JPS6052785A - 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− - Google Patents
方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ−Info
- Publication number
- JPS6052785A JPS6052785A JP58160106A JP16010683A JPS6052785A JP S6052785 A JPS6052785 A JP S6052785A JP 58160106 A JP58160106 A JP 58160106A JP 16010683 A JP16010683 A JP 16010683A JP S6052785 A JPS6052785 A JP S6052785A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- filter
- output
- phased array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/534—Details of non-pulse systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、超音波映像装置等に適用できる方位角適用型
フェーズド・アレイ・ソーナーに関する。
フェーズド・アレイ・ソーナーに関する。
特に、音響的に顕著に固い被検物体に起因する擬像（ア
ーティファクト）を抑圧し得る方位角適応型フェーズド
・アレイ・ソーナーに関する。
ーティファクト）を抑圧し得る方位角適応型フェーズド
・アレイ・ソーナーに関する。
アレイ探触子より被検物体に音響パルスを照射し、その
エコー信号を観測する超音波映像装置では、被検物体に
大きいエコー信号を発生する顕著な物体があると、その
物体の等距離であって角度のことなる位置に、複数の擬
像が発生する現象がある。これはエコー信号に位相（ま
たは周波数）の整数倍または整数分の１の信号が発生す
ることによるものと考えられ、この擬像を抑圧するため
には、受信信号を帯域通過濾波器に通して、ｉｉｉ像原
因となる周波数成分を除去することが有効であることが
知られている。ところが、この帯域通過濾波器を定常的
に使用すると、擬像以外の受信信号についても周波数帯
域制限を受けることになり、画像の解像度が全体に悪く
なる欠点があった。特に、形の小さい被検物体の識別が
困難であった。
エコー信号を観測する超音波映像装置では、被検物体に
大きいエコー信号を発生する顕著な物体があると、その
物体の等距離であって角度のことなる位置に、複数の擬
像が発生する現象がある。これはエコー信号に位相（ま
たは周波数）の整数倍または整数分の１の信号が発生す
ることによるものと考えられ、この擬像を抑圧するため
には、受信信号を帯域通過濾波器に通して、ｉｉｉ像原
因となる周波数成分を除去することが有効であることが
知られている。ところが、この帯域通過濾波器を定常的
に使用すると、擬像以外の受信信号についても周波数帯
域制限を受けることになり、画像の解像度が全体に悪く
なる欠点があった。特に、形の小さい被検物体の識別が
困難であった。
本発明の目的は、前述の欠点を除去するもので、他の被
検物体の画像の鮮明さに影響を与えずに、音響的に顕著
に固い被検物体に起因する擬像の抑圧を行い、画像品質
の向上を計るような方位角適応型フェーズド・アレイ・
ソーナーを提供することにある。
検物体の画像の鮮明さに影響を与えずに、音響的に顕著
に固い被検物体に起因する擬像の抑圧を行い、画像品質
の向上を計るような方位角適応型フェーズド・アレイ・
ソーナーを提供することにある。
本発明は、ビーム走査範囲内に存在する強反響体に起因
する擬像を抑圧することにより画像品質を向上するもの
で、 多数個の振動子が配列されて構成されたアレイ探触子と
、この探触子を位相駆動して送受信される超音波ビーム
を扇状に走査することにより対象物の画像を得る送受信
装置とを備え、前記送受信装置の受信部には、前記アレ
イ探触子から到来する前記複数個の振動子の受信出力信
号を入力するクロス・ポイント・スイッチと、このクロ
ス・ポイント・スイッチにより配分された多数の出力端
子の信号をそれぞれタップ入力とするタップ付き遅延回
路とを備えた方位角適応型フェーズド・アレイ・ソーナ
ーにおいて、 前記遅延回路の出力信号の通路に通過帯域が可変に制御
される濾波器と前記遅延回路の出力信号に所定レベルを
超えるエコー信号が送出されたことを検出する検出回路
と、この検出回路の出力に応じて前記エコー信号が検出
されるタイミングの近傍で前記濾波器の通過帯域を狭く
するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
する擬像を抑圧することにより画像品質を向上するもの
で、 多数個の振動子が配列されて構成されたアレイ探触子と
、この探触子を位相駆動して送受信される超音波ビーム
を扇状に走査することにより対象物の画像を得る送受信
装置とを備え、前記送受信装置の受信部には、前記アレ
イ探触子から到来する前記複数個の振動子の受信出力信
号を入力するクロス・ポイント・スイッチと、このクロ
ス・ポイント・スイッチにより配分された多数の出力端
子の信号をそれぞれタップ入力とするタップ付き遅延回
路とを備えた方位角適応型フェーズド・アレイ・ソーナ
ーにおいて、 前記遅延回路の出力信号の通路に通過帯域が可変に制御
される濾波器と前記遅延回路の出力信号に所定レベルを
超えるエコー信号が送出されたことを検出する検出回路
と、この検出回路の出力に応じて前記エコー信号が検出
されるタイミングの近傍で前記濾波器の通過帯域を狭く
するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
以下、図面を用いて本発明の原理を詳しく説明する。
第１図は、アレイ探触子１０１から送受される音線１０
２が振れ角θの範囲内で往復されているときに、その音
線１０２が画く軌跡内に存在する強反響体１０３に起因
する擬像が破線１０４に沿って発生している状態を示す
。
２が振れ角θの範囲内で往復されているときに、その音
線１０２が画く軌跡内に存在する強反響体１０３に起因
する擬像が破線１０４に沿って発生している状態を示す
。
第２図の（イ）は時間領域におけるエコー信号振幅を示
すもので、図の符合ａは第１図に示すように音線１０２
が強反響体１０３を横断する時点におけるエコー信号振
幅を示し、同じように図の符合すは第１図に示すように
音線１０２が強反響体１０３を横断していない位置にあ
るときの時点のエコー信号振幅を示す。直線Ｃはエコー
信号振幅に対し設定された闇値を示すものであり、直線
ｄは、最低検出レベルを示すものである。
すもので、図の符合ａは第１図に示すように音線１０２
が強反響体１０３を横断する時点におけるエコー信号振
幅を示し、同じように図の符合すは第１図に示すように
音線１０２が強反響体１０３を横断していない位置にあ
るときの時点のエコー信号振幅を示す。直線Ｃはエコー
信号振幅に対し設定された闇値を示すものであり、直線
ｄは、最低検出レベルを示すものである。
符合ａで示されるエコー信号は、強反響体の位置にてそ
の振幅は直線Ｃにて示される闇値を超過していることが
図示されている。
の振幅は直線Ｃにて示される闇値を超過していることが
図示されている。
以下に、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第３図は本発明の実施例装置、の要部の構成を示すブロ
ック構成図である。第３図において、コントローラ１２
によりタイミングが制御されてトリガー発生器１から発
生したトリガーは送信用ディレーマツプ回路２ａに与え
られる。ディレーマツプ回路２ａでは、トランスデユー
サ４と同数のディレー・ラインが用意されていて、各デ
ィレー・ラインの遅延量はコントローラ１２により制御
され、ビームのフォーカシングなどを考慮にいれて、ビ
ームの振れ角が所定の角度となるように遅延時間分布が
決定される。このようなディレーマツプ回路２ａを介し
て得た遅延出力はパルサー３に与えられる。パルサー３
は同時に付勢されるトランスデュ〜す４に個別に直結さ
れていて、各パルサー３に対応するディレー・ラインの
出力によって付勢され、トランスデユーサ駆動パルスを
発生し、各トランスデユーサ４を励振させる。これによ
りアレイ・トランスデユーサ４から定められた方角に超
音波ビごムが投射される。
ック構成図である。第３図において、コントローラ１２
によりタイミングが制御されてトリガー発生器１から発
生したトリガーは送信用ディレーマツプ回路２ａに与え
られる。ディレーマツプ回路２ａでは、トランスデユー
サ４と同数のディレー・ラインが用意されていて、各デ
ィレー・ラインの遅延量はコントローラ１２により制御
され、ビームのフォーカシングなどを考慮にいれて、ビ
ームの振れ角が所定の角度となるように遅延時間分布が
決定される。このようなディレーマツプ回路２ａを介し
て得た遅延出力はパルサー３に与えられる。パルサー３
は同時に付勢されるトランスデュ〜す４に個別に直結さ
れていて、各パルサー３に対応するディレー・ラインの
出力によって付勢され、トランスデユーサ駆動パルスを
発生し、各トランスデユーサ４を励振させる。これによ
りアレイ・トランスデユーサ４から定められた方角に超
音波ビごムが投射される。
その後トランスデユーサ４の各エレメントで受波され電
気信号に変換された各エコー信号は受信アンプ５にてそ
れぞれ所定の増幅率で増幅され、続いて送信用ディレー
マツプ回路２ａと同じ遅延時間分布に設定された受信用
ディレーマツプ回路２ｂを経由して各エコー信号の同時
性を補正した後１本の信号に合成され、濾波器６を経て
信号処理回路７に導かれる。信号処理回路７にて処理さ
れた信号はビデオ信号出力端子１３に接続される。
気信号に変換された各エコー信号は受信アンプ５にてそ
れぞれ所定の増幅率で増幅され、続いて送信用ディレー
マツプ回路２ａと同じ遅延時間分布に設定された受信用
ディレーマツプ回路２ｂを経由して各エコー信号の同時
性を補正した後１本の信号に合成され、濾波器６を経て
信号処理回路７に導かれる。信号処理回路７にて処理さ
れた信号はビデオ信号出力端子１３に接続される。
ここで本発明の特徴とするところは、上記濾波器６が可
変濾波器により構成されたところにある。
変濾波器により構成されたところにある。
さらに、この濾波器６を制御するための回路が付加され
たところにある。すなわち、信号処理回路の出力は分岐
され、比較回路８の一方の入力に与えられる。この比較
回路８の他方の入力には、闇値を与える闇値発生器９が
接続される。この比較回路８の出力は、コンボリューシ
ョン回路１０に与えられ、コンボリューション処理を施
されて、パラメタ・コントロール回路１１に与えられる
。パラメタ・コントロール回路１１の出力は、濾波器６
の可変素子（例えば可変容量素子）を個々に制御して、
その周波数特性を変化するように構成される。
たところにある。すなわち、信号処理回路の出力は分岐
され、比較回路８の一方の入力に与えられる。この比較
回路８の他方の入力には、闇値を与える闇値発生器９が
接続される。この比較回路８の出力は、コンボリューシ
ョン回路１０に与えられ、コンボリューション処理を施
されて、パラメタ・コントロール回路１１に与えられる
。パラメタ・コントロール回路１１の出力は、濾波器６
の可変素子（例えば可変容量素子）を個々に制御して、
その周波数特性を変化するように構成される。
この回路の動作を第２図を参照しながら説明すると、信
号処理回路７の出力は分岐され、第２図（イ）のａ、ｂ
のエコー信号に対応するビデオ信号が比較回路８に導か
れる。一方、闇値発生器９では第２図の（イ）のＣに示
される値に対応する闇値が設定されこの闇値が比較回路
８に導かれる。
号処理回路７の出力は分岐され、第２図（イ）のａ、ｂ
のエコー信号に対応するビデオ信号が比較回路８に導か
れる。一方、闇値発生器９では第２図の（イ）のＣに示
される値に対応する闇値が設定されこの闇値が比較回路
８に導かれる。
比較回路８で闇値を超えるビデオ信号の存在が判別され
た場合は、第２図の（ロ）に相当する信号を出力する。
た場合は、第２図の（ロ）に相当する信号を出力する。
この信号はコンボリューション回路１０に与えられ、こ
の回路の出力は、第２図（ハ）に示すように同図（ニ）
に比較して立上りおよび立下り部が緩やかに曲線状に傾
斜した波形になる。
の回路の出力は、第２図（ハ）に示すように同図（ニ）
に比較して立上りおよび立下り部が緩やかに曲線状に傾
斜した波形になる。
この波形の信号がパラメタ・コントロール回路１１に与
えられる。この緩やかな変化波形によりパラメーター変
更が急激に行われないので画像変化も緩やかに行われる
ことになり擬像抑圧による不自然さを与えぬ効果をもた
らす。
えられる。この緩やかな変化波形によりパラメーター変
更が急激に行われないので画像変化も緩やかに行われる
ことになり擬像抑圧による不自然さを与えぬ効果をもた
らす。
パラメタ・コントロール回路１１の出力は可変濾波器６
に与えられ、音波が強反響体を通過する時間より多少長
い時間Ｔｘに亘ってこの濾波器６の通過帯域幅を狭くす
るように制御が行われる。この制御により、強反響体に
起因する擬像は除去される。
に与えられ、音波が強反響体を通過する時間より多少長
い時間Ｔｘに亘ってこの濾波器６の通過帯域幅を狭くす
るように制御が行われる。この制御により、強反響体に
起因する擬像は除去される。
また、音線が強反響体を通過すれば、濾波器のパラメタ
は原状に復帰し、通常の鮮明な画像を与えるビデオ信号
が端子１３に与えられる。
は原状に復帰し、通常の鮮明な画像を与えるビデオ信号
が端子１３に与えられる。
本発明の回路では、帯域通過濾波器が有効に作用するタ
イミングに限り、自動的にその通過帯域を狭くするので
、画像全体の品質に悪影響を与えることなく、視野内に
存在する強反響体に起因する擬像の出現を抑止すること
ができる効果がある。
イミングに限り、自動的にその通過帯域を狭くするので
、画像全体の品質に悪影響を与えることなく、視野内に
存在する強反響体に起因する擬像の出現を抑止すること
ができる効果がある。
第１図は超音波ビーム走査範囲内に強反響体が存在する
場合の擬像発生状況を示す図。 第２図はエコー信号振幅および帯域幅制限信号発生との
関連を示す図。 第３図は本発明実施例装置のブロック構成図。 １・・・トリガー発生器、２ａ、２ｂ・・・ディレーマ
ツプ回路、３・・・パルサー、４・・・アレイ・トラン
スデユーサ、５・・・受信アンプ、６・・・可変濾波器
、７・・・信号処理回路、８・・・比較回路、９・・・
闇値発生器、１０・・・コンボリューション回路、１１
・・・パラメタ・コントロール回路、１２・・・コント
ローラ、１３・・・ビデオ信号出力端子、１０１・・・
アレイ探触子、１０２・・・音線、１０３・・・強反響
体、１０４・・・擬像発生部分。 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社代理人
弁理士 井 出 直 孝
場合の擬像発生状況を示す図。 第２図はエコー信号振幅および帯域幅制限信号発生との
関連を示す図。 第３図は本発明実施例装置のブロック構成図。 １・・・トリガー発生器、２ａ、２ｂ・・・ディレーマ
ツプ回路、３・・・パルサー、４・・・アレイ・トラン
スデユーサ、５・・・受信アンプ、６・・・可変濾波器
、７・・・信号処理回路、８・・・比較回路、９・・・
闇値発生器、１０・・・コンボリューション回路、１１
・・・パラメタ・コントロール回路、１２・・・コント
ローラ、１３・・・ビデオ信号出力端子、１０１・・・
アレイ探触子、１０２・・・音線、１０３・・・強反響
体、１０４・・・擬像発生部分。 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社代理人
弁理士 井 出 直 孝
Claims (1)
- （１）多数個の振動子が配列されて構成されたアレイ探
触子と、 ゛ この探触子を位相駆動して送受信される超音波ビームを
扇状に走査することにより対象物の画像を得る送受信装
置と を備え、 前記送受信装置の受信部には、 前記アレイ探触子から到来する前記複数個の振動子の受
信出力信号を入力するクロス・ポイント・スイッチと、 このクロス・ポイント・スイッチにより配分された多数
の出力端子の信号をそれぞれタップ入力とするタップ付
き遅延回路と を備えた方位角適応型フェーズド・アレイ・ソーナーに
おいて、 前記遅延回路の出力信号の通路に通過帯域が可変に制御
される濾波器と、 前記遅延回路の出力信号に所定レベルを越えるエコー信
号が送出されたことを検出する検出回路と、 この検出回路の出力に応じて前記エコー信号が検出され
るタイミングの近傍で前記濾波器の通過帯域を狭くする
ように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする方
位角適応型フェーズド・アレイ・ソーナー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160106A JPS6052785A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160106A JPS6052785A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052785A true JPS6052785A (ja) | 1985-03-26 |
| JPH0131152B2 JPH0131152B2 (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=15707977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58160106A Granted JPS6052785A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6052785A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100178A (en) * | 1977-12-27 | 1979-08-07 | Gen Electric | Method of and device for forming ultrasonic image |
| JPS58118973A (ja) * | 1982-01-08 | 1983-07-15 | Nec Corp | 残響抑圧回路 |
| JPS58122479A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中航走体誘導装置における残響低減回路 |
-
1983
- 1983-08-31 JP JP58160106A patent/JPS6052785A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100178A (en) * | 1977-12-27 | 1979-08-07 | Gen Electric | Method of and device for forming ultrasonic image |
| JPS58118973A (ja) * | 1982-01-08 | 1983-07-15 | Nec Corp | 残響抑圧回路 |
| JPS58122479A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中航走体誘導装置における残響低減回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0131152B2 (ja) | 1989-06-23 |
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