JPS6150620B2 - - Google Patents
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- JPS6150620B2 JPS6150620B2 JP52000362A JP36277A JPS6150620B2 JP S6150620 B2 JPS6150620 B2 JP S6150620B2 JP 52000362 A JP52000362 A JP 52000362A JP 36277 A JP36277 A JP 36277A JP S6150620 B2 JPS6150620 B2 JP S6150620B2
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
本発明は、超音波の送受波を電子的に制御し、
高速走査を目的とした超音波装置に関するもので
ある。近年、超音波の人体への安全性より、超音
波診断装置なるものが盛んに研究、開発されてい
る。特に超音波により断層像を得るBスコープと
呼ばれるものには、高速撮像を目的として、電子
的に超音波ビームを走査する手法がとられてい
る。第1図に、従来より用いられているリニア電
子走査による超音波ビームの走査のための構成を
示す。超音波振動子(以下、エレメントと称す
る。)nケを間隔dのピツチでアレー状に並べた
トランスジユーサ1の各エレメントを並進選択回
路2に接続する。並進選択回路2は、制御部4か
らの信号により、パルサ3からの信号をきめられ
たエレメントに切換接続する動作を行うものであ
る。ここで並進選択回路2の動作を少し詳しく説
明する。同時に動作するエレメント数をkケ(第
1図ではk=4である)とする。トランスジユー
サ1のエレメント番号#1〜#4までを動作する
時、並進選択回路2は、パルサ3のP1〜P4
を、各エレメント番号#1〜#4に接続する。こ
のことにより、パルサ3からのパルスにより、第
1図、R1点に超音波ビームを集めることができ
る。またエレメント番号#2〜#5を動作する時
は、パルサ3のP1〜P4を、各々エレメント番
号#2〜#5に接続する。このことによりR2点
に超音波ビームを移動することができる。以下同
様の手順により、超音波ビームをアレーに沿つて
R1からRo-k+1まで走査することができる。一般
的に並進選択回路2は、i番目のエレメントから
kケのエレメントを同時に駆動する時は、パルサ
3のP1〜Pkをトランスジユーサ1のエレメン
ト番号iからi+k−1に切換接続する動作を行
うものである。ここでパルサ3の動作について簡
単に説明する。パルサ3は、超音波振動子を励振
して、超音波を発生するものであるが、この時、
パルサの励振時間を制御することにより、超音波
ビームを集束できることがよく知られている。こ
の様子を第2図に示す。kケのエレメントを用い
て、A点すなわち、エレメント中心軸上からlfの
距離に集束させる時には、各エレメントから出射
した超音波が、円弧00′で同位相になるよう各エ
レメントの励振時間を制御すれば良い。このこと
は、各エレメント#1〜#kからA点に引いた直
線と、円弧00′との受点までの距離、d51〜d
5kを音速で割つた進み時間(実用上では、エレ
メントの両端を基準として、中心に向かうほど時
間遅れを与える)を与えて励振することにより、
超音波ビームを集束できる。このようなため、パ
ルサ3のP1〜Pkは各々遅延時間をもつて励振
することがよく用いられている。本発明もこのよ
うな電子集束作用を持つた電子走査を目的とする
ため、以降のパルサの説明は、このような遅延時
間を持つたものとして扱うことにする。
さて、上述した機能を持つリニア電子走査のた
めの従来の構成を第3図に示す。全てのエレメン
ト(実際は両端付近ではこの数より小さい)を切
換スイツチ2′の端子に接続するようなn+k+
1回路の切換スイツチkケを第3図の如く結線し
並進切換動作を行うものである。このような構成
では、ほぼ(n−k+1)×kケのスイツチ接点
を必要とし、n、kが大なる時は実用的ではな
い。具体的な例として、走査領域を200mmエレメ
ントピツチd=0.5mmに選択するとn=400とな
り、同時に一組として駆動するエレメント総数を
40ケとすると、約16000もの切換接点が必要とな
る。さてこのような多数のエレメントのスイツチ
切換には、通常電気的なマトリツクス接続がよく
利用される。この従来例を第4図に示す。同時に
駆動するエレメント数k(第4図にはk=4)を
マトリツクスの列(又は行、以下同様)に選択す
る。マトリツクスの交点に相当する所にスイツチ
S1〜Snとエレメント#1〜#nを接続する。
この動作例を簡単に説明する。走査順1として
#1〜#4のエレメントを用いる時は、対応する
スイツチS1〜S4を閉じ残り全てを開く。A〜
D端子にパルサのP1〜P4を接続する。この状
態でパルサを駆動すれば良い。次に走査順2とし
て#2〜#5を使用する時は、S2〜S5のスイ
ツチのみ閉じ、A〜D端子には、パルサP4,P
1,P2,P3と接続する。以上のような手順を
第1表のように繰り返すことにより、超音波ビー
ムを第1図に示す如く、アレーに沿つてR1,R
2………Ro-k+1へと走査することができる。
The present invention electronically controls transmission and reception of ultrasonic waves,
The present invention relates to an ultrasonic device aimed at high-speed scanning. In recent years, ultrasonic diagnostic devices have been actively researched and developed due to the safety of ultrasonic waves to the human body. In particular, a so-called B scope that obtains tomographic images using ultrasound employs a method of electronically scanning ultrasound beams for the purpose of high-speed imaging. FIG. 1 shows a configuration for scanning an ultrasonic beam by linear electronic scanning, which has been conventionally used. Each element of a transducer 1 in which n ultrasonic transducers (hereinafter referred to as elements) are arranged in an array at a pitch of d is connected to a translation selection circuit 2. The translation selection circuit 2 operates to switch and connect the signal from the pulser 3 to a determined element in response to a signal from the control section 4. Here, the operation of the translation selection circuit 2 will be explained in some detail. The number of elements operating simultaneously is k (k=4 in FIG. 1). When operating element numbers #1 to #4 of the transducer 1, the translation selection circuit 2 selects the elements P1 to P4 of the pulser 3.
are connected to each element number #1 to #4. As a result, the ultrasonic beam can be focused at point R1 in FIG. 1 by the pulse from the pulser 3. When operating element numbers #2 to #5, P1 to P4 of the pulser 3 are connected to element numbers #2 to #5, respectively. This allows the ultrasound beam to be moved to point R2. Follow the same steps to direct the ultrasound beam along the array.
It is possible to scan from R1 to R o-k+1 . Generally, when driving the i-th to k elements at the same time, the translation selection circuit 2 switches and connects P1 to Pk of the pulser 3 to element number i to i+k-1 of the transducer 1. It is something to do. Here, the operation of the pulser 3 will be briefly explained. The pulser 3 excites an ultrasonic transducer to generate ultrasonic waves, but at this time,
It is well known that an ultrasonic beam can be focused by controlling the excitation time of a pulsar. This situation is shown in FIG. When focusing at point A, that is, at a distance of lf from the center axis of the element using k elements, the excitation time of each element is controlled so that the ultrasonic waves emitted from each element have the same phase at the arc 00'. Just do it. This means that the distance between the straight line drawn from each element #1 to #k to point A and the receiving point of circular arc 00', d5 1 to d
By exciting by giving a lead time of 5k divided by the speed of sound (in practice, a time delay is given as you move toward the center, with both ends of the element as the reference).
Can focus ultrasound beams. For this reason, it is often used to excite each of P1 to Pk of the pulser 3 with a delay time. Since the present invention also aims at electronic scanning having such an electron focusing effect, the following description of the pulsar will be treated as having such a delay time. Now, FIG. 3 shows a conventional configuration for linear electronic scanning having the above-mentioned functions. n+k+ such that all elements (actually smaller than this number near both ends) are connected to the terminals of switch 2'.
One circuit of changeover switches is connected as shown in FIG. 3 to perform a translational switching operation. Such a configuration requires approximately (n-k+1)×k switch contacts, and is not practical when n and k are large. As a specific example, if the scanning area is selected to be 200 mm and the element pitch d = 0.5 mm, n = 400, and the total number of elements that are driven as one set at the same time is
If the number is 40, approximately 16,000 switching contacts will be required. For switching such a large number of elements, electrical matrix connections are usually used. This conventional example is shown in FIG. The number k of elements to be simultaneously driven (k=4 in FIG. 4) is selected in the column (or row, hereinafter the same) of the matrix. Switches S1 to Sn and elements #1 to #n are connected to locations corresponding to the intersections of the matrix.
An example of this operation will be briefly explained. When using elements #1 to #4 as scanning order 1, the corresponding switches S1 to S4 are closed and all the remaining switches are opened. A~
Connect P1 to P4 of the pulser to the D terminal. It is sufficient to drive the pulser in this state. Next, when using #2 to #5 as scanning order 2, only the switches S2 to S5 are closed, and the pulsers P4 and P are connected to terminals A to D.
Connect with 1, P2, and P3. By repeating the above procedure as shown in Table 1, the ultrasonic beam is distributed along the array R1, R as shown in Figure 1.
2...can scan to R o-k+1 .
【表】
以上従来例について説明を加えたが、第4図の
構成では、スイツチの数はS1〜Snのエレメン
トの数とパルサを切換えるスイツチでよく、第3
図の従来例よりは大幅に減少できる。しかしなが
ら第4図の従来構成では、(1)各振動子に付いてい
るスイツチは各々独立に働作しなければならな
い。(2)パルサを巡回的に切換えなければならない
などの欠点は各スイツチに各々独立の制御信号が
必要となり、この制御線の数が通常振動子の数す
なわちn本必要となつてしまう。(2)の欠点はパル
サを巡回的に切換えるため、通常k×kケのスイ
ツチ接点を必要とする。この切換の一列を第5図
に示す。このようなため、実用するには未だハー
ドウエアが複雑になる。
本発明は以上のような欠点を除く、構成を提供
するものである。以下実施例に従い本発明を詳細
に説明する。
第6図は本発明に関する一実施例である。同時
に一組として駆動するエレメント数kの2倍−1
(2k−1)をマトリツクスの列に選択する。すな
わち6図はk=4の例であり、第1行目には#1
〜#7のエレメントと各々スイツチS1〜S7を
接続する。2行目には、最初の行の後半のエレメ
ントを重複して#5〜#11とスイツチS8〜S
14を接続する。以下同様にしてエレメントnま
でを接続する。次に動作を説明する。先ず第1行
目のスイツチS1〜S7を閉じる。走査順1はA
〜D端子にパルサP1〜P4を接続し、パルサを
駆動する。走査順2では、B〜E端子にパルサP
1〜P4を接続する。以下同様に走査順4までは
スイツチの状態は変えずにパルサの移動のみで良
い。走査順5ではパルサを初期状態(A〜D端子
にパルサP1〜P4)に戻し、第2行目のスイツ
チS8〜S14を閉じ、同様手順を繰り返えせば
良い。この走査手順を第2表に示す。[Table] Although the conventional example has been explained above, in the configuration shown in FIG.
This can be significantly reduced compared to the conventional example shown in the figure. However, in the conventional configuration shown in FIG. 4, (1) the switches attached to each vibrator must operate independently; (2) The disadvantage of having to switch the pulsers cyclically is that each switch requires an independent control signal, and the number of control lines required is usually the number of vibrators, that is, n. The disadvantage of (2) is that since the pulsar is switched cyclically, k×k switch contacts are usually required. A sequence of this switching is shown in FIG. For this reason, the hardware is still too complicated for practical use. The present invention provides a configuration that eliminates the above drawbacks. The present invention will be described in detail below with reference to Examples. FIG. 6 shows an embodiment of the present invention. 2 times the number of elements k driven simultaneously as a set - 1
Select (2k-1) as the matrix column. In other words, Figure 6 is an example where k=4, and #1 is in the first row.
Connect elements #7 to switches S1 to S7, respectively. In the second line, the elements in the second half of the first line are duplicated and are set to #5 to #11 and switches S8 to S.
Connect 14. Thereafter, connect up to element n in the same manner. Next, the operation will be explained. First, the switches S1 to S7 in the first row are closed. Scan order 1 is A
~ Connect the pulsers P1 to P4 to the D terminal and drive the pulsers. In scanning order 2, pulsar P is connected to terminals B to E.
Connect 1 to P4. Similarly, up to scan order 4, it is sufficient to move only the pulser without changing the switch state. In scanning order 5, it is sufficient to return the pulsers to the initial state (pulsars P1 to P4 at terminals A to D), close the switches S8 to S14 in the second row, and repeat the same procedure. This scanning procedure is shown in Table 2.
【表】
このような接続手段を用いることにより、スイ
ツチの開閉は、グループで行なえエレメント1ケ
づつに独立の制御線を必要としないため、制御線
の数は大幅に削減することができる。第6図では
マトリツクスの列に2k−1ケのエレメントを用
いたが、この数はkより大きい数ならいくらでも
良い。しかし、この数がnと等しくなると第3図
の従来構成となり、当然目的とする効果は無い。
第7図にk=4で列の数=6の列を、第3表にこ
の走査手順を示す。[Table] By using such a connection means, the switches can be opened and closed in groups, and an independent control line for each element is not required, so the number of control lines can be significantly reduced. In FIG. 6, 2k-1 elements are used in the matrix columns, but this number may be any number greater than k. However, if this number becomes equal to n, the conventional configuration shown in FIG. 3 will result, and the desired effect will naturally not be achieved.
FIG. 7 shows columns with k=4 and number of columns=6, and Table 3 shows this scanning procedure.
【表】
動作説明は、第6図と同様手順であるため、省
略する。
次にパルサを第3表の如くA〜Fの端子に切換
接続する例を第8図に示す。このように本実施例
によるパルサの切換接点数は同時に一組として動
作するエレメントの個数をkとし、マトリツクス
の列にもつ数をmとすれば、一般に、k×(m−
k+1)となり、k<m<2k−1なるmを選択
すれば、第5図の従来例に比較し、減少すること
ができる。
第7図、第8図に相当する具体的なスイツチの
回路構成の一例を第9図に示す。ワイヤーオアの
できるアンドゲートを用いた例である。この時の
走査順に従いC1〜C6の切換信号の様子を第4
表に示す。これらの図又は表からも明らかなよう
にスイツチを制御する制御信号の総数はエレメン
トの個数より大幅に減少できることが解る。[Table] Since the operation is the same as that shown in FIG. 6, the explanation of the operation will be omitted. Next, FIG. 8 shows an example in which the pulsers are switched and connected to the terminals A to F as shown in Table 3. As described above, the number of switching contacts of the pulser according to this embodiment is generally k×(m−
k+1), and if m is selected such that k<m<2k-1, it can be reduced compared to the conventional example shown in FIG. FIG. 9 shows an example of a specific switch circuit configuration corresponding to FIGS. 7 and 8. This is an example using an AND gate that allows wire-or. According to the scanning order at this time, the state of the switching signals of C1 to C6 is
Shown in the table. As is clear from these figures and tables, it can be seen that the total number of control signals for controlling the switches can be significantly reduced compared to the number of elements.
【表】【table】
【表】
次に従来例と本発明による実施例との総接点数
の比較をしてみる。第4図、第5図の従来例では
総接点数は、一般に(n+k×k)接点であり、
本発明では、n/k×m+k×(m−k+1)で
ある。これに前述した実用的な数値例をあてはめ
てみる。n=400、k=40、m=60に選択すれ
ば、従来例では、2000接点、本発明によるもので
は1640接点と削減可能である。また、制御信号線
は従来例では400本必要であるが、本方式によれ
ば、n/kであり、わずか10本で良いことにな
り、装置の構成が大幅に簡略化でき、多大の効果
がある。なお本説明中、超音波ビームの出射につ
いて説明したが、受波の場合においても、パルサ
を位相整合回路におきかえることにより、全く同
様である。[Table] Next, let us compare the total number of contacts between the conventional example and the embodiment according to the present invention. In the conventional examples shown in FIGS. 4 and 5, the total number of contacts is generally (n+k×k) contacts,
In the present invention, it is n/k×m+k×(m−k+1). Let's apply the practical numerical example mentioned above to this. If n=400, k=40, and m=60, the number of contacts can be reduced to 2000 in the conventional example and 1640 in the present invention. In addition, the conventional method requires 400 control signal lines, but with this method, only 10 are required since it is n/k, which greatly simplifies the configuration of the device and brings great benefits. There is. In this description, the emission of the ultrasonic beam has been described, but the same applies to the case of receiving the ultrasonic beam by replacing the pulser with a phase matching circuit.
第1図はリニア電子走査の説明のための図、第
2図は電子フオーカスを説明するための図、第3
図は従来例の一例を示す図、第4図、第5図は従
来方式の別の例を示す図、第6図、第7図は本発
明に関する実施例を示す図、第8図、第9図は、
第7図に関する実施例の要部を示す図である。
Figure 1 is a diagram for explaining linear electron scanning, Figure 2 is a diagram for explaining electron focus, and Figure 3 is a diagram for explaining electronic focus.
The figure shows an example of the conventional method, FIGS. 4 and 5 show another example of the conventional method, FIGS. 6 and 7 show an embodiment of the present invention, and FIGS. Figure 9 is
FIG. 8 is a diagram illustrating a main part of the embodiment related to FIG. 7;
Claims (1)
振動子のうち連続するk個を使用し、順次使用す
る組を電気的に切換えてずらすことにより電子的
な超音波ビームの走査を行なう超音波装置におい
て、前記振動子のうちk<m<nなる数mの連続
するm個を1グループとし、1つのグループに属
する後半の(k−1)個を次のグループに重複す
るごとく前記振動子をグループ分けし、これらの
グループの1を選択する第1の選択手段と、前記
グループ選択手段で選択されたm個の振動子のう
ちk個を順次走査的に選択してグループ内走査を
行なう第2の選択手段を有し、前記第2の選択手
段によるグループ内走査と、前記第1の選択手段
によるグループの選択を繰り返すことにより超音
波ビームの走査を行なう超音波振動子制御装置。1. An ultrasonic device that performs electronic ultrasonic beam scanning by using k consecutive vibrators out of n transducers forming an array-type transducer, and electrically switching and shifting the set of sequentially used transducers. In the above, m consecutive oscillators with a number m where k<m<n are set as one group, and the oscillators are arranged so that the latter half (k-1) of the oscillators belonging to one group overlap in the next group. a first selection means for grouping and selecting one of these groups; and a first selection means for sequentially scanning and selecting k of the m transducers selected by the group selection means to perform intra-group scanning. 1. An ultrasound transducer control device, comprising two selection means, and scans an ultrasound beam by repeating intra-group scanning by the second selection means and group selection by the first selection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36277A JPS5385981A (en) | 1977-01-07 | 1977-01-07 | Ultrasonic vibrator controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36277A JPS5385981A (en) | 1977-01-07 | 1977-01-07 | Ultrasonic vibrator controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5385981A JPS5385981A (en) | 1978-07-28 |
JPS6150620B2 true JPS6150620B2 (en) | 1986-11-05 |
Family
ID=11471682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36277A Granted JPS5385981A (en) | 1977-01-07 | 1977-01-07 | Ultrasonic vibrator controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5385981A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0225265A (en) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Minami Seiko Kk | Deburring device for casting mold |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56128146A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-07 | Yokogawa Electric Works Ltd | Linear scan type ultrasonic diagnosis apparatus |
JPH06100584B2 (en) * | 1985-12-16 | 1994-12-12 | 株式会社日立メデイコ | Transceiver circuit of ultrasonic imaging device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52152785A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic image indicator |
-
1977
- 1977-01-07 JP JP36277A patent/JPS5385981A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS52152785A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ultrasonic image indicator |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5385981A (en) | 1978-07-28 |
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