JPS5960378A - 反射波信号受信方法 - Google Patents

反射波信号受信方法

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JPS5960378A
JPS5960378A JP17176882A JP17176882A JPS5960378A JP S5960378 A JPS5960378 A JP S5960378A JP 17176882 A JP17176882 A JP 17176882A JP 17176882 A JP17176882 A JP 17176882A JP S5960378 A JPS5960378 A JP S5960378A
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signal
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reflected wave
nam
echo signal
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JP17176882A
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Yasuto Takeuchi
康人 竹内
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
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  • Remote Sensing (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超音波映像装置などにおける反射波信号受信
方式に関するものである。
従来より、超音波映像装置において、被検体に対して送
受波する超音波ビームの焦点深さを走査に関連して変化
させるいわゆる可変焦点とか、あるいは、反射波のスペ
クトラムの中心周波数が被検体内部の目的物の組織や深
さに1関連して赤方(周波数が低い方へ)偏移する点を
補償するためにフィルタの通過帯域を変化させるように
したいわゆるダイナミックフィルタとかが行われている
この場合において必ず必妥となる技法として、「継目な
し切替え」という技法がある。従来一般にはスムーズに
渡る手法すなわち問題の2つの信号xa、 xbに係数
A、Bを掛けてそれを加痺する(1次結合を作る)よう
にしておき、その係数A、Bの関係を第1図に示すよう
に常にその総和が10ozになる状態で時間経過に関連
してそれぞれ減少、増加させるという手法が採用されて
いる。
しかし、これを高周波信号の段階で行うと、途中で位相
と振幅が丁度打消し合って合成結果が零になってしまう
瞬間が生ずることがある。このような現像すなわちフェ
イズ・キャンセレイシ舊ン(pbase cancel
lation)が起ると必ず「継目」に黒いスポット像
が現われるという問題があった。これを避けるためには
対象となるエコー信号を総べてビデオ信号となった段階
でこの手法を施行すればよいけれども、@算器ないし乗
算検波器と加算回路が不可欠で装置が複雑化し、また一
方では信号通路を直接制御信号が制御する形式であるた
め制御信号の主信号への漏れを皆無とすることができな
いというような欠点がちった。
本発明の目的は、このような欠点を解消するもので、簡
単な溝底により、制御信号の影響を受けることなく信号
自身によって信号切替えを実行できるようにした反射波
信号受信方式を提供することKある。
このような目的を達成する〆ための本発明は、エコー信
号を複数のチャンネルに分波し、その各々には互いに異
なる信号処理を施したのち検波し、その後NAM (N
on Additive Mixing )処理を行う
ようにしたことを特徴とするものである。
以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。第2図は本
発明の方式を実施するための一実施例を示す要部構成図
である。超音波変換素子TDは、パルサーpLSの付勢
により超音波(foが約3.5MHz )を投射し、そ
の後反射波を受波して電気信号(エコー信号)に変換す
る。このエコー信号は約0.5〜10MHzの周波数帯
域幅を有する前置増幅器A1を経て帯域選択性の異なる
6つのチャンネル(3チヤンネルに限定するものではな
い)に分波される。
各チャンネルとも、ブロック構成上では同一であるが、
信号処理内容において相互に異なる。すなわち、各チャ
ンネルとも、バンドパスフィルタBPF 1 (BPF
 2. BPF 3)、時間汗過に関連してゲインが制
御される増幅器いわゆる時間ゲイン制御回路LPF 1
 (LPF 2. LPF 3)およびアッテネータと
して機能する可変抵抗器Vrt 1 (V112. V
R3)の直列回路よりなるが、各バンドパスフィルタの
foと帯域幅をそれぞれ異なる値に(チャンネル1 (
CTH)のfOは高く、CI2.CH3と順次fOが低
くなるように)設定すると共に、各々の増幅器TG01
〜TG03 K相異なるスロープファクタの時間ゲイン
制御(以下TGCと略す)をかけてその各々の周波数領
域における弾質の損失を補償するように構成している。
第6図はこの様子を示したものである。このTGCを多
少不十分にしておくか、もしくはTGCを全面的に廃止
すると、エコーの受信俵出カにおけるレベルは大略第4
図のようになる。これをNAPJ (Non Addi
tiveMixing)回路で処理することにより各ク
ロスオーバ一点で自動的に渡りが行なわれ、CIT 1
がらCH2゜CIT 3へと順次移行してゆく信号が得
られる。NAλ1回路としては第5図に示すような優先
支配権回路り用し、上位の信号が存在する間は下位の信
号を抑圧するようにして常に大略同一レベルの出方を得
る。すなわち、第5図において、久方信号5(a)y 
”’(bL 8(c)は口〜+1vで定義されたビデオ
信号であり、入力5(a)は常に加IL 5ΔDDに導
かれその出力Yに現われ、入力5(b)は入力Aが約0
.(3V(トランジスタQ1〜Q3のベース・エミッタ
間電圧に相当)以下のときのみ出力Yに出現し、入力5
(c)は入力5(a)、 5(b)が共に約0.6v以
下のときのみ出力Yに出現する。なお、各トランジスタ
のβとペース抵抗を適宜の定数に選び、あまり急峻な切
替えにならないようにすることが肝要である。
一方、第6図は第5図の回路を多少改良した優先支配権
回路で、各シャン゛トトランジスタQ1〜Q3に導かれ
る信号を故意にローパスフィルタLpFI。
LPF 2 を通してなまらせたものである1、第6図
の回路によれば、局所の状況には直接的に左右されず大
局的信号レベルに応じて制御が行われるようになる。そ
の様子を第7図に示す。すなわち 制御は、フィルタで
丸められた信号(実線5(a)。
5(b))が0.6Vを4黄切る辺りを’、1’!目と
してスムーズに行われ、信号中に突出したピークがあっ
てもそれは切替えには寄与しないよう如することができ
、画像(エコグラム)のディテールの連続性がやたらに
中断されることのないようにすることができる。
また一方、第8図は41図に示す関係を維持しながら信
号を切換えるという方式に多入力信号の中で最大値を示
す信号のみ出力するNAM回路を適用し、信号5(a)
にA全損け、信号5(b)にはBを掛けたものを検波す
ると同時に直ちにNAM回路に導入したものであり、こ
のようにすることにより図示のように信号の位相がラン
ダムであっても合成結果中には振幅が零になるような点
は生じない。
このような効果は検波前の高周波信号の段階で1次結合
を行う方式では得られない。また、検波後のビデオ信号
を1次結合する方式ではA又はBが消失又は発生ずる時
点で必ず段差を生じ、前述の目的に反するので制御信号
を相当にゆっくり変化するものとする必要がある。しか
し上述したこの方式では制御信号のスロープの区間を信
号5(a)又は5(b)の数波長程度の時間に狭くして
も段差が目立つようなことはない。
第9図においてはゾーン切替え式の受信ダイナミックフ
ォーカスを有するエコー受信機が示されている。これに
おいて 前置増幅器A1を出たところで信号通路イjF
は5手に分れ、各々異なる深さに焦点を合せたディレー
マッグDMI〜Dλ13(CHlが近距離、CH3がよ
り遠距離を担当)およびその深さの反射波のスペクトラ
ムのfOにマツチしたノ(ンドパスフィルタBPF 1
〜E3PF 3を通り、TGCが施された後T、OG 
1〜LOG 3によりそれぞれ対数圧縮されたとで、検
波回路を兼ねたNAλイ回路に導入される。NAM回路
の出力はビデオフィルターFLTでわずかに平滑化し、
ビデオ増幅5 A2を経てビデオ信号として画像を作る
のに利用する。ここで、コントローラC0NTは、′ゾ
ーン切替えとTGCをかねて1各TGCにgio図に示
すようなゲイン制御を行う。エコー信号のレベルは時間
が経過するほど、すなわちより深い部位から帰投され乙
ものほど小さくなっているから、NAM回路において各
継目ではvJB図に示したようなことが爬9つつ浅い部
位から深い部位へとCHI、 CH2,CH3の順で主
役が交代し、ゾーン選択が実現される。
この場合のNAM回路としては第11図に示す如きもの
を使用することができる。第11図のものはいわゆる最
大値回路であって、各チャンネルのエコー信号を一度ト
ランスT1〜T3で切った後検波し、その出力信号をオ
ア結合して3つの信号の中の最大値が常に出力されるよ
うにしたものである。
なお、NAM回路としては最大値を取り出す方式のもの
に限らず、目的によっては最小値回路でもよく、例えば
飽和を嫌うような場合にはそれが必要とされる。そのよ
うな最小値回路を第12図に示す。
また、第11図に示すような最大値回路において、第1
3図に示すようにアナログ・オアとしてのNAl14回
路の性質の選択性を多少弱める如くに各チャンネルの検
波器(ダイオードDll〜D32)の出力に直列抵抗l
l5I〜R83を入れておくと、チャンネル間の主導権
の引継ぎが更にスムーズに行われる。
これは更に継目を目立たなくさせるのに効果がある。
更に1この抵抗Its□〜Rs、)を電流制限特性の顕
著なFETをその飽和・非飽和領域にまたがって使う2
端子素子に置き換えると第14図に示すようになる。こ
れによると、ある1つのチャンネルが極端に高いレベル
を出すときには、それが出力にはあまり貢献せAF)よ
うに抑圧することができる。この場合実質的には最大値
も最小値も共に除外した中間のイ直を出しているチャン
ネルが最も出力の振幅変化に支配力を及ぼすことになる
。これをもって中間値回路とすることができ、これもN
AM回路の一種ということができる。
以上説明したように、本発明によれば、NAM回路を使
用することにより、分波されて処理されたエコー信号を
再び継目の目立たない1本のビデオ信号に合成すること
ができ、継目に黒いスポット1象が現われることもなく
良質の画像を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は信号のスムーズな切替え方式を説明するだめの
図、第2図は本発明に係る反射波信号受借方式を実施す
るだめの一実施例を示す要部構成図、第3図は第2図に
示す回路&Cおけるゲイン特性を示す図、第4図はエコ
ー信号の受信機出力におけるレベルの説明図、第5図は
NAM回路の一例を示す構成図、第6図はNAM回路の
他の実施例図、第7図は第6図回路における動作波形図
、第8図は信号切替えの様子を説明する図、第9図は本
発明の方式を実施するための他の実施例を示す図、第1
0図は第9図におけるゲイン制御の様子を示す図、第1
1図ないし第14図はRAM回路の他の実施例図である
。 BPF 1〜13PF 3・・・バンドパスフィルタ、
TGC1〜TGC3・・・時間ゲイ、ン制婢回路、LO
G1〜LOG 3・・・対数増幅器、vR1〜VR3・
・・可変抵抗器、NAM・・・回路、Al、 A2. 
A3・・・増幅器、C0NT・・・コントローラ、DM
I〜DM3・・・ディレーマツプ、TD・・・超音波変
換素子。 第 t  +’4 箭 J  t4 経西村4’7ム

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  エコー信号を複数のチャンネルに分波し、そ
    の各々のチャンネルにおいては信号処理パラメータの内
    の少なくとも1件がy4なるような内容の信号処理が施
    されるように構成され、この信号処理の施された各チャ
    ンネルの信号を検波するとともにNAM処理を行うこと
    によりエコー信号を受信するようにしたことを特徴とす
    る反射波信号受信方式。 (2)  前記信号処理パラメータとしては、バンドパ
    ス特性、TGC,出力のスケールファクタを含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の反射波信号受信
    方式。 (5)  前記検波とNAMの処理は検波処理の後続い
    てNAM処理を行うようにした特許請求の範囲第1項記
    載の反射波信号受信方式。 (4)  前記検波とNAMの処理を施す手段が一体的
    に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の反射波信号受信方式。
JP17176882A 1982-09-30 1982-09-30 反射波信号受信方法 Granted JPS5960378A (ja)

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