KR102053452B1 - 초음파 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파를 이용하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있는 초음파 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 초음파 시스템에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하는 바이어싱 인가부; 상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간을 검출하는 바이어싱 유지 시간 검출부; 및 상기 바이어싱 유지 시간 검출부에서 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 상기 바이어싱 인가부에 시간 제어 신호를 인가하는 바이어싱 시간 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

초음파 처리 장치 및 방법{Ultrasonic processing device and method}
본 발명은 초음파 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파를 이용하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있는 초음파 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 업체들은 차량 안전 관련 기술 개발을 통해 보다 진보한 안전 기술들을 시장에 출시하고 있다. 이 중 대표적인 것은, 운전자지원시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System)으로 주로 주차와 연관되어 사용되고 있다. 특히, 주차 시에 차량과 물체의 거리를 소리로 알려주는 주차 보조 시스템(Parking Assistance System), 자동주차지원시스템(Automatic Parking Assistance System) 등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 시스템에서 핵심적인 기술은 초음파 센서를 통하여 차량 주변 물체들의 위치나 차량과의 거리를 측정하는 기술이다.
초음파 센서는 외부 물체와의 거리를 측정하기 위하여 비가청 대역인 20Khz대 이상의 주파수를 가지는 초음파를 송신한 후, 외부 물체로부터 반사되어 나오는 초음파 반향(echo)을 센싱하는 센서이다. 자동차에서는 이러한 초음파 센서에서 센싱된 초음파 반향을 활용하여, 자동차 주변의 물체와의 거리를 측정하고, 경고음, 차량 디스플레이에 표시하는 등 다양한 방식으로 운전자에게 알려주게 된다.
초음파 시스템에서 트랜스듀서(Transducer)는 초음파를 발생시키고 난 이후에 불필요한 여진이 발생될 수 있다. 이러한 여진은 근거리 감지를 불가하게 하는 요소로서, 가능한 한 작을수록 좋다.
여진을 줄이기 위하여 종래의 초음파 시스템에서는 바이어싱(Biasing) 블록을 사용하여 여진을 억제하는 방식을 사용할 수 있다. 이러한 바이어싱 블록은 초음파 발생 이후에 트랜스듀서에 바이어싱 전압을 인가하여 여진을 감소시키는 역할을 한다.
그러나, 강제로 바이어싱 전압을 인가하기 때문에 바이어싱 도중에는 물체를 맞고 돌아오는 반사파에 대한 감도가 낮아지고 여진의 성분으로 인한 노이즈가 발생되는 부작용이 있어 여진을 최소화 할 수 있는 가장 짧은 시기에 바이어싱을 중단해야 한다. 하지만, 여진은 트랜스듀서나 IC 성능에 따라 일정하지 않기 때문에 제품마다 바이어싱 유지 시간을 일정 값으로 고정하여 쓰는 것은 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 여진이 발생되는 시간을 최소화할 수 있는 바이어싱 유지 시간을 검출하여 반사파에 대한 감도를 향상시키고, 불필요한 여진 성분으로 인한 노이즈의 발생을 방지할 수 있으며, 제품 마다 최적의 바이어싱 유지 시간을 검출할 수 있어서 제품의 불량률과 편차를 줄이고, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있게 하는 초음파 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 초음파 처리 장치는, 초음파 시스템에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하는 바이어싱 인가부; 상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간을 검출하는 바이어싱 유지 시간 검출부; 및 상기 바이어싱 유지 시간 검출부에서 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 상기 바이어싱 인가부에 시간 제어 신호를 인가하는 바이어싱 시간 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부는, 버스트(Burst) 신호를 인가하고, 상기 버스트 신호에 따른 여진을 억제하는 바이어싱 신호를 테스트 시간 동안 인가한 다음, 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 엔빌로프 측정 시간을 측정하여 상기 엔빌로프 측정 시간이 최소가 될 때까지 상기 테스트 시간을 변화시켜서 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부는, 측정된 엔빌로프 신호가 링잉 트레스홀드(Ringing threshold) 값 이하로 떨어질 때까지 걸리는 시간을 엔빌로프 측정 시간으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부는, 1차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 1차 바이어스 인가 시간 설정부; 제 1 버스트 신호를 인가하는 제 1 버스트 신호 인가부; 상기 1차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 1차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 1차 엔빌로프 측정 시간 측정부; 상기 1차 테스트 시간에서 delta1 만큼 증가된 2차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 2차 바이어스 인가 시간 설정부; 제 2 버스트 신호를 인가하는 제 2 버스트 신호 인가부; 상기 2차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 2차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 2차 엔빌로프 측정 시간 측정부; 및 상기 2차 엔빌로프 측정 시간이 상기 1차 엔빌로프 인가 시간 보다 작으면서 그 차이값의 절대값이 특정값 보다 크면 최적 바이어싱 유지 시간으로 설정하고, 그렇지 않으면 N차 테스트 시간까지 반복하는 최적 바이어싱 유지 시간 판별부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부는, 외부 요인 및 트랜스듀서 오동작에 의해 여진이 갑자기 길게 측정되는 경우, 초기화를 위해서 하는 테스트 시간 또는 엔빌로프 측정 시간을 재설정하는 재설정부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 초음파 처리 방법은, 초음파 시스템에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하는 바이어싱 인가 단계; 상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간을 검출하는 바이어싱 유지 시간 검출 단계; 및 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계에서 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 시간 제어 신호를 인가하는 바이어싱 시간 제어 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는, 버스트(Burst) 신호를 인가하고, 상기 버스트 신호에 따른 여진을 억제하는 바이어싱 신호를 테스트 시간 동안 인가한 다음, 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 엔빌로프 측정 시간을 측정하여 상기 엔빌로프 측정 시간이 최소가 될 때까지 상기 테스트 시간을 변화시켜서 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는, 측정된 엔빌로프 신호가 링잉 트레스홀드(Ringing threshold) 값 이하로 떨어질 때까지 걸리는 시간을 엔빌로프 측정 시간으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는, 1차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 1차 바이어스 인가 시간 설정 단계; 제 1 버스트 신호를 인가하는 제 1 버스트 신호 인가 단계; 상기 1차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 1차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 1차 엔빌로프 측정 시간 측정 단계; 상기 1차 테스트 시간에서 delta1 만큼 증가된 2차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 2차 바이어스 인가 시간 설정 단계; 제 2 버스트 신호를 인가하는 제 2 버스트 신호 인가 단계; 상기 2차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 2차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 2차 엔빌로프 측정 시간 측정 단계; 및 상기 2차 엔빌로프 측정 시간이 상기 1차 엔빌로프 인가 시간 보다 작으면서 그 차이값의 절대값이 특정값 보다 크면 최적 바이어싱 유지 시간으로 설정하고, 그렇지 않으면 N차 테스트 시간까지 반복하는 최적 바이어싱 유지 시간 판별 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는, 외부 요인 및 트랜스듀서 오동작에 의해 여진이 갑자기 길게 측정되는 경우, 초기화를 위해서 하는 테스트 시간 또는 엔빌로프 측정 시간을 재설정하는 재설정 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 바이어싱 유지 시간을 최소화하여 반사파에 대한 감도를 향상시키고, 불필요한 여진 성분으로 인한 노이즈의 발생을 방지할 수 있으며, 제품 마다 최적의 바이어싱 유지 시간을 검출할 수 있어서 제품의 불량률과 편차를 줄이고, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치 및 초음파 시스템을 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 초음파 처리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 바이어싱 유지 시간 검출부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 초음파 처리 장치의 최적 바이어싱 유지 시간을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1의 초음파 처리 장치의 신호 처리 과정을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 바이어싱 유지 시간 검출 단계를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명의 여러 실시예들에 따른 초음파 처리 장치 및 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치(100) 및 이를 갖는 초음파 시스템(1000)을 개략적으로 나타내는 개략도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 초음파 처리 장치(100)를 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 1의 바이어싱 유지 시간 검출부(120)를 나타내는 블록도이고, 도 4는 도 1의 초음파 처리 장치(100)의 최적 바이어싱 유지 시간을 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 1의 초음파 처리 장치(100)의 신호 처리 과정을 나타내는 그래프이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 시스템(1000)은, 송신 모드에서 대상물(2)에 초음파를 송신하고, 수신 모드에서 상기 초음파에 대한 반사파를 수신할 수 있는 트랜스듀서(1)(transducer) 및 초음파 처리 장치(100)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 트랜스듀서(1)는 초음파 송수신을 모두 수행할 수 있는 것으로서, 상기 대상물(2)에서 반사되어 나오는 상기 초음파의 반사파 즉, 반향(echo)이 다시 상기 트랜스듀서(1)를 진동시키면, 상기 트랜스듀서(1)가 진동을 전기적 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이때, 상기 초음파의 송수신은 시간적으로 송신 모드 및 수신 모드로 분리되고, 송신 모드 및 수신 모드가 순차적, 반복적으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 트랜스듀서(1)와 연결된 송신 회로부(1100)를 이용하여 송신 모드를 수행할 수 있고, 상기 송신 회로부(1100)와 연결된 수신 회로부(1200)를 이용하여 수신 모드를 수행할 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 송신 회로부(1100)는 각종 전원 장치와 초음파 발생 회로들로 이루어질 수 있고, 상기 수신 회로부(1200)는 수신된 신호를 증폭시킬 수 있는 엠프(AMP)나 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환시킬 수 있는 아날로그디지탈변환부(ADC) 등으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고, 매우 다양한 전자 부품들과 회로들로 구성될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치(100)는, 초음파 시스템(1000)의 트랜스듀서(1)에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하는 바이어싱 인가부(110)와, 상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간(Bias_Dur)을 검출하는 바이어싱 유지 시간 검출부(120) 및 상기 바이어싱 유지 시간 검출부(120)에서 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간(Bias_Dur) 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 상기 바이어싱 인가부(110)에 시간 제어 신호를 인가하는 바이어싱 시간 제어부(130)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부(120)는, 버스트(Burst) 신호를 인가하고, 상기 버스트 신호에 따른 여진을 억제하는 바이어싱 신호를 테스트 시간 동안 인가한 다음, 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 엔빌로프 측정 시간(RT_Env)을 측정하여 상기 엔빌로프 측정 시간(RT_Env)이 최소가 될 때까지 상기 테스트 시간을 변화시켜서 검출할 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부(120)는, 측정된 엔빌로프 신호가 링잉 트레스홀드(Ringing threshold_Env) 값 이하로 떨어질 때까지 걸리는 시간을 엔빌로프 측정 시간(RT_Env)으로 설정할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부(120)는, 1차 테스트 시간(RT_Drv)으로 바이어스 인가 시간(Bias_Dur)을 설정하는 1차 바이어스 인가 시간 설정부(121)와, 제 1 버스트 신호(Burst 1)를 인가하는 제 1 버스트 신호 인가부(122)와, 상기 1차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 1차 엔빌로프 측정 시간(rt0)을 측정하는 1차 엔빌로프 측정 시간 측정부(123)와, 상기 1차 테스트 시간에서 delta1 만큼 증가된 2차 테스트 시간(Bias_Dur + delta1)으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 2차 바이어스 인가 시간 설정부(124)와, 제 2 버스트 신호(Burst 2)를 인가하는 제 2 버스트 신호 인가부(125)와, 상기 2차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 2차 엔빌로프 측정 시간(rt1)을 측정하는 2차 엔빌로프 측정 시간 측정부(126)와, 상기 2차 엔빌로프 측정 시간(rt1)이 상기 1차 엔빌로프 인가 시간(rt0) 보다 작으면서 그 차이값의 절대값이 특정값(delta2) 보다 크면 최적 바이어싱 유지 시간으로 설정하고, 그렇지 않으면 N차 테스트 시간까지 반복하는 최적 바이어싱 유지 시간 판별부(137) 및 외부 요인 및 트랜스듀서 오동작에 의해 여진이 갑자기 길게 측정되는 경우, 초기화를 위해서 하는 테스트 시간 또는 엔빌로프 측정 시간을 재설정하는 재설정부(138)를 포함할 수 있다.
따라서, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치(100)의 작동 과정을 설명하면, 초음파 시스템(1000)의 트랜스듀서(1)에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하고, 이어서, 상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간(Bias_Dur)을 검출하며, 이어서, 상기 바이어싱 유지 시간 검출부(120)에서 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간(Bias_Dur) 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 상기 바이어싱 인가부(110)에 시간 제어 신호를 인가할 수 있다.
그러므로, 바이어싱 유지 시간(Bias_Dur)을 최소화하여 반사파에 대한 감도를 향상시키고, 불필요한 여진 성분으로 인한 노이즈의 발생을 방지할 수 있으며, 제품 마다 최적의 바이어싱 유지 시간을 검출할 수 있어서 제품의 불량률과 편차를 줄이고, 제품의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법은, 초음파 시스템(1000)의 트랜스듀서(1)에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하는 바이어싱 인가 단계(S1)와, 상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간을 검출하는 바이어싱 유지 시간 검출 단계(S2) 및 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간(Bias_Dur) 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 상기 바이어싱 인가부(110)에 시간 제어 신호를 인가하는 바이어싱 시간 제어 단계(S3)를 포함할 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계(S2)는, 버스트(Burst) 신호를 인가하고, 상기 버스트 신호에 따른 여진을 억제하는 바이어싱 신호를 테스트 시간 동안 인가한 다음, 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 엔빌로프 측정 시간을 측정하여 상기 엔빌로프 측정 시간이 최소가 될 때까지 상기 테스트 시간을 변화시켜서 검출하는 단계일 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계(S2)는, 측정된 엔빌로프 신호가 링잉 트레스홀드(Ringing threshold) 값 이하로 떨어질 때까지 걸리는 시간을 엔빌로프 측정 시간으로 설정할 수 있다.
도 7은 도 6의 바이어싱 유지 시간 검출 단계(S2)를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계(S2)는, 1차 테스트 시간(RT_Drv)으로 바이어스 인가 시간(Bias_Dur)을 설정하는 1차 바이어스 인가 시간 설정 단계(S21)와, 제 1 버스트 신호(Burst 1)를 인가하는 제 1 버스트 신호 인가 단계(S22)와, 상기 1차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 1차 엔빌로프 측정 시간(rt0)을 측정하는 1차 엔빌로프 측정 시간 측정 단계(S23)와, 상기 1차 테스트 시간에서 delta1 만큼 증가된 2차 테스트 시간(Bias_Dur + delta1)으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 2차 바이어스 인가 시간 설정 단계(S24)와, 제 2 버스트 신호(Burst 2)를 인가하는 제 2 버스트 신호 인가 단계(S25)와, 상기 2차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 2차 엔빌로프 측정 시간(rt1)을 측정하는 2차 엔빌로프 측정 시간 측정 단계(S26)와, 상기 2차 엔빌로프 측정 시간(rt1)이 상기 1차 엔빌로프 인가 시간(rt0) 보다 작으면서 그 차이값의 절대값이 특정값(delta2) 보다 크면 최적 바이어싱 유지 시간으로 설정하고, 그렇지 않으면 N차 테스트 시간까지 반복하는 최적 바이어싱 유지 시간 판별 단계(S27) 및 외부 요인 및 트랜스듀서 오동작에 의해 여진이 갑자기 길게 측정되는 경우, 초기화를 위해서 하는 테스트 시간 또는 엔빌로프 측정 시간을 재설정하는 재설정 단계(S28)를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법은, 먼저, 초기화를 수행 다음(S41), 1차 테스트 시간(RT_Drv)으로 바이어스 인가 시간(Bias_Dur)을 설정하고(S42), 제 1 버스트 신호(Burst 1)를 인가할 수 있다(S43).
이어서, 상기 1차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 1차 엔빌로프 측정 시간(rt0)을 측정할 수 있다(S44).
이어서, 상기 1차 테스트 시간에서 delta1 만큼 증가된 2차 테스트 시간(Bias_Dur + delta1)으로 바이어스 인가 시간을 설정할 수 있다(S45).
이어서, 2차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간이 설정된 제 2 버스트 신호(Burst 2)를 인가한 다음(S46), 상기 2차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 2차 엔빌로프 측정 시간(rt1)을 측정할 수 있다(S47).
이어서, 상기 2차 엔빌로프 측정 시간(rt1)이 상기 1차 엔빌로프 인가 시간(rt0) 보다 작으면서 그 차이값의 절대값이 특정값(delta2) 보다 크다고 판단되면(S48), 이 때의 시간을 최적 바이어싱 유지 시간(i_max)로 설정하고, 계속하지 않는 경우(S50), 종료할 수 있고, 그렇지 않으면 N차 테스트 시간까지 시간을 늘려가면서 반복할 수 있다.
또한, 만약, 외부 요인 및 트랜스듀서 오동작에 의해 여진이 갑자기 길게 측정되는 경우, 초기화를 위해서 하는 테스트 시간 또는 엔빌로프 측정 시간을 재설정, 즉 반복 횟수를 늘리고(S51), 측정 시간을 초기화하고(S52), 엔빌로프 측정 시간을 초기화하여(S53) 반복할 수 있다.
따라서, 예기치 않는 외부 요인이나 오동작에도 대응할 수 있기 때문에 항상 최적의 바이어싱 유지 시간을 실시간으로 측정하여 바이어싱 유지 시간(Bias_Dur)을 최소화하여 반사파에 대한 감도를 향상시키고, 불필요한 여진 성분으로 인한 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 트랜스듀서
2: 대상물
AMP: 엠프
ADC: 아날로그디지탈변환부
100: 초음파 처리 장치
110: 바이어싱 인가부
120: 바이어싱 유지 시간 검출부
130: 바이어싱 시간 제어부
131: 1차 바이어스 인가 시간 설정부
132: 제 1 버스트 신호 인가부
133: 1차 엔빌로프 측정 시간 측정부
134: 2차 바이어스 인가 시간 설정부
135: 제 2 버스트 신호 인가부
136: 2차 엔빌로프 측정 시간 측정부
137: 최적 바이어싱 유지 시간 판별부
138: 재설정부
1000: 초음파 시스템

Claims (10)

  1. 초음파 시스템에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하는 바이어싱 인가부;
    상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간을 검출하는 바이어싱 유지 시간 검출부; 및
    상기 바이어싱 유지 시간 검출부에서 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 상기 바이어싱 인가부에 시간 제어 신호를 인가하는 바이어싱 시간 제어부;
    를 포함하고,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출부는,
    1차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 1차 바이어스 인가 시간 설정부;
    제 1 버스트 신호를 인가하는 제 1 버스트 신호 인가부;
    상기 1차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 1차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 1차 엔빌로프 측정 시간 측정부;
    상기 1차 테스트 시간에서 delta1 만큼 증가된 2차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 2차 바이어스 인가 시간 설정부;
    제 2 버스트 신호를 인가하는 제 2 버스트 신호 인가부;
    상기 2차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 2차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 2차 엔빌로프 측정 시간 측정부; 및
    상기 2차 엔빌로프 측정 시간이 상기 1차 엔빌로프 인가 시간 보다 작으면서 그 차이값의 절대값이 특정값 보다 크면 최적 바이어싱 유지 시간으로 설정하고, 그렇지 않으면 N차 테스트 시간까지 반복하는 최적 바이어싱 유지 시간 판별부;
    를 포함하는, 초음파 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출부는,
    버스트(Burst) 신호를 인가하고, 상기 버스트 신호에 따른 여진을 억제하는 바이어싱 신호를 테스트 시간 동안 인가한 다음, 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 엔빌로프 측정 시간을 측정하여 상기 엔빌로프 측정 시간이 최소가 될 때까지 상기 테스트 시간을 변화시켜서 검출하는, 초음파 처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출부는,
    측정된 엔빌로프 신호가 링잉 트레스홀드(Ringing threshold) 값 이하로 떨어질 때까지 걸리는 시간을 엔빌로프 측정 시간으로 설정하는, 초음파 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출부는,
    외부 요인 및 트랜스듀서 오동작에 의해 여진이 갑자기 길게 측정되는 경우, 초기화를 위해서 하는 테스트 시간 또는 엔빌로프 측정 시간을 재설정하는 재설정부;
    를 더 포함하는, 초음파 처리 장치.
  6. 초음파 시스템에서 발생되는 여진을 억제할 수 있도록 강제로 바이어싱(Biasing) 신호를 인가하는 바이어싱 인가 단계;
    상기 여진을 최소화할 수 있는 가장 짧은 최적 바이어싱 유지 시간을 검출하는 바이어싱 유지 시간 검출 단계; 및
    상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계에서 검출된 상기 최적 바이어싱 유지 시간 동안 바이어싱 신호가 인가되도록 시간 제어 신호를 인가하는 바이어싱 시간 제어 단계;
    를 포함하고,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는,
    1차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 1차 바이어스 인가 시간 설정 단계;
    제 1 버스트 신호를 인가하는 제 1 버스트 신호 인가 단계;
    상기 1차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 1차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 1차 엔빌로프 측정 시간 측정 단계;
    상기 1차 테스트 시간에서 delta1 만큼 증가된 2차 테스트 시간으로 바이어스 인가 시간을 설정하는 2차 바이어스 인가 시간 설정 단계;
    제 2 버스트 신호를 인가하는 제 2 버스트 신호 인가 단계;
    상기 2차 테스트 시간 동안 바이어싱 신호가 인가된 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 2차 엔빌로프 측정 시간을 측정하는 2차 엔빌로프 측정 시간 측정 단계; 및
    상기 2차 엔빌로프 측정 시간이 상기 1차 엔빌로프 인가 시간 보다 작으면서 그 차이값의 절대값이 특정값 보다 크면 최적 바이어싱 유지 시간으로 설정하고, 그렇지 않으면 N차 테스트 시간까지 반복하는 최적 바이어싱 유지 시간 판별 단계;
    를 포함하는, 초음파 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는,
    버스트(Burst) 신호를 인가하고, 상기 버스트 신호에 따른 여진을 억제하는 바이어싱 신호를 테스트 시간 동안 인가한 다음, 상기 여진의 엔빌로프(Envelope) 신호의 엔빌로프 측정 시간을 측정하여 상기 엔빌로프 측정 시간이 최소가 될 때까지 상기 테스트 시간을 변화시켜서 검출하는, 초음파 처리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는,
    측정된 엔빌로프 신호가 링잉 트레스홀드(Ringing threshold) 값 이하로 떨어질 때까지 걸리는 시간을 엔빌로프 측정 시간으로 설정하는, 초음파 처리 방법.
  9. 삭제
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이어싱 유지 시간 검출 단계는,
    외부 요인 및 트랜스듀서 오동작에 의해 여진이 갑자기 길게 측정되는 경우, 초기화를 위해서 하는 테스트 시간 또는 엔빌로프 측정 시간을 재설정하는 재설정 단계;
    를 더 포함하는, 초음파 처리 방법.
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