KR20140011944A - 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피검체의 내부 구조를 초음파에 의해 가시화할 경우에, 최적의 주파수를 선택할 수 있다.
초음파 영상 장치(10)는 피검체(120)에 초음파를 송신해서 에코파를 수신하여 수신 신호로 하는 압전 소자(30)를 구비한 초음파 프로브(20)와, 초음파 프로브(20)를 소정의 주사 위치에 주사하는 X축 스캐너(71) 및 Y축 스캐너(72)와, 수신 신호의 주파수를 주사 위치에 따른 소정 주파수로 제어하는 주파수 제어부(52)와, 수신 신호를 신호 처리하는 신호 처리부(66)와, 신호 처리부(66)의 출력 신호에 기초하여, 소정 주파수의 초음파 화상을 생성하는 화상 생성부(54)를 구비한다. 주파수 제어부(52)는 버스트파 발신기(61)에 의해 소정 주파수의 버스트 신호를 발생하고, 초음파 프로브(20)의 압전 소자(30)에 출력함으로써, 소정 주파수의 초음파를 발생시킨다.

Description

측정 주파수 가변 초음파 영상 장치{MEASUREMENT FREQUENCY VARIABLE ULTRASONIC IMAGING DEVICE}
본 발명은 피검체의 내부를, 초음파 측정에 의해 가시화하는 초음파 영상 장치에 관한 것이다.
종래, 초음파에 의해 반도체나 집적 회로 등의 결함(박리나 보이드)의 유무를 조사하기 위해서는, 단일 초점형의 초음파 센서를 기계적으로 이차원으로 주사하는 방법이 이용되고 있었다. 이 검사 방법은, 단일 초점형의 초음파 센서에 의해, 검사 대상물인 상기 구조물 내의 검사 대상 부위를 초점으로 하는 초음파의 송수신을 행하고, 검사 대상 부위로부터 반사된 에코파(초음파)를 게이트 처리함으로써, 그 에코파의 강도 정보나 시간 정보를 구하는 것이다. 구해진 상기 에코파의 정보를 이차원 공간에 맵핑함으로써, 검사 화상 정보를 생성할 수 있고, 이 검사 화상 정보를 기초로, 결함의 유무를 조사할 수 있다.
특허 문헌 1의 목적에는,「피검물체 내의 결함을 용이하면서도 또한 정확하게 검출한다」라고 기재되고, 구성에는「피검물체(M)에 펄스를 발신하고 에코를 수신하는 트랜스듀서(1)에는, 펄스를 발생하고 에코를 증폭하기 위한 송수신기(2)가 접속되고, 그 후방에는 에코 중에서 임의 사이의 에코를 취출하기 위한 게이트 회로(3)가 접속되어 있다. 또한, 게이트 회로(3)에는 플러스의 비교기(4), 마이너스의 비교기(5), 플러스의 피크 홀더(6), 마이너스의 피크 홀더(7)가 접속되고, 이들의 출력은 제어 장치(9)에 입력한다. 플러스의 비교기(4)와 마이너스의 비교기(5)에서는, 미리 설정한 기준값을 처음으로 초과하는 에코 중의 빠른 쪽의 타이밍이 지연 회로(8)에 입력되고, 대략 1주기분의 시간 후에 게이트 회로(3)를 폐쇄한다」라고 기재되어 있다.
또한 최근에는, 어레이형의 초음파 센서를 사용한 초음파 검사 방법도 이용되고 있다. 어레이형의 초음파 센서는 복수의 압전 진동 소자를 일렬로 배열한 것이다. 소정의 주사 위치에 따른 압전 진동 소자에, 소자 구동의 시간 지연을 부여하여 초음파를 송신 및 수신함으로써, 검사 대상 부위로 송신된 초음파를 집속시켜 초점을 연결할 수 있다. 각 압전 진동 소자의 배열의 법선 방향으로 렌즈를 배치하거나 또는 압전 진동 소자의 배열을 곡면 위에 배치함으로써, 단일 초점형 초음파 센서와 마찬가지로, 초음파를 한점에 집속시켜 송수신할 수 있다.
특허 문헌 2의 과제에는,「피검체 중의 다른 깊이 위치에 발생하는 결함을 1회의 검사로 고정밀도로 검출 가능한 초음파 검사 방법을 제공한다」라고 기재되고, 해결 수단에는「음향 렌즈(2) 위에 복수의 진동 소자(3a)를 포함하여 이루어지는 어레이 진동자(3)가 설치된 초음파 프로브(1)를 피검체(10)와 대향하게 배치한다. 음향 렌즈의 초점 FA와 어레이 진동자를 전자 집속함으로써 만들어지는 초점 FB를 다른 깊이 위치로 설정하여 피검체 중의 각 검사면에 개별로 합치시키고, 각 검사면에 대하여 동시에 결함 검사를 실행한다. 결함이 존재한다고 판정된 경우, 상기 2개의 초점을 합치시키고, 결함이 존재한다고 판정된 검사면에 합치시켜서 다시 결함 검사를 행한다」라고 기재되어 있다.
어레이형 초음파 센서에서는, 복수의 압전 진동 소자를 전자적으로 주사할 수 있으므로, 단일 초점형 초음파 센서에 의한 기계 주사보다도 신속하게, 초음파 검사를 행할 수 있다.
특허 문헌 3의 과제에는,「발진기 구성을 간략히 하여, 송신파를 펄스 신호로부터 버스트파 신호로 원활하게 변화시키고, 측정 시에 필요에 따라서 간섭이 발생하지 않는 범위에서 버스트파 신호를 이용할 수 있는 초음파 영상 장치와 그 측정 방법을 제공한다」라고 기재되고, 해결 수단에는「초음파 탐촉자(14)를 송신파 신호로 구동하여 초음파(16)를 발생시키고 또한 이 초음파를 피검체(18)에 조사하고, 피검체로부터 돌아오는 반사파를 초음파 탐촉자로 검출하여 수신파 신호로 변환하고, 수신파 신호에 기초하여 상 표시 처리를 행하여 피검체의 소정의 검사 부위의 상을 표시 장치에 표시하는 초음파 영상 장치이다. 송신파 신호를 출력하는 수단으로서 버스트파 신호를 출력하는 버스트파 발진기(12)만을 구비하고, 이 버스트파 발진기가 출력하는 버스트파 신호의 최소 파수는 1 이하이다. 버스트파 발진기로부터 출력되는 신호의 파수는 제어부(15)로 제어된다」라고 기재되어 있다.
특허 문헌 3의 단락 0017에는, 발명의 목적으로서,「송신파를 발생하는 발진기의 회로 부분의 구성을 간략히 하여, 송신파를 펄스 신호로부터 버스트파 신호로 원활하게 변화시킬 수 있고, 측정 시에 필요에 따라서 간섭이 발생하지 않는 범위에서 버스트파 신호를 이용할 수 있도록 하여, 주파수 대역을 좁게 하고, 감쇠의 영향을 줄여, 고분해능의 측정 및 영상 작성을 행할 수 있는 초음파 영상 장치를 제공하는 데 있다」라고 기재되어 있다. 그러나 특허 문헌 3에는, 측정 대상에 맞는 최적의 주파수의 선정에 대해서는, 전혀 기재되어 있지 않다.
일본 특허 공개 평5-232092호 공보 일본 특허 공개 평11-304769호 공보 일본 특허 공개 제2003-107059호 공보
피검체 내부의 가시화에 최적인 초음파의 주파수는, 피검체를 구성하는 재질에 따라 다르다. 그로 인해, 단일 초점형의 초음파 센서와 어레이형의 초음파 센서 중 어느 하나를 사용하는 경우에 있어서도, 재질에 따른 최적의 초음파의 주파수를 설정해야만 한다.
그러나 종래에는 초음파 센서(초음파 프로브)마다 측정 가능한 초음파의 주파수가 고정되어 있었다. 그로 인해, 초음파의 주파수를 변경하기 위해서는, 몇 개의 초음파 센서(초음파 프로브)를 교환해야만 했다. 또한, 종래의 초음파 센서(초음파 프로브)에서는, 초음파의 주파수를 연속적으로 변경하여 측정하고, 이들 초음파 화상의 품질을 비교할 수 없었다.
본 발명은, 피검체의 내부 구조를 초음파에 의해 가시화할 경우에, 최적의 주파수를 선택할 수 있는 초음파 영상 장치에 관한 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 청구항 1에 기재된 발명에서는, 피검체에 초음파를 송신하고, 상기 피검체로부터 반사, 산란, 굴절된 초음파를 수신하여 수신 신호를 출력하는 압전 소자를 구비한 초음파 프로브와, 상기 초음파 프로브를 소정의 주사 위치에 주사하는 스캐너와, 상기 수신 신호의 주파수를, 상기 주사 위치에 따른 소정 주파수로 제어하는 주파수 제어부와, 상기 수신 신호를 신호 처리하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부의 출력 신호에 기초하여, 상기 소정 주파수의 초음파 화상을 생성하는 화상 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치로 하였다.
그 밖의 수단에 대해서는, 발명을 실시하기 위한 형태 중에서 설명한다.
본 발명에 따르면, 피검체의 내부 구조를 초음파에 의해 가시화할 경우에, 최적의 주파수를 선택할 수 있는 초음파 영상 장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치의 주사 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 송신 주파수의 변경 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치의 동작예를 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상의 생성 처리를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상의 생성 처리를 나타내는 도면이다.
도 9는 제3 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 10은 제3 실시 형태에 있어서의 최적 주파수 조정 처리를 나타내는 도면이다.
도 11은 제3 실시 형태에 있어서의 화상화 처리를 나타내는 도면이다.
이후, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을, 각 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
(제1 실시 형태의 구성)
도 1은, 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
제1 실시 형태의 초음파 영상 장치(10)(측정 주파수 가변 초음파 영상 장치)는 송신하는 초음파의 주파수를 제어함으로써, 에코파인 수신파의 주파수를 제어하는 것이다. 제1 실시 형태에서는, 송수신 장치(60)에 버스트파 발신기(61)와 스위치(63)를 구비하고, 이 버스트 신호를 압전 소자(30)에 출력함으로써, 압전 소자(30)가 송신하는 초음파의 주파수 fx를 변화시킬 수 있다.
초음파 영상 장치(10)는 초음파의 송수신을 행하는 초음파 프로브(20)와, 당해 초음파 영상 장치(10)를 총괄 제어하여 초음파 영상을 표시하는 영상 표시 장치(50)와, 초음파 프로브(20)와의 사이에서 전기 신호를 입출력하는 송수신 장치(60)와, 초음파 프로브(20)를 기계적으로 주사하는 X축 스캐너(71) 및 Y축 스캐너(72)와, X축 스캐너(71) 및 Y축 스캐너(72)를 제어하는 메카니즘 제어 장치(70)를 구비하고 있다. 초음파 프로브(20)는 X축 스캐너(71) 및 Y축 스캐너(72)에 지지되어, 수조(100)에 채워진 물(110)에 침지되고, 압전 소자(30)가 피검체(120)에 대향하도록 배치된다.
초음파 프로브(20)는, 당해 초음파 프로브(20)의 주사 위치를 검지하는 인코더(21)와, 전기 신호와 초음파 신호를 서로 변환하는 압전 소자(30)를 구비하고 있다. 압전 소자(30)는 단일 초점형의 초음파 센서이다.
영상 표시 장치(50)는 초음파 프로브(20)의 주사 위치를 제어하는 주사 제어부(51)와, 초음파의 주파수를 제어하는 주파수 제어부(52)와, 초음파의 송수신 타이밍을 제어하는 타이밍 제어부(53)와, 초음파 화상을 생성하는 화상 생성부(54)를 구비하고 있다.
송수신 장치(60)는 버스트파의 전기 신호를 생성하는 버스트파 발신기(61)와, 임펄스파의 전기 신호를 생성하는 임펄스파 발신기(62)와, 스위치(63)와, 초음파 프로브(20)가 수신한 수신 신호를 증폭하는 증폭기(64)와, 당해 수신 신호를 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(65)와, 당해 수신 신호를 신호 처리하는 신호 처리부(66)를 구비하고 있다.
주사 제어부(51)는 메카니즘 제어 장치(70)(스캐너)와 입출력 가능하게 접속되어 있다. 주사 제어부(51)는 메카니즘 제어 장치(70)와 X축 스캐너(71)와 Y축 스캐너(72)(스캐너)에 의해 초음파 프로브(20)의 주사 위치를 제어함과 함께, 메카니즘 제어 장치(70)로부터 초음파 프로브(20)의 현재의 주사 위치 정보를 수신한다.
메카니즘 제어 장치(70)의 출력측은, X축 스캐너(71) 및 Y축 스캐너(72)에 접속되어 있다. 메카니즘 제어 장치(70)에는, 초음파 프로브(20)의 인코더(21)의 출력측이 접속되어 있다. 메카니즘 제어 장치(70)는 인코더(21)의 출력 신호에 의해, 초음파 프로브(20)의 주사 위치를 검지하고, X축 스캐너(71) 및 Y축 스캐너(72)에 의해, 초음파 프로브(20)가 지시된 주사 위치가 되도록 제어한다. 메카니즘 제어 장치(70)는 주사 제어부(51)로부터 초음파 프로브(20)의 제어 지시를 받음과 함께 초음파 프로브(20)의 주사 위치 정보를 응답한다.
타이밍 제어부(53)는 주사 제어부(51)로부터 취득한 초음파 프로브(20)의 주사 위치 정보에 기초하여, 송수신 장치(60)에 초음파의 송수신 타이밍 신호(정보)를 출력하고, 주파수 제어부(52)에 초음파의 주파수 정보를 출력한다.
주파수 제어부(52)는 타이밍 제어부(53)가 출력한 초음파의 주파수 정보에 기초하여, 버스트파 발신기(61)에 소정 주파수의 버스트파를 소정 펄스 수만큼 출력하도록 지시한다.
버스트파 발신기(61)는 주파수 제어부(52)가 출력한 신호에 기초하여, 압전 소자(30)에 소정의 주파수의 버스트파를 소정 펄스 수만큼 출력하는 것이다.
임펄스파 발신기(62)는 타이밍 제어부(53)가 출력한 타이밍 신호에 기초하여, 압전 소자(30)에 임펄스파를 출력하는 것이다.
스위치(63)는 타이밍 제어부(53)의 출력 신호에 기초하여, 버스트파와 임펄스파 중 어느 것을 압전 소자(30)에 출력할 것인지를 전환하는 것이다.
압전 소자(30)는 압전막의 양면에 각각 전극이 부착되어 있는 것이며, ZnO, 세라믹스, 불소계 공중합체 등으로 구성된다. 압전 소자(30)는 양 전극 사이에 전압이 인가됨으로써, 당해 압전막으로부터 초음파를 송신한다. 또한 압전 소자(30)는, 당해 압전막이 수신한 에코파(수신파)를, 상기 양 전극 사이에 발생하는 전압인 수신 신호로 변환한다. 증폭기(64)는 당해 수신 신호를 증폭하여 출력 신호 Vout로서 출력하는 것이다. A/D 변환기(65)는 증폭된 당해 수신 신호를, 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환하는 것이다.
신호 처리부(66)는 수신 신호를 신호 처리하는 것이다. 신호 처리부(66)는 타이밍 제어부(53)가 출력하는 게이트 펄스 Vgate에 의해, 수신 신호의 소정 기간만을 잘라낸다. 신호 처리부(66)는 소정 기간의 수신 신호의 진폭 정보, 또는 소정 기간의 수신 신호의 시간 정보를, 화상 생성부(54)에 출력한다.
화상 생성부(54)는 신호 처리부(66)의 출력 신호에 기초하여, 소정 주파수에 있어서의 초음파 화상을 생성하는 것이다.
(초음파 영상 장치의 동작)
도 1을 참조하여, 초음파 영상 장치(10)의 일련의 동작에 대하여 설명한다.
주사 제어부(51)는 초음파 프로브(20)를 ＋X 방향으로 스캔해서 1 라인분의 화소를 취득한다. 주사 제어부(51)는 초음파 프로브(20)가 X 방향의 단부에 위치하고 있는 것을 검지하면, 초음파 프로브(20)를 ＋Y 방향으로 소정 피치만큼 이동시킨 다음, -X 방향으로 스캔하여, 1 라인분의 화상을 취득한다. 이것을 반복하여, 주사 제어부(51)는 소정 범위의 주사를 행한다.
영상 표시 장치(50)의 타이밍 제어부(53)는 주사 제어부(51)로부터 초음파 프로브(20)의 X 방향과 Y 방향의 주사 위치 정보를 수취하여, Y 방향의 주사 위치 정보에 기초하여 주파수 제어부(52)에 주파수를 지시하고, X 방향의 주사 위치 정보에 기초하여 송수신 장치(60)에 초음파의 송신을 지시함과 함께, 수신 신호를 신호 처리하기 위한 게이트 펄스 Vgate를 출력한다.
송수신 장치(60)는 버스트파 발신기(61)가 출력한 버스트 신호와 임펄스파 발신기(62)가 출력한 임펄스 신호 중 어느 하나를 스위치(63)에 의해 전환하여, 초음파 프로브(20)에 신호를 출력한다. 또한 송수신 장치(60)는 초음파 프로브(20)가 수신한 에코파(수신파)의 수신 신호를, 증폭기(64)로 증폭한 후, A/D 변환기(65)에 의해 디지털 신호로 변환한다. 신호 처리부(66)는 타이밍 제어부(53)로부터 입력된 게이트 펄스 Vgate에 기초하여, 수신 신호(디지털 신호)를 신호 처리하여, 영상 표시 장치(50)에 출력한다.
영상 표시 장치(50)는 주사 제어부(51)가 취득한 주사 위치의 정보를 화소 위치로 하고, 송수신 장치(60)가 신호 처리한 수신 신호의 정보를 화소의 휘도 정보로 하여, 피검체(120)의 내부 구조를 화상화하여 표시한다. 피검체(120)의 내부를 나타내는 초음파 화상은, 수신 신호의 진폭 정보에 의한 것이라도, 수신 신호가 소정 진폭 이상이 되는 시간의 정보에 의한 것이라도 된다.
도 2는, 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치의 주사 방법을 나타내는 도면이다.
여기에서는, 초음파 영상 장치(10)의 일부로서, X축 스캐너(71)와, Y축 스캐너(72)와, 초음파 프로브(20)만이 도시되어 있다.
X축 스캐너(71)는 Y축 스캐너(72)를 ±X 방향으로 이동시키는 것이다. Y축 스캐너(72)는 초음파 프로브(20)를 ±Y 방향으로 이동시키는 것이다.
초음파 프로브(20)는 원통형으로, 선단부에 압전 소자(30)(도 1)를 구비하고, 또한 인코더(21)(도 1)를 구비하고 있다. 초음파 프로브(20)는 수조(100)에 채워진 물(110)에 침지되어, 피검체(120)의 상부 Z 방향으로 소정의 거리를 두고 대향하도록 배치되어 있다.
(제1 실시 형태의 동작)
도 3의 (a), (b)는 제1 실시 형태에 있어서의 송신 주파수의 변경 방법을 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)는 주파수 f1[Hz]의 버스트 신호의 예이다.
송수신 장치(60)는 주파수 f1[Hz]에서 펄스수가 3인 버스트 신호(전기 신호)를 출력한다. 압전 소자(30)는 당해 전기 신호에 의해, 주파수 f1[Hz]에서 펄스수가 3인 초음파 신호를 출력한다. 이에 의해, 송수신 장치(60)는 초음파의 주파수를 제어하고, 따라서 초음파를 전기 신호로 변환한 수신 신호의 주파수를 제어할 수 있다.
도 3의 (b)는 주파수 f2[Hz]의 버스트 신호의 예이다.
송수신 장치(60)는 주파수 f2[Hz]에서 펄스수가 6인 버스트 신호(전기 신호)를 출력한다. 압전 소자(30)는 당해 전기 신호에 의해, 주파수 f2[Hz]에서 펄스수가 6인 초음파 신호를 출력한다. 이에 의해, 송수신 장치(60)는 초음파의 주파수를 제어하고, 따라서 초음파를 전기 신호로 변환한 수신 신호의 주파수를 제어할 수 있다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 제1 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치의 동작예를 나타내는 도면이다.
도 4의 (a)는 초음파 영상 장치(10)의 초음파 프로브(20)와 피검체(120)를 나타내는 도면이다.
피검체(120)는 표면(120s)과 측정 경계면(120f)을 구비하고 있다. 초음파는, 초음파 프로브(20)로부터 발신되면, 표면(120s)과 측정 경계면(120f)에서 반사되어 에코파를 생성하고, 다시 초음파 프로브(20)의 압전 소자(30)로 수신된다.
도 4의 (b)는 압전 소자(30)의 출력 전압에 있어서의 초음파와 에코파의 관계를 나타내는 도면이다. 도면의 횡축은, 공통되는 시각을 나타내고 있다. 도면의 종축은, 압전 소자(30)의 센서 신호를 증폭기(64)로 증폭한 출력 신호 Vout의 전압을 나타내고 있다.
시각 0에 있어서의 3개의 펄스는, 초음파 프로브(20)에 초음파를 발신시키기 위한 버스트파이다.
시각 ts에 있어서의 3개의 펄스는, 초음파 프로브(20)가 수신한 에코파에 대응한 수신 신호이다. 이 에코파는, 상기한 표면(120s)에서 반사된 것이다.
시각 tf에 있어서의 3개의 펄스는, 초음파 프로브(20)가 수신한 에코파에 대응한 수신 신호이다. 이 에코파는, 상기한 측정 경계면(120f)에서 반사된 것이다.
도 4의 (c)는 에코파를 추출하기 위한 게이트 펄스 Vgate를 나타내는 도면이다. 도면의 횡축은, 공통되는 시각을 나타내고 있다. 도면의 종축은, 게이트 펄스 Vgate의 전압을 나타내고 있다.
게이트 펄스 Vgate는, 시각 t1 내지 t2에 있어서 온(ON)하고, 시각 t1 이전과, 시각 t2 이후에 있어서 오프(OFF)하고 있다. 도 4의 (b)에 나타내는 압전 소자(30)의 출력 신호 Vout 중, 게이트 펄스 Vgate가 온이 되어 있을 때의 신호를 취출하고, 당해 신호의 진폭을 취출함으로써, 측정 경계면(120f)의 상태를 가시화할 수 있다.
(초음파 화상에 의한 검사 방법)
도 1을 적절히 참조하여, 제2 실시 형태의 영상 표시 장치의 동작을 설명한다.
피검체(120)의 초음파 검사를 행하는 데 있어서, 오퍼레이터는 피검체(120)를 수조(100)의 저부에 설치한다.
오퍼레이터는 피검체(120)의 목적으로 하는 측정 경계면(120f)을 명확화하기 위해, 임펄스 신호에 의한 초음파 화상을 취득한다.
오퍼레이터는 임펄스 신호에 의한 피검체(120)의 초음파 화상을 참조하여 측정 경계면(120f)의 에코 간격을 확인하고, 버스트 신호의 파수 n과 주파수 fx 및 게이트 펄스 Vgate를 온으로 하는 타이밍을 설정한다. 버스트 신호의 파수 n이 너무 많으면 Z 방향의 해상도가 저하될 우려가 있고, 파수 n이 너무 작으면 초음파의 주파수 성분이 원하는 주파수 성분 이외의 것을 포함해 버릴 우려가 있다. 버스트 신호의 주파수 fx가 높을수록, 초음파의 초점을 작게 하여 화상의 해상도를 향상시킬 수 있지만, 물(110) 및 피검체(120)의 내부에 있어서의 감쇠에 의해, 화상의 신호에 대한 잡음비가 악화되어 버릴 우려가 있다.
오퍼레이터는 또한, 초음파 프로브(20)에 출력하는 신호를, 임펄스 신호로부터 버스트 신호로 전환하여, 도 5에 나타내는 주파수 가변 화상(130)의 생성 처리를 행하고, 당해 주파수 가변 화상(130)에 기초하여 최적의 주파수 fo를 결정한다.
오퍼레이터는, 결정한 최적의 주파수 fo의 버스트 신호에 의한 초음파 화상을 취득하고, 피검체(120)의 측정 경계면(120f)의 최적의 초음파 화상으로 하고, 이 피검체(120)의 내부 결함 등을 평가한다.
도 5는, 제1 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상의 생성 처리를 나타내는 도면이다.
주파수 가변 화상(130)의 생성 처리를 개시하면, 스텝 S1O 내지 S22에 있어서, 영상 표시 장치(50)는 모든 주파수 f1 내지 f6에 대하여 처리를 반복한다.
스텝 S11에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 주사 제어부(51)는 소정의 Y 방향의 주사 범위(라인)에 대하여 반복한다. 이 소정의 Y 방향의 주사 범위란, 각 주파수마다 Y 방향의 라인수이다.
스텝 S12에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 주사 제어부(51)는 Y 방향의 홀수 라인인지 여부를 판단한다. 주사 제어부(51)는 당해 판단 조건이 성립되면(예), 스텝 S13의 처리를 행하고, 판단 조건이 성립되지 않으면(아니오), 스텝 S14의 처리를 행한다.
스텝 S13에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 주사 제어부(51)는 ＋X 방향으로 초음파 프로브(20)를 주사하고, 스텝 S15의 처리를 행한다.
스텝 S14에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 주사 제어부(51)는 -X 방향으로 초음파 프로브(20)를 주사한다.
스텝 S15에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 주사 제어부(51)는 X 방향 위치를 판단한다. 주사 제어부(51)는 X 방향 위치가 소정 위치에 달하기 전이면 스텝 S15의 판단을 반복하고, X 방향 위치가 소정의 화소 위치이면 스텝 S16의 처리를 행하고, X 방향 위치가 X 방향의 종단부이면 스텝 S19의 처리를 행한다.
스텝 S16에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 타이밍 제어부(53)는 당해 주파수의 초음파를 송수신하도록 제어한다. 즉, 타이밍 제어부(53)는 주파수 제어부(52)와 버스트파 발신기(61)를 거쳐, 당해 주파수의 버스트 신호를 출력하고, 스위치(63)를 버스트파 발신기(61)의 출력측으로 전환하여, 당해 버스트 신호를 압전 소자(30)에 출력하도록 제어한다. 이에 의해, 압전 소자(30)는 당해 주파수의 초음파를 송신하고, 당해 주파수의 에코파(반사파)를 수신하여, 수신 신호로 변환한다. 수신 신호는 증폭기(64)에 의해 증폭되고, A/D 변환기(65)에 의해 디지털 신호로 변환되어, 신호 처리부(66)에 입력된다.
스텝 S17에 있어서, 송수신 장치(60)의 신호 처리부(66)는 수신 신호를 신호 처리한다. 신호 처리부(66)는 게이트 펄스 Vgate에 기초하여 수신 신호를 취출하고, 그 수신 신호의 진폭 정보, 또는 그 수신 신호가 소정값의 진동을 개시했을 때의 시간 정보를 화상 생성부(54)에 출력한다.
스텝 S18에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 화상 생성부(54)는 당해 위치의 화소를 산출하고, 스텝 S12의 처리로 복귀한다.
스텝 S19에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 주사 제어부(51)는 ＋Y 방향으로 소정 피치만큼 초음파 프로브(20)를 이동한다.
스텝 S20에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 주사 제어부(51)는 소정의 Y 방향의 주사 범위(라인)에 대하여 반복하였는지 여부를 판단한다. 주사 제어부(51)는 당해 판단 조건이 성립되지 않으면, 스텝 S11의 처리로 복귀한다.
스텝 S21에 있어서, 영상 표시 장치(50)는 모든 주파수 f1 내지 f6에 대하여 반복하였는지 여부를 판단한다. 영상 표시 장치(50)는 당해 판단 조건이 성립되지 않으면, 스텝 S1O의 처리로 복귀한다.
스텝 S22에 있어서, 영상 표시 장치(50)는 초음파의 각 주파수와, 각 주파수로 스캔한 화상 라인을 대비 가능하게 주파수 가변 화상(130)에 표시한다.
도 6은, 제1 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상의 예를 나타내는 도면이다. 도면의 우측 방향은 ＋X 방향을 나타내고 있다. 도면의 하부 방향은 ＋Y 방향을 나타내고 있다.
초음파 영상 장치(10)는 압전 소자(30)에 출력하는 신호를, 주파수 f1의 버스트파로 설정한다. 또한 초음파 영상 장치(10)는 초음파 프로브(20)를 우측 상단부로 이동시킨 다음, ＋X 방향인 도면의 우측 방향으로 주사한다. 초음파 영상 장치(10)는 초음파 프로브(20)의 위치가 ＋X 방향의 종단부인 것을 검출하면, 초음파 프로브(20)를 Y 방향으로 소정 피치만큼 이동시킨 후, -X 방향인 도면의 좌측 방향으로 주사한다. 초음파 영상 장치(10)는 이것을 소정 횟수만큼 반복하여, 소정의 Y 라인의 화소를 취득함으로써, 주파수 f1의 화상 부분을 취득한다.
초음파 영상 장치(10)는 압전 소자(30)에 출력하는 신호를, 주파수 f2의 버스트파로 설정하고, 소정의 Y 라인의 화소를 취득함으로써, 주파수 f2의 화상 부분을 취득한다. 이하, 초음파 영상 장치(10)는 이것을 주파수 f3 내지 f6에 대하여 반복한다.
주파수 가변 화상(130)은 위에서부터 차례로, 주파수 f1에서 검사한 영역과, 주파수 f2에서 검사한 영역과, 주파수 f3에서 검사한 영역과, 주파수 f4에서 검사한 영역과, 주파수 f5에서 검사한 영역과, 주파수 f6에서 검사한 영역을 구비하고 있다. 각 주파수에 의해 검사한 영역의 우측에는, 검사한 주파수가 기호로 표시되어 있다.
도 6에 의하면, 이들의 영역 중, 주파수 f3에서 검사한 영역이 가장 양호한 화상이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 도 6의 경우에는, 주파수 f3을 설정하여, 당해 피검체(120)를 다시 화상화함으로써, 가장 양호한 화상을 단시간에 생성할 수 있다.
(제1 실시 형태의 효과)
이상 설명한 제1 실시 형태에서는, 다음의 (A) 내지 (C)와 같은 효과가 있다.
(A) 초음파 영상 장치(10)는 단일의 초음파 프로브(20)를 사용한 1회의 측정에 의해, 초음파의 주파수를 가변시킨 화상을 취득할 수 있다.
(B) 초음파 영상 장치(10)는, 단계적으로 주파수를 바꾸어 1매의 화상으로 하여 가시화할 수 있다. 이에 의해, 오퍼레이터는 검사에 최적의 주파수 fo를 시각적으로 판단할 수 있다.
(C) 오퍼레이터는, 최적의 주파수 fo를 쉽게 판단할 수 있다. 따라서, 초음파 영상 장치(10)는 이 최적의 주파수 fo를 이용한 분해능이 높은 화상을 단시간에 생성할 수 있다.
(제2 실시 형태의 구성)
도 7은, 제2 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
제2 실시 형태의 초음파 영상 장치(10A)는, 수신 신호에 대역 통과 필터(67)를 달아서, 소정의 주파수 성분을 취출하는 것이다.
제2 실시 형태의 초음파 영상 장치(10A)는, 제1 실시 형태의 초음파 영상 장치(10)(도 1)와는 다른 영상 표시 장치(50A)와, 송수신 장치(60A)를 구비하고 있고, 그 이외는 마찬가지로 구성되어 있다.
제2 실시 형태의 영상 표시 장치(50A)는, 제1 실시 형태의 영상 표시 장치(50)(도 1)와는 다른 주파수 제어부(52A)를 구비하고 있다. 주파수 제어부(52A)에는 주사 제어부(51)의 출력측이 접속되어 있다. 주파수 제어부(52A)의 출력측에는, 후기(後記)하는 송수신 장치(60A)의 대역 통과 필터(67)가 접속되어 있다.
주파수 제어부(52A)는 수신 신호의 주파수를, 초음파 프로브(20)의 주사 위치에 따른 소정 주파수로 제어하는 것이다.
제2 실시 형태의 송수신 장치(60A)는 제1 실시 형태의 송수신 장치(60)와는 달리, 버스트파 발신기(61)와 스위치(63)를 구비하고 있지 않고, 그 대신에 대역 통과 필터(67)를 구비하고 있다. 대역 통과 필터(67)에는, A/D 변환기(65)의 출력측이 접속되어 있다. 대역 통과 필터(67)의 출력측에는 신호 처리부(66)가 접속되어 있다. 대역 통과 필터(67)에는 또한, 주파수 제어부(52A)의 출력측이 접속되어 있다. 대역 통과 필터(67)는 수신 신호의 통과 대역을, 초음파 프로브(20)의 주사 위치에 따른 소정 대역으로 제어하고, 따라서 수신 신호의 주파수를 소정 주파수로 제어하는 것이다.
(제2 실시 형태의 동작)
도 7을 적절히 참조하여, 제2 실시 형태의 영상 표시 장치의 동작을 설명한다.
피검체(120)의 초음파 검사를 행하는 데 있어서, 오퍼레이터는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 피검체(120)를 수조(100)의 저부에 설치한다.
오퍼레이터는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 피검체(120)의 목적으로 하는 측정 경계면(120f)을 명확화하기 위해, 임펄스 신호에 의한 초음파 화상을 취득한다. 이때, 대역 통과 필터(67)는 모든 주파수를 통과시키도록 설정한다.
오퍼레이터는, 임펄스 신호에 의한 피검체(120)의 초음파 화상을 참조하여 측정 경계면(120f)의 에코 간격을 확인하고, 게이트 펄스 Vgate를 온으로 하는 타이밍을 설정하고, 다시 수신 신호의 통과 대역의 주파수 f1 내지 f6을 설정한다.
오퍼레이터는 또한, 도 8에 나타내는 주파수 가변 화상(130)의 생성 처리를 행하고, 당해 주파수 가변 화상(130)에 기초하여 최적의 주파수 fo를 결정한다.
오퍼레이터는, 결정한 최적의 주파수 fo에 의한 초음파 화상을 취득하고, 피검체(120)의 측정 경계면(120f)의 최적의 초음파 화상으로 하고, 이 피검체(120)의 내부 결함 등을 평가한다.
도 8은, 제2 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상의 생성 처리를 나타내는 도면이다.
주파수 가변 화상(130)의 생성 처리를 개시한 다음, 스텝 SlO 내지 S15의 처리는, 도 5에 나타내는 스텝 S10 내지 S15의 처리와 마찬가지이다.
스텝 S16A에 있어서, 영상 표시 장치(50)의 타이밍 제어부(53)는 임펄스파의 초음파를 송수신하도록 제어한다. 즉, 타이밍 제어부(53)는 임펄스파 발신기(62)를 통해, 임펄스 신호를 압전 소자(30)에 출력하도록 제어한다. 이에 의해, 압전 소자(30)는 광대역의 주파수를 갖는 초음파를 송신하고, 당해 초음파의 에코파를 수신하고, 수신 신호로 변환한다. 수신 신호는, 증폭기(64)에 의해 증폭되고, A/D 변환기(65)에 의해 디지털 신호로 변환되어서, 대역 통과 필터(67)에 입력된다.
스텝 S17A에 있어서, 송수신 장치(60)의 대역 통과 필터(67)는 주파수 제어부(52A)의 출력 신호에 기초하여, 수신 신호에, 당해 주파수를 통과 대역으로 하는 대역 통과 필터 처리를 더한다. 신호 처리부(66)는 게이트 펄스 Vgate에 기초하여, 대역 통과 필터(67)가 처리한 수신 신호를 신호 처리한다. 이에 의해, 영상 표시 장치(50)는 수신 신호의 주파수를 제어할 수 있다.
스텝 S18 내지 S22의 처리는, 제1 실시 형태의 스텝 S18 내지 S22의 처리(도 5)와 마찬가지이다.
(제2 실시 형태의 효과)
이상 설명한 제2 실시 형태에서는, 다음의 (D)와 같은 효과가 있다.
(D) 대역 통과 필터(67)에 의해, 수신 신호의 통과 대역을 제어하고 있으므로, 버스트파 발신기(61) 등의 새로운 하드웨어를 마련하지 않고, 주파수 가변 화상(130)을 얻을 수 있다.
(제3 실시 형태의 구성)
도 9는, 제3 실시 형태에 있어서의 초음파 영상 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
제3 실시 형태의 초음파 영상 장치(10B)는, 자동으로 최적의 초음파의 주파수 fo를 판단하여, 당해 주파수 fo에 의한 초음파 화상을 취득하는 것이다.
제3 실시 형태의 초음파 영상 장치(10B)는, 제1 실시 형태의 초음파 영상 장치(10)(도 1)와는 다른 영상 표시 장치(50B)를 구비하고 있고, 그 이외는 마찬가지로 구성되어 있다.
제3 실시 형태의 영상 표시 장치(50B)는, 제1 실시 형태의 영상 표시 장치(50)(도 1) 외에, 또한 초음파 화상의 콘트라스트값을 산출하는 콘트라스트 산출부(56)와, 최적 주파수 조정 처리부(55)를 구비하고 있고, 그 이외는 마찬가지로 구성되어 있다.
최적 주파수 조정 처리부(55)는 주사 제어부(51) 등을 제어하여, 피검체(120)의 초음파 화상을 평가하고, 초음파의 최적의 주파수 fo를 자동으로 검출하고, 당해 검출한 주파수 fo의 초음파 화상을 취득하는 것이다.
콘트라스트 산출부(56)는, 취득한 초음파 화상의 콘트라스트값을 산출하는 것이다. 콘트라스트값이란, 최대의 백색 휘도값을 흑색 휘도값으로 나누어 얻게 된 값을 말한다. 최적 주파수 조정 처리부(55)는 각 초음파 화상의 콘트라스트값이 가장 높은 화상을 최적의 화상이라 판단하여, 그 경우에 있어서의 초음파의 주파수 fo를 자동으로 검출하고 있다.
(제3 실시 형태의 동작)
도 7을 적절히 참조하여, 제3 실시 형태의 영상 표시 장치의 동작을 설명한다.
피검체(120)의 초음파 검사를 행하는 데 있어서, 오퍼레이터는 피검체(120)를 수조(100)의 저부에 설치한다.
오퍼레이터는 피검체(120)의 목적으로 하는 측정 경계면(120f)을 명확화하기 위해서, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 임펄스 신호에 의한 초음파 화상을 취득한다.
오퍼레이터는 제1 실시 형태와 마찬가지로, 임펄스 신호에 의한 피검체(120)의 초음파 화상을 참조하여 측정 경계면(120f)의 에코 간격을 확인하고, 게이트 펄스 Vgate를 온으로 하는 타이밍을 설정하고, 또한 버스트 신호의 파수 n과 주파수 f1 내지 f6을 설정한다. 버스트 신호의 파수 n이 너무 많으면 Z 방향의 해상도가 저하될 우려가 있고, 파수 n이 너무 작으면 초음파의 주파수 성분이 원하는 주파수 성분 이외의 것을 포함해 버릴 우려가 있다. 버스트 신호의 주파수 f1 내지 f6이 높을수록, 초음파의 초점을 작게 하여 화상의 해상도를 향상시킬 수 있지만, 피검체(120)의 내부에 있어서의 감쇠에 의해, 화상의 신호 대 잡음비가 악화되어 버릴 우려가 있다.
오퍼레이터는 또한, 초음파 프로브(20)에 출력하는 신호를, 임펄스 신호로부터 버스트 신호로 전환하고, 도 10에 나타내는 최적 주파수 조정 처리를 행하고, 피검체(120)의 측정 경계면(120f)의 최적의 초음파 화상을 취득하여, 이 피검체(120)의 내부 결함 등을 평가한다.
도 10은, 제3 실시 형태에 있어서의 최적 주파수 조정 처리를 나타내는 도면이다.
최적 주파수 조정 처리를 개시하면, 스텝 S30 내지 S33에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)의 최적 주파수 조정 처리부(55)는 모든 주파수에 대하여 반복한다. 여기서, 모든 주파수라 함은, 당해 처리에 있어서 조정 범위로 하는 주파수의 모든 것을 말한다.
스텝 S31에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)는, 당해 주파수에 의한 일부 영역의 화상화 처리(도 11)를 행한다. 이에 의해, 초음파 영상 장치(10B)는 당해 주파수에 의한 초음파 화상을 생성할 수 있다. 이 일부 영역이라 함은, 예를 들어 화상 중앙부의 폭 1/4 또한 높이 1/4인 영역이다. 초음파 영상 장치(10B)는, 일부 영역만을 화상화하여 최적의 주파수 fo를 검출하므로, 단시간에 최적의 주파수 fo를 판단할 수 있다.
스텝 S32에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)의 콘트라스트 산출부(56)는 당해 주파수에 의한 초음파 화상의 콘트라스트값을 산출한다.
스텝 S33에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)의 최적 주파수 조정 처리부(55)는 모든 주파수에 대하여 반복하였는지 여부를 판단한다. 최적 주파수 조정 처리부(55)는 당해 판단 조건이 성립되지 않으면, 스텝 S30의 처리로 복귀한다.
스텝 S34에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)의 최적 주파수 조정 처리부(55)는 가장 콘트라스트값이 높은 화상이 얻어진 주파수를 특정한다. 최적 주파수 조정 처리부(55)는 콘트라스트 산출부(56)에 의해 각 초음파 화상의 콘트라스트값을 평가하고, 콘트라스트값을 최대화하도록 초음파의 주파수를 최적화하고 있다.
스텝 S35에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)의 최적 주파수 조정 처리부(55)는 특정한 주파수에 의한 전체 영역의 화상화 처리(도 11)를 행하고, 도 10의 처리를 종료한다.
도 11은, 제3 실시 형태에 있어서의 화상화 처리를 나타내는 도면이다.
제3 실시 형태의 화상화 처리는, 스텝 S31과 스텝 S35에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)의 최적 주파수 조정 처리부(55)에 의해 호출되는 처리이다. 스텝 S31에 있어서, 최적 주파수 조정 처리부(55)는 전체 화상의 일부 영역을 화상화 대상으로서 지정하고, 당해 화상화 처리를 행한다. 스텝 S35에 있어서, 최적 주파수 조정 처리부(55)는 전체 화상을 화상화 대상으로서 지정하고, 당해 화상화 처리를 행한다.
화상화 처리를 개시하면, 스텝 S11B 내지 스텝 S20B에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)는, 지정된 Y 방향의 주사 범위(라인)에 대하여 처리를 반복한다. 여기서 지정된 Y 방향이란, 상위 처리(스텝 S31, S35)에 의해 지정된 범위를 말한다.
스텝 S12 내지 S19의 처리는, 제1 실시 형태에 있어서의 스텝 S12 내지 S19의 처리와 마찬가지이다.
스텝 S20B에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)는 지정된 Y 방향의 주사 범위(라인)에 대하여 처리를 반복하였는지 여부를 판단한다. 초음파 영상 장치(10B)는, 당해 판단 조건이 성립되지 않으면, 스텝 S11B의 처리로 복귀한다.
스텝 S23에 있어서, 초음파 영상 장치(10B)의 화상 생성부(54)는 산출한 모든 화소에 기초하여, 초음파 화상을 생성하고, 도 11의 처리를 종료한다. 여기에서 모든 화소라 함은, 당해 화상화 처리의 상위 처리에 의해 지정된 모든 화소를 말한다.
(제3 실시 형태의 효과)
이상 설명한 제3 실시 형태에서는, 다음의 (E), (F)와 같은 효과가 있다.
(E) 초음파 영상 장치(10B)는, 초음파 화상의 콘트라스트값에 의해, 최적의 검사 화상인지 여부를 자동으로 판단하고 있다. 이에 의해, 오퍼레이터의 처리와 판단의 수고를 줄일 수 있다.
(F) 오퍼레이터의 숙련도에 상관없이 객관적인 정량 지표에 의해, 최적의 초음파의 주파수를 기계적으로 판단할 수 있다.
(변형예)
본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경 실시가 가능하며, 예를 들어 다음의 (a) 내지 (g)와 같은 것이 있다.
(a) 상기 실시 형태는, 본 발명을, 단일 초점형의 초음파 센서[초음파 프로브(20)]를 구비한 초음파 영상 장치(10, 10A, 10B)에 적용한 예이다. 그러나 이것에 한정되지 않으며, 본 발명은 어레이형의 초음파 센서[초음파 프로브(20)]를 구비한 초음파 영상 장치에 적용해도 된다.
(b) 상기 실시 형태는, 초음파 프로브(20)에 의해, 초음파를 송신하고, 피검체(120)에서 반사된 에코파(초음파)를 수신하여 수신 신호로 변환하고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 송신용의 초음파 프로브와 수신용의 초음파 프로브를 설치하고, 그 중앙부에 피검체를 배치해도 된다. 이에 의해, 피검체에 의해 반사, 산란, 굴절된 초음파를 수신하여 수신 신호로 변환하여, 초음파 화상을 생성할 수 있다.
(c) 제3 실시 형태는, 콘트라스트값에 의해 최적의 화상을 판단하고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 초음파 영상 장치(10)는 화상의 고주파 성분을 평가하는 고주파 성분 평가부를 구비하고, 당해 고주파 성분을 최대화하도록 초음파의 주파수를 최적화해도 된다.
(d) 상기 실시 형태의 초음파 영상 장치(10)가 대상으로 하는 피검체(120)는, 예를 들어 반도체나 집적 회로 등이다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 비파괴 시험을 행하는 일반적인 초음파 영상 장치나, 의료용의 초음파 진단 장치 등에 적용해도 된다.
(e) 상기 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상(130)은 단계적으로 주파수를 변화시켜서 취득한 초음파 화상이다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 초음파 영상 장치는, 연속적으로 주파수를 변화시켜서 취득한 초음파 화상을 주파수 가변 화상으로 해도 된다.
(f) 상기 실시 형태에 있어서의 주파수 가변 화상(130)은 우측에 주파수를 기호로 표시하고 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 주파수 가변 화상은 주파수를 수치로 표시해도 된다.
(g) 상기 실시 형태에 있어서의 주파수의 가변 방법에 한정되지 않으며, 펄스수를 고정하여, 펄스마다 주파수를 변경해 가는 방법이나, 펄스수와 주파수의 조합을 등록하고, 그 조합을 차례로 선택하여 변경해 가는 방법이라도 된다. 이에 의해, 피검체의 재질이나 구조에 맞는 최적의 주파수의 변경 방법이나, 펄스와 주파수의 조합을 선택할 수 있다.
10, 10A, 10B : 초음파 영상 장치(측정 주파수 가변 초음파 영상 장치)
20 : 초음파 프로브
21 : 인코더
30 : 압전 소자
50, 50A, 50B : 영상 표시 장치
51 : 주사 제어부
52, 52A : 주파수 제어부
53 : 타이밍 제어부
54 : 화상 생성부
55 : 최적 주파수 조정 처리부(주파수 최적화부)
56 : 콘트라스트 산출부(주파수 최적화부)
60, 60A : 송수신 장치
61 : 버스트파 발신기
62 : 임펄스파 발신기
63 : 스위치
64 : 증폭기
65 : A/D 변환기
66 : 신호 처리부
67 : 대역 통과 필터(주파수 제어부)
70 : 메카니즘 제어 장치(스캐너)
71 : X축 스캐너(스캐너)
72 : Y축 스캐너(스캐너)
100 : 수조
110 : 물
120 : 피검체
120s : 표면
120f : 측정 경계면
130 : 주파수 가변 화상

Claims (8)

  1. 피검체에 초음파를 송신하고, 상기 피검체로부터 반사, 산란, 굴절된 초음파를 수신하여 수신 신호를 출력하는 압전 소자를 구비한 초음파 프로브와,
    상기 초음파 프로브를 소정의 주사 위치에 주사하는 스캐너와,
    상기 수신 신호의 주파수를, 상기 주사 위치에 따른 소정 주파수로 제어하는 주파수 제어부와,
    상기 수신 신호를 신호 처리하는 신호 처리부와,
    상기 신호 처리부의 출력 신호에 기초하여, 상기 소정 주파수의 초음파 화상을 생성하는 화상 생성부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주파수 제어부는, 상기 압전 소자가 송신하는 초음파의 주파수를 제어함으로써, 상기 수신 신호의 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주파수 제어부는, 상기 압전 소자에 상기 소정 주파수의 버스트 신호를 출력하는 버스트파 발신기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주파수 제어부는, 상기 수신 신호의 통과 대역을 제어함으로써, 상기 수신 신호의 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 주파수 제어부는, 상기 초음파의 상기 소정 주파수를 상기 주사 위치에 따라서 제어하고, 상기 화상 생성부는, 생성된 상기 초음파 화상 위에 상기 주사 위치에 따른 상기 소정 주파수를 표시하는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 피검체의 초음파 화상을 평가하여, 상기 초음파의 주파수를 최적화하는 최적 주파수 조정 처리부를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 최적 주파수 조정 처리부는, 상기 피검체의 초음파 화상의 콘트라스트를 산출하는 콘트라스트 산출부를 구비하고, 상기 콘트라스트를 최대화하도록 상기 초음파의 주파수를 최적화하는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 최적 주파수 조정 처리부는, 상기 피검체의 초음파 화상의 고주파 성분을 산출하는 고주파 성분 산출부를 구비하고, 상기 고주파 성분을 최대화하도록 상기 초음파의 주파수를 최적화하는 것을 특징으로 하는, 측정 주파수 가변 초음파 영상 장치.
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