JPS6275258A - Motor controller for mechanical scan type ultrasonic probe - Google Patents

Motor controller for mechanical scan type ultrasonic probe

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JPS6275258A
JPS6275258A JP60214834A JP21483485A JPS6275258A JP S6275258 A JPS6275258 A JP S6275258A JP 60214834 A JP60214834 A JP 60214834A JP 21483485 A JP21483485 A JP 21483485A JP S6275258 A JPS6275258 A JP S6275258A
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JP
Japan
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motor
signal
speed
counter
differential amplifier
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Application number
JP60214834A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Izumi
美喜雄 泉
Hideyo Kamata
英世 鎌田
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the resolution of the center part of an ultrasonic image by providing a converting means which inputs a rotational angle signal from a counter and a signal of the preset scanning speed of a vibrator and converts them into data on the rotating speed of a motor on the output side of the counter, and inputting its output data as a command to a differential amplifier. CONSTITUTION:A controller is provided with the 2nd ROM 16 and a D/A converter 17 between the counter 1 and differential amplifier 9. Then, the data on a rotating speed omegam which is outputted 16 is D/A-converted 17 and the signal of the speed omegam is inputted as the command of the rotating speed to the differential amplifier 9. For the purpose, the amplifier 9 compares a voltage signal omegaf proportional to the rotating speed of a motor 3 with the command of the speed omegam of the motor 3 and outputs a deviation signal epsilon. This signal epsilon is amplifier 10 and applied as a control voltage V to the motor 3. At this time, a voltage V varies reversely with the difference from the command at any time, so the actual rotating speed of the motor 3 varies while following up the command of the speed omegam is outputted 17 and the scanning speed omegas of the vibrator becomes a constant speed which is set 18.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、超音波断層装置において振動子が振り子運動
をして走査する機械走査形超音波探触子のモータ制御装
置に関し、特に超音波画像の中心部の分解能を向上でき
ろ機械走査形超音波探触子のモータ制御装置iTに関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a motor control device for a mechanical scanning ultrasound probe in which a transducer performs a pendulum motion to scan in an ultrasound tomography device, and in particular to This invention relates to a motor control device iT for a mechanical scanning ultrasonic probe that can improve the resolution at the center.

従来の技術 機械走り形超7’f波探触子1は、第4図に示すように
、超音波パルスを送受信する振動子2と、この振動子2
を振りf−状に駆動して走査させるモータ3と、このモ
ータ3の回転軸4と上記振動子2との間に設けられ上記
回転+1ii114の回転運動を矢印Δ、Bのような振
りT−運動に変換する変換器5と、」二記モータ3の回
転軸4の延長上に結合され該モータ3の回転数を検出す
る回転数検出器としてのエンコーダ6とを有して成る。
As shown in FIG. 4, a conventional mechanically running type ultra-7'f-wave probe 1 includes a transducer 2 for transmitting and receiving ultrasonic pulses, and a transducer 2 for transmitting and receiving ultrasonic pulses.
A motor 3 is provided between the rotary shaft 4 of this motor 3 and the vibrator 2, and the rotational movement of the rotation +1ii 114 is driven in a swing T- shape as shown by arrows Δ and B. It comprises a converter 5 for converting motion into motion, and an encoder 6 as a rotation speed detector connected to an extension of the rotation shaft 4 of the motor 3 and detecting the rotation speed of the motor 3.

なお、第4図において、符号7は超音波の伝達を良くす
る媒質としての伝達オイルである。
In FIG. 4, reference numeral 7 indicates transmission oil as a medium that improves the transmission of ultrasonic waves.

そして、このような機械走査形超音波探触子1のモータ
3の回転を制御するモータ制御装置は、第5図に示すよ
うに、上記モータ3とエンコーダ6の他に、このエンコ
ーダ6からの回転数の信号(回転周波数)S工を入力し
て上記モータ3の回転数に比例したアナログの電圧信号
町を出力する周波数電圧変換器(以下rF/V変換器」
という)8と、このF/V変換器8からの電圧信号ω。
As shown in FIG. 5, the motor control device that controls the rotation of the motor 3 of the mechanical scanning ultrasonic probe 1 includes, in addition to the motor 3 and the encoder 6, the rotation of the motor 3 of the mechanical scanning ultrasonic probe 1. A frequency-voltage converter (hereinafter referred to as rF/V converter) that inputs a rotational speed signal (rotational frequency) S and outputs an analog voltage signal proportional to the rotational speed of the motor 3.
) 8 and the voltage signal ω from this F/V converter 8.

と目標値として与えられる一定電圧のモータ速度指令値
ω。とを比較して偏差信号Eを出力する差動増幅器9と
、この偏差信号εを増幅するサーボ増幅器10と、上記
エンコーダ6からの回転数の信号S1を計数してモータ
3の回転角度0の信号を出力するカウンタ11とを有し
て成る。
and a constant voltage motor speed command value ω given as a target value. A differential amplifier 9 outputs a deviation signal E by comparing the difference signal E, a servo amplifier 10 amplifies this deviation signal ε, and a servo amplifier 10 amplifies the deviation signal ε. The counter 11 outputs a signal.

次に、このように構成された機械走査形超音波探触子の
モータ制御装置の動作について説明する。
Next, the operation of the motor control device for the mechanical scanning ultrasonic probe configured as described above will be explained.

まず、上記モータ3が回転し、エンコーダ6により得ら
れたモータ3の回転数の信号S工は、F/V変換器8へ
入力してモータ3の回転数に比例した電圧信号ω、に変
換される。そして、この電圧信号ωイは差動増幅器9の
一方の端子へ入力する。
First, the motor 3 rotates, and the signal S of the rotation speed of the motor 3 obtained by the encoder 6 is input to the F/V converter 8 and converted into a voltage signal ω proportional to the rotation speed of the motor 3. be done. This voltage signal ωa is then input to one terminal of the differential amplifier 9.

ここで、上記差動増幅器9の他方の端子には、目標値と
して一定電圧のモータ速度指令値ω が入力している。
Here, a motor speed command value ω of a constant voltage is inputted to the other terminal of the differential amplifier 9 as a target value.

従って、この差動増幅器9は、上記電圧信号ω、とモー
タ速度指令値ω。とを比較し、両者に差があるときは偏
差信号Eを出力する。この偏差信号εは、サーボ増幅器
10で増幅されてモータ3に制御電圧■として加えられ
る。このとき、上記制御電圧Vは、常にモータ3の速度
変化に対して逆向きに変化するので、上記モータ3の回
転速度は常に一定に制御される。一方、エンコーダ6か
らの回転数の信号S□はカウンタ11へ入力して計数さ
れ、このカウンタ11から出力される上記モータ3の回
転角度0の信号がROM(読み出し専用メモリ)12へ
入力する。そして、このROM12では、モータ3の一
定回転角度ごとに超音波パルスの打ち出し、受信及びラ
スタ走査を行わせる同期信号とアドレスに変換して出力
する。このような動作により、第6図に示すように、被
検体13の検査部位に探触子1を押し当て、その振動子
2を矢印A、B方向に走査することにより、第7図に示
すような超音波画像14を得ていた。
Therefore, this differential amplifier 9 outputs the voltage signal ω and the motor speed command value ω. are compared, and if there is a difference between the two, a deviation signal E is output. This deviation signal ε is amplified by a servo amplifier 10 and applied to the motor 3 as a control voltage ■. At this time, since the control voltage V always changes in the opposite direction to the speed change of the motor 3, the rotational speed of the motor 3 is always controlled to be constant. On the other hand, the rotational speed signal S□ from the encoder 6 is input to a counter 11 and counted, and the signal of the rotation angle 0 of the motor 3 outputted from the counter 11 is input to a ROM (read-only memory) 12. The ROM 12 converts and outputs synchronization signals and addresses for emitting, receiving, and raster scanning ultrasonic pulses at every fixed rotation angle of the motor 3. With such an operation, as shown in FIG. 6, the probe 1 is pressed against the test site of the subject 13, and the transducer 2 is scanned in the directions of arrows A and B, as shown in FIG. An ultrasound image 14 like this was obtained.

発明が解決しようとする問題点 しかし、このようなモータ制御装置においては。The problem that the invention seeks to solve However, in such a motor control device.

差動増幅器9に与えられる目標値としてのモータ速度指
令値ω、は一定電圧とされているため、上記モータ3は
常に一定速度で回転するように制御されていた。このよ
うな状態で、第4図に示すように、モータ3の回転軸4
に設けられた変換器5を1駆動し、北記回転軸4の回転
速!Fl+を矢印Δ、Bのような振り子運動に変換する
と、第4図において紙面に雁行な面内での矢印A、[3
方向の往復側1ft+の速度は一定とはならない。すな
わち、矢印A。
Since the motor speed command value ω, which is a target value given to the differential amplifier 9, is a constant voltage, the motor 3 is controlled to always rotate at a constant speed. In this state, as shown in FIG.
Drive the converter 5 installed at 1, and the rotation speed of the rotating shaft 4! When Fl+ is converted into a pendulum motion like the arrows Δ and B, the arrows A and [3
The speed on the reciprocating side 1ft+ of the direction is not constant. That is, arrow A.

13方向の往復運動の中心部では速く、側端部では遅く
なる。これは、結局、振動子2による走査速度に直接影
響を与え、第7図に示すように、上記振動子2による超
音波パルスの打ち出し、受信のラスタ15の走査速度は
、走査範囲の中心部Cでは速く、その側端部り、Eでは
遅くなるものであった。従って、第7図からも明らかな
ように、超音波画像14において走査の中心部Cではラ
スタ15の密度が粗く1両側端部り、Eではラスタ15
が密となるものであった。すなわち、走査の中心部にお
ける分解能が低下することとなる。ここで、例えば超音
波診断装置においては、診断に最も重要な部分は超音波
画像14の走査の中心部Cにあり、その両側端部り、E
には診断に重要な部分はほとんどない。従って、従来装
置においては、診断に最も重要な部分の分解能が低下し
てしまうものであった。これに対処して、走査の中心部
における分解能を例えば2倍に向上させるためにラスタ
数を2倍にすると、超音波が必要な診断深度から反射さ
れて戻ってくるまでの間、次のラスタが作れないために
モータ3の回転速度を例えば半分におとさなければなら
ない。このjl)合は、超音波画像のフレー11数、つ
まり1秒間に得られるコマ数が半分になってしまい、リ
アルタイム性がそこなオ〕れるという別の問題が生ずる
こととなる。
The reciprocating motion in the 13 directions is fast at the center and slow at the side edges. This ultimately directly affects the scanning speed of the transducer 2, and as shown in FIG. It was fast at C, and slow at the side edges, and slow at E. Therefore, as is clear from FIG. 7, in the ultrasound image 14, the density of the raster 15 is low at the scanning center C, and the density of the raster 15 is low at both ends of the scan, and at E, the density of the raster 15 is low.
It was a secret. In other words, the resolution at the center of the scan is reduced. For example, in an ultrasonic diagnostic apparatus, the most important part for diagnosis is at the center C of scanning the ultrasonic image 14, and at both ends, E.
There are very few parts that are important for diagnosis. Therefore, in the conventional apparatus, the resolution of the most important part for diagnosis deteriorates. To deal with this, doubling the number of rasters to improve the resolution in the center of the scan by a factor of, say, doubles the number of rasters while the ultrasound is reflected back from the desired diagnostic depth. Since the rotational speed of the motor 3 cannot be produced, the rotational speed of the motor 3 must be reduced, for example, by half. In this case, the number of ultrasonic image frames 11, that is, the number of frames obtained per second, is halved, resulting in another problem in that real-time performance is degraded.

そこで、本発明はこのような問題点を解決することを目
的とする6 問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、モータと1回
転数検出器と1周波数電圧変換器と、差動増幅器と、カ
ウンタとを有する機械走査形超音波探触子のモータ制御
装置において、上記カウンタの出力側に、該カウンタか
らの回転角度信号と予め設定された振動子の走査速度の
信号とを入力してこれらに対応する上記モータの回転速
度のデータに変換する変換手段を設け、この変換手段か
ら出力されるデータを上記差動増幅器の目標値として入
力させるようにしたことによってなされる。
Therefore, it is an object of the present invention to solve these problems.6 Means for Solving the Problems The means of the present invention for solving the above problems are based on a motor, a rotation speed detector, and a frequency detector. In a motor control device for a mechanical scanning ultrasonic probe that includes a voltage converter, a differential amplifier, and a counter, a rotation angle signal from the counter and a preset transducer are transmitted to the output side of the counter. A converting means is provided for inputting a scanning speed signal and converting the received signal into data of the rotational speed of the motor, and the data outputted from the converting means is inputted as a target value of the differential amplifier. done by

実施例 以下1本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
Embodiments One embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明による機械走査形超音波探触子のモータ
制御装置の実施例を示すブロック図である。このモータ
制御装置は、第4図に示す機械走査形超音波探触子1の
モータ3の回転を制御するサーボ制御系であり、上記の
モータ3と、エンコーダ6と、F/V変換器8と、差動
増幅器9と、サーボ増幅器10と、カウンタ11とを有
している。゛上記エンコーダ6は、モータ3の回転数を
検出する回転数検出器となるもので、例えば上記モータ
3の回転軸によって回転されるスリット付円板に発光ダ
イオード等で光を照射し、上記スリット付円板による光
のオン、オフの周波数によりモータ3の回転数を検出す
るようになっている。F/V’&換器8は、上記エンコ
ーダ6からの回転数の信号(回転周波数)S、を入力し
て上記モータ3の回転数に比例したアナログの電圧信号
ω5を出力するものである。差動増幅器9は、上記F/
V変換器8からの電圧信号ω、と、目標値として与えら
れる後述のモータ速度ω、の信号とを比較して偏差48
号Eを出力するものである。サーボ増幅器10は、上記
差動増幅器9からの偏差信号Eを増幅してモータ3に制
御電圧Vを供給するものである。カウンタ11は、上記
エンコーダ6からの回転数の信号S1を計数してモータ
3の回転角度Oの信号を出力するものである。なお、こ
のカウンタ11に接続された第一のROM12は、上記
回転角度θの信号を入力してモータ3の一定回転角度ご
とに超音波パルスの打ち出し、受信及びラスク走査を行
わせる同期信号とアドレスに変換するものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motor control device for a mechanical scanning ultrasound probe according to the present invention. This motor control device is a servo control system that controls the rotation of the motor 3 of the mechanical scanning ultrasonic probe 1 shown in FIG. , a differential amplifier 9 , a servo amplifier 10 , and a counter 11 .゛The encoder 6 serves as a rotation speed detector that detects the rotation speed of the motor 3. For example, a light emitting diode or the like is used to irradiate a disc with a slit rotated by the rotation shaft of the motor 3, The number of rotations of the motor 3 is detected based on the on/off frequency of the light provided by the attached disc. The F/V'& converter 8 inputs the rotational speed signal (rotational frequency) S from the encoder 6 and outputs an analog voltage signal ω5 proportional to the rotational speed of the motor 3. The differential amplifier 9 has the above F/
A deviation 48 is determined by comparing the voltage signal ω from the V converter 8 and a signal of the motor speed ω, which will be described later, given as a target value.
This outputs the number E. The servo amplifier 10 amplifies the deviation signal E from the differential amplifier 9 and supplies a control voltage V to the motor 3. The counter 11 counts the rotational speed signal S1 from the encoder 6 and outputs a signal representing the rotational angle O of the motor 3. Note that the first ROM 12 connected to this counter 11 inputs the signal of the rotation angle θ and stores a synchronization signal and an address for emitting, receiving, and rask scanning ultrasonic pulses at every fixed rotation angle of the motor 3. It is converted into .

ここで1本発明においては、上記カウンタ11と差動増
幅器9との間に、第二のROM16とD/A変換器17
が設けられている。また、上記第二のROM1.6には
、操作卓18からの制御信号が入力するようになってい
る。上記第二のROM1(3は、カウンタ11からの回
転角度0の信号を入力すると共に、操作卓18の操作に
より予め設定された振動子2の走査速度ω5の信号を入
力して、これらに対応するモータ3の回転速度ω1のデ
ータに変換する変換手段となるもので、所定の演算式で
計算した答えを変換テーブルとして持っている。このと
き、上記モータ3の回転角度Oと。
Here, in the present invention, a second ROM 16 and a D/A converter 17 are provided between the counter 11 and the differential amplifier 9.
is provided. Furthermore, control signals from the console 18 are input to the second ROM 1.6. The second ROM 1 (3) inputs the signal of the rotation angle 0 from the counter 11, and also inputs the signal of the scanning speed ω5 of the vibrator 2, which is preset by operating the console 18, and responds to these. It serves as a conversion means for converting the rotational speed ω1 of the motor 3 into data, and has the answer calculated using a predetermined arithmetic expression as a conversion table.At this time, the rotational angle O of the motor 3 and

振動子2の走査速度ω、と、モータ3の回転速度ω1と
の間には、 ω=K (il+)  ・ω−(1) の関係がある。ここで、K(0)は、第4図に示す変換
器5がいかなる回転/振り子運動の変換機構であっても
、その変換機構に関係する関数である。第(1)式を変
形すると。
There is a relationship between the scanning speed ω of the vibrator 2 and the rotation speed ω1 of the motor 3 as follows: ω=K (il+) ·ω−(1). Here, K(0) is a function related to any rotation/pendulum motion conversion mechanism that the converter 5 shown in FIG. 4 is. Transforming equation (1):

ω0 となる。この第(2)式から明らかなように、振動子2
の走査速度ω5を一定とすると、モータ3の回転速度ω
、は、回転角度Oの関数となって変化する。従って、何
種煩かのω、の値について第(2)式の演算を行って、
その答えを変換テーブルとして上記第二のR2M17に
格納しておけばよい。そして、操作+31 gの操作に
よりある表示深度に対応する振動子2の一定の走査速度
ω3を設定し、カウンター1からモータ3の回転角度O
の信号が順次入力すると、第二のROM16は。
It becomes ω0. As is clear from this equation (2), the oscillator 2
If the scanning speed ω5 of the motor 3 is constant, then the rotational speed ω of the motor 3 is
, changes as a function of the rotation angle O. Therefore, by performing the calculation of equation (2) for the value of ω,
The answer may be stored in the second R2M 17 as a conversion table. Then, set a constant scanning speed ω3 of the transducer 2 corresponding to a certain display depth by operating +31 g, and change the rotation angle O of the motor 3 from the counter 1.
When the signals of are sequentially input, the second ROM 16 receives the following signals.

上記第(2)式の演算結果たる変換テーブルから次々と
表引きして、」−犯入力した走査速度ω及び回転角度0
に対応するモータ3の回転速度ω1のデータを順次出力
する。すなわち、上記第二のROM16は、モータ3の
回転角度θがある角度に来たとき、そのときのモータ3
の回転速度ω−をどのくらいにすべきかのデータを出力
するものである。
The conversion table that is the calculation result of the above equation (2) is looked up one after another, and ``--scanning speed ω and rotation angle 0 inputted by the criminal.
The data of the rotational speed ω1 of the motor 3 corresponding to the rotational speed ω1 of the motor 3 is sequentially output. That is, the second ROM 16 stores information about the motor 3 when the rotation angle θ of the motor 3 reaches a certain angle.
This outputs data on how much the rotational speed ω- should be.

この第二のROM16から出力された回転速度ω1のデ
ータは、D/A変換器17へ入力してアナログ信号に変
換される。そして、このD/A変換器17からの回転速
度ω1の信号は、上記差動増幅器9の目標値の端子へ回
転速度の指令値として入力する。従って、この差動増幅
器9は、上記F/V変換器8から入力する現在のモータ
3の回転数に比例した電圧信号町と、そのモータ3の回
転角度Oにおける回転速度ω□の指令値とを比較して、
両者に差があるときは偏差信号Eを出力する。この偏差
信号Eは、サーボ増幅器10で増幅されてモータ3に制
御電圧Vとして加えられる。
The data of the rotational speed ω1 output from the second ROM 16 is input to the D/A converter 17 and converted into an analog signal. The signal of the rotational speed ω1 from the D/A converter 17 is inputted to the target value terminal of the differential amplifier 9 as a rotational speed command value. Therefore, this differential amplifier 9 receives a voltage signal proportional to the current rotation speed of the motor 3 inputted from the F/V converter 8, and a command value of the rotation speed ω□ at the rotation angle O of the motor 3. Compare the
If there is a difference between the two, a deviation signal E is output. This deviation signal E is amplified by a servo amplifier 10 and applied to the motor 3 as a control voltage V.

このとき、上記制御電圧Vは、常に目標値との差に対し
て逆向きに変化するので、上記モータ3の実際の回転速
度は、D/A変換器17を介して出力された回転速度ω
2いの指令値に追随して変化する。このようにして、常
に前記第(2)式が満足される状態とされることにより
、振動子2の走査速度ω3は、操作卓18で設定された
一定の速度となる。
At this time, the control voltage V always changes in the opposite direction to the difference from the target value, so the actual rotational speed of the motor 3 is the rotational speed ω outputted via the D/A converter 17.
It changes following the second command value. In this way, the above-mentioned equation (2) is always satisfied, so that the scanning speed ω3 of the vibrator 2 becomes a constant speed set on the console 18.

また、上記のように、モータ3の実際の回転速度が前記
第(2)式を満足するように速くなったり、遅くなった
りするので、エンコーダ6から圧力される回転数の信号
S1も変化する。すると、この回転数の信号S、を計数
するカウンタ11の出力も変化し、このカウンタ11か
らの回転角度Oの信号を入力してモータ3の一定回転角
度ごとに超音波パルスの打ち出し、受信及びラスタ走査
を行わせる第一のROM12の同期信号も変化すること
となる。すなわち5探触子1からの超音波パルスの打ち
出し周期が変化することとなる。これでは、被検体の表
示深度による反射エコーの受信が乱れて、良い超音波画
像は得られない。そこで、上記のようなエンコーダ6か
らの回転数の信号S□の変化を補正する必要がある。い
ま、前記第(2)式の両辺に超音波パルスの打出周期Δ
Tをかけると、 となる。ここで、ΔT・ω1は超音波パルスの打ち出し
を行うべきモータ3の回転角度間隔Δ0にほかならない
から、 となる。従って、このような八〇の回転角度ごとに上記
第一のROM12からラスタの同期信号を出力するよう
にすればよい。このとき、ω、・△Tは上記操作卓18
で振動子の走査速度ω3を設定する際に与えられ、モー
タ3の回転角度Oはカウンタ11から入力するので、何
種類かのω ・△Tの値について第(4)式の演算を行
って、その答えを変換テーブルとして上記第一のROM
 12に格納しておけばよい。この結果、第一のROM
12からは、上記第(4)式で与えられる△0の回転角
度ごとにラスタの同期信号が出力される。
Further, as described above, since the actual rotational speed of the motor 3 increases or decreases so as to satisfy the above-mentioned formula (2), the rotational speed signal S1 applied from the encoder 6 also changes. . Then, the output of the counter 11 that counts this rotational speed signal S also changes, and the rotational angle O signal from this counter 11 is inputted to emit, receive, and emit ultrasonic pulses at every fixed rotational angle of the motor 3. The synchronization signal of the first ROM 12 that performs raster scanning will also change. In other words, the emission period of the ultrasonic pulses from the five probes 1 changes. In this case, reception of reflected echoes is disturbed due to the displayed depth of the object, and a good ultrasound image cannot be obtained. Therefore, it is necessary to correct the change in the rotational speed signal S□ from the encoder 6 as described above. Now, the emission period Δ of the ultrasonic pulse is expressed on both sides of the equation (2) above.
Multiplying by T gives . Here, since ΔT·ω1 is nothing but the rotation angle interval Δ0 of the motor 3 at which ultrasonic pulses are to be emitted, the following equation is obtained. Therefore, a raster synchronization signal may be outputted from the first ROM 12 every 80 rotation angles. At this time, ω,・△T is the operation console 18
is given when setting the scanning speed ω3 of the vibrator, and the rotation angle O of the motor 3 is input from the counter 11, so the calculation of equation (4) is performed for several types of values of ω・△T. , use the answer as a conversion table in the first ROM above.
It is sufficient to store it in 12. As a result, the first ROM
From 12, a raster synchronization signal is output for each rotation angle of Δ0 given by the above equation (4).

このようなモータ制御装置によってモータ3の回転が制
御される機械走査形超音波探触子1を第6図に示すよう
に被検体13の検査部位に押し当て、その振動子2を矢
印A、B方向に走査することにより、第2図に示すよう
な超音波画像14′が得られる。すなわち、上記振動子
2の走査速度ω3は一定の値が操作卓18から入力され
、その走査速度が常に一定となるようにモータ3の回転
速度ω□の指令値に追随して上記モータ3の実際の回転
速度がラスタ走査の走査範囲の中心部Cに対応する回転
角度0においては遅く回転し、側端部り、Eに対応する
回転角度Oにおいては速く回転する。従って、上記モー
タ3の回転軸4に、、設けられた変換器5による振り子
運動の往復速度は一定とされ、その結果、振動子2によ
る走査速度が一定とされる。このことから、第2図に示
すように、超音波画像14′において走査の中心部Cに
おけるラスタ15が従来より多くなると共に側端部り、
Eにおけるラスタ15がやや少なくなり、全範囲におい
てラスタの密度を均一とすることができる。
A mechanical scanning ultrasonic probe 1 whose rotation of the motor 3 is controlled by such a motor control device is pressed against the examination site of the subject 13 as shown in FIG. By scanning in direction B, an ultrasonic image 14' as shown in FIG. 2 is obtained. That is, a constant value is input as the scanning speed ω3 of the vibrator 2 from the console 18, and the motor 3 is controlled to follow the command value of the rotational speed ω□ of the motor 3 so that the scanning speed is always constant. The actual rotation speed is slow at rotation angle 0 corresponding to the center C of the raster scan scanning range, and fast rotation at the rotation angle O corresponding to the side edges E. Therefore, the reciprocating speed of the pendulum motion by the transducer 5 provided on the rotating shaft 4 of the motor 3 is constant, and as a result, the scanning speed by the vibrator 2 is constant. For this reason, as shown in FIG. 2, in the ultrasound image 14', there are more rasters 15 at the center C of scanning than before, and at the side edges,
The number of rasters 15 in E is slightly reduced, and the density of rasters can be made uniform over the entire range.

第3図は他の実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment.

この実施例は、F/V変換器8をエンコーダ6からの回
転数の信号S1を一定時間にカウントするデジタル的な
速度カウンタとすると共に、差動増幅器9をデジタル的
な引算器とし、D/A変換器17を上記差動増幅器9と
サーボ増幅器工0との間に設けたものである。この場合
は、目標値としてのモータ3の回転速度ωへ及びモータ
3の回転数に比例する電圧信号ω、並びに両者の偏差信
号εはそれぞれデジタル量となる。そして、この偏差信
号εをD/A変換器17でアナログ信号に変換し、サー
ボ増幅器10へ送出する。
In this embodiment, the F/V converter 8 is a digital speed counter that counts the rotation speed signal S1 from the encoder 6 in a fixed time, and the differential amplifier 9 is a digital subtracter. A /A converter 17 is provided between the differential amplifier 9 and the servo amplifier 0. In this case, the voltage signal ω proportional to the rotational speed ω of the motor 3 as a target value and the rotational speed of the motor 3, and the deviation signal ε between the two are digital quantities. This deviation signal ε is then converted into an analog signal by the D/A converter 17 and sent to the servo amplifier 10.

発明の効果 本発明は以上説明したように、カウンタ11の出力側に
、該カウンタ11からのモータ3の回転角度θの信号と
予め設定された振動子2の走査速度ω5の信号とを入力
してこれらに対応する上記モータ3の回転速度ω1のデ
ータに変換する第二のROM1’6(変換手段)を設け
、このROM 16から出力されたデータを差動増幅器
9の目標値として入力させるようにしたので、上記モー
タ3の回転速度を第二のROM16から出力される回転
速度ωへのデータに追随して変化させることができる。
Effects of the Invention As explained above, the present invention inputs the signal of the rotation angle θ of the motor 3 from the counter 11 and the signal of the preset scanning speed ω5 of the vibrator 2 to the output side of the counter 11. A second ROM 1'6 (conversion means) is provided to convert these into data of the rotational speed ω1 of the motor 3 corresponding to these data, and the data output from this ROM 16 is inputted as a target value of the differential amplifier 9. Therefore, the rotational speed of the motor 3 can be changed following the data on the rotational speed ω outputted from the second ROM 16.

ここで、上記振動子2の走査速度ω3を一定の値とする
ことにより、上記モータ3の実際の回転速度はその振動
子2のラスタ走査の走査範囲の中心部と側端部とで変化
して、その結果として上記振動子2による走査速度を一
定とすることができる。従って、第2図に示すように、
超音波画像14′において走査の中心部Cにおけるラス
タ15が従来よりも多くなると共に側端部り、Eにおけ
るラスタ157J′やや少なくなり、全範囲においてラ
スタの密度を均一とすることができる。
Here, by setting the scanning speed ω3 of the vibrator 2 to a constant value, the actual rotational speed of the motor 3 changes between the center and side edges of the scanning range of the raster scan of the vibrator 2. As a result, the scanning speed of the vibrator 2 can be kept constant. Therefore, as shown in Figure 2,
In the ultrasonic image 14', the number of rasters 15 at the center C of the scan is larger than before, and the number of rasters 157J' at the side edges is slightly smaller than that at the center of scanning, and the density of rasters can be made uniform over the entire range.

このことから、従来のようなラスタ走査の中心部におい
てラスタ15の密度が粗くなるのを防止して、超音波画
像の中心部の分解能を向上することができる。従って、
例えば超音波診断装置の診断像において1画像の中心部
にある診断に最も重要な部分を高分解能でt81?’3
することができる。また。
Therefore, it is possible to prevent the density of the raster 15 from becoming coarse in the center of the raster scan as in the conventional method, and improve the resolution of the center of the ultrasound image. Therefore,
For example, in a diagnostic image of an ultrasound diagnostic device, the most important part for diagnosis in the center of one image can be captured with high resolution at t81? '3
can do. Also.

超音波画像の中心部の分解能を従来技術と同程度のまま
として全範囲のラスタの密度を均一とすると、モータ3
の一走査に要する回転時間が短くなり、超音波画像のフ
レーム数が増えてリアルタイム性を向上することができ
る。
If the resolution in the center of the ultrasound image is kept at the same level as in the conventional technology and the raster density in the entire range is made uniform, motor 3
The rotation time required for one scan is shortened, the number of ultrasonic image frames is increased, and real-time performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による機械走査形超音波探触子のモータ
制御装置の実施例を示すブロック図、第2図は本発明の
実施によって得られる超音波画像を示す説明図、第3図
は本発明の他の実施例を示すブロック図、第4図は機械
走査形超音波探触子の構造を示す断面図、第5図は従来
のモータ制御装置を示すブロック図、第6図は機械走査
形超音波探触子を被検体に押し当てて検査している状態
を示す説明図、第7図は従来例の実施によって得られる
超音波画像を示す説明図である。 1・・・機械走査形超音波探触子 2・・・振動子 3・・・モータ 5・変換器 6・・・エンコーダ(回転数検出器) 8・・・周波数電圧変換器 9・・・差動増幅器 10・・サーボ増幅器 11・・カウンタ 12・・・第一のROM 16・・・第二のROM (変換手段)17・・D/A
変換器 18・操作卓
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motor control device for a mechanical scanning ultrasound probe according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an ultrasound image obtained by implementing the present invention, and FIG. A block diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a mechanical scanning ultrasonic probe, FIG. 5 is a block diagram showing a conventional motor control device, and FIG. 6 is a mechanical FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which a scanning ultrasound probe is pressed against a subject for inspection, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing an ultrasound image obtained by implementing the conventional example. 1... Mechanical scanning ultrasonic probe 2... Transducer 3... Motor 5/Converter 6... Encoder (rotation speed detector) 8... Frequency voltage converter 9... Differential amplifier 10... Servo amplifier 11... Counter 12... First ROM 16... Second ROM (conversion means) 17... D/A
Converter 18/operation console

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 超音波パルスを送受信する振動子を振り子状に駆動して
走査させるモータと、このモータの回転軸に結合され上
記モータの回転数を検出する回転数検出器と、この回転
数検出器からの回転数の信号により上記モータの回転数
に比例した電圧信号を出力する周波数電圧変換器と、こ
の周波数電圧変換器からの電圧信号と所定の目標値とを
比較して偏差信号を出力する差動増幅器と、上記回転数
検出器からの回転数の信号を計数してモータの回転角度
信号を出力するカウンタとを有する機械走査形超音波探
触子のモータ制御装置において、上記カウンタの出力側
に、該カウンタからの回転角度信号と予め設定された振
動子の走査速度の信号とを入力してこれらに対応する上
記モータの回転速度のデータに変換する変換手段を設け
、この変換手段から出力されるデータを上記差動増幅器
の目標値として入力させるようにしたことを特徴とする
機械走査形超音波探触子のモータ制御装置。
A motor that drives and scans a vibrator that transmits and receives ultrasonic pulses in a pendulum shape, a rotation speed detector that is coupled to the rotation shaft of this motor and detects the rotation speed of the motor, and a rotation speed detector that detects the rotation speed of the motor. a frequency-voltage converter that outputs a voltage signal proportional to the rotational speed of the motor using a numerical signal; and a differential amplifier that compares the voltage signal from the frequency-voltage converter with a predetermined target value and outputs a deviation signal. and a counter that counts the rotational speed signal from the rotational speed detector and outputs a rotation angle signal of the motor, wherein the output side of the counter includes: A conversion means is provided for inputting a rotation angle signal from the counter and a preset scanning speed signal of the vibrator and converting the data into corresponding data on the rotation speed of the motor, and output from the conversion means. A motor control device for a mechanical scanning ultrasonic probe, characterized in that data is input as a target value of the differential amplifier.
JP60214834A 1985-09-30 1985-09-30 Motor controller for mechanical scan type ultrasonic probe Pending JPS6275258A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016158698A (en) * 2015-02-27 2016-09-05 国立大学法人浜松医科大学 Ultrasonic probe and ultrasonic image display device using the same
WO2019103057A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-31 国立大学法人広島大学 Abnormal tissue detection device

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JPWO2019103057A1 (en) * 2017-11-27 2020-06-18 国立大学法人広島大学 Abnormal tissue detector

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