JPS60200184A - 超音波受波整相回路 - Google Patents

超音波受波整相回路

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JPS60200184A
JPS60200184A JP59056100A JP5610084A JPS60200184A JP S60200184 A JPS60200184 A JP S60200184A JP 59056100 A JP59056100 A JP 59056100A JP 5610084 A JP5610084 A JP 5610084A JP S60200184 A JPS60200184 A JP S60200184A
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Japan
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circuit
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ultrasonic wave
delay time
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JP59056100A
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Shinichi Kondo
真一 近藤
Shinichiro Umemura
晋一郎 梅村
Toshio Ogawa
俊雄 小川
Kageyoshi Katakura
景義 片倉
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MEDEIKO KK
Hitachi Ltd
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MEDEIKO KK
Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods 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
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/34Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
    • G10K11/341Circuits therefor
    • G10K11/346Circuits therefor using phase variation

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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、或子走有形超音波断層装置の受波整相器の構
成に関するものである。
〔発明の背景〕
従来の受波金相器の構成を以下に図を用いて説明する。
第1図は超音波断層装置の台形視野を表わす。同図にお
いて区間(1)〜(2)はリニア部、区間(3)〜(4
)〜(5)は偏向角θの傾斜部、(6)は偏向角−θの
傾斜部の一本の走査線を表わす。
かかる凶のように超音波ビームを偏向させるためにrユ
、各配列素子の送波受波信号の位相制御が必要となる。
第2図(a)は偏向角θ方向からの受波信号を整相する
回路構成を表わした図である。1゜2.3.・・・、N
は配列素子、S+=SNはサンフルホールド手段(以下
S/H回路と略記する)・1l−1fl加算器、12−
1は出力端子である。
Cl−CNおよびOAは制御信号である。AA’は1扁
向角θの受波同位相面であり、各配列素子の入力信号を
同位相として整相加算するためには・第i素子の入力信
号e(N−1)τだけ遅延させた後、全素子の信号を加
算する必要がある。ここで。
τは1素子間の遅延時間で、次式で与えられる。
ここで、θは偏向角、d[素子間隔、■は音速である。
上記のような信号遅延を実現するために・各配列素子の
S/H回路S+〜SNに第2図(b)で示した制御信号
を与えればよい。すなわち、制御信号C+Irl送波パ
ルスのタイミングと同一であり・制御信号C2〜CNお
よびCAは、CI よりそれぞれ、τ〜(N−1)τお
よびτA遅延している。
但し、τAン(N−1)τである。各素子1〜Nに入力
した受波信号はS/H回路5I−8Nにより、それぞれ
制御信号Cl−CNのタイミングで保持され、加算器1
1−1によりCAのタイミングで加算される0 以上のように構成された従来の受波整相器では第i素子
のS/H回路10−1のホールド時間(遅延時間)は(
N−1)τであり・最大のホールド時間(N−11τは
サンプリング周期T以下である必要がある。したがって
・素子間遅延はとなり、すなわち偏向角θは次式で制限
されるOサンプリング周期TU超音波周波数によって決
筐るので・偏向角θは配列素子数Nによって制限され・
Nが大きい場合、θを小さくする必要がある。したがっ
て、従来の受波整相器で第1図に示したような大きな台
形視野を得ることが困難であった◎ また、サンプリング周期Tより長い遅延時間を達成する
方式として、第3図(a)に示した方式もある。図は・
簡略のために配列素子数が4個の場合の構成を示したも
のである。配列素子1〜4に対し、S / H回路5t
−84と加算器11−1〜11−3’を交互に直列配置
し、加算器の他の入力を素子に接続し各素子のS/H出
力を順次直列加算することにより整相するO第3図Φ〕
は・S/H回路S1〜S4の制御信号を示したもので・
それぞれCt −04のタイミングで保持される。素子
1の受波信号はS/H回路SLによりC1のタイミング
でサンプルホールドされ、素子間遅延τだけ遅れたC2
のタイミングで素子2の受波信号と加算した結果をS/
H回路8!1にサンプルホールドされる。以下同様に、
S/H回路S2で再にτだけ遅延した後・素子3の受波
信号と加算し−03のタイミングで8/)1回路S3に
サンプルホールドし・再にてだけ遅延した後、素子4の
受渡信号と加算し、C4のタイミングでS/H回路S4
にホンプルホールドされ、出力端子12−1に各素子の
同位相信号の加算結果を出力する。この方式では、素子
4の受波信号に対する素子1の信号の遅延時間3τは・
サンプリング周期Tより長くすることが可能である。
しかし、上記方式を用いても、素子間の遅延時間τより
短い周期でサンプリングすることはできない。すなわち
、−同角θは次式で制限される。
また、超音周波数が冒くなると・サンプリング定理に従
ってサンプリング周期’l短かくする必要があるが、S
/H回路の最大サンプリング周波数によって周期Tが制
限される。。従って、高周波化する場合も、第1図に示
したような大きな台形視野を得ることが困難であった。
〔発明の目的〕
本発明は、このような従来の受波整相器の問題点を解決
するためになされたもので・配列素子数が大きい場合・
もしくに使用超音波の周波数が高い場合でも大きな台形
視野を得ることができる超音波断層装置の受波整相器を
提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、各配列素子の整相遅延をS/H回路で
構成し・各素子に対するS/H回路と切換スイッチを多
層に複数個持ち、−素子からの受波信号を複数のS/H
回路で時分割的にサンプルホールドすることによって、
1つのS/)1回路のサンツーリンブレー1r低減し、
受波信号のサンプリング周期よりも長い遅延時間の整相
を実現し・高周波超音波に対しても大きな偏向角を得る
ことを目的とする〇 〔発明の実施例〕 以下1図を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。第
4図Cal+’;[、本発明による並列多層型受波整相
器の構成を示す図である。ここでは説明の簡略化のため
に、4素子の受波信号を3層のS/H回路で整相する場
合について説明する。1〜4は配列素子・So −81
4+ 821−824 + 831〜S34゜8 +o
 −53ou S / H回路、W1〜W6はスイッチ
・11−114加算器、12−1は出力端子である・第
4図(b)は、S/H回路S11〜S34.SI0〜S
3゜とスイッチW+−W6の制御信号を示したもので、
それぞれ、Co 〜C34+ CIO−030のタイミ
ングでサンプルホールドされ−CW+〜CWaのタイミ
ングでスイッチONの状態になる。
各素子間の遅延時間をτとすると、素子4に対する素子
1の遅延時間は3τであり・素子4のS/H回路814
のホールド時刻C14は、Sllのホールド時刻C11
に対して3τ遅れることになる。素子4の信号が014
のタイミングでホールドされた後、整定時間(Δτ)だ
け遅れてスイッチW1がONすると同時に、加算器11
−1によりStt〜814のホールド信号を加算し” 
CIOのタイミングで810にホールドされる。CIO
より整定時間(Δτ)だけ遅れたCW4のタイミングで
スイッチW4がONしく高レベルがON状態)、端子1
2−1に整相結果が出力される。そこで、受波信号のサ
ンプリング周期Tに対して、2T〈3τ<3Tならば・
第4図(a)のように各素子に対して3層にS/H回路
をもち、第4図(b)のごとく各素子とも3層の制御信
号の組ell〜C14+ C21〜C24+ C31〜
034で整相することにより、各S/H回路のサンプリ
ング周期を3Tとすることができる。
すなわち、2層目の制御信号C21−C24* C2G
は1層目に対して各々Tだけ遅れていて、31i)!f
目の制御信号C3l−C34+ Csoは2Tだけ遅れ
ている。2層目、3層目の整相加算結果H82o+ 8
30にホールドされ−CWs 、CWsのクイミンクで
各々出力し、出力端子12−1KH周期Tで整相結果が
出力されることになる。
N素子の整相t−M層のS/H回路で行なう場合も、上
記構成を拡張することにより・同様に行なうことができ
る。
第5図(a)および(b)は、本発明の第2実施例を示
す図であり・第3図で示した従来の直列加算型整相方式
に・本発明を適用した直列加算多層型整相方式の構成お
よび制御信号のタイミングを示している◇ここでは説明
の簡略化のために、3素子の受波信号を2層のS / 
H回路で整相する場合について説明する。S11〜82
3はS/H回路、Wll〜W23はスイッチであり、他
は第3図(a)と同一である。第5図0))において、
C1l””’C23はS/H回路5II−823のホー
ルド時刻を示し−CWo〜CW23にスイッチWll〜
W23のON時刻を示す。τは偏向角θを得るための素
子間遅延時間、Tはサンプリング周期である。
素子1の受波信号はS/H回路811によりCI+のタ
イミングでサンプルホールドされ、素子間遅延τだけ遅
れたCWllのタイミングでスイッチWsrがONI、
、加算器11−1により素子2の信号と加算した結果を
812にホールドする。再に、812でホールドされた
信号は、CWI2のタイミングでスイッチW12がON
L、加算器11−2により素子3の信号と加算した結果
tS+3にホールドし・整定時間(Δτ)後にスイッチ
W+3をONして、出力端子12−1に整相結果が出力
される。
ここで、受波信号のサンプリング周期Tに対して、T<
τ<2Tならば、第5図(a)のように各素子に対して
2層VC87H回路をもち、第5図(b)のごとく各素
子からの信号全2層の制御信号の組01□〜Cl31C
2□〜C23でサンプルホールドし・直列加算すること
によって・各S/H回路のサンプリング周期t2Tとす
ることができる。
すなわち、2層目の制御信号021〜C23は・1層目
に対して各々Tだけ遅れていて・823にホールドされ
た整相結果はCW23のタイミングで出力端子12−1
に出力される。結局、出力端子12−1には、周期Tで
整相結果が出力され、素子間遅延でより短い周期でサン
プリングすることが可能となる。
上記構成tN素子に対する直列加算MN型に拡張するこ
とは、同様に行な5ことができる。
〔発明の効果〕
以上述べた如く本発明によれば・各配列素子の督相遅延
k S / )1回路で構成し・各素子に対するS/H
回路と切換スイッチ全多層に複数詞持つことにより、S
/H回路1個当りのサンプルレートを低減し、受波信号
のサンプリング周期よりも長い遅延時間の整相を実現し
、高周波超音波に対しても大きな偏向角を得ることがで
きる。従って・本発明による整相器によって得られる台
形視野は、従来のリニアスキャン筐たはセクタスキャン
に比し、大口径で偏向角が大きな広視野となり、また超
音波周波数の高周波化が可能となるため・診断上太いに
寄与することが期待これる。
【図面の簡単な説明】
第1図は台形視野の説明図、第2図(a)は従来の並列
型受波整相器の構成を示す図・第2図(b)はその動作
説明図、第3図(a)は従来の直列加算型受波整相器の
構成を示す図、舅3図御ンはその動作説明図、肌4図(
a)は本発明の一実施例を示す図、第4図(b)はその
動作説明図、第5図(a)は他の実施例を示す図・第4
図(b)はその動作説明図である。 St 、 S2 、・・・、SN・・・サンプルホール
ド回路、11−1.11−2.11−3−・・加算器、
CI+Cz * C3*・・・+CN・・・タイミング
信号。 ■ 1 ロ 12図 (+L) <b) 一一一−に糾闇 z 3 図 (0−) (bン ÷下や 、、、l−’−−j’4 第 4 図 とL) ’A 4 図 (b) ■ 5 日 (L) rt 23 (b) 5 手続補正書(方式) 事件の表示 昭和59 年特許願第 56100 号発明の名称 超音波受波整相回路 補itミをする者 IIイ′1−・の関f〃 特許出願人 と: 11+1 L51Q印式会ン11] 立 製 作
 所代 理 人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ■、配列振動子の各素子の送波筒たは受波信号の振巾、
    位相を制御することにより超音波ビームを偏向またに集
    束させ、断層1象を得る超音波断層装置において、Vン
    グルホールド回路から可変遅延手段?用い、上記素子に
    対応してサンフルホールド手段と切換手段をそれぞれ複
    数個配置し、上記切換手段を時系列的に交互に選択し・
    上記可変遅延手段の出力信号を加算することにより受波
    信号を整相することを特徴とする超音波受波整相回路。
JP59056100A 1984-03-26 1984-03-26 超音波受波整相回路 Granted JPS60200184A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59056100A JPS60200184A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 超音波受波整相回路

Applications Claiming Priority (1)

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JP59056100A JPS60200184A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 超音波受波整相回路

Publications (2)

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JPS60200184A true JPS60200184A (ja) 1985-10-09
JPH0568667B2 JPH0568667B2 (ja) 1993-09-29

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ID=13017680

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JP59056100A Granted JPS60200184A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 超音波受波整相回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62137563A (ja) * 1985-12-11 1987-06-20 Hitachi Medical Corp 超音波受波整相回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62137563A (ja) * 1985-12-11 1987-06-20 Hitachi Medical Corp 超音波受波整相回路

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JPH0568667B2 (ja) 1993-09-29

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