JPS59138955A - 超音波像形成装置 - Google Patents
超音波像形成装置Info
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- JPS59138955A JPS59138955A JP59007919A JP791984A JPS59138955A JP S59138955 A JPS59138955 A JP S59138955A JP 59007919 A JP59007919 A JP 59007919A JP 791984 A JP791984 A JP 791984A JP S59138955 A JPS59138955 A JP S59138955A
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- ultrasonic imaging
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- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/895—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum
- G01S15/8956—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum using frequencies at or above 20 MHz
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- G—PHYSICS
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- G01S15/8918—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array the array being linear
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、多数の変換素子からなる直線状プレイを備え
、それらの変換素子のうちその都度共通に制御される変
換素子のグループが超音波線の刑きを形成し、それらに
送信系および受信系が設けられていて、送信系および受
信系はそれぞれ位相遅帆による超音波線フィールドの電
子式照準手段と電子的な順次開閉による超音波線フィー
ルドの並行走葺手段とを有するような超音波像形成装置
に関する。
、それらの変換素子のうちその都度共通に制御される変
換素子のグループが超音波線の刑きを形成し、それらに
送信系および受信系が設けられていて、送信系および受
信系はそれぞれ位相遅帆による超音波線フィールドの電
子式照準手段と電子的な順次開閉による超音波線フィー
ルドの並行走葺手段とを有するような超音波像形成装置
に関する。
超汁波による無破壊（オ料検査では、欠陥測定を行うの
に解像度改善のためにますます照準手段付きの撮動子が
使用され、この場合に櫨々の欠陥深さに対してそれ相応
の焦点幅を有する種々の検査ヘッドが必要である。この
場合アレイ形検査ヘッドは種々の材料深さ範囲への電子
的な・標点合わせの可能性（Ｃより検査時間およびコス
トの著しい節減をもたらす。
に解像度改善のためにますます照準手段付きの撮動子が
使用され、この場合に櫨々の欠陥深さに対してそれ相応
の焦点幅を有する種々の検査ヘッドが必要である。この
場合アレイ形検査ヘッドは種々の材料深さ範囲への電子
的な・標点合わせの可能性（Ｃより検査時間およびコス
トの著しい節減をもたらす。
振動子グループの技術に基づくシステムは大まかに３つ
のグループに、すなわち像変換部、実時間走査部おまひ
位相制御されるグループ振動子またはフェーズド・アレ
イに分けられる。
のグループに、すなわち像変換部、実時間走査部おまひ
位相制御されるグループ振動子またはフェーズド・アレ
イに分けられる。
像変換部は、照射される対象が音響レンズによ０線状又
は面状アレイ上で模写される／ステムである。次々と素
子を付勢することによりアレイ平面上に生じる定常的な
音圧分布が読み出される。
は面状アレイ上で模写される／ステムである。次々と素
子を付勢することによりアレイ平面上に生じる定常的な
音圧分布が読み出される。
解像度および視野は素子の大きさおよび個数に依存する
ので、像変換部の単位変換素子数はかなり多く、例えば
数千である。したがって、音響レンズ・像変換部のシス
テムはアレイ平面に対して平行な対象面における定常的
な音圧分布を記録する、これに対して、実時間走査器は
パルス・エコー運転で動作する。検査ヘッドは直線状ア
レイであり、この素子は個別に又はグループで順次付勢
される。、エコーの大きさおよび走行時間から輝度制御
されるオシロスコープ上にＢ像が形成される。
ので、像変換部の単位変換素子数はかなり多く、例えば
数千である。したがって、音響レンズ・像変換部のシス
テムはアレイ平面に対して平行な対象面における定常的
な音圧分布を記録する、これに対して、実時間走査器は
パルス・エコー運転で動作する。検査ヘッドは直線状ア
レイであり、この素子は個別に又はグループで順次付勢
される。、エコーの大きさおよび走行時間から輝度制御
されるオシロスコープ上にＢ像が形成される。
このＢ像の幅はアレイの長さくでよって与えられる。
検青ヘッドが実時間走査器の検査ヘッドに比べて一般に
少ない素子数を府するようなフェーズド・アレイの場合
には、すべての単位素子が超音波フィールドの形成およ
び制御に貢献する。超音波線旋回の可能性によりフェー
ズド・アレイ技術にて僅かのヘッド長にも拘わらず比較
的大きな頃形Ｂ像が得られる。
少ない素子数を府するようなフェーズド・アレイの場合
には、すべての単位素子が超音波フィールドの形成およ
び制御に貢献する。超音波線旋回の可能性によりフェー
ズド・アレイ技術にて僅かのヘッド長にも拘わらず比較
的大きな頃形Ｂ像が得られる。
Ａ、 ＢおよびＣ走査のほかにホログラフイク検査の
可能性を提供する位相制御されるパルス・エコー・シス
テムとしての原子炉圧力容器検査用超音波映像システム
は公知である。全ンステムけＰＤＰ １１−／３４コ
ンピュータによって制御される。高速欠陥検査および欠
陥位置確認のためにはパルス・エコー運転が役立つ。そ
の場合に音響ホログラフィは正確な情報を欠陥の疑いの
ある個所力・ら得る。検査ヘッドは１２０個の送信素子
と１２０蘭の受信素子とからなる直線状アレイを有し、
それらの素子は２列に並べられている。このシステムは
２．３ＭＨ２の超音波周波数で動作し、素子間隔は密波
につきλ／２であり、ずれ波につきλである。各素子は
固有のパルス発生器を持つ。これらの送信素子および受
信素子に（は送信系および受信系が付属している。パル
スエコー運転の場合には送信時に１２０個の素子のうち
常に１６個の素子が一括接続され、受信時にはこれらの
グループのうちの８個の素子のみが動作する。送信時に
は超音波線の開きは、接続装置により１２０個の送信素
子上で次々と進行接続させられる１６個の素子から構成
される。受信信号は接続装置を介して導かれ、予め増幅
され、アナログ・デジタル変換され、シフトレジスタに
より適尚に遅延され、再びアナログ信号に戻される。溶
接継ぎ目検査の速度は毎分％ｍ２ である（ Ｗ、Ｇｅ
ｂｈａｒｄ ： ”Ｇｒｕｎｄ−１ａｇｅｎ、 Ｔｅｃ
ｈｎｉｋ ｕｎｄ Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ ｉｎ ｄｅｒ
Ｗｅｒｋｓｔｏｆｆｐｒυｆｕｎｇ’、 Ｉｚｆｐ −
Ｂｅｒｉｃｈｔ Ｎｒ。
可能性を提供する位相制御されるパルス・エコー・シス
テムとしての原子炉圧力容器検査用超音波映像システム
は公知である。全ンステムけＰＤＰ １１−／３４コ
ンピュータによって制御される。高速欠陥検査および欠
陥位置確認のためにはパルス・エコー運転が役立つ。そ
の場合に音響ホログラフィは正確な情報を欠陥の疑いの
ある個所力・ら得る。検査ヘッドは１２０個の送信素子
と１２０蘭の受信素子とからなる直線状アレイを有し、
それらの素子は２列に並べられている。このシステムは
２．３ＭＨ２の超音波周波数で動作し、素子間隔は密波
につきλ／２であり、ずれ波につきλである。各素子は
固有のパルス発生器を持つ。これらの送信素子および受
信素子に（は送信系および受信系が付属している。パル
スエコー運転の場合には送信時に１２０個の素子のうち
常に１６個の素子が一括接続され、受信時にはこれらの
グループのうちの８個の素子のみが動作する。送信時に
は超音波線の開きは、接続装置により１２０個の送信素
子上で次々と進行接続させられる１６個の素子から構成
される。受信信号は接続装置を介して導かれ、予め増幅
され、アナログ・デジタル変換され、シフトレジスタに
より適尚に遅延され、再びアナログ信号に戻される。溶
接継ぎ目検査の速度は毎分％ｍ２ である（ Ｗ、Ｇｅ
ｂｈａｒｄ ： ”Ｇｒｕｎｄ−１ａｇｅｎ、 Ｔｅｃ
ｈｎｉｋ ｕｎｄ Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ ｉｎ ｄｅｒ
Ｗｅｒｋｓｔｏｆｆｐｒυｆｕｎｇ’、 Ｉｚｆｐ −
Ｂｅｒｉｃｈｔ Ｎｒ。
７７０・］、 １．７− ＴＶ、 第６０〜６５負、１
９７７年ザールプ湧ケンにて発行）。
９７７年ザールプ湧ケンにて発行）。
この公知の超音波像形成装置の場合にはアレイの制御が
］つの接続装置により行なわれている。
］つの接続装置により行なわれている。
しかし、高い超音波周波数であっても申し分なく動作す
るような数千個の接続部からなる接続装置を構成するこ
とはできそうもない。
るような数千個の接続部からなる接続装置を構成するこ
とはできそうもない。
本発明の目的は、送信系および受信系がディジタル構成
されているとりわけ少なくとも約３０ＭＨｚの高周波用
の超音波像形成装置を提供することにある。これと同時
にその超音波像形成装置７５（この超音波周波数におい
て、自由に構成されてし）る対象の超音波Ｃ像表示を可
能にし、かつそれが医療用に、とりわけ皮膚病診断、こ
とに手術のため開いた心、１１４における診断に適する
ようにしようとするものである。さらに、その超音波像
形成装置が無破壊材料検査、とりわけ薄く溶接又は接着
されている層の欠陥位置検出に用いるのに適するように
しようとするものである。さらには、・・−ドウエア費
用を少なくしようとするものである。
されているとりわけ少なくとも約３０ＭＨｚの高周波用
の超音波像形成装置を提供することにある。これと同時
にその超音波像形成装置７５（この超音波周波数におい
て、自由に構成されてし）る対象の超音波Ｃ像表示を可
能にし、かつそれが医療用に、とりわけ皮膚病診断、こ
とに手術のため開いた心、１１４における診断に適する
ようにしようとするものである。さらに、その超音波像
形成装置が無破壊材料検査、とりわけ薄く溶接又は接着
されている層の欠陥位置検出に用いるのに適するように
しようとするものである。さらには、・・−ドウエア費
用を少なくしようとするものである。
上記目的は本発明によれば特許請求の範囲第１項記載の
特徴事項によって達成される。超音波線の開きの各変換
素子に対してそれぞれ遅延時間がディジタル設定されて
スターレきルスによりトリガされ、超音波線の開きの変
侠素子のエコー信号がコンピュータにおいて位相遅延さ
れて加算されることによって、高い超音波周波数用のと
りわけ少なくとも約３０ ＭＨ２用の超音波像形成装置
を少ない受は系／・−ドウエア費用にて構成することが
できる。例えば直線状に配列された多数の変換素子、と
りわけ数百側の変換素子からなるノ（ルス・エコー運転
で動作する超音波像形成装置の場合には照準を定めるた
めに位相遅延された制御か行なわれる。したがって、電
子的手段にて超音波レンズが形成される。例えば多数の
、とりわけ約１５個の、ことに約３０個の直線状に配列
された変換素子からなる超音波線の開きは、例えばグル
−プ進行接続方式、とりわけ半ステツプ方式および特に
変形士ヌテツプ方式によって電子的に進行制御される。
特徴事項によって達成される。超音波線の開きの各変換
素子に対してそれぞれ遅延時間がディジタル設定されて
スターレきルスによりトリガされ、超音波線の開きの変
侠素子のエコー信号がコンピュータにおいて位相遅延さ
れて加算されることによって、高い超音波周波数用のと
りわけ少なくとも約３０ ＭＨ２用の超音波像形成装置
を少ない受は系／・−ドウエア費用にて構成することが
できる。例えば直線状に配列された多数の変換素子、と
りわけ数百側の変換素子からなるノ（ルス・エコー運転
で動作する超音波像形成装置の場合には照準を定めるた
めに位相遅延された制御か行なわれる。したがって、電
子的手段にて超音波レンズが形成される。例えば多数の
、とりわけ約１５個の、ことに約３０個の直線状に配列
された変換素子からなる超音波線の開きは、例えばグル
−プ進行接続方式、とりわけ半ステツプ方式および特に
変形士ヌテツプ方式によって電子的に進行制御される。
これらのＭ置によって、−・−ドウエアを変更しいて組
織することができるようにすることにより、多数の単位
検量ヘッドの機能を唯一の検査ヘッドに持ち込むことが
できる。さらに、受信系のデイジタル構成は焦点深さを
簡単に変化させることができ、そればかりか走査経過中
間面も模写することができる。さらに、この超音波像形
成装置によれば、冷却体とＩＣケースとの間の溶着層に
おける接触問題も解決される。この超音波像形成装置は
高い分解能を有し、例えば約１５０μｍの横方向分解能
を有する。材料検査技術における用途のほかに、本発明
装置は緑内障の場合の視神経退化診断などの医療用に適
し、この場合には超音波周波数は約１５ＭＨｚｉＣ設定
される。他の用途は、狭窄もしくは腎石の部位を求める
ための手術中の患者における皮膚診断や心臓診断や腎臓
診断などにある。このためには、とくに少なくとも３Ｑ
ＭＨｚ程度の高い超音波周波数を用いることが望ましい
。
織することができるようにすることにより、多数の単位
検量ヘッドの機能を唯一の検査ヘッドに持ち込むことが
できる。さらに、受信系のデイジタル構成は焦点深さを
簡単に変化させることができ、そればかりか走査経過中
間面も模写することができる。さらに、この超音波像形
成装置によれば、冷却体とＩＣケースとの間の溶着層に
おける接触問題も解決される。この超音波像形成装置は
高い分解能を有し、例えば約１５０μｍの横方向分解能
を有する。材料検査技術における用途のほかに、本発明
装置は緑内障の場合の視神経退化診断などの医療用に適
し、この場合には超音波周波数は約１５ＭＨｚｉＣ設定
される。他の用途は、狭窄もしくは腎石の部位を求める
ための手術中の患者における皮膚診断や心臓診断や腎臓
診断などにある。このためには、とくに少なくとも３Ｑ
ＭＨｚ程度の高い超音波周波数を用いることが望ましい
。
さらに本発明による超音波像形成装置はＣ像表示のほか
に医療分野においては普通である超音波Ｂ像を提供する
こともできる。
に医療分野においては普通である超音波Ｂ像を提供する
こともできる。
以下、図面を参照しながら、本発明をさらに実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
第１図には超音波像形成装置のブロック図が示されてい
る。この超音波像形成装置は直線状アレイ２、送信系３
０．受信系４０、配線装置６と多数の（例えば３００個
の）送・受信分岐回路８とを有する。さらに、送・受信
分岐回路８にはそれぞれ送信スイッチ１０および受信ス
イッチ】１が設けられている。直線状アレイ２は多数の
（例えば３００個の）変換素子］２を含み、これらは例
えばメタニオブ酸鉛Ｐｂ（ＮＯ３）、とくにチタン酸・
ジルコン酸鉛ＰＺＴからなる。これらの変換素子１２の
超音波周波数はとぐに少なくとも３０ ＭＨ２の大きさ
である。このパルス・エコー運転にテ動作する超音波像
形成装置の場合には、変換素子１２のうちその都度ｎ個
の（例えば１５個の）変換素子のグループが同時に動作
する。これらの動作中のｎ個の変換素子１２はその都度
、例えばグループ進行接続方式、好ましくは半ステツプ
方式およびとぐに変形半ステツプ方式にしたがって、電
子的に進行接続される超音波線の開きを形成する。焦点
合わせのための制御は位相遅延されて行なわれる。例え
ば３００個の変換素子１２からなる直線状アレイ２のラ
スタの大きさは］、 ５０ Ｉｉｍであり、ラスタの大
きさから切れ目幅を引いた残りに等しい本来の娠動子幅
は約１００μｍである。
る。この超音波像形成装置は直線状アレイ２、送信系３
０．受信系４０、配線装置６と多数の（例えば３００個
の）送・受信分岐回路８とを有する。さらに、送・受信
分岐回路８にはそれぞれ送信スイッチ１０および受信ス
イッチ】１が設けられている。直線状アレイ２は多数の
（例えば３００個の）変換素子］２を含み、これらは例
えばメタニオブ酸鉛Ｐｂ（ＮＯ３）、とくにチタン酸・
ジルコン酸鉛ＰＺＴからなる。これらの変換素子１２の
超音波周波数はとぐに少なくとも３０ ＭＨ２の大きさ
である。このパルス・エコー運転にテ動作する超音波像
形成装置の場合には、変換素子１２のうちその都度ｎ個
の（例えば１５個の）変換素子のグループが同時に動作
する。これらの動作中のｎ個の変換素子１２はその都度
、例えばグループ進行接続方式、好ましくは半ステツプ
方式およびとぐに変形半ステツプ方式にしたがって、電
子的に進行接続される超音波線の開きを形成する。焦点
合わせのための制御は位相遅延されて行なわれる。例え
ば３００個の変換素子１２からなる直線状アレイ２のラ
スタの大きさは］、 ５０ Ｉｉｍであり、ラスタの大
きさから切れ目幅を引いた残りに等しい本来の娠動子幅
は約１００μｍである。
したがってアレイ２の全長け４５１期である。振動子の
長さは例えば５．５ ｗＲであるのに対して、それらの
厚みは共撮条件から与えられる。メタニオブ酸鉛Ｐｂ（
ＮＯ３）の場合には変換素子の厚みは約５５μｍであり
、またチタン酸・ジルコン酸鉛ＰＺＴの場合には例えば
約６７μｍである。
長さは例えば５．５ ｗＲであるのに対して、それらの
厚みは共撮条件から与えられる。メタニオブ酸鉛Ｐｂ（
ＮＯ３）の場合には変換素子の厚みは約５５μｍであり
、またチタン酸・ジルコン酸鉛ＰＺＴの場合には例えば
約６７μｍである。
送信系３０け、多数の中間メモリ３２、多数のディジタ
ルのプログラム可能な遅延線３４および多数の送イぎ増
幅器３５からなる。中間メモリ３２、ディジタルのプロ
グラム可能な遅延＠３４および送信増幅器３５け、超音
波フィールドの電子的な進行接続がグループ進行接続方
式にしたがって実行される場合には、それぞれ超音波線
の開きのｎ個の作動中の変換素子１２の１つに付属させ
られる。超音波線の開きは例えば３０個の変換素子１２
から形成される。
ルのプログラム可能な遅延線３４および多数の送イぎ増
幅器３５からなる。中間メモリ３２、ディジタルのプロ
グラム可能な遅延＠３４および送信増幅器３５け、超音
波フィールドの電子的な進行接続がグループ進行接続方
式にしたがって実行される場合には、それぞれ超音波線
の開きのｎ個の作動中の変換素子１２の１つに付属させ
られる。超音波線の開きは例えば３０個の変換素子１２
から形成される。
半ステツプ方式または変形半ステツプ方式にしだがって
超音波フィールドの電子的進行接続が行なわれる場合に
は、送信系３ｏは１つのチャネルだけが、すなわち１つ
の中間メモ！Ｊ３２，１つのディジタルのプログラム可
能な遅延線３４および１つの送信増幅器３５だけが増さ
れる。したかって、超音波線の開きは交互にｎ個がｎ＋
１個かの能動変換素子１２からなる。送信増幅器３５の
制御か、コンピュータ４８のクロックパルス発生器から
送信トリガ＋１Ｉ３６により供給される矩形パルスを介
して行なわれる。これらの矩形パルスはプログラム可能
ｆｘ遅延繊３４により遅延される。遅延時間はそれぞれ
ディジタル形式にて中間メモリ３２に記憶されている。
超音波フィールドの電子的進行接続が行なわれる場合に
は、送信系３ｏは１つのチャネルだけが、すなわち１つ
の中間メモ！Ｊ３２，１つのディジタルのプログラム可
能な遅延線３４および１つの送信増幅器３５だけが増さ
れる。したかって、超音波線の開きは交互にｎ個がｎ＋
１個かの能動変換素子１２からなる。送信増幅器３５の
制御か、コンピュータ４８のクロックパルス発生器から
送信トリガ＋１Ｉ３６により供給される矩形パルスを介
して行なわれる。これらの矩形パルスはプログラム可能
ｆｘ遅延繊３４により遅延される。遅延時間はそれぞれ
ディジタル形式にて中間メモリ３２に記憶されている。
これらの中間メモリ３２のそれぞれにはコンピュータ４
８により定められデータバス３８を介して与えられる遅
延時間が一時的に中間記憶される。
８により定められデータバス３８を介して与えられる遅
延時間が一時的に中間記憶される。
受信器４０は広帯域増幅器４２、アナログ・ディジタル
変換器４４、ノ（ラフアメモリ４６およびコンピュータ
４８からなる。場合によっては受信系４０は、例えばｎ
個の広帯域増幅器４２、例えばｎ個の８ビツト・アナロ
グ・ディジタル変換器７Ｉ４ 、 例）、−ばｎ個のバ
ッファメモリ／＋６を備えていてもよい。バッファメモ
リ４６はそれぞれデータバス／＋５により８ビツト・ア
ナログ・ディジタル変換５４４およびコンピュータ４８
に接続されている。
変換器４４、ノ（ラフアメモリ４６およびコンピュータ
４８からなる。場合によっては受信系４０は、例えばｎ
個の広帯域増幅器４２、例えばｎ個の８ビツト・アナロ
グ・ディジタル変換器７Ｉ４ 、 例）、−ばｎ個のバ
ッファメモリ／＋６を備えていてもよい。バッファメモ
リ４６はそれぞれデータバス／＋５により８ビツト・ア
ナログ・ディジタル変換５４４およびコンピュータ４８
に接続されている。
受信時にはコンピュータ４８けあるむだ時間後、能動レ
ンズの一番目の変換素子１２から供給されるエコー信号
のアナログ・ディジタル変換を開始させる。コンピュー
タ・メモリへのディジタル化されたエコー信号の引き渡
し後に、レンズの同じ場所から新たな送１ぎノぐルスが
送イぎ系３０から対象へ向けて発射される。今度は２番
目の変換素子１２のエコー信号がディジタルで記録され
る。このようにして能動レンズのすべての変換素子１２
が走査された後に、コンピュータは合成受信焦点を形成
するためにディジタル信号を位相遅延して加算する状態
となる。信号は位相正しく加算されるべきであるため、
走査時にλ／８標準を考慮しなければならない。したが
って例えば２５ ＭＨ２の超音波周波数を実現したいと
きは、８ビツト分解能において例えば２００ ＭＨ２の
変換速度を持ったアナログ・ディジタル変換器４４を必
要とする。
ンズの一番目の変換素子１２から供給されるエコー信号
のアナログ・ディジタル変換を開始させる。コンピュー
タ・メモリへのディジタル化されたエコー信号の引き渡
し後に、レンズの同じ場所から新たな送１ぎノぐルスが
送イぎ系３０から対象へ向けて発射される。今度は２番
目の変換素子１２のエコー信号がディジタルで記録され
る。このようにして能動レンズのすべての変換素子１２
が走査された後に、コンピュータは合成受信焦点を形成
するためにディジタル信号を位相遅延して加算する状態
となる。信号は位相正しく加算されるべきであるため、
走査時にλ／８標準を考慮しなければならない。したが
って例えば２５ ＭＨ２の超音波周波数を実現したいと
きは、８ビツト分解能において例えば２００ ＭＨ２の
変換速度を持ったアナログ・ディジタル変換器４４を必
要とする。
さらに２００ ＭＨ２のクロックで動作する高速バッフ
ァメモリ４６も必要とする。なぜならば、ディジタル走
査値も２００ ＭＨｚのクロックの速度にてアナログ・
ディジタル変換器４４から読み出されなければならない
からである。バッファメモリ４６は、遥かに低いクロッ
ク周波数で動作するコンピュータ４８に高速アナログ・
ディジタル変換器４４を適合させる役割を果すのである
。２５ ＭＨ２以上の超音波周波数が受信される場合に
は、エコー信号の再現性のおかげで、同じ位置かｍ１向
の発射により最大ｍ倍の走置速度を得るべく、送信レン
ズ位置が固定保持され、エコー信号が時間シフトされ、
２つ以上の相継ぐ通過にて走査される。
ァメモリ４６も必要とする。なぜならば、ディジタル走
査値も２００ ＭＨｚのクロックの速度にてアナログ・
ディジタル変換器４４から読み出されなければならない
からである。バッファメモリ４６は、遥かに低いクロッ
ク周波数で動作するコンピュータ４８に高速アナログ・
ディジタル変換器４４を適合させる役割を果すのである
。２５ ＭＨ２以上の超音波周波数が受信される場合に
は、エコー信号の再現性のおかげで、同じ位置かｍ１向
の発射により最大ｍ倍の走置速度を得るべく、送信レン
ズ位置が固定保持され、エコー信号が時間シフトされ、
２つ以上の相継ぐ通過にて走査される。
エコー信号のｍ個の時間的にずれだ走査の場合には、全
部で ａ−ｍ−ｎ（ｚ−ｎ）個 の発射が１７レイラインを走査するのに必要である。但
し、 ａ：方式により決まる係数 ｍ；発射数 ｎ；超音波線の開きの変換素子数 ２ニアレイの変換素子数 である。しかしながら、ｎ個のアナログ・ディジタル変
換器４４およびｎ個のバックアメモリ４６およびｎ個の
広帯域増幅器４２が設けられる場合には時間損失係数ｍ
−ｎはｍＫ減る。一般に２つの発射で十分である。
部で ａ−ｍ−ｎ（ｚ−ｎ）個 の発射が１７レイラインを走査するのに必要である。但
し、 ａ：方式により決まる係数 ｍ；発射数 ｎ；超音波線の開きの変換素子数 ２ニアレイの変換素子数 である。しかしながら、ｎ個のアナログ・ディジタル変
換器４４およびｎ個のバックアメモリ４６およびｎ個の
広帯域増幅器４２が設けられる場合には時間損失係数ｍ
−ｎはｍＫ減る。一般に２つの発射で十分である。
第２図は送信スイッチ１０および受信スイッチＩＪを備
えた好ましい送・受１ｇ分岐回路８を示す。
えた好ましい送・受１ｇ分岐回路８を示す。
この送・受信分岐回路８は変換素子１２のそれぞれの送
出信号および受容信号を分離しようとするものである。
出信号および受容信号を分離しようとするものである。
送信時には送信スイッチ１０が直接に変換素子１２に配
置され、受信時には受信スイッチ１］と変換素子１２と
の間に抵抗２０、いわゆる双方向サージ吸収用ツェナー
ダイオード２２および受信増幅器２４が配置されるよう
にしである。低い閾値電圧を有する双方向サージ吸収用
ツェナーダイオード２２は受信入力部の保護に役立つ。
置され、受信時には受信スイッチ１］と変換素子１２と
の間に抵抗２０、いわゆる双方向サージ吸収用ツェナー
ダイオード２２および受信増幅器２４が配置されるよう
にしである。低い閾値電圧を有する双方向サージ吸収用
ツェナーダイオード２２は受信入力部の保護に役立つ。
抵抗２０は双方向サージ吸収用ツェナーダイオード２２
の電流を定める。この送・受信分岐回路は全く閉ループ
を形成しないことから振動減衰が避け、られる。これら
のスイッチ１０および１１は、阻市ダンピングが得られ
ることから、それぞれ二重スイッチとして実施されてい
る。送信スイッチ１０としてＰ工Ｎダイオードを使用す
るならば送信スイッチ１０の開閉クリックをほぼ避ける
ことができる。受信の場合には、受信スイッチ１１とし
てＣＭＯＳスイッチがＴＴＬレベルにての制御の容易性
と高い阻止ダンピングの理由から使用される。
の電流を定める。この送・受信分岐回路は全く閉ループ
を形成しないことから振動減衰が避け、られる。これら
のスイッチ１０および１１は、阻市ダンピングが得られ
ることから、それぞれ二重スイッチとして実施されてい
る。送信スイッチ１０としてＰ工Ｎダイオードを使用す
るならば送信スイッチ１０の開閉クリックをほぼ避ける
ことができる。受信の場合には、受信スイッチ１１とし
てＣＭＯＳスイッチがＴＴＬレベルにての制御の容易性
と高い阻止ダンピングの理由から使用される。
この紬ディジタル構成の装置の大きな利点は柔軟性にあ
る。なぜならソフトウェア毎に送信レンズおよび受信レ
ンズが互いに独立にコンピュータ４８内に組織され、こ
れに対してハードウェアは変更されないからである。超
音波線の開きの太ききは計算時間のみに影響を及ぼす。
る。なぜならソフトウェア毎に送信レンズおよび受信レ
ンズが互いに独立にコンピュータ４８内に組織され、こ
れに対してハードウェアは変更されないからである。超
音波線の開きの太ききは計算時間のみに影響を及ぼす。
装置はかなり高速でその都２度の結果に適合する状態に
ある。さらにこの場合には高価な遅延モジュールの組み
込みを節約することができるので、この超音波像形成装
置のこの構成の場合にはハードウェア費用を最小限にと
どめることができる。このディジタルによる実現の別の
利点は焦点深さを潰食経過中でさえも容易に変化させる
ことができることにある。
ある。さらにこの場合には高価な遅延モジュールの組み
込みを節約することができるので、この超音波像形成装
置のこの構成の場合にはハードウェア費用を最小限にと
どめることができる。このディジタルによる実現の別の
利点は焦点深さを潰食経過中でさえも容易に変化させる
ことができることにある。
したがって曲面も模写もできる。
第１図は本発明による超音波像形成装置の実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図における送・受信分岐回路
についての部分詳細図である。 ２・・・直線状アレイ、６・・・画面、８・・・送・受
信分岐回路、１０・・・送信スイッチ、Ｊｌ・・・受信
スイッチ、１２・・・変換素子、３０・・・送信系、３
２・・・中間メモ１ハ ３４・・・ディジタルのプログ
ラム可能な遅延線、３５・・送信増幅器、３６・・・送
信トリガ線、４０・・受信系、４２・・・広帯域増幅器
、４４・・・アナログ・ディジタル変換器、４５・・デ
ータバス、４Ｇ・・・バッファメモ１１．４８・・・コ
ンピュータ。
ブロック図、第２図は第１図における送・受信分岐回路
についての部分詳細図である。 ２・・・直線状アレイ、６・・・画面、８・・・送・受
信分岐回路、１０・・・送信スイッチ、Ｊｌ・・・受信
スイッチ、１２・・・変換素子、３０・・・送信系、３
２・・・中間メモ１ハ ３４・・・ディジタルのプログ
ラム可能な遅延線、３５・・送信増幅器、３６・・・送
信トリガ線、４０・・受信系、４２・・・広帯域増幅器
、４４・・・アナログ・ディジタル変換器、４５・・デ
ータバス、４Ｇ・・・バッファメモ１１．４８・・・コ
ンピュータ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）多数の変換素子（１２）からなる直線状アレイ（２
）を備え、それらの変換素子のうちその都度共通（（制
御される変換素子のグル７ブが留置波線の開きを形成し
、これらに送信系（３０）および受信系（４０）が付属
でせられていて、その送信系および受信系はそれぞれ超
音波フィールドの電子的照準手段と電子的な進行接続に
よる超音波フィールドの並行走査手段とを有するような
超音波像形成装置（Ｃおいて、 ａ）送信系（３０）においては超音波線の開きの変換素
子（１２）に対してそれぞれディジタルにてプログラム
可能な遅延線（３４）、中間メモＩＪ（３２）および送
信増幅器（３５）が設けられていて、 ｂ）受信系（４０）はアナログ・ディジタル変換器（４
４）、バッファメモリ（４６）およびコンピュータ（４
８）を有し、 Ｃ）直線状アレイ（２）の変換素子（１２）はそれぞれ
送信スイッチ（１０）を介して送信系（３０）に接続さ
れていると共にそれぞれ受信スイッチ（１１）を介して
受信系（４０）に接続されていて、 ｄ）電子的な走査方向と超音波フィールドとに直角な方
向にアレイ（２）を機械的に移動するためにステップモ
ータが設けられていること を特徴とする超音波像形成装置。 ２）受信系（４０）はｎ個の８ビツト・アナログ・ディ
ジタル変換ＥａＣ４４）、ｎｆｍのバッファメモＩＪ
（４，６）およびｎ個の広帯域増幅器（４２）を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波像
形成装置。 ３）コンピュータ（４８）はデータバス（３８）により
それぞれ中間メモｌ） （８２）と接続されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波像形成
装装置。 ４）コンピュータ（４８）は送信トリガ線（３６）によ
りそれぞれプログラム可能な遅延線（３４）に接嬶され
ていることを特徴とする特許請求シつ範囲第１項記載の
超音波像形成装置。 ５）アナログ・ディジタル変換器（４４）に広帯域増幅
！（４２）が前置接続されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超音波像形成装置。 ６）バッファメモリ（４６）として少なくとも２００
ＭＨｚのクロック速度を有するメモリが設けられている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波像
形成装置。 ７）バッファメモＩＪ （４６） Ｕそれぞれデータバ
ス（４５）を介して８ビツト・アナログディジタル変換
器（４４）およびコンピュータ（４８）に接続されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波
像形成装置。 ８）送信スイッチ（１０）としてＰＩＮダイオ・−ドが
設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超音波像形成装置。 ９）受信スイッチ（１１）としてＣＭＯＳアナログスイ
ッチが設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の超音波像形成製］′ｉｔ０ ］０）送信系（３０）においてはプログラム可能な遅延
線（３４）により矩形パルスが遅延され、それらの遅延
時間はディジタル形式にて前丙己中間メモＩＪ （３２
）内に時間的に中間記憶されるようになっていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超音波像形成装
置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833301967 DE3301967A1 (de) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | Ultraschallabbildungssystem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59138955A true JPS59138955A (ja) | 1984-08-09 |
Family
ID=6188864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59007919A Pending JPS59138955A (ja) | 1983-01-21 | 1984-01-19 | 超音波像形成装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4543829A (ja) |
| EP (1) | EP0114596B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59138955A (ja) |
| BR (1) | BR8400227A (ja) |
| DE (2) | DE3301967A1 (ja) |
| ES (1) | ES529048A0 (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0267284A4 (en) * | 1986-04-30 | 1990-10-10 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Inst. Po Stroitelstvu Magistralnykh Truboprovodov | Ultrasonic flaw detector |
| JP2719152B2 (ja) * | 1988-07-30 | 1998-02-25 | 日立建機株式会社 | 超音波探傷装置 |
| US4974211A (en) * | 1989-03-17 | 1990-11-27 | Hewlett-Packard Company | Digital ultrasound system with dynamic focus |
| FR2652654A1 (fr) * | 1989-09-29 | 1991-04-05 | Philips Electronique Lab | Echographe ultrasonore utilisant un dispositif numerique de formation de voies en reception. |
| US5278757A (en) * | 1991-11-15 | 1994-01-11 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Synthetic aperture ultrasonic imaging system using a minimum or reduced redundancy phased array |
| DE19514307A1 (de) * | 1994-05-19 | 1995-11-23 | Siemens Ag | Duplexer für ein Ultraschallabbildungssystem |
| JPH10504480A (ja) * | 1994-07-22 | 1998-05-06 | ロッキード マーティン アイアール イメージング システムズ，インク． | 超音波画像化アレイ |
| US5732706A (en) * | 1996-03-22 | 1998-03-31 | Lockheed Martin Ir Imaging Systems, Inc. | Ultrasonic array with attenuating electrical interconnects |
| JPH09313487A (ja) * | 1996-05-29 | 1997-12-09 | Ge Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波３次元像撮像方法および装置 |
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| US6494079B1 (en) | 2001-03-07 | 2002-12-17 | Symyx Technologies, Inc. | Method and apparatus for characterizing materials by using a mechanical resonator |
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| WO2004036207A2 (en) | 2002-10-18 | 2004-04-29 | Symyx Technologies, Inc. | Environmental control system fluid sensing system and method comprising a sesnsor with a mechanical resonator |
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| WO2004086027A2 (en) | 2003-03-21 | 2004-10-07 | Symyx Technologies, Inc. | Mechanical resonator |
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| CA2628100C (en) * | 2005-11-02 | 2016-08-23 | Visualsonics Inc. | High frequency array ultrasound system |
| US9173047B2 (en) | 2008-09-18 | 2015-10-27 | Fujifilm Sonosite, Inc. | Methods for manufacturing ultrasound transducers and other components |
| US9184369B2 (en) | 2008-09-18 | 2015-11-10 | Fujifilm Sonosite, Inc. | Methods for manufacturing ultrasound transducers and other components |
| US20110144494A1 (en) | 2008-09-18 | 2011-06-16 | James Mehi | Methods for acquisition and display in ultrasound imaging |
| CN103298569B (zh) | 2010-12-09 | 2016-10-19 | 意法半导体股份有限公司 | 用于超声应用的传输通道的开关电路、用于驱动开关电路的传输通道及方法 |
| US10843228B2 (en) * | 2016-01-19 | 2020-11-24 | Sound Technology Inc. | Ultrasound transducer array interconnect |
| CN111812205B (zh) * | 2020-06-18 | 2023-05-26 | 广州多浦乐电子科技股份有限公司 | 一种全聚焦与相控阵双扫查成像方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4127034A (en) * | 1977-12-23 | 1978-11-28 | General Electric Company | Digital rectilinear ultrasonic imaging system |
| US4241608A (en) * | 1978-01-24 | 1980-12-30 | Unirad Corporation | Ultrasonic scanner |
| JPS54128187A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-04 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic wave reflection device |
| US4223560A (en) * | 1979-01-02 | 1980-09-23 | New York Institute Of Technology | Variable delay system |
| FR2450596A1 (fr) * | 1979-03-06 | 1980-10-03 | Radiologie Cie Gle | Echographe a ultrasons par balayage manuel et electronique |
| US4325257A (en) * | 1980-02-20 | 1982-04-20 | Kino Gordon S | Real-time digital, synthetic-focus, acoustic imaging system |
| JPS56136537A (en) * | 1980-03-29 | 1981-10-24 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnosis apparatus |
| US4484477A (en) * | 1982-09-29 | 1984-11-27 | S R I International | Variable delay memory system |
-
1983
- 1983-01-21 DE DE19833301967 patent/DE3301967A1/de not_active Withdrawn
-
1984
- 1984-01-02 DE DE8484100016T patent/DE3478248D1/de not_active Expired
- 1984-01-02 EP EP84100016A patent/EP0114596B1/de not_active Expired
- 1984-01-19 JP JP59007919A patent/JPS59138955A/ja active Pending
- 1984-01-19 BR BR8400227A patent/BR8400227A/pt unknown
- 1984-01-20 ES ES529048A patent/ES529048A0/es active Granted
- 1984-01-20 US US06/572,728 patent/US4543829A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE3301967A1 (de) | 1984-07-26 |
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| US4543829A (en) | 1985-10-01 |
| DE3478248D1 (en) | 1989-06-22 |
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| ES529048A0 (es) | 1984-10-01 |
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