｔ_kを既に記憶済みの補正値に加えて、丸め誤差に起因するあらゆる線形傾向又はオフセット成分を除去し、更新された収差補正のプロファイルを遅延テーブルと補間器Ｇ−５０９に記憶する。適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５もコントローラであり、サブアレイの結果が種々のモード中に無視される状況を含む、変換素子のサブアレイとの関連を追跡する。これは、超音波結像システムが合成開口又は滑り開口モードである時に特に重要である。滑り開口動作は、１９８７年１０月１３日にＡｃｕｓｏｎに発行された、動的焦点調節線形位相アレイ音響結像システムという名称で、発明者がＳ．Ｈ．ＭａｓｌａｋとＨ．Ｇ．Ｌａｒｓｅｎである、米国特許第４，６９９，００９号に詳細に記載してある。２つの別々の送信発射から獲得されるべき２つの開口を含む合成開口モードについて考えてみる。適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５は、収差値推定器Ｇ− ５０２からの２つの異なるセットの読取値の結果を組み合わせることが要求される。１つのセットの読取値は、１つの送信始動要素からの初期受信開口に対応し、他のセットの読取値は、合成開口の半分である他の開口の受信開口に対応する。適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５と収差値推定器は２つの受信開口間のあらゆる相対的な遅延値を決定する責任を有する。適応式焦点調節プロセッサＧ−５０５は、図４の中央適応式焦点調節処理６０２で説明した全ての動作が、今の送信又は受信あるいはその両方の走査線が同じ走査フレーム中にごく最近捕捉され処理された走査線からの収差補正データを使用することを可能にする計算レートで実施できるように、リアルタイム適応式更新レートをサポートする。好適な実施例は、専用の局部的収差値推定器と図４のブロック５５７に適したルックアップルールとを用いて、最高度の計算要求の一部の負荷を解除するので、中央適応式焦点調節プロセッサの計算負荷は、所望のリアルタイム更新動作を満足できる。Ｄ．結論従って、調整モードの無いリアルタイム同時適応式焦点調節機能と結像機能を有する超音波システムが開示されている。収差領域に対応する収差補正値は、Ｂ −モード超音波走査線を用いて走査線レートで測定される。収差補正値は、送信及び受信ビーム生成中に後続の走査線を動的に補正するために用いられる。収差補正値は、Ｂ−モードと非Ｂ−モードの両方のフォーマット、他の走査形状、又は他の結像周波数を補正するためにも使用できる。最後に、収差値推定器は、マルチビームの送信と受信、合成開口、滑り開口、合成走査線、特殊な“適応式” モードを用いない走査線ごとの調整自在の周波数を含む、種々の超音波実施例における収差補正値を測定し、適応式焦点調節プロセッサは、送信／受信ビーム生成中に焦点調節補正遅延を行う。本発明の好適な実施例に関する前述の説明は、図解と説明を意図して行われてきた。開示した的確な形態は、唯一なものであること又は本発明を制限することを意図していない。数多くの変更と修正が可能であることが、当業者には自明のことと考えられる。実施例は、本発明の原理とその実際の適用事例を最も効果的に説明するために選ばれ記載されているので、当業者は、種々の実施例に関する本発明と、種々の変更事例が考えられる特定の用途に適していることを理解されると思われる。本発明の範囲は次に示す特許請求の範囲とその同等の項目から定められることが意図されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年８月１３日【補正内容】請求の範囲１．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、各々が複数の遅延された第２の信号に対応する、複数のサブアレイ信号を生成するサブアレイ信号生成器と、各々が少なくとも個々の第１のサブアレイ信号に対応し、少なくとも１つの収差補正値を生成する複数の収差補正値推定器と、収差補正値に応答して幾つかの遅延値を変更して像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、前記生成器は前記複数のサブアレイ信号を生成し、前記推定器は前記収差補正値を生成し、前記適応式焦点設定プロセッサは、前記第２のビーム信号を生成する前記加算器と同時に前記遅延値を変更する超音波結像システム。２．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、各々が複数の遅延された第２の信号に対応する、複数のサブアレイ信号を生成するサブアレイ信号生成器と、複数の収差補正値推定器であって、各々が少なくとも１つの個々のサブアレイ信号、及び、サブアレイ信号に対応する個々の基準信号に対応し、個々の推定器が、（１）個々の第１のサブアレイ信号と個々の基準信号の間で、一定の相対的な遅延を維持しつつ相互相関関係を設定することにより少なくとも１つの個々の相関値と、（２）少なくとも１つの相関値に対応する少なくとも１つの収差補正値と、を生成する収差補正値推定器と、収差補正値に応答して幾つかの遅延値を変更して像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、前記像は、結像システムによってフレームごとに１度更新され、前記の推定器は、前記収差補正値を生成し、前記適応式焦点設定プロセッサは、フレームごとに２回以上前記遅延値を変更する超音波結像システム。３．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる走査線信号を生成する加算器と、各々が複数の遅延された第２の信号に対応する、複数のサブアレイ信号を生成するサブアレイ信号生成器と、個々のが少なくとも個々のサブアレイ信号に応答し、少なくとも１つの収差補正値を生成するように動作する複数の収差補正値推定器と、収差補正値に応答して遅延値の少なくとも幾つかを変更し、像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、前記生成器は前記複数のサブアレイ信号を生成し、前記推定器は前記収差補正値を生成し、前記の適応式焦点設定プロセッサは、前記走査線信号を生成する前記加算器と同時に前記遅延値を変更し、前記適応式焦点設定プロセッサは、最近捕捉された走査線信号からの収差補正値を用いて、カレント走査線信号を生成するために前記遅延値を変更し、前記カレント走査線信号と前記最近捕捉された走査線信号とが単一の走査フレーム内で捕捉される超音波結像システム。４．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、複数の収差補正値推定器であって、各々が少なくとも１つの個々の遅延された第２の信号、及び、サブアレイ信号に対応する個々の基準信号に対応し、個々の推定器が、（１）個々の遅延された第２の信号と個々の基準信号の間で、一定の相対的な遅延を維持しつつ相互相関関係を設定することにより少なくとも１つの個々の相関値と、（２）少なくとも１つの相関値に対応する少なくとも１つの収差補正値と、を生成する収差補正値推定器と、収差補正値に応答して幾つかの遅延値を変更して像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、前記推定器は前記の収差補正値を生成し、前記適応式焦点設定プロセッサは、オペレータの介入と独立に、且つ、前記第２のビーム信号を生成する前記加算器と同時に、前記遅延値を変更する超音波結像システム。５．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、個々が少なくとも１つの個々の遅延された第２の信号に応答する複数の収差補正値推定器と、第２の収差補正値に応答して、遅延値の少なくとも幾つかを変更して、像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、個々の推定器は、個々の収差領域に関連する振幅収差を表す第１の収差補正値と、遅延収差を表す第２の収差補正値と、を生成する超音波結像システム。６．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、各々が少なくとも個々の第１のサブアレイ信号に対応し、少なくとも１つの収差補正値を生成する複数の収差補正値推定器と、収差補正値に応答して幾つかの遅延値を変更して像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、収差補正値推定器は、第１の像に関して、遅延された第２の信号に応答し、適応式焦点設定プロセッサは、第２の像に関して遅延値を変更し、第１及び第２の像は、結像モード及び走査形状の少なくとも１つにおいて異なる超音波結像システム。７．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、各々が少なくとも個々の第１のサブアレイ信号に対応し、少なくとも１つの収差補正値を生成する複数の収差補正値推定器と、収差補正値に応答して幾つかの遅延値を変更して像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、第１のビームは、複数の同時に生成される送信ビームを含む超音波結像システム。８．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、各々が少なくとも個々の第１のサブアレイ信号に対応し、少なくとも１つの収差補正値を生成する複数の収差補正値推定器と、収差補正値に応答して幾つかの遅延値を変更して像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、第２のビーム信号は、複数の同時に生成された受信ビーム含む超音波結像システム。９．複数の変換器素子と、個々の送信遅延値に基づいて、複数の送信変換器素子の各々に複数の第１の信号を送り、対象に向かう第１の超音波ビームを生成する送信器と、第１のビームに関連する第２の信号を、複数の受信変換器素子の各々から捕捉し、個々の受信遅延値だけ第２の信号を遅延し、遅延された第２の信号を生成する受信器と、遅延された第２の信号に応答し、結像に用いる第２のビーム信号を生成する加算器と、各々が少なくとも個々の第１のサブアレイ信号に対応し、少なくとも１つの収差補正値を生成する複数の収差補正値推定器と、収差補正値に応答して幾つかの遅延値を変更して像を改善する適応式焦点設定プロセッサとを、備え、前記推定器及び適応式焦点設定プロセッサは、前記送信器及び受信器が合成開口モードで動作している間に動作する超音波結像システム。１０．前記推定器及び適応式焦点設定プロセッサは、前記送信器と受信器が滑動開口モードで動作している間に動作する請求項１項又は６に記載の超音波結像システム。１１．前記収差補正値推定器は、以前決定された収差補正値を更新して収差補正値を生成する請求項１又は６に記載の結像システム。１２．前記収差補正値推定器は、結像システムが、Ｂ−モード、カラードップラーモード、Ｍ−モード及びその組み合わせから成るグループから選択された結像モードで動作している間に、収差補正値を生成する請求項１又は６に記載の結像システム。１３．前記収差補正値推定器は、結像システムが、セクタ、ベクタ（登録商標）、リニア、湾曲リニア、操舵リニア、操舵湾曲リニア、湾曲ベクタ（登録商標）から成るグループから選択された結像フォーマットで動作している間に、収差補正値を生成する請求項１又は第６に記載の結像システム。１４．前記収差補正値推定器は、第１の周波数の第１の超音波ビームに応答して収差補正値を生成し、適応式焦点設定プロセッサは、第２の周波数に関する遅延値を変更する請求項１又は６に記載の結像システム。１５．前記サブアレイ信号生成器が、走査線に沿う複数の深度ロケーションに関連する複数のサブアレイ信号を生成する手段と、複数のサブアレイ信号を平均化して、平均化されたサブアレイ信号を得る手段と、を備える請求項１乃至３のいずれかに記載の結像システム。１６．複数の深度ロケーションに関連するサブアレイ信号は、走査線に沿う選択可能なウインドウから取得される請求項１５に記載の結像システム。１７．ウインドウは、第１のサブウインドウと第２のサブウインドウを備えており、平均化手段が、第１のサブウインドウに関連する第１の平均サブアレイ信号と、第２のサブウインドウに関連する第２の平均サブアレイ信号を組み合わせて平均サブアレイ信号を取得する請求項１６に記載の結像システム。１８．個々の収差補正値推定器は、個々の第１のサブアレイ信号と個々の基準信号の間に、一定の相対的な遅延を維持しつつ、相互相関値を設定して、少なくとも１つの個々の相関値を生成する手段と、少なくとも１つの相関値に応答する少なくとも１つの収差補正値を生成する手段と、を備える請求項１に記載の結像システム。１９．個々の基準信号が、サブアレイ信号に応答する請求項１８に記載の結像システム。２０．個々の推定器の基準信号が、サブアレイ信号の別の１つに対応する請求項１８に記載の結像システム。２１．収差補正値推定器の個々の前記第１のサブアレイ信号と、サブアレイ信号の前記の別の１つが、変換器素子の隣接するグループと対応する請求項２０に記載の結像システム。２２．個々の基準信号が、サブアレイ信号のサブセットを加算して生成された個々の加算信号に応答する請求項１８に記載の結像システム。２３．個々の基準信号が、個々の記憶された値に応答する請求項１８項に記載の結像システム。２４．収差補正値推定器が、走査線に沿う複数の深度ロケーションに関連する複数の相関値を生成する手段と、複数の相関関係の値を平均化して、平均化された相関値を得る手段と、を備える請求項１又は第６に記載の結像システム。２５．複数の相関値が、走査線に沿う選択可能なウインドウから取得される請求項２４に記載の結像システム。２６．ウインドウが、第１のサブウインドウと第２のサブウインドウを備えており、平均化手段が、第１のサブウインドウに関連する第１の平均相関値と、第２のサブウインドウに関連する第２の平均相関値を組み合わせて、平均相関値を得る手段を備える請求項２５項に記載の結像システム。２７．収差補正値推定器が、相関関係値を位相と振幅の値に変換する手段を備えている請求項１又は６に記載の結像システム。２８．品質指標要素として振幅の値を用いる手段を更に備える請求項２７に記載の結像システム。２９．収差補正値推定器が、位相の値を収差補正遅延値に変換する手段を備える請求項２７に記載の結像システム。３０．適応式焦点設定プロセッサが、個々の収差補正値が複数のサブアレイ信号の個々の１つ、及び、前記の対象における複数の第１ロケーションの個々の１つに対応する、第１の複数の収差補正値を記憶する手段と、前記の対象の第２ののロケーションに対して、第１の複数の収差補正値から第２の複数の収差補正値を選択する手段と、を備え、少なくとも２つの選択された収差補正値が、別個の第１のロケーションに対応している請求項１に記載の結像システム。３１．第１のロケーションが焦点に近傍のレンジにある請求項３０に記載の結像システム。３２．個々の収差補正値推定器が、複数の走査線に関連する複数の相関関係値と、複数の個々の重みの値を乗算して、加算された相関値を生成する手段を備える請求項１又は第６に記載の結像システム。３３．適応式焦点設定プロセッサが、傾向値を収差補正値から除外する請求項１、２、４又は５のいずれかに記載の結像システム。３４．適応式焦点設定プロセッサが、第１のサブアレイグループに関連する第１の収差補正値と、第２のサブアレイグループに関連する第２の収差補正値とを補間して、変換器素子に関連する収差補正値を取得する手段を備える請求項１、２、４又は５のいずれか記載の結像システム。３５．適応式焦点設定プロセッサが、変更された遅延値をフィルタリングする手段を備える請求項１、２、４又は５のいずれかに記載の結像システム。３６．送信器が、複合焦点送信ビーム及び連続的焦点送信ビームから成るグループから第１の超音波ビームを生成している間に、収差補正値推定器が相関値を生成し、適応式焦点設定プロセッサが遅延値を変更する請求項１、６、７又は８に記載の結像システム。３７．遅延値が像全体に適用される請求項１又は６に記載の結像システム。３８．適応式焦点設定プロセッサが、変更された遅延値を、送信器と受信器のいずれかに含まれている単一の遅延装置に送る手段を備える請求項１又は６に記載の結像システム。３９．収差補正値推定器は、送信器と受信器が合成開口モードで動作している間に動作する請求項１又は６に記載の結像システム。４０．収差補正値推定器は、送信器と受信器が滑動開口モードで動作している間に動作する請求項１又は６に記載の結像システム。４１．第２のビーム信号が、複数の同時に受信された受信ビームを構成している間に、収差補正値推定器は収差補正値を生成し、適応式焦点設定プロセッサは遅延値を変更する請求項１又は６に記載の結像システム。４２．第１の超音波ビームが、複数の同時に生成された送信ビームを構成している間に、収差補正値推定器は収差補正値を生成し、適応式焦点設定プロセッサは遅延値を変更する請求項１又は６に記載の結像システム。４３．受信器が合成走査線を生成するように動作している間に、収差補正値推定器は収差補正値を生成し、適応式焦点設定プロセッサは遅延値を変更する請求項１又は６に記載の結像システム。４４．第１の像がＢ−モード像であり、第２の像がカラードップラーモード像である請求項６項に記載の結像システム。４５．収差補正値推定器は、結像システムがＢ−モードで作動している間に収差補正値を生成し、適応式焦点設定プロセッサは、結像システムがＢ−モードとカラードップラーモードとＭ−モード及びその組み合わせから成るグループから選択された結像モードで作動している間に遅延を変更する請求項６に記載の結像システム。４６．収差補正値推定器は、結像システムがセクタ、ベクタ（登録商標）、リニア、湾曲リニア、操舵リニア、操舵湾曲リニア、湾曲ベクタ（登録商標）から成るグループから選択された結像フォーマットで作動している間に、収差補正値を生成し、適応式焦点設定プロセッサは、結像システムが同じグループから選択された異なる像フォーマットで作動している間に遅延を変更する請求項６に記載の結像システム。４７．前記第１の信号は送信振幅値に更に応答し、前記第２の信号は受信振幅値に更に応答し、前記適応式焦点設定プロセッサは、第１の収差補正値に応答して振幅値の少なくとも幾つか更に変更して、像を改善する請求項５に記載の結像システム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ランドン，ドナルド，アール. アメリカ合衆国，94040 カリフォルニア州，マウンテンビュー，ミードウレイン 1545 (72)発明者ホーリー，グレゴリー，エル. アメリカ合衆国，94043 カリフォルニア州，マウンテンビュー，モンテシトアヴェニュー 1285 (72)発明者コール，クリストファー，アール. アメリカ合衆国，95014 カリフォルニア州，キャパティノ，マドリッドコート 10620

Claims

【特許請求の範囲】１．結像システムを用いて、収差領域を有する対象の画像を焦点調節する方法であって、システムのフレーム時間中に収差補正値を測定し、システムのフレーム時間中に、収差補正値によって調整された、対象の少なくとも焦点にシステムから信号を送るステップを備えていること。２．システムのフレーム時間中に、収差補正値によって調整された、対象の少なくとも焦点から信号を受信するステップを更に備えている請求項１に記載の方法。３．測定ステップが、システムのフレーム時間内に信号を受信する時間の周期中に行われる請求項２に記載の方法。４．測定ステップが、前のシステムのフレーム時間からの収差補正値を更新する請求項１に記載の方法。５．測定ステップが結像モード中に行われる請求項１に記載の方法。６．結像システムが超音波システムである請求項１に記載の方法。７．結像モードがＢ−モードである請求項５に記載の方法。８．結像モードがカラードップラーモードである請求項５に記載の方法。９．結像モードがＢ−モードとカラードップラーモードの両方を用いている請求項５に記載の方法。１０．結像システムが、複数の変換器素子を有する超音波変換器アレイを含んでいる請求項２に記載の方法。１１．測定と送信と受信のステップが、セクター、ベクタ、リニア、湾曲リニア、操舵リニア、操舵湾曲リニア、及び、湾曲ベクタから成るグループから選択された結像フォーマットで行われる請求項１０に記載の方法。１２．送信ステップが、第１のセットの信号を第１の周波数で且つ第２のセットの信号を第２の周波数で送る請求項１０に記載の方法。１３．測定するステップが、更に、超音波変換器アレイの複数の変換器素子を複数のサブアレイ・グループにグループ化し、超音波変換器アレイの各々サブアレイ・グループに付随するサブアレイ合計信号を生成するステップによって形成されている請求項１０に記載の方法。１４．超音波変換器アレイのサブアレイ・グループからのサブアレイ合計信号の相関関係を設定して、相関関係の値を生成し、相関関係の値を収差補正値に変換するステップを更に備えている請求項１３に記載の方法。１５．複数の変換器素子のサブセットが複数のサブアレイ・グループにグループ化される請求項１３に記載の方法。１６．少なくとも１つのサブアレイ・グループが単一の変換器素子から成る請求項１３に記載の方法。１７．サブアレイ合計信号を生成するステップが、更に、走査線に沿う複数の深度のロケーションに付随する各々サブアレイ・グループに対して複数のサブアレイ合計信号を生成し、複数のサブアレイ合計信号を平均化して、平均化されたサブアレイ合計信号を得るステップによって形成されている請求項１３に記載の方法。１８．サブアレイ合計信号が走査線に沿う選択自在のウインドウから入手される請求項１７に記載の方法。１９．ウインドウが第１のサブウインドウと第２のサブウインドウを備えており、第１のサブウインドウに付随する第１の平均サブアレイ合計信号が、第２のサブウインドウに付随する第２の平均サブアレイ合計信号によって平均化されて、平均化されたサブアレイ合計信号を得る請求項１８に記載の方法。２０．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイグループからの第１のサブアレイ合計信号と、第２のサブアレイグループからの第２のサブアレイ合計信号の間に相関関係を設定して、相関関係の値を得るステップによって形成されている請求項１４に記載の方法。２１．第１のサブアレイグループが第２のサブアレイグループと隣接している請求項２０に記載の方法。２２．複数のサブアレイグループの各々サブアレイグループが少なくとも別のサブアレイグループと隣接している請求項２０に記載の方法。２３．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループからの信号と、複数のサブアレイ・グループからのサブアレイ合計信号のサブセットを合計して生成された合計信号との間に、相関関係を設定するステップによって形成されている請求項１４に記載の方法。２４．複数のサブアレイ・グループが第１のサブアレイ・グループを除外している請求項２３に記載の方法。２５．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループからの信号と、システムに記憶済みの値との間に相関関係を設定するステップによって形成されている、請求項１４項に記載の方法。２６．相関関係を設定するステップが、更に、走査線に沿う複数の深度のロケーションに付随する複数の相関関係の値を生成し、複数の相関関係の値を平均化して、平均化された相関関係の値を得るステップによって形成されている請求項１４に記載の方法。２７．複数の相関関係の値が走査線に沿う選択自在のウインドウから入手される請求項２６に記載の方法。２８．ウインドウが第１のサブウインドウと第２のサブウインドウを備えており、第１のサブウインドウに付随する第１の平均相関関係値が、第２のサブウインドウに付随する第２の平均相関関係値によって平均化されて、平均化された相関関係値を得る請求項２７に記載の方法。２９．変換するステップが、更に、相関関係値を位相と強度の値に変換するステップによって形成されており、位相の値が収差補正値である請求項１４に記載の方法。３０．第１のサブアレイグループと第１のロケーションに対応する第１の相関関係の値を入手し、第１の相関関係の値に基づいて、第１のサブアレイグループと第２の近くのロケーションとに対応する、第２の相関関係の値を導くステップを更に備えている請求項１４に記載の方法。３１．第１のサブアレイグループと第１のロケーションに対応する第１の収差補正値を入手し、第１の相関関係の値に基づいて、第１のサブアレイグループと第２の近くのロケーションとに対応する、第２の収差補正値を導くステップを更に備えている請求項１４に記載の方法。３２．第１のロケーションが焦点である請求項３０項に記載の方法。３３．第１のロケーションが焦点である請求項３１項に記載の方法。３４．第１のサブアレイグループと第１のロケーションに対応する第１の相関関係の値を入手し、第１のサブアレイグループと第２のロケーションに対応する第２の相関関係の値を入手し、第１と第２の収差補正値を重みの値に基づいて濾過して、濾過された相関関係の値を得るステップを更に備えている請求項１４に記載の方法。３５．第１のサブアレイグループと第１のロケーションに対応する第１の収差補正値を入手し、第１のサブアレイグループと第２のロケーションに対応する第２の収差補正値を入手し、第１と第２の収差補正値を重みの値に基づいて濾過して、濾過された相関関係の値を得るステップを更に備えている請求項１４に記載の方法。３６．第１と第２のロケーションがほぼ焦点である請求項３４に記載の方法。３７．第１と第２のロケーションがほぼ焦点である請求項３５に記載の方法。３８．濾過するステップが、第１の重みの値と第１の相関関係の値の積と第２の重みの値と第２の相関関係の値の積とを合計するステップを含んでいる請求項３４に記載のステップ。３９．濾過するステップが、第１の重みの値と第１の収差補正値の積と第２の重みの値と第２の収差補正値の積とを合計するステップを含んでいる請求項３４に記載のステップ。４０．重みの値が選択自在の値を備えている請求項３４に記載の方法。４１．重みの値が選択自在の値を備えている請求項３５に記載の方法。４２．第１のロケーションが第１の深度の第１の走査線上にあり、第２のロケーションが第１の深度の第２の走査線上にある請求項３４に記載の方法。４３．第１のロケーションが第１の方位と第１の深度を備えており、第２のロケーションが第２の方位と第１の深度を備えている請求項３４に記載の方法。４４．第１と第２のロケーションがほぼ焦点である請求項３９に記載の方法。４５．複数の重みの値が、合計された相関関係の値を生成するために、各々、複数の走査線に付随する複数の相関関係値と乗算する際に選択される請求項１４に記載の方法。４６．走査線と重みの値が選択自在である請求項４５に記載の方法。４７．低信頼性の収差補正値を決定するステップを更に含んでいる請求項１４に記載の方法。４８．相関関係値からの強度が信頼性指示要素として用いられる請求項４７に記載の方法。４９．各々サブアレイ・グループに付随する収差補正値を遅延値に変換するステップを更に備えている請求項１４に記載の方法。５０．遅延値が各々変換器素子に付随している請求項４９に記載の方法。５１．サブアレイ・グループの収差補正値から傾向値を除外するステップを更に含んでいる請求項４９項に記載の方法。５２．第１のサブアレイ・グループに付随する第１の収差補正値と第２のサブアレイ・グループに付随する第２の収差補正値とが、変換器素子に付随する収差補正値を得るために内挿される請求項１４に記載の方法。５３．各々サブアレイ・グループに付随する遅延値を滑らかにするステップを更に備えている請求項４９に記載の方法。５４．結像システムがメモリを備えており、収差補正値を記憶し、収差補正値をメモリからルックアップ・ルールにより入手するステップを更に備えている請求項１４に記載の方法。５５．対象の画像を捕捉し、収差領域を備え、複数のサブアレイを有する変換器素子において、各々が送信のために第１の可変遅延要素と受信のために第２の可変遅延要素とを備えている前記の変換器素子のアレイを用いる、結像システムのための方法であって、各々変換器素子に相応して第１の可変遅延要素を選択することによって対象の第１の焦点にアレイから第１のビームを送り、各々変換器素子に相応して第２の可変遅延要素を選択することによって対象からの収差領域によって歪められた信号を受信し、受信信号に基づいて、サブアレイごとに収差補正値を計算し、サブアレイ収差補正値を用いて、選択的に（１）第２のビームを送る各々変換器素子の第１の可変遅延要素と（２）第２のビームから信号を受信する各々変換器素子の第２の可変遅延要素とを調整する、ステップを更に備えている、前記の結像システムのための方法。５６．計算と使用するステップが超音波フレーム時間中に行われる請求項５５に記載の方法。５７．システムが超音波ビームを送信し受信する超音波システムである請求項５５に記載の方法。５８．超音波システムが第１と第２の可変遅延要素を調整するために収差補正値を用いるビーム生成器コントロールを備えている請求項５７に記載の方法。５９．ステップが、Ｂ−モードとカラー・ドップラー・モードとＭ−モードから成るグループから選択された結像モードで行われる請求項５７に記載の方法。６０．超音波フレーム時間が超音波Ｂ−モード・フレーム時間又はカラー・ドップラー・モード・フレーム時間である請求項５７に記載の方法。６１．送信ステップが、第１の超音波ビームを第１の周波数で送り、第２の超音波ビームを第２の周波数で送る請求項５７に記載の方法。６２．超音波アレイから超音波ビームを送信し受信するステップが、セクター、ベクトタ、直線、曲線と直線、誘導直線、誘導曲線と直線、曲線ベクタから成るグループから選択された走査形状フォーマットによって更に形成されている、請求項５７項に記載の方法。６３．計算するステップが、更に、超音波変換器アレイの複数の変換器素子を複数のサブアレイ・グループにグループ化し、超音波変換器アレイの各々サブアレイ・グループに付随するサブアレイ合計信号を生成するステップによって形成されている請求項６３に記載の方法。６４．複数の変換器素子のサブセットが複数のサブアレイ・グループにグループ化される請求項６３に記載の方法。６５．少なくとも１つのサブアレイ・グループが単一の変換器素子から成る、請求項６３に記載の方法。６６．計算するステップが、更に、走査線に沿う複数の深度のロケーションに付随する各々サブアレイ・グループに対して複数のサブアレイ合計信号を生成し、複数のサブアレイ合計信号を平均化して、平均化されたサブアレイ合計信号を得るステップによって形成されている、請求項６３に記載の方法。６７．サブアレイ合計信号が走査線に沿う選択自在のウインドウから入手される、請求項６６に記載の方法。６８．ウインドウが第１のサブウインドウと第２のサブウインドウを備えており、第１のサブウインドウに付随する第１の平均サブアレイ合計信号が、第２のサブウインドウに付随する第２の平均サブアレイ合計信号によって平均化されて、平均化されたサブアレイ合計信号を得る、請求項６８に記載の方法。６９．計算するステップが、更に、超音波変換器アレイのサブアレイからのサブアレイ合計信号の相関関係を設定して、相関関係の値を生成し、相関関係の値を収差補正値に変換するステップによって形成されている、請求項６３に記載の方法。７０．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループからの第１のサブアレイ合計信号と、第２のサブアレイ・グループからの第２のサブアレイ合計信号の間に相関関係を設定して、相関関係の値を得るステップによって形成されている、請求項６９に記載の方法。７１．第１のサブアレイ・グループが第２のサブアレイ・グループと隣接している、請求項６９に記載の方法。７２．複数のサブアレイ・グループの各々サブアレイ・グループが少なくとも別のサブアレイ・グループと隣接している、請求項６９に記載の方法。７３．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループからの信号と、複数のサブアレイ・グループからのサブアレイ合計信号のサブセットを合計して生成された合計信号との間に、相関関係を設定するステップによって形成されている、請求項６９に記載の方法。７４．複数のサブアレイ・グループが第１のサブアレイ・グループを除外している、請求項７３に記載の方法。７５．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループからの信号と、システムに記憶済みの値との間に相関関係を設定するステップによって形成されている、請求項６９に記載の方法。７６．相関関係を設定するステップが、更に、走査線に沿う複数の深度のロケーションに付随する複数の相関関係の値を生成し、複数の相関関係の値を平均化して、平均化された相関関係の値を得るステップによって形成されている、請求項６９に記載の方法。７７．複数の相関関係の値が走査線に沿う選択自在のウインドウから入手される、請求項７６に記載の方法。７８．ウインドウが第１のサブウインドウと第２のサブウインドウを備えており、第１のサブウインドウに付随する第１の平均相関関係値が、第２のサブウインドウに付随する第２の平均相関関係の値によって平均化されて、平均化された相関関係値を得る、請求項７７に記載の方法。７９．変換するステップが、更に、相関関係の値を位相と強度の値に変換するステップによって形成されており、位相の値が収差補正値である、請求項５９に記載の方法。８０．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループと第１のロケーションに対応する第１の収差補正値を入手し、第１の相関関係の値に基づいて、第１のサブアレイ・グループと第２の近くのロケーションとに対応する、第２の収差補正値を導くステップを更に備えている、請求項６９に記載の方法。８１．第１のロケーションが焦点である、請求項８０に記載の方法。８２．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループと第１のロケーションに対応する第１の相関関係の値を入手し、第１のサブアレイ・グループと第２のロケーションに対応する第２の相関関係の値を入手し、第１と第２の相関関係の値を重みの値に基づいて濾過して、濾過された相関関係の値を得るステップを更に備えている、請求項６９に記載の方法。８３．相関関係を設定するステップが、更に、第１のサブアレイ・グループと第１のロケーションに対応する第１の収差補正値を入手し、第１のサブアレイ・グループと第２のロケーションに対応する第２の収差補正値を入手し、第１と第２の収差補正値を重みの値に基づいて濾過して、濾過された収差補正値を得るステップを更に備えている、請求項６９項に記載の方法。８４．第１と第２のロケーションが焦点である、請求項８２に記載の方法。８５．濾過するステップが、第１の重みの値と第１の相関関係の値の積と第２の重みの値と第２の相関関係の値の積とを合計するステップを含んでいる、請求項８２に記載の方法。８６．第１のロケーションが第１の深度の第１の走査線上にあり、第２のロケーションが第１の深度の第２の走査線上にある、請求項８２に記載の方法。８７．第１のロケーションが第１の深度の第１の走査線上にあり、第２のロケーションが第１の深度の第２の走査線上にある、請求項８３に記載の方法。８８．第１のロケーションが第１の方位と第１の深度を備えており、第２のロケーションが第２の方位と第１の深度を備えている、請求項８２項に記載の方法。８９．複数の重みの値が、合計された相関関係の値を生成するために、各々、複数の走査線に付随する複数の相関関係値と乗算する際に選択される、請求項６９に記載の方法。９０．走査線と重みの値が選択自在である、請求項８９に記載の方法。９１．結像システムがメモリを備えており、収差補正値を記憶し、収差補正値をメモリからルックアップ・ルールにより入手するステップを更に備えている、請求項５５項に記載の方法。９２．結像システムがメモリを備えており、第１の複数の収差補正値を記憶し、各々収差補正値が複数のサブアレイ・グループの１つと第１のロケーションとに対応しており、第２の複数の収差補正値を第１の複数の収差補正値から選択して、複数のサブアレイ・グループの１つと第２のロケーションとに対応する収差補正値を得るステップを更に備えている、請求項５５に記載の方法。９３．結像システムが適応式焦点調節プロセッサに結合された少なくとも１つの収差値推定器を備えており、計算するステップが、更に、相関関係の値を収差値推定器によって測定し、相関関係の値を収差値推定器に記憶し、相関関係の値を収差補正値に変換するステップによって形成されている、請求項５５に記載の方法。９４．適応式焦点調節プロセッサからの重みの値に基づいて収差値推定器の相関関係の値を濾過するステップを更に備えている、請求項９３に記載の方法。９５．適応式焦点調節プロセッサからの重みの値に基づいて収差値推定器の収差補正値を濾過するステップを更に備えている、請求項９３に記載の方法９６．濾過が少なくとも１つの走査線を方位的に横断して行われる、請求項９４項に記載の方法。９７．濾過が少なくとも１つの走査線を方位的に横断して行われる、請求項９５に記載の方法。９８．濾過がほぼ少なくとも１つの焦点の深度で行われる、請求項９６に記載の方法。９９．低信頼性の収差補正値を適応式焦点調節プロセッサで決定するステップを更に備えている、請求項９３に記載の方法。１００．相関関係値の強度が信頼性指示要素として用いられる、請求項９９に記載の方法。１０１．各々サブアレイに付随する収差補正値を収差補正遅延値に変換するステップを更に備えている、請求項９３に記載の方法。１０２．遅延値が各々変換器素子に付随している、請求項１０１に記載の方法。１０３．適応式焦点調節プロセッサによりサブアレイ・グループの収差補正値から傾向値を除外するステップを更に備えている、請求項９３に記載の方法。１０４．第１のサブアレイに付随する第１の収差補正遅延値と第２のサブアレイに付随する第２の収差補正遅延値とが、収差補正遅延値を得るために内挿される、請求項１０１に記載の方法。１０５．適応式焦点調節プロセッサにより収差補正値を滑らかにするステップを更に備えている、請求項１０３に記載の方法。１０６．収差領域を有する対象の画像を焦点調節する装置であって、変換器素子のアレイと、第１のビームを画像に対して、第２のビームをアレイから対象に送るために、アレイに結合されている、送信器と、対象からアレイにいたる第１のビームと第２のビームに付随する信号を受信する、アレイに結合されている、受信器と、収差領域に対応する収差補正値と、第１のビームに付随する反射信号とを測定するために、受信器に結合されている、手段と、収差補正値に基づいて第２のビームを選択的に変更するために、測定手段に結合されている、手段とを備えている、前記の装置。１０７．第２のビームに付随する受信信号を変更するために、測定手段に結合されている、手段を更に備えている、請求項１０６に記載の装置。１０８．第２のビームを変更し、収差補正値に基づいて信号を受信するために、測定手段に結合されている、手段を更に備えている、請求項１０６に記載の装置。１０９．第１のビームが第１のＢ−モード画像走査中に用いられ、第２のビームが第２のＢ−モード画像走査中に用いられる、請求項１０６に記載の装置。１１０．第１のビームが第１の走査中に用いられ、第２のビームが第２の走査中に用いられる、請求項１０６に記載の装置。１１１．第１のビームがＢ−モード画像走査中に用いられ、第２のビームがＢ−モード以外の画像走査中に用いられる、請求項１０６に記載の装置。１１２．Ｂ−モード以外の画像走査が、カラー・ドップラー・モードとＭ−モードとＤ−モードから成る結像モード・グループから選択される、請求項１１１に記載の装置。１１３．装置がフレーム時間中に作動している、請求項１０６に記載の装置。１１４．収差領域を有する対象の画像を焦点調節する装置であって、変換器素子のアレイと、変換器素子のアレイに結合されていて、信号を各々変換器素子に各々送信遅延値に基づいて送り、対象に焦点を有する第１のビームを生成する、送信器と、変換器素子のアレイに結合されていて、各々変換器素子における第１のビームに付随する信号を受信し、第２のビームを生成するために各々受信遅延値だけ各々変換器素子における受信信号を遅延する、受信器と、焦点と変換器素子ごとに収差領域に対応する収差補正値を測定するために、受信器に結合されている、手段と、収差補正値に基づいて遅延値を変更するために、測定手段に結合されている、手段とを備えている、前記の装置。１１５．変更する手段が送信遅延値を変更する、請求項１１４に記載の装置。１１６．変更する手段が受信遅延値を変更する、請求項１１４に記載の装置１１７．変更する手段が送信と受信の両方の遅延値を変更する、請求項１１４に記載の装置。１１８．装置が超音波ビームを送信し受信する超音波装置である、請求項１１４に記載の装置。１１９．測定する手段が、複合の焦点調節送信ビームと逐次的な焦点調節送信ビームとを呈する、請求項１１８に記載の装置。１２０．測定する手段と変更する手段が複数の同時の送信ビームを呈する、請求項１１８に記載の装置。１２１．測定する手段と変更する手段が複数の同時の受信ビームを呈する、請求項１１８に記載の装置。１２２．測定する手段と変更する手段が合成開口ビームを呈する、請求項１１８に記載の装置。１２３．測定する手段と変更する手段が滑動性の開口ビームを呈する、請求項１１８に記載の装置。１２４．測定する手段と変更する手段が合成走査線を生成する、請求項１１８に記載の装置。１２５．測定する手段と変更する手段が走査線ごとに調整自在の周波数を呈する、請求項１１８に記載の装置。１２６．装置が、Ｂ−モードとカラー・ドップラー・モードとＭ−モードとＤ−モードから成るグループから選択された結像モード中に作動している、請求項１１８に記載の装置。１２７．装置が、セクター、ベクタ、直線、曲線と直線、誘導直線、誘導曲線と直線、曲線ベクタから成るグループから選択された走査形状フォーマットで行われる、請求項１１８項に記載の装置。１２８．測定する手段が収差値推定器を備えている、請求項１１８に記載の装置。１２９．測定する手段が第２の収差値推定器に結合されている第１の収差値推定器を備えている、請求項１１８に記載の装置。１３０．遅延され受信された信号を変換器素子のグループから合計して、複数のサブアレイ合計信号を生成する手段を更に備えている、請求項１１８に記載の装置。１３１．複数のサブアレイ合計信号が第１と第２の収差値推定器に結合されている、請求項１３０に記載の装置。１３２．第１の収差値推定器が超音波アレイの隣接する変換器素子の第１のセットに付随するサブアレイ合計信号のなかで相関関係を設定し、第２の収差値推定器が超音波アレイの隣接する変換器素子の第２のセットに付随するサブアレイ合計信号のなかで相関関係を設定する、請求項１２９に記載の装置。１３３．第１の収差値推定器と第２の収差値推定器に結合された適応式焦点調節プロセッサを更に搭載し、第１の収差値推定器と第２の収差値推定器が収差補正値を適応式焦点調節プロセッサに送る、請求項１２９に記載の装置。１３４．適応式焦点調節プロセッサが重みの値を第１の収差値推定器と第２の収差値推定器に送り、第１の収差値推定器と第２の収差値推定器が収差補正値を重みの値に基づいて濾過する、請求項１３３項に記載の装置。１３５．第１の収差補正推定器が、第２のサブアレイ・グループと第２のロケーションとに対応する第２の収差補正値によって、第１のサブアレイ・グループと第１のロケーションとに対応する第１の収差補正値を濾過する、請求項１３４に記載の装置。１３６．第１と第２のロケーションがほぼ焦点である、請求項１３５に記載の装置。１３７．適応式焦点調節プロセッサが低信頼性の収差補正値を決定する、請求項１３３に記載の装置。１３８．適応式焦点調節プロセッサが、サブアレイの収差補正値から傾向値を除外する、請求項１３３に記載の装置。１３９．適応式焦点調節プロセッサが、サブアレイの収差補正値からオフセットと傾斜値を除外する、請求項１３８に記載の装置。１４０．第１の収差値推定器が、深度のロケーションの周囲で第１グループのサブアレイから走査線に沿う複数の相関関係の値を測定し、複数の相関関係の値を平均化して、平均化された相関関係の値を得る、請求項１２９に記載の装置。１４１．深度のロケーションが焦点である、請求項１３９に記載の装置。１４２．第１の収差値推定器が第１のサブアレイ・グループと第１のロケーションとに対応する第１の相関関係の値を測定し、第１の収差値推定器が第１の相関関係の値に基づいて第２の近くのロケーションに対応する第２の相関関係の値を導く、請求項１２９に記載の装置。１４３．第１のロケーションが焦点である、請求項１４２に記載の装置。１４４．送信と受信と測定と変更がＢ−モード・フレーム時間中に行われる、請求項１１８に記載の装置。１４５．送信と受信と測定と変更がカラー・ドップラー・モード・フレーム時間中に行われる、請求項１１８に記載の装置。１４６．送信と受信と変更が、Ｂ−モード、カラー・ドップラー・モード、Ｍ−モード、又はＤ−モードの走査線で行われる、請求項１１８に記載の装置。１４７．変更する手段が、収差補正値に相応する送信信号と受信信号を測定して生成する手段に結合されている、中心制御機能と、送信信号に相応して変換器素子ごとに送信遅延値を生成する、送信器と中心コントロールに結合されている、第１の局部的な制御機能と、受信信号に相応して変換器素子ごとに受信遅延値を生成する、受信器と中心コントロールに結合されている、第２の局部的な制御機能とを備えている、請求項１１４に記載の装置。１４８．第１と第２の収差値推定器から送られた収差補正値を記憶する、適応式焦点調節プロセッサに結合されている、メモリと、第１の変換器素子と対象ロケーションとに対応する収差補正値を得るために、記憶済みの収差補正値を選択する、メモリに結合されている、手段とを更に備えている、請求項１３３に記載の装置。