JPS634672B2

JPS634672B2 -

Info

Publication number: JPS634672B2
Application number: JP56005085A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Kikuchi; Kunihiro Takahashi; Kozo Nasu
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-01-19
Filing date: 1981-01-19
Publication date: 1988-01-29
Also published as: JPS57119573A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は超音波画像表示方式、特に標準テレビ
方式のテレビ受像機にて画像表示を行う超音波画
像表示方式の改良に関する。

超音波探触子から送波される超音波ビームを対
象物に照射し、対象物からの反射エコーを探触子
にて受波し、該受波信号に基づいて対象物の形状
あるいは内部組織を画像表示する超音波測定装置
が周知であり、金属板の探傷装置などとして各種
の測定分野に用いられ、特に近年においては、被
検体内の臓器その他の生体組織を非観血的に画像
表示し正確な診断情報を得るための超音波診断装
置として用いられている。そして、近年の超音波
探触子は複数個配列された振動子を順次電子的に
励振駆動することにより超音波ビームを所望の走
査面に沿つて電子的に高速走査させ、実時間で動
きのある対象物などを正確に画像表示することが
可能となり、その応用分野が更に拡大している。

前述した超音波探触子の受波信号は通常の場合
標準テレビ方式のテレビ受像機にて画像表示され
るが、通常の場合、探触子による超音波ビームの
走査速度はテレビ受像機の走査速度より遅いため
に、両者の走査作用を直接同期制御することが困
難であり、このために、従来装置では、受波信号
をいつたん超音波ビームの一回の電子走査分フレ
ームメモリなどのメモリ回路に記憶し、この一画
像情報を標準テレビ方式のテレビ複合同期信号に
よつて読み出し、これを画像表示している。従つ
て、従来の表示方式によれば、標準テレビ方式の
飛越走査が行われ、すなわち、１フレームを形成
する第１フイールドと第２フイールドとの走査線
が水平同期周期の半分だけずれる走査が行われる
こととなる。

この従来方式によれば、超音波ビームの走査側
と受信機の走査側とを直接同期制御する必要がな
く、通常のテレビ複合同期信号が利用できるとい
う利用を有するが、一方で、１回の電子走査によ
り得られる受波信号を全部記憶可能な大容量のメ
モリ回路が必要となり、例えば、探触子の超音波
ビーム電子走査線数を114、受信機の走査線のサ
ンプリング数を512、そして、信号の輝度階調を
５ビツトとすると、約300Kビツトの記憶容量が
必要となり、装置が高価格となるという欠点が生
じていた。

第１図には、従来の超音波画像表示回路が示さ
れ、探触子の超音波受波信号１００はAD変換器
１０にてデジタル信号に変換された後、その１回
の電子走査分がフレームメモリ１２に記憶され
る。そして、フレームメモリ１２の記憶情報は
DA変換器１４で読み出し、アナログ信号に変換
された後、画像信号発生器１６に供給される。前
記AD変換器１０、フレームメモリ１２、DA変
換器１４は制御回路１８によつてその書込および
読出タイミングが制御されている。前記画像信号
発生器１６には、テレビ複合同期信号発生器２０
からテレビ複合同期信号が供給され、画像信号発
生器１６では、DA変換器１４を介してフレーム
メモリ１２から供給される記憶情報と前記テレビ
複合同期信号とを混合して画像信号２００を出力
し、この画像信号２００を標準テレビ受像機に供
給することによつて、所望の画像表示を行うこと
ができる。

第２図には、第１図による従来の画像信号２０
０の表示画像が示され、実線で示される走査線は
奇数フイールドを、そして破線で示される走査線
が偶数フイールドを示し、両フイールドを水平同
期信号の半分の周期でずらすことにより飛越走査
が行われ、両フイールドによつて１枚のフレーム
が完像している。

以上のように、従来装置では、大容量のメモリ
回路を必要とする欠点があり、またこのような大
規模なメモリ回路としては、フレームメモリのよ
うなデジタルメモリが用いられるが、この結果、
受波信号を処理するためにアナログ信号である受
波信号をいつたんデジタル信号に変換し、更にメ
モリ回路から読み出された信号を画像信号に変換
するため、DA変換器を必要とするという問題が
あり、従つて、ADおよびDA変換時の精度によ
つて、信号の帯域幅が制限されるという欠点があ
り、また回路構成が複雑となるという問題を生じ
ていた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、大容量のメモリ回路を必要とす
ることなく、簡単な回路構成で低価格の装置によ
り、高密度の画像を得ることのできる改良された
超音波画像表示方式を提供することにある。

本発明は、電子走査型超音波探触子により第１
走査及びこの第１走査の超音波ビーム間に放射さ
れる第２走査を行い、この各走査で得られた超音
波受波信号を１回の走査に含まれる全送受波回数
より少なくかつ少なくとも２回以上の送受波に対
してメモリ回路に書き込み、前記第１走査で得ら
れた各記憶情報を順次少なくとも２回以上画像信
号として書込速度より高速で読み出しこの画像信
号をテレビ受像機の第１フイールド情報として所
定数の走査線を空けながら繰り返された所定数の
走査線上に表示し、前記第２走査で得られた各記
憶情報を順次少なくとも２回以上画像信号として
書込速度より高速で読み出しこの画像信号を第２
フイールド情報として前記第１フイールドで空け
られた所定数の走査線上に表示し、受像機走査用
のテレビ同期信号は各フイールド間で飛越走査の
ない同期信号として各フイールドの画像信号を順
次画像表示し両フイールドで１フレームの画像を
完成することを特徴とする。

以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第３図には、本発明に係る画像表示方式におい
て超音波受信信号に対応する記憶情報を書込速度
より高速度で画像信号として２回以上読み出し、
同一の情報を異なる走査線上に表示するために適
用された好適な実施例回路が示され、探触子の超
音波受波信号１００の入力信号切替スイツチ２２
を通つて並列設置された２個のメモリ回路２４，
２６のいずれかに供給される。この場合における
メモリ回路２４，２６はCCDメモリから成り、
いずれも探触子の１回の送受波により得られる受
波信号のみが記憶可能な容量を有し、従来のフレ
ームメモリと比較して、その容量が極めて少ない
特徴を有する。従つて、本発明のメモリ回路２
４，２６はいずれも実施例におけるCCDメモリ
のようなアナログメモリとすることが可能であ
る。

両メモリ回路２４，２６の書込および読出はメ
モリ制御回路２８の制御信号により制御されてお
り、また各メモリ回路２４，２６から読み出され
た記憶情報は出力信号切替スイツチ３０を介して
画像信号発生器１６に供給されている。そして、
画像信号発生器１６にはテレビ複合同期信号発生
器２０からテレビ複合同期信号が供給されている
が、本発明においては、このテレビ複合同期信号
が従来の飛越走査を行わない順次走査の同期信号
として形成されている。

本発明は、記憶情報を書込速度より高速度で読
み出し同一の情報を異なる走査線上に表示するだ
けでなく、走査線を高密度としたことを特徴とす
るが、まず各フイールドにおいて同一の情報を異
なる走査線上に表示する場合を説明する。第４図
には、第３図の装置における超音波受波信号１０
０と画像信号発生器１６からの画像信号２００と
の関係が示されている。

任意の走査面に沿つて探触子から電子走査され
る超音波ビームの送受波が行われ、この第１回の
送受波が領域T₁にて行われ、このとき、入力信
号切替スイツチ２２の切替制御によつて超音波受
波信号１００はいずれかのメモリ回路、実施例に
おいては、メモリ回路２４に書き込まれる。メモ
リ回路２４は、この１回の送受波による受波信号
で、その記憶容量が全部使用し尽くされることと
なる。

そして、次の送受波T₂においては、入力信号
切替スイツチ２２は受波信号１００をメモリ回路
２６へ供給するように切替制御され、これと同時
に、前回の送受波にて書き込まれたメモリ回路２
４の記憶情報がメモリ制御回路２８によつて読み
出され、このとき、出力信号切替スイツチ３０は
メモリ回路２４の出力を画像信号発生器１６へ送
給するように切替制御されているので、領域T₂
では、メモリ回路２６への受波信号１００の書込
が行われると同時に、前回の送受波によるメモリ
回路２４の記憶情報が画像信号発生器１６へ読み
出されることとなる。そして、前記読出速度は本
発明において、超音波受波信号１００の書込すな
わち探触子の受波速度より高速度で行われ、更に
本発明においては、前記同一の記憶情報の読出が
少なくとも２回以上行われ、実施例においては、
第４図で示されるように、２回の読出が行われて
いる。すなわち、領域T₁の受波信号１００は符
号１，２の付された画像信号２００として、同一
の信号が２回読み出され、このことから、読出速
度は書込速度に対して２倍の高速度を有すること
が理解される。そして、この読み出された画像信
号２００はテレビ複合同期信号発生器２０の同期
信号を含む波形として標準テレビ受像機に供給さ
れ、受像機の表示面には第５図で示される画像が
形成されることとなり、第４図の符号１，２で示
される画像信号２００は第５図に同一の符号で示
される異なる走査線上に表示されることとなる。

以上のようにして、順次領域T₃では、受波信
号２００がメモリ回路２４に書き込まれ、これと
同時に、領域T₂でメモリ回路２６に記憶された
受波信号１００が２倍の速度で２回符号３，４で
示されるように読み出され、これが第５図の画面
上に同一の符号で示される異なる走査線上に表示
される。

以下同様にして、第１回の電子走査された受波
信号が第１フイールドに表示されることとなる。

本発明においては、従来の標準テレビ方式と異
なり、各フイールド間の飛越走査が行われず、第
４図の場合においては、第２フイールドにおいて
も同一の走査線上に次の電子走査による画像情報
を表示することができる。すなわち、２回目の電
子走査は115回目の送受波により行われ、この領
域T₁₁₅では、受波信号１００がメモリ回路２４に
書き込まれ、この書き込まれた記憶情報が次の送
受波T₁₁₆におて、符号２６２，２６３で示される
２回の画像情報として読み出され、以下同様の書
込および読出制御が連続して行われる。そして、
この第２フイールドにおける画像信号は第５図の
２６２〜５０７で示されるように前回の走査線１
〜２４６と同一の走査線上に表示され、このこと
によつて、本発明においては、ちらつきの少ない
良質な画像表示を行うことが可能となる。すなわ
ち、従来の飛越走査をそのまま用いた場合、前述
したように、ゆつくり書き込まれた同一の受波信
号を高速度で読み出して、この同一の画像信号を
異なる走査線上に表示する場合、従来の飛越走査
では、後続する次のフイールドにおける表示は前
回のフイールドにおける同一内容の走査線上の中
央に配置され、この結果、隣接する２個の走査線
上にある同一の表示内に飛越走査による他の表示
が侵入することとなり、画像に大きなボケが生じ
るという問題があつた。これに対して、図示した
場合においては、各フイールドの表示は同一の走
査線上に配置されるので、画像の変化は連続的な
動きとして表示されるのみで、画面上に従来のボ
ケを生じさせることなく、表示品質を著しく向上
させることが可能となる。

以上のようにして、第４図および第５図の波形
図から明らかなように、この場合では、従来と比
較して極めて容量の小さい２走査分のメモリ回路
を用いて良質な画像表示を行うことができ、探触
子の電子走査と受像機の表示走査とを同期制御す
ることによつて簡単な構成で低価格の装置を提供
することができる。

本発明においては、前述したように、記憶情報
を書込速度より高速度で読み出し、同一の情報を
異なる走査線上に表示するだけでなく、第１走査
および第２走査で得られた情報を受像機の第１フ
イールドおよび第２フイールドで異なる走査線上
に画像表示している。以下に第６図、第７図およ
び第８図を参照しながら、本発明の実施例を説明
する。なおこの実施例においても、各フイールド
間で表示する走査線が異なるが、各フイールド間
での従来の飛越走査を行うことはなく、第１のフ
イールドにおいて空けられた走査線上に第２フイ
ールドでの画像信号を表示することを特徴とす
る。

実施例では、特に第６図に示されるように、探
触子３２からの超音波ビーム走査が第１走査と第
２走査において異なる位置でずらし送受波してお
り、第６図において、実線で示される１，２……
１１４の送受波は第１回目の電子走査を示し、ま
た破線で示される１１５，１１６……が第２回目
の電子走査を示し、この２回の電子走査を交互に
繰り返すことによつて超音波ビームの送受波位置
をわずかに変化させて、高密度の受波信号を得る
ことができる。

第７図には、第６図の電子走査による受波信号
１００を画像信号２００に変換する状態が示され
ており、第４図と同様に、受波信号１００が書込
速度より高速で読み出されているが、この実施例
では、４倍の速度で読出が行われ、更に第１回目
の電子走査時すなわち送受波T₁，T₂……T₁₁₄で
の受波信号１００はその４回の読出のうち、前２
回の読出のみが有効とされ、実施例においては、
後２個の画像信号は黒レベルに保たれ、画像信号
が消去されている。

従つて、受像機の第１のフイールドでは、前述
した第１回の送受波に対して画像信号が連続した
受像機走査線上に表示され、次の送受波に対する
画像信号は２個の走査線を空けて表示されること
となり、この状態が第８図で示され、図から明ら
かなように、領域T₂において読み出された符号
１，２で示される画像信号２００は第８図の走査
線１，２上に画像表示され、次の２個の走査線が
空けられて、次に領域T₃において符号３，４で
示される画像信号２００が表示されることとな
る。

そして、第２のフイールドすなわち探触子３２
の第２回目の破線で示される電子走査時に前述し
た第８図の画面上の空き走査線上に破線で示され
るように２回目の電子走査による第２フイールド
の画像信号が表示され、両フイールドで１フレー
ムの画像を完成することができる。

実施例によれば、走査線密度を高め、更に２回
以上読み出した同一の画像信号は常に隣接する走
査線上に配置され、従来のように、この走査線間
に飛越走査による次のフイールドの異なる画像信
号が入ることがないので、高密度でかつボケのな
い良質な画像表示を行うことが可能となる。

なお前述した実施例においては、メモリ回路と
してCCDメモリが用いられているが、他のデジ
タルメモリその他を用いることも可能である。ま
た実施例においては、メモリ回路が２個設けら
れ、２回分の送受波による受波信号が記憶される
が、メモリ数を増加することも可能であり、また
実施例では、記憶情報が２回読み出されている
が、この読出回数も任意に設定することが可能で
ある。

以上説明したように、本発明によれば、従来、
１電子走査分必要であつた大容量のメモリを極め
て小容量のメモリ回路とすることが可能となり、
またこの結果、メモリ回路としてアナログメモリ
が使用可能であるため、回路構成を簡単にし、低
価格の超音波装置を実現できるという利点を有す
る。

そして、第１走査および第２走査により得られ
た情報を密度を高めたフイールドの走査線上に表
示するようにしたので、高密度の良好な画像を表
示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像表示回路を示すブロツク
図、第２図は第１図の画像表示回路における表示
画面を示す説明図、第３図は本発明に係る画像表
示回路の好適な実施例を示すブロツク回路図、第
４図は第３図の実施例において同一の情報を異な
る走査線上に表示することを簡単に説明するため
の情報の書込および読出波形を示す波形図、第５
図は第４図の表示画面を示す説明図、第６図は本
発明の実施例に用いられる超音波探触子とその電
子走査される超音波ビームを示す説明図、第７図
は第６図に示す電子走査を用いた記憶情報の書込
および読出波形図、第８図は第７図の表示画像を
示す説明図である。１６……画像信号発生器、２０……テレビ複合
同期信号発生器、２４，２６……メモリ回路、３
２……探触子、１００……超音波受波信号、２０
０……画像信号。

Claims

【特許請求の範囲】

１電子走査型超音波探触子により第１走査及び
この第１走査の超音波ビーム間に放射される第２
走査を行い、この各走査で得られた超音波受波信
号を１回の走査に含まれる全送受波回数より少な
くかつ少なくとも２回以上の送受波に対してメモ
リ回路に書き込み、前記第１走査で得られた各記
憶情報を順次少なくとも２回以上画像信号として
書込速度より高速で読み出しこの画像信号をテレ
ビ受像機の第１フイールド情報として所定数の走
査線を空けながら繰り返された所定数の走査線上
に表示し、前記第２走査で得られた各記憶情報を
順次少なくとも２回以上画像信号として書込速度
より高速で読み出しこの画像信号を第２フイール
ド情報として前記第１フイールドで空けられた所
定数の走査線上に表示し、受像機走査用のテレビ
同期信号は各フイールド間で飛越走査のない同期
信号として各フイールドの画像信号を順次画像表
示し両フイールドで１フレームの画像を完成する
ことを特徴とする超音波画像表示方式。