JPS5930231B2 - 音波送受波法 - Google Patents
音波送受波法Info
- Publication number
- JPS5930231B2 JPS5930231B2 JP51142503A JP14250376A JPS5930231B2 JP S5930231 B2 JPS5930231 B2 JP S5930231B2 JP 51142503 A JP51142503 A JP 51142503A JP 14250376 A JP14250376 A JP 14250376A JP S5930231 B2 JPS5930231 B2 JP S5930231B2
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- Japan
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- convergence
- wave
- oscillator
- transmitting
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- Expired
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Classifications
-
- 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)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音波送受波法、特に、位相制御された複数の振
動子を含む電子的フォーカス型音波送受波装置を使用し
た音波送受波法に関するものである。
動子を含む電子的フォーカス型音波送受波装置を使用し
た音波送受波法に関するものである。
従来、複数個の振動子を一次元アレイ状に並べ、それら
の振動子に対して切換駆動を電動的に行なうことによっ
て高速で被検部位の断層像を得るという方法が行なわれ
ている。
の振動子に対して切換駆動を電動的に行なうことによっ
て高速で被検部位の断層像を得るという方法が行なわれ
ている。
その際、個々の振動子が出すビームの広がりのため、振
動子の並べられた方向に関する空間的な分解能が劣化す
る。
動子の並べられた方向に関する空間的な分解能が劣化す
る。
このため、振動子の各々に遅延時間を与えることによっ
て信号の位相を制御し、ある特定の位置もしくは領域に
全振動子からの波面の合成が収束送波されるようにして
、分解能の劣化を防いでいる。
て信号の位相を制御し、ある特定の位置もしくは領域に
全振動子からの波面の合成が収束送波されるようにして
、分解能の劣化を防いでいる。
更に、被検部位からの反射波を受けるときも、送波され
た位置もしくは領域に対して収束性を持つように各振動
子に遅延時間を与えて信号の位相を制御し受波すること
によって、送波・受波の両操作における振動子群の指向
性を向上させている。
た位置もしくは領域に対して収束性を持つように各振動
子に遅延時間を与えて信号の位相を制御し受波すること
によって、送波・受波の両操作における振動子群の指向
性を向上させている。
本発明はこのような収束性を与えて送受波を行なう複数
個の振動子を使用した音波送受波法に関するものであり
、分解能を向上させるために、送波と受波との間で空間
的な収束位置をわずかにずらせることを行なう方法であ
る。
個の振動子を使用した音波送受波法に関するものであり
、分解能を向上させるために、送波と受波との間で空間
的な収束位置をわずかにずらせることを行なう方法であ
る。
送波・受波の両操作における振動子群の空間的な広がり
は、送波における空間的な収束分布と受波における空間
的な収束分布との相乗作用の結果もたらされるものであ
る。
は、送波における空間的な収束分布と受波における空間
的な収束分布との相乗作用の結果もたらされるものであ
る。
したがって、送波と受波の間で空間的な収束位置をわず
かにずらせることによって、送波・受波を同一位置に収
束させる場合に比べて波の空間的な広がりをより小さく
することができる。
かにずらせることによって、送波・受波を同一位置に収
束させる場合に比べて波の空間的な広がりをより小さく
することができる。
換言すれば振動子群の空間的な分解能が向上することに
なる。
なる。
以下、原理的な説明を図によって行なう。
第１図は従来から通常行なわれている電子的フォーカス
型トランスジューサーの一例であり、複数個の振動子１
から構成され、個々の振動子に対して遅延手段２によっ
である遅延特性をもたせて駆動することによって音波の
位相を制御し、全振動子１から出された波の重ね合わせ
の結果、点Ｐを中心とした音波の空間的な収束分布が与
えられていることを示した図である。
型トランスジューサーの一例であり、複数個の振動子１
から構成され、個々の振動子に対して遅延手段２によっ
である遅延特性をもたせて駆動することによって音波の
位相を制御し、全振動子１から出された波の重ね合わせ
の結果、点Ｐを中心とした音波の空間的な収束分布が与
えられていることを示した図である。
この電子的フォーカスの原理は波動物理においてよく知
られているハイゲン（Ｈｕｙｇｅｎｓ）の原理によって
説明することができる。
られているハイゲン（Ｈｕｙｇｅｎｓ）の原理によって
説明することができる。
即ち、第２図において、波源Ｏより波が送り出されて、
ＡＢという円形の波ができたとする。
ＡＢという円形の波ができたとする。
この上の各点Ａ、Ｒ，Ｑ、・・・・・・、Ｂはそれぞれ
自分を中心とした円形の波（正確には球面波）を送り出
す。
自分を中心とした円形の波（正確には球面波）を送り出
す。
ある時間後それらかａ′Ａａ″。ｒ’Ｒ’ｒ’＋ ｑ’
Ｑ’ｑ″２ｍ＋＋＊、 ｂ’Ｂ’ｂ“となったとすれば
、そのときこれらの波の合成はこれらの円群の包絡線Ａ
／Ｒ／Ｑ／、・・・・・Ｂ′となる。
Ｑ’ｑ″２ｍ＋＋＊、 ｂ’Ｂ’ｂ“となったとすれば
、そのときこれらの波の合成はこれらの円群の包絡線Ａ
／Ｒ／Ｑ／、・・・・・Ｂ′となる。
（この場合はやはり円）。このハイゲンスの原理と同様
にして、各々の振動子に対し、ある遅延時間を設けて発
信波の位相を制御するように駆動すれば、それらの波の
合成波面が形成され、波面の収束、発散あるいは平面性
を任意に持たせることが可能である。
にして、各々の振動子に対し、ある遅延時間を設けて発
信波の位相を制御するように駆動すれば、それらの波の
合成波面が形成され、波面の収束、発散あるいは平面性
を任意に持たせることが可能である。
かようにして、第１図にみられるように送波もしくは受
波もしくはその両方に対して電子的な収束を行なわせる
ことによって、列に並んだ振動子の列方向の分解能の向
上がなされてきた。
波もしくはその両方に対して電子的な収束を行なわせる
ことによって、列に並んだ振動子の列方向の分解能の向
上がなされてきた。
例えば、従来性なわれてきた方法の１つとして送波・受
渡とも収束性を持たせて操作を行なう場合にグ、・て第
３図に示す。
渡とも収束性を持たせて操作を行なう場合にグ、・て第
３図に示す。
この場合、点Ｐは収束中心を示し、送波・受波とも同一
点Ｐを中心として収束作用を持たせている。
点Ｐを中心として収束作用を持たせている。
送波・受波ともに収束性を持たせるこのメリットとして
は、送波のみあるいは受波のみに収束性を持たせて送波
・受波を行なう場合に比べて、波の空間的な分布が、送
波と受波の空間分布の相乗作用として与えられるために
より狭くなり、送受波通してのトランスジューサーの指
向性が増すことにある。
は、送波のみあるいは受波のみに収束性を持たせて送波
・受波を行なう場合に比べて、波の空間的な分布が、送
波と受波の空間分布の相乗作用として与えられるために
より狭くなり、送受波通してのトランスジューサーの指
向性が増すことにある。
尚、第３図で実線は送波のみあるいは受波のみの場合の
音波の収束分布を示し、一点鎖線は送波・受波両方に収
束性を持たせる場合の送受波通しての収束分布を示して
いる。
音波の収束分布を示し、一点鎖線は送波・受波両方に収
束性を持たせる場合の送受波通しての収束分布を示して
いる。
また、音波の収束分布の示し方は、横方向が空間的な横
座標を示し、縦方向は波の振幅強度を示している。
座標を示し、縦方向は波の振幅強度を示している。
第３図に示した円弧は点Ｐを中心とした円の一部である
。
。
このように送波と受波の収束分布が同じ位置を中心とし
ている従来の方法に対して、本発明の方法は第４図にみ
られるように、送波の音波の収束分布の中心Ｐ１と受波
の音波の収束分布の中心Ｐ２とを空間的にわずかにずら
せることによって、一点鎖線で示されたような送受波を
通して得られる収束分布の空間的な広がりをより小さく
することをねらった方法である。
ている従来の方法に対して、本発明の方法は第４図にみ
られるように、送波の音波の収束分布の中心Ｐ１と受波
の音波の収束分布の中心Ｐ２とを空間的にわずかにずら
せることによって、一点鎖線で示されたような送受波を
通して得られる収束分布の空間的な広がりをより小さく
することをねらった方法である。
ただ、第４図の一点鎖線からもわかるように、送波と受
波の収束位置を空間的にずらせることによって、受信し
た音波の振幅強度が第３図で代表されるような従来方式
に比べてより小さくなる。
波の収束位置を空間的にずらせることによって、受信し
た音波の振幅強度が第３図で代表されるような従来方式
に比べてより小さくなる。
ただし、装置の総合的な感度の点からして、送受波の収
束位置の間で極端な横ずらしをしない限りさしつかえな
い。
束位置の間で極端な横ずらしをしない限りさしつかえな
い。
次にこのような収束位置をずらす方法についての実施例
を説明する。
を説明する。
第５図に示すように、平面上に間隔ｄでもってｎ個の振
動子を並べ、振動子列の中心ｎ ｌａの位置から直角
な線上に一点Ｐ１を決め、この点を中心に振動子列の中
心を通る半径ｆの円弧を描（。
動子を並べ、振動子列の中心ｎ ｌａの位置から直角
な線上に一点Ｐ１を決め、この点を中心に振動子列の中
心を通る半径ｆの円弧を描（。
この中心Ｐ１から各振動子０番、１番・ ２番・・°。
・・・ｎ −２番、ｎ−１番と結ぶ線と前記円弧との交
点をＡ 。
点をＡ 。
＊ Ａ １ｔ ＝・・Ａｎ−２ｐ Ａｎ−１とする。今
０番目の振動子に注目すると、この振動子から点Ｐ１に
向かって発射される波は振動子列の中心から発せられる
波に対して ＡｏＯ／υ ＝（ｆ２＋（ｎ−１）２ｄ２
／４−ｆ）／υだげ遅れて収束点Ｐ、に達する。
０番目の振動子に注目すると、この振動子から点Ｐ１に
向かって発射される波は振動子列の中心から発せられる
波に対して ＡｏＯ／υ ＝（ｆ２＋（ｎ−１）２ｄ２
／４−ｆ）／υだげ遅れて収束点Ｐ、に達する。
ここにυは音の速さである。
したがって振動子列の中心から発射される波は０番目の
振動子に対し収束点Ｐ１に到達する時間の遅れ分だけ遅
延させて振動子を駆動すれば０番目および振動子列の中
心に配置しである振動子からの波は同じ位相で収束点Ｐ
１に達し収束される。
振動子に対し収束点Ｐ１に到達する時間の遅れ分だけ遅
延させて振動子を駆動すれば０番目および振動子列の中
心に配置しである振動子からの波は同じ位相で収束点Ｐ
１に達し収束される。
他の２番、・・・・・・、ｎ−１番も同様に振動子列の
中心に配置している振動子に対しての各々の遅れ時間Ａ
１１．Ａ２２．・・・・・・、Ａｎ−１（ｎ−１）を上
述の式から得、この遅れ時間を前記中心振動子の遅延時
間から引いた各々の値を各振動子の遅延時間とすること
により、各振動子から発せられる波も同様に中心から出
される波に対して同じ位相で収束点Ｐ１に到達し、第５
図の実線に示すように収束される。
中心に配置している振動子に対しての各々の遅れ時間Ａ
１１．Ａ２２．・・・・・・、Ａｎ−１（ｎ−１）を上
述の式から得、この遅れ時間を前記中心振動子の遅延時
間から引いた各々の値を各振動子の遅延時間とすること
により、各振動子から発せられる波も同様に中心から出
される波に対して同じ位相で収束点Ｐ１に到達し、第５
図の実線に示すように収束される。
第６図は０番からｎ−１番までの振動子と各々の振動子
の遅延時間との関係を示したグラフで、曲線Ａは振動子
の数を９個、焦点距離ｆを５Ｃｒｒｌとしたときの各振
動子に与えられる遅延時間の１直を前述の式に数置代入
して算出することにより得たグラフである。
の遅延時間との関係を示したグラフで、曲線Ａは振動子
の数を９個、焦点距離ｆを５Ｃｒｒｌとしたときの各振
動子に与えられる遅延時間の１直を前述の式に数置代入
して算出することにより得たグラフである。
但し、この場合振動子間のピッチｄを２ｔｍｎとして計
算しである。
算しである。
次に受波の際送波のとき点Ｐ１に収束させるように駆動
したのに対し、Ｐｌに対して横方向にδの距離だけ離れ
た点Ｐ２に収束するように各振動子に遅延を与える。
したのに対し、Ｐｌに対して横方向にδの距離だけ離れ
た点Ｐ２に収束するように各振動子に遅延を与える。
このとき、前記送波のときと同様、Ｂ２を中心にｆの半
径の円を描き、Ｂ２と振動子０．１・・・・・・、ｎ−
１との各交点をＢ。
径の円を描き、Ｂ２と振動子０．１・・・・・・、ｎ−
１との各交点をＢ。
、Ｂ１゜・・・・・・ｔＢｎｌとすると、振動子列の中
心から発射される波に対して０番目の振動子は ＼
ｔだけ遅て収束点Ｐ２に達する。
心から発射される波に対して０番目の振動子は ＼
ｔだけ遅て収束点Ｐ２に達する。
同様に１番目、２番目・・・・・・、ｎ−１番目の振動
子について振動子列の中心からの遅延時間を求めること
ができる。
子について振動子列の中心からの遅延時間を求めること
ができる。
ちなみに、ｎ〜１番目の振動子は
だげ振動子列の中心に対して遅延時間を持つように設定
する必要がある。
する必要がある。
これらの遅延時間を数値代入して算出しグラフに描いた
のが第６図のＢである。
のが第６図のＢである。
ここでも、送波のときと同様振動子の数は９個、焦点距
離ｆは５／７７２で、振動子の間隔は２ｒＩｕｎとし、
横ずらし量δは１ｍｍとして計算しである。
離ｆは５／７７２で、振動子の間隔は２ｒＩｕｎとし、
横ずらし量δは１ｍｍとして計算しである。
第６図からもわかるように、収束位置の横ずらしは、各
振動子に送波と受波の間である特定の振動子からの距離
に比例した遅延時間の変化を与えてやることにより任意
に設定することができる。
振動子に送波と受波の間である特定の振動子からの距離
に比例した遅延時間の変化を与えてやることにより任意
に設定することができる。
こうして送波と受波の間に遅延時間の分布を与えた状態
に更に例えば振動子列の中心からの距離に比例した遅延
時間を加えれば扇状走査を達成することができる。
に更に例えば振動子列の中心からの距離に比例した遅延
時間を加えれば扇状走査を達成することができる。
第１図は従来の電子的フォーカス型トランスジューサー
の説明図で第２図は・・インゲンスの原理の説明図、第
３図は送波・受波とも同一位置に収束性を持たせた場合
の音波の広がりについての説明図、第４図は送波・受波
の間で収束位置をずらした本発明の方法の場合の音波の
受波分布についての説明図。 第５図は収束位置をずらす本発明の方法の具体例につい
ての図、第６図は送波と受波の間で収束位置をずらした
場合の送受波間の遅延時間の差についてのグラフ図であ
る。 図中、１・・・・□・・振動子、２・・・・・・遅延回
路、Ｐ・・・・・・収束中心位置、Ｐｌ・・・・・・送
波の収束中心位置、Ｐ２・・・・・・受波の収束中心位
置、である。
の説明図で第２図は・・インゲンスの原理の説明図、第
３図は送波・受波とも同一位置に収束性を持たせた場合
の音波の広がりについての説明図、第４図は送波・受波
の間で収束位置をずらした本発明の方法の場合の音波の
受波分布についての説明図。 第５図は収束位置をずらす本発明の方法の具体例につい
ての図、第６図は送波と受波の間で収束位置をずらした
場合の送受波間の遅延時間の差についてのグラフ図であ
る。 図中、１・・・・□・・振動子、２・・・・・・遅延回
路、Ｐ・・・・・・収束中心位置、Ｐｌ・・・・・・送
波の収束中心位置、Ｐ２・・・・・・受波の収束中心位
置、である。
Claims (1)
- １ 複数個の音波送信用振動子からの音波にそれぞれ所
定の位相差を与えることによって物体の所定の位置もし
くは領域に収束させ、前記物体からの音波を複数個の受
信用振動子によって受信する音波送受波法において、前
記複数個の受信用振動子を位相制御し、前記物体の前記
所定位置もしくは領域に対してわずかに異なる位置もし
くは領域からの音波を受信することを特徴とする音波送
受波法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51142503A JPS5930231B2 (ja) | 1976-11-27 | 1976-11-27 | 音波送受波法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51142503A JPS5930231B2 (ja) | 1976-11-27 | 1976-11-27 | 音波送受波法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5366760A JPS5366760A (en) | 1978-06-14 |
| JPS5930231B2 true JPS5930231B2 (ja) | 1984-07-25 |
Family
ID=15316846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51142503A Expired JPS5930231B2 (ja) | 1976-11-27 | 1976-11-27 | 音波送受波法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930231B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316660Y2 (ja) * | 1984-08-24 | 1991-04-10 | ||
| WO2018168708A1 (ja) | 2017-03-14 | 2018-09-20 | パイオニア株式会社 | 表示装置 |
| US10488656B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-11-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Display device, and mobile body having same |
| US10819963B2 (en) | 2017-02-28 | 2020-10-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Display device, method for controlling display device, program, recording medium, and moving body equipped with display device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5687878A (en) * | 1979-12-18 | 1981-07-16 | Marine Instr Co Ltd | Detecting method by acoustic wave |
| JPS57115246A (en) * | 1981-01-08 | 1982-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JPS57204477A (en) * | 1981-06-12 | 1982-12-15 | Hitachi Medical Corp | Receiving device |
| JPS5832182A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-25 | Furuno Electric Co Ltd | 旋回型ソナ− |
-
1976
- 1976-11-27 JP JP51142503A patent/JPS5930231B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316660Y2 (ja) * | 1984-08-24 | 1991-04-10 | ||
| US10819963B2 (en) | 2017-02-28 | 2020-10-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Display device, method for controlling display device, program, recording medium, and moving body equipped with display device |
| WO2018168708A1 (ja) | 2017-03-14 | 2018-09-20 | パイオニア株式会社 | 表示装置 |
| US10488656B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-11-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Display device, and mobile body having same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5366760A (en) | 1978-06-14 |
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