JPS5928682A - フエイズドアレイ受信装置 - Google Patents
フエイズドアレイ受信装置Info
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- JPS5928682A JPS5928682A JP57138957A JP13895782A JPS5928682A JP S5928682 A JPS5928682 A JP S5928682A JP 57138957 A JP57138957 A JP 57138957A JP 13895782 A JP13895782 A JP 13895782A JP S5928682 A JPS5928682 A JP S5928682A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (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、フェイズドアレイ（Ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａ
ｙ ）受信装置に関するものである。更に詳述すれば、
いわゆる超音波診断装置などに使用されるものであって
超音波を受波した各振動子からの受信電圧の位相をそれ
ぞれ適当に変化させて合成することによシ超音波ビーム
の方向性などを変化させるようにした受信装置に関する
ものである。
ｙ ）受信装置に関するものである。更に詳述すれば、
いわゆる超音波診断装置などに使用されるものであって
超音波を受波した各振動子からの受信電圧の位相をそれ
ぞれ適当に変化させて合成することによシ超音波ビーム
の方向性などを変化させるようにした受信装置に関する
ものである。
まず始めに、本発明の背景となる技術を説明する。電子
走査方式の超音波診断装置は、動作原理を基にして分類
するとリニア走査方式とセクタ走査方式の２つに分ける
ことができる。この２つの走査方式の一般的な動作を極
く簡単に述べると、（イ） リニア走査方式は、振動子
のアレイからほぼ直角方向へ超音波ビームを送受波し、
この超音波ビームを次々と平行にすらす如く振動子の選
択をシフトさせて走査を行なうものである。従って、こ
の走査方式で得られる被検体の断層画像は、平行な走査
線による画像となる。
走査方式の超音波診断装置は、動作原理を基にして分類
するとリニア走査方式とセクタ走査方式の２つに分ける
ことができる。この２つの走査方式の一般的な動作を極
く簡単に述べると、（イ） リニア走査方式は、振動子
のアレイからほぼ直角方向へ超音波ビームを送受波し、
この超音波ビームを次々と平行にすらす如く振動子の選
択をシフトさせて走査を行なうものである。従って、こ
の走査方式で得られる被検体の断層画像は、平行な走査
線による画像となる。
（ロ） セクタ走査方式は、振動子アレイのほぼ全振動
子をそれぞれ異なったタイミングで駆動することにより
送受波超音波ビームの放射方向を電子的に制御して扇形
の走査を行なうものである。
子をそれぞれ異なったタイミングで駆動することにより
送受波超音波ビームの放射方向を電子的に制御して扇形
の走査を行なうものである。
このような両方式の動作原理の違いに基づき、ｌＪニア
走査方式の超音波診断装置は概して腹部の診察に用いら
れ、セクタ走査方式のものは肋骨の間から体内をのぞく
ようにして心臓の診察などに用いられている。
走査方式の超音波診断装置は概して腹部の診察に用いら
れ、セクタ走査方式のものは肋骨の間から体内をのぞく
ようにして心臓の診察などに用いられている。
以上のように、従来はリニア走査方式の超音波診断装置
とセクタ走査方式のそれとは、全く別の装置として製造
されていた しかし、近年に至シ、上述したリニア走査方式とセクタ
走査方式の中間的な、或いは、どちらにも属さないよう
な動作の走査が行なわれるようになってきた。また、超
音波診断装置もリニア走査用又はセクタ走査用の単能機
でなく、１台でそのどちらの方式にも対応できるような
機能が要求されるようになってきた。
とセクタ走査方式のそれとは、全く別の装置として製造
されていた しかし、近年に至シ、上述したリニア走査方式とセクタ
走査方式の中間的な、或いは、どちらにも属さないよう
な動作の走査が行なわれるようになってきた。また、超
音波診断装置もリニア走査用又はセクタ走査用の単能機
でなく、１台でそのどちらの方式にも対応できるような
機能が要求されるようになってきた。
第１図は、以上のような要求を実現するための一般的な
ブロック図を示したものである。第１図において、１は
遅延線を表わし、その構成例を第３図に示す。すなわち
、コイルＬとコンデンサＣとからなる単位ＬＣ回路を各
タップａ□〜ａｎ間に設けて、入力した電気信号を成る
単位時間づつ遅らせるようにしたものである。なお、本
明細書において、遅延線と言えば、第３図に示す如く複
数のタップが付いた遅延線を意味するものとする。３は
クロスポイントスイッチ（以下単にｃｐｓｗと略す）で
あシ、第１図で示す縦線（出線）と横線（入線）の各交
点位置にスイッチ機能が設けられており後述するコント
−ローラにょシ、各交点におけるスイッチの開閉が制御
される。４はコントローラである。Ａ１は振動子アレイ
を構成する振動子群を表わす。この振動子は、電気・音
響変換素子であシ、例えばＰＺＴ （チタン酸ジルコン
酸鉛）のようなもので構成される。第１図においては、
ゎかシ易く説明するために振動子群の数を４個描いただ
けであるが、実施例ではもっと多数の振動子で構成され
、例えば３２個位の場合がある。Ｂはコネクタ、Ｕｌは
増幅器群である。各増幅器Ｕ１の出力はＣＰＳＷ ３の
各横線ラインに接続される。Ｇは遅延線１がらの信号を
増幅する増幅器である。
ブロック図を示したものである。第１図において、１は
遅延線を表わし、その構成例を第３図に示す。すなわち
、コイルＬとコンデンサＣとからなる単位ＬＣ回路を各
タップａ□〜ａｎ間に設けて、入力した電気信号を成る
単位時間づつ遅らせるようにしたものである。なお、本
明細書において、遅延線と言えば、第３図に示す如く複
数のタップが付いた遅延線を意味するものとする。３は
クロスポイントスイッチ（以下単にｃｐｓｗと略す）で
あシ、第１図で示す縦線（出線）と横線（入線）の各交
点位置にスイッチ機能が設けられており後述するコント
−ローラにょシ、各交点におけるスイッチの開閉が制御
される。４はコントローラである。Ａ１は振動子アレイ
を構成する振動子群を表わす。この振動子は、電気・音
響変換素子であシ、例えばＰＺＴ （チタン酸ジルコン
酸鉛）のようなもので構成される。第１図においては、
ゎかシ易く説明するために振動子群の数を４個描いただ
けであるが、実施例ではもっと多数の振動子で構成され
、例えば３２個位の場合がある。Ｂはコネクタ、Ｕｌは
増幅器群である。各増幅器Ｕ１の出力はＣＰＳＷ ３の
各横線ラインに接続される。Ｇは遅延線１がらの信号を
増幅する増幅器である。
なお、第１図の回路は、振動子群Ａ１で受波した信号を
処理する回路として描いたが、増幅器群Ｕ１とＧの向き
を双方向性としてとらえれば、振動子群Ａ１から超音波
ビームを発射できる送信回路でもある。このように、本
明細書で示す回路は、どれも送受信の可逆機能を有した
回路であるが、受信回路を基にして以下の説明を行なう
。
処理する回路として描いたが、増幅器群Ｕ１とＧの向き
を双方向性としてとらえれば、振動子群Ａ１から超音波
ビームを発射できる送信回路でもある。このように、本
明細書で示す回路は、どれも送受信の可逆機能を有した
回路であるが、受信回路を基にして以下の説明を行なう
。
第１図の装置において、遅延線１が十分細かなディレィ
タイム（Ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ ）の分解能とステップ
数を持ちリニア走査からセクタ走査まで応することがで
きるものであるとすれば、そしてＣＰＳＷ ３が十分な
スイッチ数を有しているものとすれば、第１図の装置は
、リニア走査もセクタ走査も或いはその中間的な走査も
行なうことができる全機能的な受信装置であると言うこ
とができる。その理由は、映像を得るに必要な振動子の
総て（第１図では４個）をＣＰＳＷ ３へ接続すること
ができ、一方遅延線１は、す、ニア走査からセクタ走査
できるまでの十分なデ、イレイタイムの分解能とステッ
プ数を有しておシ、コントローラ４によりＣＰＳＷ ３
の任意のクロス点をオン又はオフに動作させることがで
きるからである。
タイム（Ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ ）の分解能とステップ
数を持ちリニア走査からセクタ走査まで応することがで
きるものであるとすれば、そしてＣＰＳＷ ３が十分な
スイッチ数を有しているものとすれば、第１図の装置は
、リニア走査もセクタ走査も或いはその中間的な走査も
行なうことができる全機能的な受信装置であると言うこ
とができる。その理由は、映像を得るに必要な振動子の
総て（第１図では４個）をＣＰＳＷ ３へ接続すること
ができ、一方遅延線１は、す、ニア走査からセクタ走査
できるまでの十分なデ、イレイタイムの分解能とステッ
プ数を有しておシ、コントローラ４によりＣＰＳＷ ３
の任意のクロス点をオン又はオフに動作させることがで
きるからである。
第１図は、セクタ走査用の振動子群Ａ１を接続した例で
あシ、セクタ走査をする場合の動作を簡単に記す。第６
図はセクタ走査における反射超音波（以下単にエコーと
記す）の状態を示す図である。
あシ、セクタ走査をする場合の動作を簡単に記す。第６
図はセクタ走査における反射超音波（以下単にエコーと
記す）の状態を示す図である。
例えばＰ□点からのエコーは第６図に示すような波面と
して振動子群Ａｉへ戻ってくるため、各振動子へのエコ
ーの到達時刻は、エコーの入射角度により異なってくる
。そのため、例えばＰ□点からのエコーを正確にとらえ
るために、各振動子で受波したエコー信号（音波のエコ
ーと区別するため、この音波エコーを電気的信号に変換
したものを以下エコー信号と記す）に適切な時間遅れを
果して、等制約に受波したエコーの位相を同一にしてい
る。
して振動子群Ａｉへ戻ってくるため、各振動子へのエコ
ーの到達時刻は、エコーの入射角度により異なってくる
。そのため、例えばＰ□点からのエコーを正確にとらえ
るために、各振動子で受波したエコー信号（音波のエコ
ーと区別するため、この音波エコーを電気的信号に変換
したものを以下エコー信号と記す）に適切な時間遅れを
果して、等制約に受波したエコーの位相を同一にしてい
る。
第１図の装置においては、理想的な遅延線１とＣＰＳＷ
３を備えているので、上述のような位相合成を確実に
行なうことができる。
３を備えているので、上述のような位相合成を確実に
行なうことができる。
一方、第１図の装置において、リニア走査を行なおうと
する場合は、セクタ走査用の探触子に代えて第２図に示
すような振動子群Ａ１などからなる探触子をコネクタＢ
を介して接続する。リニア走査用の探触子は、一般にセ
クタ走査用のものよシ多数の振動子数で構成されるが、
１本の走査超音波ビーム用として選択される振動子の数
はセクタ走査の場合と同数又はそれ以下なもの（第２図
では同数の４個）である。そして、この選択される振動
子は、第２図に示す如く探触子内の選択回路６によシ、
１本の走査超音波ビームごとに次々とシフトして選択さ
れる。従って、第１図に示すよ受信装置から見れば、コ
ネクタＢを介してリニア走査でも、セクタ走査でも、は
ぼ同数の入力信号を導入することとなシ、受信装置の共
通化が図られることになる。
する場合は、セクタ走査用の探触子に代えて第２図に示
すような振動子群Ａ１などからなる探触子をコネクタＢ
を介して接続する。リニア走査用の探触子は、一般にセ
クタ走査用のものよシ多数の振動子数で構成されるが、
１本の走査超音波ビーム用として選択される振動子の数
はセクタ走査の場合と同数又はそれ以下なもの（第２図
では同数の４個）である。そして、この選択される振動
子は、第２図に示す如く探触子内の選択回路６によシ、
１本の走査超音波ビームごとに次々とシフトして選択さ
れる。従って、第１図に示すよ受信装置から見れば、コ
ネクタＢを介してリニア走査でも、セクタ走査でも、は
ぼ同数の入力信号を導入することとなシ、受信装置の共
通化が図られることになる。
このようなリニア走査においては、振動子群Ａｉに入射
するエコーの入射角度は、セクタ走査の場合と比較して
小さいので、第１図の遅延線１とｃｐｓｗ ３で十分対
処できることは明らかである。
するエコーの入射角度は、セクタ走査の場合と比較して
小さいので、第１図の遅延線１とｃｐｓｗ ３で十分対
処できることは明らかである。
以上のように、第１図の装置は、リニア走査からセクタ
走査まで総てに対応できる反面、以下に示す問題点を有
している。
走査まで総てに対応できる反面、以下に示す問題点を有
している。
（１） 第１図の装置をセクタ走査用として使用する
場合は為遅延線１やｃｐｓｗ ：３をフルに活用するの
で無駄はないが、リニア走査用として使用する場合は、
遅延線１とＣＰＳＷ ３の極く１部しか利用しないので
、如何にも冗長すぎる構成である。
場合は為遅延線１やｃｐｓｗ ：３をフルに活用するの
で無駄はないが、リニア走査用として使用する場合は、
遅延線１とＣＰＳＷ ３の極く１部しか利用しないので
、如何にも冗長すぎる構成である。
（ＩＩ）遅延線１の出力としては、１出力なので、同時
に複数の方位角若しくは音響位置のエコー信号を得るこ
とができない。
に複数の方位角若しくは音響位置のエコー信号を得るこ
とができない。
（ｉｉＤ ｃｐｓｗ ３の同一横線ライン上のスイッ
チは１同じ時刻において１個のみしかオンとすることが
できないので（この理由は、第３図に示す遅延線の構成
から明らかである）、遅延線１の時間的稼動率が低いも
のとなる。
チは１同じ時刻において１個のみしかオンとすることが
できないので（この理由は、第３図に示す遅延線の構成
から明らかである）、遅延線１の時間的稼動率が低いも
のとなる。
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたもので、リ
ニア走査やセクタ走査或いはその中間的な走査に対応で
き、遅延線の稼動率が高い７エイズドアレイ受信装置を
提供しようとするものである。
ニア走査やセクタ走査或いはその中間的な走査に対応で
き、遅延線の稼動率が高い７エイズドアレイ受信装置を
提供しようとするものである。
本出願に係る第１の発明を要約すれば、複数個の遅延線
と、この各遅延線にそれぞれ接続したｃｐｓｗと、振動
子群からの信号を前記各ｃｐｓｗに導入する入力回路と
を備え、遅延線とｃｐｓｗとで構成される各ブロックか
ら信号を独立して取り出すようにしたフェイズドアレイ
受信装置である。
と、この各遅延線にそれぞれ接続したｃｐｓｗと、振動
子群からの信号を前記各ｃｐｓｗに導入する入力回路と
を備え、遅延線とｃｐｓｗとで構成される各ブロックか
ら信号を独立して取り出すようにしたフェイズドアレイ
受信装置である。
本出願に係る第２の発明を要約すれば、上述した第１の
発明と同じ構成素子を備え、各遅延線を直列接続するよ
うにしたフェイズドアレイ受信装置である。
発明と同じ構成素子を備え、各遅延線を直列接続するよ
うにしたフェイズドアレイ受信装置である。
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第４図は、本発明に係るフェイズドアレイ受信装置の１
構成例とその周辺部を描いた図である。
構成例とその周辺部を描いた図である。
第４図において、１０．１１．１２は遅延線であり、そ
の構成は第１図のところでｌ説明したものと同様なもの
である。ただし、第１図の遅延線が膨大なステップ数（
タップ数）を必要としているのに対し、第４図の遅延線
１０．１１．１２は第１図の遅延線を複数個に分割した
程度（すなわち、各遅延線１０゜１１、１２は第１図の
遅延線１よシ少ないステップ数）のものであれば足りる
。また各遅延線１０．１１．１２のタップ数や１タツプ
あたシの遅延時間は必ずしも３個同一である必要はない
。３０．３１．３２はクロスポイントスイッチ（ＣＰＳ
Ｗ）であり、それぞれ各遅延線１０．１１．１２へ接続
されている。このＣＩ）ＳＷ ３０゜３１、３２は第１
図のところで説明したものと同様な機能を有するもので
あシ、横線と縦線の交点位置におけるマトリックス状の
各スイッチの開閉は、コントローラによシ制御されるが
、図面を簡潔にするため、第４図ではコントローラを省
略して描いた。本発明においては、このように遅延線と
ｃｐｓｗとからなるブロックを複数個備えるようにして
いる点が１つの特徴でアシ、この構成に基づいて以下に
示す多くの効果を得ることができる。なお、第４図では
、遅延線とｃｐｓｗとからなるブロックを３個備えた例
で示したが、この数に限定するものではない。Ａ１は振
動子群を表わし第１図で説明したものと同様なものであ
る。Ｂはコネクタであシ、リニア走査用又はセクタ走査
用の探触子グローブ等を任意に接続交換できるようにし
たものである。Ｕ工〜Ｕ□２は増幅器であり、第４図で
は、４個が１組となるように構成されている。すなわち
、第４図では、第１図と同様に、振動子群Ａ１を４個と
して描いたので、この４個に対応したチャンネル数の増
幅器群（４個）を各ブロックに接続しているのである。
の構成は第１図のところでｌ説明したものと同様なもの
である。ただし、第１図の遅延線が膨大なステップ数（
タップ数）を必要としているのに対し、第４図の遅延線
１０．１１．１２は第１図の遅延線を複数個に分割した
程度（すなわち、各遅延線１０゜１１、１２は第１図の
遅延線１よシ少ないステップ数）のものであれば足りる
。また各遅延線１０．１１．１２のタップ数や１タツプ
あたシの遅延時間は必ずしも３個同一である必要はない
。３０．３１．３２はクロスポイントスイッチ（ＣＰＳ
Ｗ）であり、それぞれ各遅延線１０．１１．１２へ接続
されている。このＣＩ）ＳＷ ３０゜３１、３２は第１
図のところで説明したものと同様な機能を有するもので
あシ、横線と縦線の交点位置におけるマトリックス状の
各スイッチの開閉は、コントローラによシ制御されるが
、図面を簡潔にするため、第４図ではコントローラを省
略して描いた。本発明においては、このように遅延線と
ｃｐｓｗとからなるブロックを複数個備えるようにして
いる点が１つの特徴でアシ、この構成に基づいて以下に
示す多くの効果を得ることができる。なお、第４図では
、遅延線とｃｐｓｗとからなるブロックを３個備えた例
で示したが、この数に限定するものではない。Ａ１は振
動子群を表わし第１図で説明したものと同様なものであ
る。Ｂはコネクタであシ、リニア走査用又はセクタ走査
用の探触子グローブ等を任意に接続交換できるようにし
たものである。Ｕ工〜Ｕ□２は増幅器であり、第４図で
は、４個が１組となるように構成されている。すなわち
、第４図では、第１図と同様に、振動子群Ａ１を４個と
して描いたので、この４個に対応したチャンネル数の増
幅器群（４個）を各ブロックに接続しているのである。
そして、第４図で示すように、コネクタＢにおける４チ
ャンネル分の信号（振動子群Ａ１からの信号）は、各増
幅器群Ｕ□〜Ｕ４ 、Ｕ５〜Ｕ８゜Ｕ９〜Ｕ１□へ並列
に接続され、各ブロックのｃｐｓｗへ導入される。この
ように振動子群Ａ１からの信号を各ｃｐｓｗ−５並列に
導入するまでの回路を本明細書では入力回路と称する。
ャンネル分の信号（振動子群Ａ１からの信号）は、各増
幅器群Ｕ□〜Ｕ４ 、Ｕ５〜Ｕ８゜Ｕ９〜Ｕ１□へ並列
に接続され、各ブロックのｃｐｓｗへ導入される。この
ように振動子群Ａ１からの信号を各ｃｐｓｗ−５並列に
導入するまでの回路を本明細書では入力回路と称する。
一方、各遅延線１０．１１．１２の出力端子（ｂ□〜ｂ
３）は、それぞれ増幅器Ｇ□〜Ｇ３に接続される。ＳＷ
Ｉ〜ＳＷ３は、スイッチであシ、ＳＷＩとＳＷ２は２つ
の接点（Ｖ、 Ｗ）を有し、ＳＷ３は３接点（Ｘ、 ｙ
、 ｚ）を有している。増幅器Ｇ□の出力は、ＳＷＩの
Ｗ接点を介してＳＷ３のＸ接点に接続されるとともに、
ＳＷｌのＶ接点を介して遅延線１１の左端端子へ接続さ
れる。増幅器Ｇ２の出力は、ＳＷ２のＷ接点を介してＳ
Ｗ３のＸ接点に接続されるとともにＳＷ２の■接点を介
して遅延線１２の左端端子へ接続される。増幅器Ｇ３の
出力はＳＷ３のＺ接点に接続される。
３）は、それぞれ増幅器Ｇ□〜Ｇ３に接続される。ＳＷ
Ｉ〜ＳＷ３は、スイッチであシ、ＳＷＩとＳＷ２は２つ
の接点（Ｖ、 Ｗ）を有し、ＳＷ３は３接点（Ｘ、 ｙ
、 ｚ）を有している。増幅器Ｇ□の出力は、ＳＷＩの
Ｗ接点を介してＳＷ３のＸ接点に接続されるとともに、
ＳＷｌのＶ接点を介して遅延線１１の左端端子へ接続さ
れる。増幅器Ｇ２の出力は、ＳＷ２のＷ接点を介してＳ
Ｗ３のＸ接点に接続されるとともにＳＷ２の■接点を介
して遅延線１２の左端端子へ接続される。増幅器Ｇ３の
出力はＳＷ３のＺ接点に接続される。
以上のように構成された第４図装置の動作は次の如くで
ある。
ある。
まず、第４図の受信装置にセクタ走査用の探触子が接続
された場合の動作から説明する。セクタ走査は扇形の走
査であシ、その原理は第６図等を用いて既に説明したの
で、ここでは第４図の装置によりセクタ走査が行なえる
点を主として説明する。この場合、ＳＷｌとＳＷ２の接
点はｖ側に接続されておりＳＷ３は２接点に接続される
。今、第６図敲 のＰ□点から反射して来たエコーを受信とすれば、振動
子Ａ□に１番早くエコーが到達し、夕動子Ａ４に到達す
るエコーが１番遅い。そこで、各振動子群Ａ１に到達す
るエコーの位相をそろえるため第４図では、以下のよう
に動作している。すなわち、振動子Ａ□からのエコー信
号は、増幅器Ｕ□を通り、ＣＰＳＷ ３０の黒丸で示し
たスイッチから遅延線１０に導入される。更に、この信
号は、増幅器Ｇ□→ＳＷＩの接点■→遅遅線１１→増幅
器Ｇ２→ＳＷ２の接点Ｖ→遅延＃１ｌ１２→増幅器Ｇ３
のルートを通ってＳＷ３のＺ接点に到達する。次ＫＷ動
子Ａ２からのエコー信号は、増幅器Ｕ６を通り、ＣＰＳ
Ｗ ３１の黒丸で示したスイッチから遅延線１１に導入
される。そして、この信号は遅延＃１１１１と１２を経
てＳＷ３のＺ接点に到達する。
された場合の動作から説明する。セクタ走査は扇形の走
査であシ、その原理は第６図等を用いて既に説明したの
で、ここでは第４図の装置によりセクタ走査が行なえる
点を主として説明する。この場合、ＳＷｌとＳＷ２の接
点はｖ側に接続されておりＳＷ３は２接点に接続される
。今、第６図敲 のＰ□点から反射して来たエコーを受信とすれば、振動
子Ａ□に１番早くエコーが到達し、夕動子Ａ４に到達す
るエコーが１番遅い。そこで、各振動子群Ａ１に到達す
るエコーの位相をそろえるため第４図では、以下のよう
に動作している。すなわち、振動子Ａ□からのエコー信
号は、増幅器Ｕ□を通り、ＣＰＳＷ ３０の黒丸で示し
たスイッチから遅延線１０に導入される。更に、この信
号は、増幅器Ｇ□→ＳＷＩの接点■→遅遅線１１→増幅
器Ｇ２→ＳＷ２の接点Ｖ→遅延＃１ｌ１２→増幅器Ｇ３
のルートを通ってＳＷ３のＺ接点に到達する。次ＫＷ動
子Ａ２からのエコー信号は、増幅器Ｕ６を通り、ＣＰＳ
Ｗ ３１の黒丸で示したスイッチから遅延線１１に導入
される。そして、この信号は遅延＃１１１１と１２を経
てＳＷ３のＺ接点に到達する。
以下、振動子Ａ３からのエコー信号は、増幅器Ｕ□、を
通り、ＣＰＳＷ ３２の黒丸で示したスイッチから遅遅
延線１２へ導入される。振動子Ａ４からのエコー信号は
、増幅器Ｕ１□を通シ、ＣＰＳＷ ３２の黒丸で示した
スイッチから遅延線１２を経由（この場合、遅延線１２
の最終段のタップであるため時間遅れは生じない）して
ＳＷ３の２接点に到達する。以上の動作によシ、各振動
子Ａ□〜Ａ４からのエコー信号は、第５図に示すような
時間遅れをそれぞれ果せら、れ、最終的には、同一位相
となってＳＷ３のＺ接点から取シ出される。すなわち、
第５図で示したＴ１〜Ｔ３は各信号に果した時間遅れを
表わしている。
通り、ＣＰＳＷ ３２の黒丸で示したスイッチから遅遅
延線１２へ導入される。振動子Ａ４からのエコー信号は
、増幅器Ｕ１□を通シ、ＣＰＳＷ ３２の黒丸で示した
スイッチから遅延線１２を経由（この場合、遅延線１２
の最終段のタップであるため時間遅れは生じない）して
ＳＷ３の２接点に到達する。以上の動作によシ、各振動
子Ａ□〜Ａ４からのエコー信号は、第５図に示すような
時間遅れをそれぞれ果せら、れ、最終的には、同一位相
となってＳＷ３のＺ接点から取シ出される。すなわち、
第５図で示したＴ１〜Ｔ３は各信号に果した時間遅れを
表わしている。
このように、各ＣＰＳＷ ３０〜３２のスイッチを適宜
切シ換えることによシ、第６図に示したような扇形の走
査を自由に行ガうことかできる。
切シ換えることによシ、第６図に示したような扇形の走
査を自由に行ガうことかできる。
次に、第４図の受信装置にリニア走査用の探触子が接続
された場合の動作を説明する。リニア走査用の探触子の
構成は第１図及び第２図で説明したので、ここではその
詳細な説明を省略する。
された場合の動作を説明する。リニア走査用の探触子の
構成は第１図及び第２図で説明したので、ここではその
詳細な説明を省略する。
一般的なリニア走査は、セクタ走査における走査角度が
極く小さい場合（振動子群に対してほぼ直角の入射エコ
ー）を児ることかできるので、第４図の装置でリニア走
査を行なうことができるのは当然なことである。
極く小さい場合（振動子群に対してほぼ直角の入射エコ
ー）を児ることかできるので、第４図の装置でリニア走
査を行なうことができるのは当然なことである。
ここでは、単なるリニア走査でなく、１本の走査線に対
して複数の焦点を得るようにした場合（ダイナミックフ
ォーカス）の例を説明する。
して複数の焦点を得るようにした場合（ダイナミックフ
ォーカス）の例を説明する。
第７図はダイナミックフォーカスの動作を説明するため
の図である。第７図において走査ビームをｔで表わすと
、この走査ビーム上の深度位置Ｆ□するエコーの位相は
、わずかづつ異なっており、しかも、その位相関係は、
反射深度の位置（例えは、複敬の焦点を有した受信装置
が必要である。
の図である。第７図において走査ビームをｔで表わすと
、この走査ビーム上の深度位置Ｆ□するエコーの位相は
、わずかづつ異なっており、しかも、その位相関係は、
反射深度の位置（例えは、複敬の焦点を有した受信装置
が必要である。
そして振動子群Ａ１から反射した超音波ビームは、まず
近距離のＦ□点から最初にエコーとして戻ってきて、次
に、Ｆ点、Ｆ点と順にエコーとして戻つ３ て来るので、Ｆｌ、 Ｆ２． Ｆ３−４での距離（反射
してくる壕での時間）に合わせて、受信装置の位相特性
を切シ換える必要がある。
近距離のＦ□点から最初にエコーとして戻ってきて、次
に、Ｆ点、Ｆ点と順にエコーとして戻つ３ て来るので、Ｆｌ、 Ｆ２． Ｆ３−４での距離（反射
してくる壕での時間）に合わせて、受信装置の位相特性
を切シ換える必要がある。
このように深度領域を順次切り換えるダイナミックフォ
ーカスの走査を第４図の装置では、以下のようにして行
なうことができる。この場合、ＳＷＩとＳＷ２は接点Ｗ
側に接続しておく。そして、６ ｃｐｓｗ ３ｏ、 ３
１．３２のスイッチを第４図の白丸の如くオンとすれば
、遅延線１０とＣＰＳＷ ３０のブロックから得られる
信号Ｓ工は、位相差の大きい近距離点Ｆ工に焦点を合わ
せたものであり、遅延線１１とＣＰＳＷ ３１のブロッ
クから得られる信号ｓ２は、第７図のＦ２点に焦点を合
わせたものであシ、遅延線１２とＣＰＳＷ ３２のブロ
ックから得られる信号ｓ３は、第７図の１３点に焦点を
合わせたものとすることができる。そして、エコーが戻
ってくる時刻に合わせてＳＷ３を接点Ｘからｚｔで順に
切り換えることによシ、３つの焦点を有した合成エコー
信号をＳＷ３にて得ることができる。もちろん、本発明
における焦点数を上述の３個に限定するものではない。
ーカスの走査を第４図の装置では、以下のようにして行
なうことができる。この場合、ＳＷＩとＳＷ２は接点Ｗ
側に接続しておく。そして、６ ｃｐｓｗ ３ｏ、 ３
１．３２のスイッチを第４図の白丸の如くオンとすれば
、遅延線１０とＣＰＳＷ ３０のブロックから得られる
信号Ｓ工は、位相差の大きい近距離点Ｆ工に焦点を合わ
せたものであり、遅延線１１とＣＰＳＷ ３１のブロッ
クから得られる信号ｓ２は、第７図のＦ２点に焦点を合
わせたものであシ、遅延線１２とＣＰＳＷ ３２のブロ
ックから得られる信号ｓ３は、第７図の１３点に焦点を
合わせたものとすることができる。そして、エコーが戻
ってくる時刻に合わせてＳＷ３を接点Ｘからｚｔで順に
切り換えることによシ、３つの焦点を有した合成エコー
信号をＳＷ３にて得ることができる。もちろん、本発明
における焦点数を上述の３個に限定するものではない。
第８図は本発明に係る受信装置を用いて補間走査を行な
う場合の構成を示す図である。第８区の構成が第４図と
異なる点は、ＳＷ３を除去した点のみであり、第４図と
同じ構成素子番号を付して、これらの説明は省略する。
う場合の構成を示す図である。第８区の構成が第４図と
異なる点は、ＳＷ３を除去した点のみであり、第４図と
同じ構成素子番号を付して、これらの説明は省略する。
補間走査の動作を第９図及び第１０図を用いて説明する
。超音波診断装置において得られる断層画像の画質を高
めるために走査ビーム（音線）の数を増加させることは
極めて効果的である。しかし、リアルタイムで断層画像
を得る必要上、かつブラウン管のフレームレートや音波
の速度などによシ、音線のむを増加させることには一定
の限界がある。
。超音波診断装置において得られる断層画像の画質を高
めるために走査ビーム（音線）の数を増加させることは
極めて効果的である。しかし、リアルタイムで断層画像
を得る必要上、かつブラウン管のフレームレートや音波
の速度などによシ、音線のむを増加させることには一定
の限界がある。
そこで考えられた手段が補間走査である。第９図は、セ
クタ走査的な補間走査を示し、第１０図は、リニア走査
的な補間走査を示す図である。第９図及び第１０図にお
いて社、どちらも主音線（Ｅ□）を実線で示し、補間音
線（Ｅ“１．Ｅ′′□）を点線で表わした。
クタ走査的な補間走査を示し、第１０図は、リニア走査
的な補間走査を示す図である。第９図及び第１０図にお
いて社、どちらも主音線（Ｅ□）を実線で示し、補間音
線（Ｅ“１．Ｅ′′□）を点線で表わした。
すなわち、主音線Ｅ□に対し、走査角を左右へ微小角だ
けシフトさせて受信することによシ補間音線Ｅ’１．
Ｅ”１ を得るようＫしている。その結果、振動子群
Ａ１から実際に発射する超音波ビームは、実線で示す方
向を中心とする成る幅のビームであるが、受信するエコ
ーとしては、点線で示す補間音線をも得ることができる
ので画像情報が増大し、超音波診断装置の画質を向上さ
せることができる。
けシフトさせて受信することによシ補間音線Ｅ’１．
Ｅ”１ を得るようＫしている。その結果、振動子群
Ａ１から実際に発射する超音波ビームは、実線で示す方
向を中心とする成る幅のビームであるが、受信するエコ
ーとしては、点線で示す補間音線をも得ることができる
ので画像情報が増大し、超音波診断装置の画質を向上さ
せることができる。
第８図において、ＳＷＩとＳＷ２をＷ接点へ接続しＣＰ
ＳＷ ３０．３１．３２のスイッチを同図の白丸の如く
オンさせれば、遅延線１０とＣＰＳＷ ３０のブロック
カラは補間音線Ｅ１□が得られ、遅延線１１とＣＰＳＷ
３１のブロックからは主音線Ｅ□が得られ、遅延線１
２とＣＰＳＷ ３２のブロックからは補間音線ＥＩ′□
が得られる。そして、この各ブロックで得られた信号を
それぞれ独立に映像化処理すれば、第９図や第１０図の
ような補間走査画像を得ることができる。
ＳＷ ３０．３１．３２のスイッチを同図の白丸の如く
オンさせれば、遅延線１０とＣＰＳＷ ３０のブロック
カラは補間音線Ｅ１□が得られ、遅延線１１とＣＰＳＷ
３１のブロックからは主音線Ｅ□が得られ、遅延線１
２とＣＰＳＷ ３２のブロックからは補間音線ＥＩ′□
が得られる。そして、この各ブロックで得られた信号を
それぞれ独立に映像化処理すれば、第９図や第１０図の
ような補間走査画像を得ることができる。
なお、第８図において、ＳＷｌとＳＷ２の接点をＶ側に
した場合は、第４図の動作において既に説明したので、
ここでは省略する。
した場合は、第４図の動作において既に説明したので、
ここでは省略する。
以上の説明の他に、本発明の受信装置によれば、ｃｐｓ
ｗを適宜制御するととに、！ニジ第１１図のような補間
走査や第１２図に示すような斜め走査をも行なうことが
できる。
ｗを適宜制御するととに、！ニジ第１１図のような補間
走査や第１２図に示すような斜め走査をも行なうことが
できる。
なお、第１３図は遅延加算の別の接続手段を示す図であ
る。第１３図においては、振動子群や入力回路及びｃｐ
ｓｗなどは省略して描いである。第４図や第８図におい
ては、第１３図の実線のみの配線で示したが、第１３図
の点線に示すような配線を増設することもできる。この
点線の配線ルートによれば、走査角を反対の向きにでき
る効果がある。
る。第１３図においては、振動子群や入力回路及びｃｐ
ｓｗなどは省略して描いである。第４図や第８図におい
ては、第１３図の実線のみの配線で示したが、第１３図
の点線に示すような配線を増設することもできる。この
点線の配線ルートによれば、走査角を反対の向きにでき
る効果がある。
以上述べたように１本発明によれば、１台の受信装置で
、リニア走査からセクタ走査まで総てに対応できると同
時に、遅延線とｃｐｓｗをプ日ツクに分けて使用するこ
とによシ、構成素子を効率良く活用できるとともに、同
一時刻で複数の各種エコー信号を得ることができ極めて
大きな効果を得ることができる。
、リニア走査からセクタ走査まで総てに対応できると同
時に、遅延線とｃｐｓｗをプ日ツクに分けて使用するこ
とによシ、構成素子を効率良く活用できるとともに、同
一時刻で複数の各種エコー信号を得ることができ極めて
大きな効果を得ることができる。
第１図は一般的なリニア、セクタ共用受信装置を示す図
、第２図はリニア走査用の探触子の構成図、第３図は遅
延線の構成例を示す図、第４図と第８図は本発明に係る
フェイズドアレイ受信装置の構成例とその周辺部を描い
た図、第５図はｃｐｓｗと遅延線による時間遅れの状態
を示す図、第６図はダイナミックフォーカスの動作を説
明するだめの図、第９図及び第、１０図は補間走査を説
明する六めの図、第１１図及び第１２図は他の走査例を
示す図、第１３図は遅延加算の別の接続手段を示す図で
ある。 １、１０．１１．１２ 、、、遅延線、３．３０．３１
．３２ 、、、 ＣＰＳＷ（クロスポイントスイッチ）
、Ａし・振動子群、Ｂ・・・コネクタ、Ｕ１〜Ｕ□２・
・・増幅器、Ｇ、０１〜Ｇ３・・・増幅器、ＳＷＩ〜Ｓ
Ｗ３・・・スイッチ。
、第２図はリニア走査用の探触子の構成図、第３図は遅
延線の構成例を示す図、第４図と第８図は本発明に係る
フェイズドアレイ受信装置の構成例とその周辺部を描い
た図、第５図はｃｐｓｗと遅延線による時間遅れの状態
を示す図、第６図はダイナミックフォーカスの動作を説
明するだめの図、第９図及び第、１０図は補間走査を説
明する六めの図、第１１図及び第１２図は他の走査例を
示す図、第１３図は遅延加算の別の接続手段を示す図で
ある。 １、１０．１１．１２ 、、、遅延線、３．３０．３１
．３２ 、、、 ＣＰＳＷ（クロスポイントスイッチ）
、Ａし・振動子群、Ｂ・・・コネクタ、Ｕ１〜Ｕ□２・
・・増幅器、Ｇ、０１〜Ｇ３・・・増幅器、ＳＷＩ〜Ｓ
Ｗ３・・・スイッチ。
Claims (5)
- （１）超音波診断装置に使用する受信装置において、複
数個の遅延線と、この各遅延線にそれぞれ接続したクロ
スポイントスイッチと、振動子群からの信号を前記各ク
ロスポイントスイッチに導入する入力回路とを備え、 前記遅延線とクロスポイントスイッチとで構成される各
ブロックから信号を独立して取シ出すようにした７エイ
ズドアレイ受信装置。 - （２）前記各ブロックごとにエコーの各深度位置（Ｆ□
＋ Ｆ２＋ Ｆ３ ）に位相を合わせたような信号（Ｓ
工。 Ｓ２．Ｓ３）を取シ出すようにした特許請求の範囲第１
項記載の７エイズドアレイ受信装置。 - （３） 前記各ブロックの出力信号（Ｓ□ｐ ”２＋
３３）を次々と時間的にシフトしながら取り出すよう
にした特許請求の範囲第２項記載のフェイズドアレイ受
信装置。 - （４） 前記各ブロックごとにそれぞれ異なる方向性
を有した信号（Ｅ□、Ｅ１□、Ｅ″□）を取シ出すよう
にした特許請求の範囲第１項記載のフェイズドアレイ受
信装置。 - （５）超音波診断装置に使用する受信装置において、複
数個の遅延線と、この各遅延線にそれぞれ接続したクロ
スポイントスイッチと、振動子群からの信号を前記各ク
ロスポイントスイッチに導入する入力回路とを備え、 遅延加算する如く前記各遅延線を直列に接続したフェイ
ズドアレイ受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138957A JPS5928682A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | フエイズドアレイ受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57138957A JPS5928682A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | フエイズドアレイ受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928682A true JPS5928682A (ja) | 1984-02-15 |
| JPH0113546B2 JPH0113546B2 (ja) | 1989-03-07 |
Family
ID=15234114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57138957A Granted JPS5928682A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | フエイズドアレイ受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928682A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6111027A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-18 | 横河メディカルシステム株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS6134489A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-02-18 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | 音響映像装置 |
| JPS6197583A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Yokogawa Medical Syst Ltd | フエ−ズドアレイ・ソ−ナ− |
| JPS63242242A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | 株式会社島津製作所 | 超音波診断装置 |
| JPH03155849A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-03 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JPH0464349A (ja) * | 1990-07-02 | 1992-02-28 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JPH04339253A (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-26 | Fujitsu Ltd | 超音波診断装置 |
-
1982
- 1982-08-10 JP JP57138957A patent/JPS5928682A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6111027A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-18 | 横河メディカルシステム株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS6134489A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-02-18 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | 音響映像装置 |
| JPH0785108B2 (ja) * | 1984-07-05 | 1995-09-13 | ヒューレット・パッカード・カンパニー | 音響映像装置 |
| JPS6197583A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Yokogawa Medical Syst Ltd | フエ−ズドアレイ・ソ−ナ− |
| JPH0320715B2 (ja) * | 1984-10-19 | 1991-03-20 | Yokokawa Medeikaru Shisutemu Kk | |
| JPS63242242A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | 株式会社島津製作所 | 超音波診断装置 |
| JPH03155849A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-03 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JPH0464349A (ja) * | 1990-07-02 | 1992-02-28 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波診断装置 |
| JPH04339253A (ja) * | 1991-05-15 | 1992-11-26 | Fujitsu Ltd | 超音波診断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0113546B2 (ja) | 1989-03-07 |
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