JPS62137043A - 超音波診断装置における受信可変フオ−カス回路 - Google Patents

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】 〔概要〕 アレイ構造の超音波トランスデユーサの各アレイに可変
容量ダイオードと抵抗を用いた可変遅延回路を接続し、
遅延量を連続的に制御することにより所望のフォーカス
ポイントを連続的に変更する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、超音波診断装置の可変フォーカス回路に関す
るものである。

〔従来の技術〕

超音波診断装置では、複数エレメントによるアレイ構造
の超音波トランスデユーサを用い、エレメント間の位相
差を切り換えることにより、超音波パルスの走査角度と
フォーカスポイントすなわち選択された複数エレメント
へそれぞれ生体内から反射された超音波パルスが到達し
たときの位相が一致する点を制御している。しかし１位
相差を制御するための遅延回路の遅延時間は不連続にし
か切り換えることができないものが多い。

そのため、同一走査角度について、超音波パルスの送受
信を複数回遅延時間を切り換えて行い。

フォーカスポイントを深さ方向にたとえば３ｃｍ。

６σ、１２ｃｍのように複数段階に変更し、それぞれか
ら得られるデータの各部を用いて１つのデータを作成す
る方式をとっている。しかしこの方式の場合、遅延回路
の構成が大きくなるが、または超音波パルスの送受信を
各走査角度ごとに遅延回路の切り換えを行いながら、複
数回ずつ行うため。

その分時間がかかり２画像のフレームレイトが低下する
ことになる。

また、受信信号に異なる位相の信号を掛は合わせて、中
心周波数を下げるとともに位相を制御することにより、
エレメント間に可変遅延効果を生じさせるようにする方
式がある。しかし、この方式の場合、中心周波数が下が
るために、信号帯域が狭くなり、さらに位相制御がデジ
タル的な制御であるため、連続制御が困難であることか
らドプラ計測において悪影響があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の超音波診断装置の多くは、上述したように超音波
トランスデユーサによるフォーカスポイントの変更が不
連続にしかできないため、１つの走査で複数の送受信を
遅延時間を変えて行う必要があった。そのため動作が遅
くなった。またフォーカスポイントを連続に変更する方
式では帯域が狭くなるなどの多くの不都合があった。本
発明は。

これらの点を解決し、簡単な回路構成で、フォーカスポ
イントを任意の連続位置に変更できる受信可変フォーカ
ス回路を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、超音波トランスデユーサの各エレメントが受
信した反射信号から正相信号と逆相信号とを作り、これ
らの信号を可変容量ダイオードおよびコンデンサと抵抗
との並列回路にそれぞれ入力し、可変容量ダイオードの
容量を電気的に制御することにより、任意の遅延時間を
得るものである。

第１図（ａｌ、　（ｂｌに本発明の受信可変フォーカス
回路に用いられる可変遅延回路の要部となる時定数回路
の原理的構成を示す。

図において、■は可変容量ダイオード、２はコンデンサ
、３は抵抗、４および５は入力端子、６は出力端子、７
は可変容量ダイオード１に直流制御信号を印加するため
゛の制御端子である。

第１図の（ａ）と（ｂ）の回路は、それぞれの制御端子
７に印加される直流制御信号の方向が異なるだけで１回
路的な機能は等価である。コンデンサ２は。

直流制御信号の直流電圧が、可変容量ダイオード１のみ
に印加されるようにするために用いられ。

可変容量ダイオード１の容量にくらべて十分に大きな容
量をもつ。

〔作用〕

入力端子４．５のそれぞれに、生体内からの反射波に基
づく受信信号の正相信号とこの正相信号を反転させた逆
相信号とを印加する。このとき。

出力端子６には、可変容量ダイオードｌの値に応じた位
相の出力信号が現れる。

制御端子７に印加する直流制御信号の直流電圧レベルを
変えることにより、可変容量ダイオード１の容量を制御
し、任意の位相遅れ、すなわち遅延時間を設定すること
ができる。

たとえば、出力端子に接続される負荷のインピーダンス
が極めて大きく、そして入力端子４．５および制御端子
７にそれぞれ接続される信号源のイ・ンピーダンスが極
めて小さいものとすれば、遅延時間は、可変容量ダイオ
ード１と抵抗３によりほぼ決定される。また上記の仮定
が成立しない場合には、それぞれの端子に接続される外
部インピーダンスの値を考慮した回路定数に基づく遅延
時間が得られる。

〔実施例〕 第２図は本発明に基づく可変遅延回路の１実施別構成を
示す。

図において、２０は可変遅延回路、２１は入力端子ＩＮ
、２２は出力端子ＯＵＴ、２３は制御端子、ＴＲＩない
しＴＲ３はトランジスタ、Ｒ１ないしＲ５は抵抗、ｃｌ
はコンデンサ、Ｄｌは可変容量ダイオードである。

図示の回路の入力端子２１には、超音波トランスデユー
サのアレイエレメントの１つから出力された反射波の受
信信号が入力され、トランジスタＴＲＩの回路は、この
信号を同じ値をもっコレクタ側抵抗Ｒ１とエミッタ側抵
抗Ｒ２によって、それぞれ逆相と正相の２つの信号に位
相分割する。

トランジスタＴＲ２の回路は、抵抗Ｒ１がら取り出した
逆相信号を電流増幅し、低インピーダンスの信号に変換
するエミソタボロヮであり、可変遅延回路２０の可変容
量ダイオードＤＩへその逆相信号を印加する。

他方、抵抗Ｒ２から取り出された正相信号は。

可変遅延回路２０の抵抗Ｒ３に印加される。

可変遅延回路２ｏには、制御端子２３がら入力された所
定の直流制御信号が抵抗Ｒ４を経て可変容量ダイオード
ＤＩに印加され、それにより設定された容量値にしたが
い、入力された正相信号と逆相信号とに所定の移相を与
えて、それらを合成することにより、信号遅延を行う。

可変遅延回路２０の出力信号は、トランジスタＴＲ３の
エミッタホロワ回路を経て、出力端子２２から出力され
る。

第３図に、超音波トランスデユーサの受信可変フォーカ
ス回路の１実施例の全体構成を示す。

図において、３１は超音波トランスデユーサ。

３２は受信アンプ群、３３は可変遅延回路群、３４は固
定遅延回路群、３５は加算回路、３６は出力信号である
。

超音波トランスデユーサ３１の各アレイエレメントから
出力された受信信号は、それぞれ受信アンプで増幅され
、可変遅延回路でアレイエレメントごとに指定されてい
る所定の遅延を与えられ。

さらに固定遅延回路で固定遅延を与えられて、加算回路
３５で谷底され、出力される。

可変遅延回路で制御可能な遅延時間は、超音波周期Ｔの
３／８程度であり、縦続できる段階も３段程度までが適
当である。それ以上の遅延時間が必要な場合には、タッ
プ付固定遅延回路を用いればよい。

また可変遅延回路では信号のエネルギー自身は遅延され
ないので、必要な遅延時間が小さくとも。

固定遅延を行っておくのが望ましい。

また、第３図において、可変遅延回路と固定遅延回路の
配置を逆にし、複数個の固定遅延回路の信号を加算した
後、可変遅延回路を通し、そしてすべての可変遅延回路
の信号を加算する事により。

可変遅延回路のハード量を１／２〜１７８に削減する事
が可能となる。

なお１本説明において１表現した固定遅延回路とは、超
音波の１回の送受信において遅延時間が一定であるとい
う意味で用いたものである。

また、直流制御信号とは、超音波に比べて十分低い周波
数成分を含み、超音波の１回の送受信において、三角環
のように変化するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、超音波の受信時に連続的にフォーカス
ポイントを移すことができ、質の高い画像を得る事がで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の受信可変フォーカス回路に要部として
用いられる可変遅延回路の原理的構成図。 第２図は可変遅延回路の１実施例回路図、第３図は本発
明の受信可変フォーカス回路の１実施例構成図である。 第１図中。 １：可変容量ダイオード ２：コンデンサ ３：抵抗 ４．５二入力端子 ６：出力端子 ７：制御端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アレイ構造の超音波トランスデューサをもつ超音波診断
   装置において、 上記アレイ構造の超音波トランスデューサの各エレメン
   トごとに、可変容量ダイオード（１）と抵抗（３）との
   各一端を２つの入力端子とし、各他端を結合して１つの
   出力端子とした可変遅延回路を設け、可変容量ダイオー
   ド（１）に所定の直流制御信号を印加するとともに、当
   該エレメントより出力された受信信号の正相信号とその
   逆相信号とを上記可変容量ダイオード（１）と抵抗（３
   ）との並列回路の各入力端子に別々に印加し、その出力
   端子より遅延された受信信号を取り出すことを特徴とす
   る受信可変フォーカス回路。