DE2618178A1

DE2618178A1 - Ultraschallsende- und empfangsgeraet

Info

Publication number: DE2618178A1
Application number: DE19762618178
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Iinuma; Einoshin Itamura; Kinya Takamizawa
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1975-04-25
Filing date: 1976-04-26
Publication date: 1976-11-04
Also published as: JPS51124915A; GB1547608A; JPS5610058B2; US4075598A; DE2618178B2

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL, KERN, FEILER & HÄNZEE^{1 81 7}

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND

TELEX: 05 29 802 HNKL D F DI Ϊ A R D-SCHMTD-STR A SSF "7 WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-85111

TELEFON: (089) 663197. 66 30 9! - 92 foln xZ rui.« DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914

TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN ^⁸⁰⁰⁰ MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 1621 47 -

Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd.,
Kawasaki-shi, Japan

26. April 1976

' Ultraschallsende- und Empfangsgerät

Die Erfindung betrifft ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät, welches derart ausgelegt ist, daß die von mehreren elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen in Linearform abgetastet werden können und in einer Sektorform innerhalb eines Sichtfeldbereiches abgelegt werden können.

Indem man Ultraschallimpulsstrahlen, die von elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendet werden, die Möglichkeit gibt, in einen Gegenstand einzudringen, der geprüft werden soll, und indem man die zurückgewonnenen Echos von denjenigen Abschnitten des Gegenstandes auffängt, die eine unterschiedliche akustische Impedanz besitzen, läßt sich der innere Zustand des Gegenstandes aus den resultierenden Empfangssignalen in Erfahrung bringen. Indem man diesen

609845/0817 -2-

Vorgang hinsichtlich jedes Abschnittes des Gegenstandes ausführt, läßt sich der gesamte innere Zustand des Gegenstandes in Erfahrung bringen. Dieses Verfahren ist bekannt als Ultraschallwellen-Tomographie.

Üblich sind verschiedene Gerätetypen als Ultraschallwellen aussendende und empfangende Geräte ausgelegt und ebenso für Abtastfunktionen ausgelegt und werden für die Durchführung der erwähnten Ultraschallwellen-Tomographie eingesetzt . Es ist beispielsweise ein Ultraschallwellen sendendes und empfangendes Gerät mit einer Anzahl von ausreichend kleinen elektroakustischen Wandlerelementen bekannt, die zu einem früheren Zeitpunkt auf der gleichen flachen Ebene in einer linearen Form angeordnet wurden und so ausgelegt sind, daß eine vorgeschriebene Zahl von Wandlerelementen gleichzeitig in ihrer Anordnungsrichtung erregt werden können und auch eins nach dem anderen im elektrischen Sinn verscho-ben erregt werden können. Dieser Gerättyp ist jedoch mit Nachteilen behaftet, da der Intervall zwischen den Ultraschallstrahlen, die die Möglichkeit erhalten, in den Gegenstand einzudringen und innerhalb des Sichtfeldbereiches fallen, im wesentlichen der gleiche ist als derjenige Intervall zwischen den angeordneten elektroakustischen'Wandlerelementen, wobei eine Anzahl von kleinen elektroakustischen Wandleielementen sehr dicht angeordnet werden mußj um die Auflösung des Gerätes zu erhöhen, was jedoch zu Herstellungsschwierigkeiten einer elektroakustischen Wandlerelementanordnung führt und gleichzeitig zu einer Erhöhung der Leitungszahlen, Schalter usw. führt, die an der Anordnung vorgesehen werden müssen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät zu schaffen, welches die Möglichkeit bietet, durch Ultraschallstrahlen einen photographischen Gegenstand innerhalb eines Sichtfeldbereiches in

60984 5/0817

-5-

Intervallen abzutasten, von denen Jeder kleiner ist als derjenige zwischen den elektroakustischen Wandlerelementen, wobei gleichzeitig nicht nur die Zahl der elektroakustischen Wandlerelemente, der Leitungen, der Schalter usw. vermindert werden soll, sondern auch die verwendeten Schaltungen vereinfacht werden sollen und darüberhinaus die Auflösung des Gerätes erhöht werden soll.

In einer Hinsicht schafft die vorliegende Erfindung ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät, welches eine Zahl N von elektroakustisehen Wandlerelementen besitzt, die auf einer flachen Ebene angeordnet sind, mit einer selektiven Verbindungseinrichtung, um aufeinanderfolgend jedes einer Zahl M (M ■< N) von elektroakustischen Wandlerelementen zum Senden von Ultraschallwellen zu erregen, mit einer Einrichtung zum Ablenken des Ultraschallstrahls, der von der Anzahl M der elektroakustischen Wandlerelemente ausgesendet wurde, und zwar durch relative Verzögerung der der Anzahl M der Elemente zugeführten Eingangsgrößen, so daß die von den jeweiligen elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen im ivesentliehen in einem solchen Ausmaß abgelenkt und abgetastet werden können, so daß sie sich nicht innerhalb eines Hauptbereiches des Sichtfeldes gegeneinander schneiden; mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der aus dem Sichtfeldbereich reflektierten und empfangenen Ultraschallwelle, und mit Mitteln für die Darstellung von Bildern in Abhängigkeit von dem durch die zuletzt genannte Vorrichtung erzeugten elektrischen Signal, und zwar unter Anwendung von gleichen Abstand aufweisenden und parallelen Abtastzeilen.

Darüberhinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät, welches eine Vielzahl von

-4-609845/0817

elektroaicus tischen Wand lere lementen besitzt, die auf einer flachen Ebene linear angeordnet sind, mit einer Einrichtung für die selektive Verzögerung eines elektrischen Sendesignals, welches den genannten elektroakustischen Wandlerelementen zugeleitet wird, so daß die von den jeweiligen elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen im wesentlichen bis zu einem solchen Ausmaß abgelenkt und abgetastet werden können,daß innerhalb eines Hauptbereiehes des Sichtfeldes keine Überschneidungen stattfinden, mit einer Einrichtung zum selektiven Verbinden des elektrischen Sendesignals, welches durch die Verzögerungseinrichtung geleitet wurde, mit einer ausgewählten ,Anzahl von benachbarten Elementen der Vielzahl der elektroakustischen Wandlerelemente, mit Empfängermitteln mit einem Empfänger zum Empfangen der von einem Gegenstand innerhalb des Sichtfeldbereiches reflektierten Ultraschallstrahls, und zwar über die elektroakustischen Wandlerelemente, um ein Empfangssignal zu erzeugen, weiter eine Verzögerungseinrichtung zum Verzögern der von den jeweiligen elektroakustischen Wandlerelementen erhaltenen Empfangssignale, und zwar um die gleiche Verzögerungszeit wie diejenige beim Sendebetrieb, und Mittel für die Darstellung eines Bildes oder Abbildung des Gegenstandes in Abhängigkeit von einem elektrischen Empfangssignal aus dem Empfänger, und zwar unter Verwendung von gleichem Abstand aufweisenden und parallel verlaufenden Abtastzeilen.

Im folgende!wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: ein Blockschaltbild für die Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegendenPrinzips;

-5-609845/0817

Fig. 2 und j5: Je ein Ultraschallstrahl-Sendemuster für die Erläuterung des Betriebes der Schaltung gemäß Fig. 1;

Fig. 4: ein Muster oder Schema von Abtastzeilen auf einer Darstell- oder Anzeigeeinheit, welches im wesentlichen in parallel verlaufende Abtaststr.ahlen mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung umgewandelt wurde;

Fig. 5> 6 und 7: jeweils einen Stromlaufplan mit

einer Schaltungsstruktur für die Erzeugung von horizontalen und vertikalen Ablenksignalen einer Darstell- oder Anzeigevorrichtung; und

Fig. 8: ein Blockschaltbild des Gerätes gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist der Taktimpulsgenerator C mit einem Sendeimpulsgenerator P verbunden und schickt gleichzeitig ein Steuersignal zu den Verzögerungsschaltungen D₁ bis D₁- und ebenso zu einem Schalterkreis S. Die Verzögerungsschaltungen D₁ bisD,- sind so konstruiert, daß die Länge der Verzögerungszeit des vom Sendeimpulsgenerator P eingeführten Sendeimpulses und des Empfangsimpulses über die elektroakustischen Wandlerelemente in fünf Stufen in einer spezifizierten Aufeinanderfolge in Abhängigkeit von dem Taktimpuls des Generators C variiert werden kann. Beispielsweise sei angenommen, daß die Verzögerungszeit sich zwischen 0 bis J52 nsec bewegt. Die Verzögerungsschaltungen De- bis D₁ sind so ausgelegt, daß der Sendeimpuls um die Längen von 0 nsec, 8 nsec, 16 nsec, 24 nsec und 22nsec jeweils verzögert wird. Nimmt man daher an, daß die Verzögerungsdauer der Verzögerungssohaltung D₁ auf 32 nsec eingestellt ist, so sind die Schaltungen D₂, D

-6-80984 5/0817

-D-

und D auf 24 nsec, 16 nsec, 8 nsec und O nsec eingestellt.

5
Hinsichtlich des nächsten Sendeimpulses des Generators P und des nächsten reflektierten Impulses werden die Schaltungen D₂, D-,, D^, Dc- und D₁ jeweils eingestellt auf 32 nsec, 24 nsec, 16 nsec,' 8 nsec, und 0 nsec. Auf diese Weise wird die fünf Stufen" Zeitverzögerungssteuerurg der Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dj- wiederholt durchgeführt.

Die Ausgangsgrößen der Verzögerungsschaltungen D₁ bis D₁-gelangen zum Schalterkreis S über die Anschlüsse B₁ bis Bj-. Der Schalterkreis S sendet selektiv den empfangenen Sendeimpuls in einer Anzahl N von elektroakustischen Wandlerelementen T₁, Tp, ..., T„ aus und sendet selektiv den reflektierten Impuls, der über die Elemente T₁ bis T„ empfangen wurde, zu den Verzögerungsschaltungen und ist aus einer Anzahl N von elektronischen Schaltern S₁, Sp, ..., S_n zusammengesetzt und ebenso aus einem Steuerabschnitt, der an späterer Stelle beschrieben werden soll, der derart arbeitet, daß die Schalter S₁, S₂, ..., S_n für je fünf aufeinanderfolgende Schalter, und zwar entsprechend ihrer Anordnungsrichtung in Abhängigkeit von dem Taktimpuls des Generators C eingeschaltet werden und jedesmal, wenn dieser Taktimpuls in die Schaltung S eingespeist wird, werden die Elemente elektrisch eins nach dem anderen in ihrer Anordnungsrichtung verschoben oder versetzt. Die Eingangsseiten der Schalter S₁, Sp, ..., S_n sind bei jedem fünften· Schalter klassifiziert, so daß die ganze Anordnung in fünf Gruppen eingeteilt werden kann, wobei diese Gruppen jeweils mit den Anschlüssen B₁ bis B₁- verbunden sind. Die erste Gruppe besteht aus den Schaltern S₁, Sg, S₁₁, ..., und die zweite Gruppe besteht aus S₂, S₇, S₁₂, ... .Es sei hervorgehoben, daß in Fig. 1 das Zeichen W einen Empfänger anzeigt, und zwar für den Empfang des rückkehrenden Echos von einem photographischen Objekt, welches innerhalb eines Bereiches des

-7-609845/0817

Sichtfeldes gelegen ist, wobei dieses Empfangen über die elektroakustischen Wandlerelemente T- bis T_n und die Verzögerungsschaltungen D₁ bis D,- erfolgt, um ein Reproduktionssignal zu erzeugen. Das Signal aus dem Empfänger W wird als Bild oder Abbildung auf einer Anzeigevorrichtung DP dargestellt, und zwar so wie bei einer Kathodenstrahlröhre.

Im folgenden soll nun die Betriebsweise des Gerätes, welches gemäß Fig. 1 aufgebaut ist, erläutert werden. Es sei zunächst angenommen, daß der größte Abstand innerhalb eines Hauptfeldes der elektroakustischen Wandlerlementanordnung, die aus den elektroakustischen Wandlerelementen T₁ bis T„ zusammengesetzt ist, welche auf einer flachen Ebene angeordnet ist, gleich 1 ist; der Abstand von Mitte zur Mitte zweier benachbarter Elemente beträgt gleich d; die Geschwindigkeit des durch einen zu prüfenden Gegenstand hindurchlaufenden Schalls beträgt gleich v. Dann wird die Verzögerungszeit t₁

4d der Verzögerungsschaltung D₁ eingestellt auf t^ = 5y- ·

In ähnlicher Weise werden die Verzögerungszeiten tp, t-,, t^, und t(- der Verzögerungsschaltungen D₂-, D-,₅ Dj, und Dj- jeweils eingestellt auf

2 2 P " t - ^2d t ^d

t 23 t t

^υ2 - 2 Iv * ^υ3 " 21v* H ~ 2 Iv

und te = 0, um also eine relative Zeitdauerdifferenz von

2 ^
ei zu erhalten. Bei dem zuvor angegebenen Beispiel beträgt

2 Iv ο

diese s-r— = 8 nsec .

Wenn unter diesen Bedingungen der Taktimpulsgenerator C arbeitet, so werden Taktimpulse mit festgelegten Intervallen von dem Generator C ausgesendet, und es werden Sendeimpulse mit festgelegten Intervallen von dem Impulsgenerator P erzeugt, der diese Taktimpulse als Eingangssignale empfängt. Wenn von dem Generator C der erste Taktimpuls erzeugt wird,

609845/0817

so verzögert die Verzögerungsschaltung D₁ ihren empfangenen Sendeimpuls um beispielsweise ^² nsec und die Verzögerungsschaltungen D₂, D,,, D^ und D₁- diesen Sendeimpuls um 24 nsec, 16 nsec, 8 nsec und 0 nsec. Nach dem Empfang dieses ersten Taktimpulses werden lediglich die Schalter S. bis Sj- des Schalterkreises S geschlossen, so daß der verzögerte Sendeimpuls jeweils über die Anschlüsse B. bis B₁- jeweils in die elektroakus tischen Wand lere lemente T₁ bis Tj- eingeführt wird. Dabei wird das Element T^ zuerst erregt und dann nach 8 nsec wird das Element T₂, erregt. In ähnlicher Weise werden jedesmal nach dem Verstreichen von 8 nsec die Elemente T,, T₂ und T₁ erregt. Als Ergebnis der Erregung der Elemente T₁ bis Tc- nach, dem Empfang des Sendeimpulses, der einer Zeitverzögerung unterzogen wird, werden die Ultraschallstrahlen, die von den Elementen T₁ bis T^ ausgesendet werden, geneigt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und zwar in einer Richtung, die nach oben geneigt verläuft, und zwar unter Bildung eines Winkels von QM mit der geraden Linie Q, die in äquivalenter Weise die Sendewellenfront eines Zentrums, beispielsweise bei T, der fünf Elemente T₁ bis Tj- schneidet. Der Ultraschallstrahl A₁ wird nämlich in der genannten geneigten Richtung ausgesendet. Dieser Strahl A₁ wird von dem Gegenstand innerhalb eines Sichtfeldes des Gerätes reflektiert und wird erneut durch die Elemente T₁ bis T₁- aufgefangen und wird zusammenaddiert für die Umwandlung in ein elektrisches Signal, welches von dem Empfänger W über die Verzögerungsschaltungen D₁ bis D,- empfangen wird. Wenn das Empfangsstrahlsignal durch die Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dj- hindurchgelangt ist, wird es dergleichen Zeitverzögerung wie bei der Sendung unterworfen. Daher befinden sich die fünf Empfangssignale, die von den Verzögerungssehaltungen D₁ bis Dc- zum Empfänger W gesendet werden, gegenüber der in entgegengesetzter Richtung von der Richtung des Ultraschallstrahls A₁ reflektierten Welle in Phase und gelängen in den

-9-609845/0817

Empfänger W in Form eines zusammengesetzten Signals. Das vom Empfänger W empfangene Signal wird zur Darstellvorrichtung DP gesendet, die aus einer Kathodenstrahlröhre bestehen kann, so daß ein Bild oder Abbild des Gegenstandes entsprechend dem Ultraschallstrahl A₁ dargestellt wird.

Wenn dann als nächstes der zweite Taktimpuls vom Generator C ausgesendet wird, so wird auch die Verzögerungsschaltung Dp abgeändert, um eine Verzögerung von 32 nsec vorzusehen und weiter werden die Verzögerungsschaltungen D^, D^, D₁- und D. abgeändert, so daß sie jeweils Verzögerungszeiten von 24 nsec, 16 nsec, 8 nsec und 0 nsec vorsehen.

Gleichzeitig werden lediglich die Schalter Sp bis Sg des Schalterkreises S eingeschaltet, so daß die eIektroakustischen Wandlerlemente T₂ bis Tg durch den zweiten Sendeimpuls erregt ■werden. In diesem Fall wird das Element Tg zu Beginn erregt, und das Element T₂ wird zuletzt erregt. Daher wird, wie sich der Fig. 2 entnehmen läßt, ein Ultraschallstrahl Ap parallel zum Strahl A^ von dem Element T₂, in einem Abstand d von dem Strahl A₁ ausgesendet. Wenn in ähnlicher Weise der dritte Taktimpuls von dem Generator C ausgesendet wird, so wird in äquivalenter Weise ein Ultraschallstrahl A, von dem Element Tjunter einem Ablenkwinkel von 9*. ausgesendet. Ähnlich werden äquivalente Ultraschallstrahlen A₂, bis Az_n-2,) ^{von den} Elementen Tg bis T/_n_₂n mit dem gleichen Ablenkwinkel von QM ausgesendet.

Wenn der äquivalente Ultraschallstrahl A/_N u\ von dem elektroakustischen Wandlerelement T/,. ₂% ausgesendet wird, so wird der Schalterkreis S nach dem Empfang des nächsten Taktimpulses in den gleichen Zustand zurückgeführt wie derjenige, wenn der erste Taktimpuls vom Generator C ausgesendet wird. Andererseits wird die größte Länge der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen D. bis Df- kleiner als ^2 nsec, beispielsweise 28 nsec und die Verzögerungszeit der Schaltungen wird geändert

60984 5/0817

-Ιο-

und in Einheiten von 7 nsec in fünf Stufen bis zu 0 nsec (inklusive) eingeteilt. Als'Ergebnis erreicht nach einem Betriebszyklus der äquivalente Ultraschallstrahl A..,, der von dem Element T-* entsprechend dem ersten Taktimpuls des Generators C ausgesendet wird, einen Ablenkwinkel von Θ_Μ .,, der kleiner ist als Θ., des Strahls A. . In ähnlicher Weise werden Strahlen A_2b bis ^A(_n_,k\_D' üi-^e zu dem Strahl A₁, parallel verlaufen und deren Abstände jeweils voneinander d betragen, jeweils von den Elementen T^ bis T/_n_₂n ausgesendet .

In dieser Weise lassen sich die Ultraschallstrahlen, die in äquivalenter Weise von den Elementen T^ bis T/^ ^\ ausgesendet werden, von einem Ablenkwinkel von 0„ über die Mittellinie Q bis zu einem Ablenkwinkel -0_M dadurch ändert, indem die größte Länge bzw. Dauer der Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen D₁ bis O₁- verändert wird. Wie sich aus Pig. 5 erkennen läßt, kann man denjenigen Abschnitt des überprüften Feldes, welches dem Abstand d entsprechend Element-zu-Element entspricht, sehr fein durch einen Strahl abtasten.

Im Falle des Beispiels gemäß Fig. 5 ist ^der Intervall zwischen den Strahlabtastzeilen sehr klein. Auf einer Darstellfläche der darstellenden Vorrichtung DP in Form der Kathodenstrahlröhre lassen sich daher die geneigten Abtästzeilen in Form von gleichen Abstand besitzenden parallelen Linien gemäß Fig. M- darstellen. In diesem Fall hört der größte Fehler in der Nachbarzone der Wellen aussendenden Flächen der elektroakustischen Wandlerelemente T₁ bis T„ und in der weitest entfernten Fläche oder Zone von den Wellen aussendenden Flächen auf. In der genannten Nachbarzone erreicht die Schallfeldverteilung jedoch eine komplizierte Form und das Schallfeld erstreckt sich in eine Schnittebene oder Teilebene, die im wesentlichen die gleiche Fläche wie die Vibrations-

609845/0817 ~¹¹~

fläche des Elementes aufweist und aus diesem Grund fällt der Darstellfehler nicht ins Gewicht. Andererseits besitzen die Strahlen der am weitesten entfernten Fläche eine erweiterte Strahlenbreite, so daß ebenfalls der Fehler vernachlässigbar ist. Da demzufolge die Intervalle auf der gleichen flachen Ebene zwischen den Abtastzeilen, und zwar die Intervalle zwischen den Abtastpunkten untereinander gleich gemacht werden können, wird das Darstellverfahren sehr vereinfacht, so daß die Darstellung beispielsweise durch einen nicht kostspieligen Fernsehmonitor mit einer Signalverarbeitung entsprechend eines weiten Gradationsbereiches und eine Speicherung für die Reproduktion in einem Speicherelement unmittelbar durchgeführt werden kann.

Als nächstes soll ein Beispiel einer Schaltung erläutert werden, um die Abtastzeilen· parallel und mit gleichem Abstand verlaufen zu lassen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und zwar unter Hinweis auf die Fig. 5, 6 und 7· Fig. 5 zeigt den grundlegenden Aufbau einer Schaltung zur Erzeugung eines horizontalen Ablenksignals H und eines vertikalen Ablenksignals V für die Verwendung in der darstellenden Vorrichtung DP in Form der Kathodenstrahlröhre, und zwar in Synchronisation mit dem Taktimpuls aus dem Taktgenerator C der Fig. 1, wobei diese Schaltung mit einer Anzeigevorrichtung DP in Form einer Kathodenstrahlröhre ausgestattet ist. Ein Taktimpuls mit einer Frequenz von beispielsweise 4 KHz wird von dem Generator C der Fig. 1 zu einem Sägezahngenerator und zu einem Stufenfunktionsgenerator 52 der Fig. 5 über einen Eingangsanschluß 5° geliefert. Der Sägezahngenerator 51 erzeugt in geeigneter Weise das horizontale Ablenksignal H, während der Stufenfunktionsgenerator 52 das vertikale Ablenksignal V erzeugt.

Der Sägezahngenerator 51 ist gemäß Fig. 6 aufgebaut. Gemäß Fig. 6 gelangt ein Taktimpuls CP am Eingangsanschluß 61

809845/0817

-12-

zu einer Integrierschaltung 6k, die aus einem Operationsverstärker 62 und einer Integrier kapazität 6j> zusammengesetzt ist, und gelangt ebenso zu einer Treiberstufe 65. Die Treiberstufe 65 sendet ein Steuersignal zum Gateanschluß eines FET-Schalters 66, der parallel zur Integrierkapazität 65 geschaltet ist. Die Treiberstufe 65 erzeugt ein AUS-Signal während der Periode des Taktimpulses CP entsprechend einem hohen Spannungswert und erzeugt ein EIN-Signal während der niedrigen Spannungsperiode des Impulses, und zwar für den FET-Schalter 66. Da demnach der FET-Schalter 66 während einer Periode "AUS" ist, in welcher der Taktimpuls CP, der dem Eingangsanschluß 61 aufgedrückt wird, einen hohen Spannungswert besitzt, so integriert die Integrationsschaltung diesen eingeführten Taktimpuls CP, so daß das Potential am Ausgangsanschluß 67 im wesentlichen linear ansteigt. Wenn der Taktimpuls CP sich vom hohen Spannungswert auf den niedrigen Spannungswert ändert, so wird der FET-Schalter 66 "EIN" geschaltet, um zu bewirken, daß die Integrierkapazität 65 über den FET-Schalter 66 entladen wird, und das Potential am Ausgangsanschluß 67 schnell abfällt. Der zuvor erläuterte Betrieb wird wiederholt in Abhängigkeit vom Taktimpuls des Generators C der Fig. 1 durchgeführt, um am Ausgangsanschluß 67 ein sägezahnförmiges horizontales Ablenksignäl H zu erhalten, welches mit dem Taktimpuls CP, wie gezeigt, synchronisiert ist.

Der Stufenfunktionsgenerator 52 ist gemäß Fig. 7 aufgebaut. Ein Taktimpuls CP mit einer Frequenz von beispielsweise 4KHz, der einem Eingangsanschluß JI aufgedrückt wird, gelangt zu einem Binärzähler 72. Der Binärzähler 72 besitzt eine Zählkapazität von 128 entsprechend der Zahl von beispielsweise 14o Abtastzeilen der Darstellvorrichtung DP in Form der Kathodenstrahlröhre und der BCD (Binär-verschlüsselte Dezimale) numerische Ausgangswert des Zählers 72 wird in einen

-13-

609845/0817

Digital/Analog (D/A)-Wandler 73 gesendet, um an einem Ausgangsanschluß Jk eine Ausgangsspannung zu erhalten, welche dem BCD numerischen Wert entspricht. Diese Ausgangsgröße besteht, wie gezeigt, aus einem vertikalen Ablenksignal V. einer Stufenfunktion, dessen Spannung um das Ausmaß einer Stufe in entsprechender Beziehung zu einem Taktimpuls geändert wird. Der Stufenfunktions-Generator 52 besitzt weiter eine Schaltung, damit die Kathodenstrahlröhre eine verschachtelte Abtastung durchführt. Diese Schaltung ist zusammengesetzt aus einem Feldlösch-Eingangsanschluß 75* einem Rahmenlösch-Eingangsanschluß 76 und einem Flip-Flop 77. Das FeIdlösch-Signal am Eingangsanschluß 75 gelangt zu einem Taktanschluß des Flip-Flops 77 und ebenso zu einem Löschanschluß des Binärzählers 72. Ein Ausgangsanschluß des Flip-Flops ist mit einem Anschluß 2 des D.⁷A-Wandlers 75 verbunden. Der Flip-Flop 77 wird durch ein Rahmenlöschsignäl zurückgestellt, welches dem Eingangsanschluß 76 aufgedrückt wird.

Zunächst wird durch ein Rahmenrückstellsignal, welches zum Eingangsanschluß 76 gelangt, der Flip-Flop 77 zurückgestellt. Wenn unter diesen Bedingungen ein anfängliches Feldlöschsignal dem Eingangsanschluß 75 zugeführt wird, so wird der Binärzähler 72 gelöscht, während der Flip-Flop 77 gesetzt wird. Als Ergebnis gelangt ein Ausgangssignal des Flip-Flops 77 zum Anschluß 2° des D/A-Wandlers 73, um-zunächst am Ausgangsanschluß 74 ein Ausgangssignal zu erhalten, welches dem BCD numerischen Wert von 1 des D/A-Wandlers 73 entspricht, Wenn unter diesen Bedingungen ein erster Taktimpuls zum Anschluß 71 gelangt, so wird ein Ausgangssignal entsprechend einem BCD numerischen Wert von 2 aus dem Binärzähler 72 zum D/A-Wandler 73 übertragen. Da der D/A-Wandler 73 zuvor einen BCD numerischen Wert von 1 erhalten hatte, und zwar in Einklang mit der set-Ausgangsgröße des Flip-Flops 77, wird von dem D Ά-Wandler 73 ein Spannungssignal entsprechend dem

-U-609845/0817

BCD numerischen Wert von 3 erhalten. Wenn der zweite Taktimpuls auftritt, wird von dem D/A-Wandler 73 ein Spannungssignal entsprechend einem BCD numerischen Wert von 5 erzeugt. Ähnlich wird eine Stufenspannung V entsprechend einem ungeraden BCD numerischen Wert von dem D/A-Wandler 73 erhalten.

Wenn daher eine Rahmenabtastung vervollständigt ist, wird der Flip-Flop 77 durch das nächste Feldlöschsignal zurückgestellt und der Binärzähler 72 wird ebenfalls gelöscht. In diesem Zustand entspricht die Ausgangsgröße des D/A-Wandlers 73 einem BCD numerischen Wert von 0. Wenn unter diesen Bedingungen der erste Taktimpuls erzeugt wird., sendet der Binär zähler 72 einen BCD numerischen Wert von 2 zum D/A-Wandler 73, um am Ausgangsanschluß 7^ ein Spannungssignal entsprechend dem BCD numerischen Wert zu erhalten. 'Wenn in ähnlicher Weise der zweite Taktimpuls auftritt, wird am Ausganggsanschluß Jk ein Spannungssignal entsprechend einem BCD numerischen Wert von K erzeugt. In ähnlicher Weise wird von dem D/A-Wandler.73 eine Stufenspannung V¹ entsprechend dem geraden BCD numerischen Wert erhalten. Durch eine Kombination der zuvor genannten zwei Typen von Stufenfunktionssignalen V, V¹ mit dem horizontalen Ablenksignal H, kann die Kathodenstrahlröhre eine verschachtelte Abtastung durchführen.

Als nächstes soll unter Hinweis auf Fig. 8 ein Ausführungsbeispiels der Erfindung in den Einzelheiten beschrieben werden. In Fig. 1 sind Teile und Abschnitte, welche demjenigen von Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der Erläuterung des Prinzips der Erfindung unter Verwendung von Fig. 1 wurden die fünf Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dt- verwendet,' bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 werden jedoch acht Verzögerungsschaltungen D.. bis Dg verwendet. Die Verzögerungsschaltungen D. bis Dg müssen daher Verzögerungszeiten aufweisen, die jeweils in acht

609845/0817 "¹⁵~

— 1 p-

Stufen variieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind daher MOS-Analogschalter S. bis Sg jeweils mit den Verzögerungs-Schaltungen D₁ bis Dn kombiniert, die durch ein Steuersignal einer- 3-Bit Konfiguration eines Steuersignalgenerators 81 gesteuert werden, um jede Verzögerungsschaltung D₁ bis Dq auf eine gewünschte Länge der Verzögerungszeit einzustellen. Der MOS-Analogschalter besteht in geeigneter Weise aus einem Schalter, der unter der Produktionsnummer DG 508 der Firma SILICONICS INC. in USA vertrieben wird.

Wenn nach dem Empfang eines Ausgangssignals eine Abtastschaltung 82, die durch den Taktgenerator 85 getrieben wird, der Steuersignal-Generator 81 und der Taktgenerator 83 getrieben werden, so wird der erste Taktimpuls von dem Taktgenerator 83 zu den Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dg gesendet. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltungen D bis Dg wird so bestimmt, daß der Ultraschallstrahl, der äquivalent von dei elektroakustischen Wandlerelementen T₁ bis Tg in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der MOS-Schalter S₁ bis Sg ausgesendet wird, bis zu einer Position von d. 2 von einer Stelle aus abgelenkt wird, die einen größten Abstand 1 innerhalb eines Hauptfeldes von dem Element aufweist. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Elementzu-Element-Abstand d = 1,5 mm, d/2 = o,75 mm. Der in obiger Weise verzögerte Sendeimpuls wird von den Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dg zu den auf einer Seite gelegenen Eingangsanschlüssen von NAND-Gliedern 84-1 bis 84-8 zugeführt. Den anderen Eingangsanschlüssen der NAND-Glieder 84-1 bis 84-8 werden Torsteuersignale des ersten bis achten von 64 Ausgangsanschlüssen der Schalter-Steuerschaltungen 85 zugeführt, die durch eine Ausgangsgröße der Abtastschaltung getrieben werden. Derselbe Impuls erregt somit die elektroakustischen Wandlerelemente T₁ bis Tg über die NAND-Glieder 84-1 bis 84-8 und die Impulsgeber 86-1 bis 86-8. Als Ergebnis werden die von den Elementen T₁ bis Tg ausgesendeten Ultraschallstrahlen zu einer Stelle hin abgelenkt, die von der-

-809845/0 817 __l6_

jenigen entsprechend einem Zentrum der Frontfläche der Elemente T₁ bis Tg einen Abstand von d/2 aufweist und werden von dieser Stelle reflektiert, um zu den Elementen T₁ bis Tg zurückzulaufen. Die in die Elemente T₁ bis Tn einlaufenden Ultraschallstrahlen werden erneut in elektrische Signale umgewandelt und werden in Begrenzer 87-I bis 87-8 geschickt, um eine übermäßige Zunahme des Eingangspegels 2U verhindern. Die reproduzierten elektrischen Signale gelangen über die Begrenzer 87-I bis 87-1 durch Dioden-Schalterkreise 89-I bis 89-8, die in einen "EIN" Zustand eingestellt sind und gelangen auch zu den Pegel-Konvertern 88-1 bis 88-8, die durch ein Ausgangssignal aus der Schalter-Steuerschaltung 85 getrieben werden und gelangen dann zu den Kapazitäts-Kupplungsschaltungen 90-Ί bis 90-8 und werden dann nach einer Verstärkung in den Verstärkern 9I-I bis 9I-8 zu den Empfangs-Verzögerungsschaltungen D₁ bis Do gesendet. Die Empfangs-Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dg werden nach dem Empfang des Ausgangssignals der MOS Schalter S. bis Sg auf die gleichen Verzögerungszeiten eingestellt wie diejenigen, auf welche die Sende-Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dg eingestellt sind. Daher sind alle Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dg gegenüber der in entgegengesetzter Richtung zur Richtung des gesendeten Ultraschallstrahls reflektierten Welle in Phase und werden dann nach Zusammensetzen durch eine Zusammensetzschaltung in Form von Widerständen R₁ bis Rg in einem Verstärker 9² verstärkt und erscheinen an dem Ausgangsanschluß 93· Dieser Ausgangsanschluß 93 ist beispielsweise mit dem Empfänger W der Fig. 1 verbunden.

Nach dem Empfang der nächsten Ausgangsgröße aus der Abtastschaltung 82 werden der Steuersignal-Generator 81 und die Schalter-Steuerschaltung 85 getrieben, so daß das zweite Taktimpulssignal von dem Taktgenerator 83 erzeugt wird. Als Ergebnis gelangen die Torsteuersignale vom zweiten bis

-17-809845/0817

neunten Ausgangsanschluß zu dem NAND-Gliedern 84-2 bis 84-9. Es sei erwähnt, daß die Verzögerungsschaltung D₁ mit dem Element T₁ über das NAND-Glied 84-1 verbunden ist und ebenso nach jeder achten Folge mit den Elementen Tq, T*₇, T₂,-* ··»! über die NAND-Glieder 84-9, 84-17, 84-25, ..., verbunden ist, obwohl dies nicht dargestellt ist. In ähnlicher Weise ist die Verzögerungsschaltung D₂ mit den Elementen T₂, T₁ , T₁₈, T₂₆, ..., über die NAND-Glieder 84-2, 84-1o, 84-18, 84-26,... verbunden. Auch ist in ähnlicher Weise die Verzögerungsschaltung Dg mit den Elementen To, T₁^, TgL, ..., Tgjj über die NAND-Glieder 84-8, 84-16, 84-24, ..., 84-64 verbunden. Wenn demnach die NAND-Glieder 84-2 bis 84-9 geöffnet sind, werden die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen D₁ bis Do den jeweiligen spezifizierten Verzögerungen unterworfen und werden jeweils zu den Elementen T₂ bis Tq gesendet. Danach werden die Ultraschallstrahlen, die von den Elementen T₂ bis Tq ausgesendet werden um d/2 gegenüber einer geraden Linie abgelenkt, die senkrecht zur Frontfläche der Elemente T₂ bis T_Q verläuft. Die von dem Gegenstand, der innerhalb eines-Sehbereichsfeldes fällt, reflektierte Ultraschallwelle wird erneut von den Elementen T₂ bis T_q aufgefangen und erscheint über die Empfänger-Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dg an dem Ausgangsanschluß 93· Danach wird in ähnlicher Weise während das die Ultraschallwelle aussendende Element elektrisch jeweils um eins verschoben wird, und zwar zu einem Element höherer Nummerierung entsprechend der Steuerung der NAND-Glieder 84-1 bis 84-64 durch die Ausgangsgröße der Schalter-Steuerschaltung'85* die zuvor erläuterte Betriebsweise wiederholt durchgeführt, bis eine Ultraschallwelle von den Elementen T^₇ bis Tgj. ausgelassen wird. Der zuvor erläuterte Betrieb entspricht einer Einfeldabtastung durch beispielsweise irgendeine gewünschte ungerade Abtastzeile der verschachtelten Abtastung der Kathodenstrahlröhre, wie dies unter Hinweis auf Fig. 7 erläutert wurde.

-18-809845/0817

Wenn von den elektroakustischen Elementen T₁^₇ bis Tg₂, Ultraschallstrahlen ausgesendet werden und von diesen erneut aufgefangen werden, so werden alle Verzögerungsschaltungen D₁ bis Dg und D₁ bis Do durch die Ausgangsgröße des Steuersignal-Generators 81 so gesteuert, daß eine Verzögerungszeit entgegengesetzt zu dem zuvor erläuterten Pail vorgesehen wird. Wenn unter dieser Bedingung durch das Ausgangssignal der Schalter-Steuerschaltung eine Torsteuerung durchgeführt wird, so daß die Gatter der NAND-Glieder 84-1 bis 84-64 ihrerseits acht um acht geöffnet werden, so werden Ultraschallstrahlen jeweils von den Elementen T.. bis T^₂, in Richtung von -d/2 zu den Ultraschallwellen aussendenden Flächen der Elemente T₁ bis T^₂, ausgesendet und werden von den Elementen T₁ bis T^u aufgefangen. Wenn dann auf diese Weise die StrahlausSendung und der Empfang des Strahls mit einem Ablenkwinkel von -d⁷2 über die gesamten Elemente T₁ bis Tg₂, durchgeführt wurde, wird die Bilddarstellung entsprechend den empfangenen Strahlen an der Kathodenstrahlröhre vorgenommen. Der zuvor erläuterte Betrieb entspricht der nächsten Feldabtastung durch beispielsweise irgendwelche gewünschten geradzahligen Abtastzeilen der verschachtelten Abtastung der Kathodenstrahlröhre, wie dies unter Hinweis auf Fig. 7 erläutert wurde. Die zuvor erwähnte Darstellung an der Kathodenstrahlröhre wird unter Verwendung der Schaltungen durchgeführt, die unter Hinweis auf Fig. 5 und 6 erläutert wurden und auch unter Verwendung von gleichen Abstand besitzenden und parallel verlaufenden Abtastzeilen. Der Abtastzeilen zu Abtastzeilen-Intervall eines dargestellten Schirmbildes, welches einem aus zwei Feldern zusammengesetzten Rahmen entspricht, die aus zwei verschachtelten Abtastungen resultieren, entspricht der Hälfte des Abstandes d zweier benachbarter Elemente T₁ bis Tgj^ nämlich d/2.

-19-809845/0817

Die vorangegangene Beschreibung betrifft den Fall, bei welchem der Sendeimpuls eines einzelnen Taktimpuls-Generators auf mehrere elektroakustische Wandlerelemente über einen Schalterkreis verteilt wird. Wenn jedoch die Taktimpulsgeneratoren, deren Anzahl derjenigen der elektroakustischen Wandlerelemente entspricht, so eingestellt werden, daß sich spezifizierte Phasenbeziehungen mit diesen Elementen ergeben, und wenn sie jeweils direkt mit einem entsprechenden der Elemente verbunden sind, so kann der Schalterkreis und die Verzögerungsschaltung weggelassen werden. Bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel wird der Ultraschallstrahl einer Verschiebung unterworfen, wobei der Ablenkwinkel unverändert gehalten wird, und wobei danach dieser Ablenkwinkel verändert wird. Es ist jedoch ebenso möglich, den Strahl nach der Veränderung des Abtastwinkels zu verschieben.

Wie sich aμs der vorangegangenen Beschreibung ergibt, wird durch die vorliegende Erfindung ein Ultraschallsende- und Empfangsgerät geschaffen, welches die Ultraschallstrahl-Abtastung in einem Intervall durchzuführen vermag, der kleiner ist als der Abstand von elektroakustischem Wandlerelement zu elektroakustischem Wandlerelement, was unter Verwendung einer kleineren Anzahl von Elementen möglich ist, so daß erfindungsgemäß das Gerät nicht nur als Ganzes vereinfacht wird, sondern auch die Auflösung des Gerätes erhöht wird.

Obwohl das zuvor erläuterte Ausführungsbeispiel eine kombinierte Abtastung einer linearen Abtastung und einer Sektorabtastung durchführt, ist es weiter möglich, die Linear- und Sektorabtastungen mit der Strahlfokussierung in einem Sichtfeld der Ultraschallwelle, die von einer Vielzahl von elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendet werden, zu verbinden. Dies wird dadurch erreicht, indem man den einzelnen Verzögerungsleitungen eine vorbestimmte Verzögerungszahl er-

-2o-

6 0 9 8 4 B / 0 8 1 7

teilt, um den Ultraschallstrahl zusätzlich zu einer Verzögerungszeit zu fokussieren, um die lineare und Sektorabtastung durchzuführen.

-21-

609845/0817

Claims

Patentansprüche

1 . Ultraschallsende- und Empfangsgerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgende Einrichtungen und Merkmale aufweist: eine Anzahl von N elektroakustischer Wandlerelemente, die auf einer flachen Ebene angeordnet sind, selektive Verbindungsmittel, um aufeinanderfolgend Jedes einer Anzahl M (M<N) von elektroakustischen Wandlerelementen für die Aussendung von Ultraschallwellen zu erregen, eine Einrichtung zum Ablenken des von der Anzahl M elektroakustischen Wandlerelemente ausgesendeten Ultraschallstrahls durch relative Verzögerung der der Anzahl M von Elementen zugeführten Eingangsgröße, so daß die jeweils von den elektroakustisohen Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen bis im wesentlichen zu einem solchen Ausmaß abgelenkt und abgetastet bzw. periodisch bewegt werden, daß sich die Strahlen innerhalb eines HauptsichtfeIdbereiches nicht untereinander schneiden, eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von der empfangenen Ultraschallwelle, die aus dem Sichtfeldbereich reflektiert wurde, und eine Darstelleinrichtung, um die Bilder in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal der genannten Generatoreinrichtung unter Anwendung gleichen Abstand aufweisender und parallel verlaufender Abtastzeilen darzustellen.

2. Ultraschallsende- und Empfangsgerät, gekennzeichnet durch folgende Merkmale und Einrichtungen: mehrere linear auf einer flachen Ebene angeordnete elektroakustische Wandlerelemente, eine Einrichtung für die selektive Verzögerung eines elektrischen Sendesignals, welches den elektroakustischen Wandlerelementen zugeführt wird, so daß

-22-8098 45/08 17

die von den jeweiligen elektroakustischen Wandlerelementen ausgesendeten Ultraschallstrahlen im wesentlichen&is zu einem solchen Ausmaß abgelenkt und abgetastet bzw. periodisch bewegt werden, daß sie sich nicht innerhalb eines Haupt-Sichtfeldbereiches untereinander schneiden, eine Einrichtung für die selektive Verbindung des durch die Verzögerungseinrichtung geführten elektrischen Sendesignals mit einer ausgewählten Anzahl benachbarter Elemente der Vielzahl der elektroakustischen Wandlerelemente, Empfängermittel mit einem Empfänger zum Empfangen des von einem innerhalb des Sichtbereiches gelegenen Gegenstandes reflektierten Ultraschallstrahls über die elektroakustischen Wandlerelemente, um dadurch ein Empfangssignal zu erzeugen, Verzögerungsmittel zum Verzögern der von den jeweiligen elektroakustischen VI and lere lementen erhaltenen Empfangs Signa Ie, um den gleichen Zeitverzögerungsbetrag wie beim Sendebetrieb und eine Anzeigeeinrichtung für die Darstellung eines Bildes oder Abbildes des Gegenstandes in Abhängigkeit von dem elektrischen Empfangssignal des Empfängers unter Verwendung gleichen Abstand besitzender und parallel verlaufender Abtastzeilen.

3· Gerät nach Anspruch 2, dadurch gek ennzeichn e t , daß die selektiv einstellbaren Verzögerungsmittel mehrere erste Verzögerungsschaltungen enthalten^ die gleichzeitig mit dem Sendesignal versorgt werden, ebenso mehrere erste MOS-Schalter für die Steuerung der Verzögerungszeit der ersten Verzögerungsschaltungen, und einen Steuersignal-Generator zum Vorsehen eines Treibersignals für die ersten MOS-Schalter.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selektiven Verbindungsmittel mehrere NAND-Gatter enthalten, die in Blocks aufgeteilt bzw. abgezweigt

-23-8Ö984S/0817

sind entsprechend der Zahl der ersten Verzögerungsschaltungen, so daß sie gemeinsam untereinander verbunden sind, und eine Schalter-Steuerschaltung zum Vorsehen eines Torsteuersignals für die NAND-Gatter.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängermittel mehrere Begrenzer enthalten, die das Auftreten bzw. Weiterleiten einer zu großen Eingangsgröße verhindern und die mit den EmpfangsSignalen beschickt werden, die jeweils von den elektroakustischen Wandlerelementen reproduziert werden, Diodenschalterkreise, die mit den AusgangsSignalen der Begrenzer versorgt werden, einem Pegel-Konverter für die Steuerung des "EIN" und des "AUS" Betriebes des Diodenschalterkreises, einen Verstärker für die Verstärkung des durch den Diodenschalterkreis hindurch gelangten Empfangssignals, mehrere zweite Verzögerungsschaltungen, die mit einem Ausgangssignal des Verstärkers versorgt werden, mehrere zweite MOS-Schalter für die Steuerung der Verzögerungszeit der zweiten Verzögerungsschaltungen in der Weise gemäß dem Sendebetrieb, einen Steuersignal-Generator zum Vorsehen eines Treibersignals für die zweiten MOS-Schalter, und eine Einrichtung zum Zusammensetzen des durch die zweite Verzögerungssehaltung hindurch gelangten Empfangssignals, um dieses zum Empfänger zu senden.

6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellvorrichtung einen Sägezahngenerator zum Erzeugen eines horizontalen Ablenksignals enthält, welches mit dem elektrischen Sendesignal synchronisiert ist, und Mittel zum Erzeugen eines vertikalen Ablenk-Stufenfunktions· signals, welches mit dem elektrischen Sendesignal synchronisiert ist.

-24-609845/0817

7· Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator "aus einer Integrierschaltung mit einem Operationsverstärker und einer Integrierkapazität zusammengesetzt ist. und das elektrische Sendesignal integriert, daß weiter ein FET-Schalter parallel zur Integrierkapazität geschaltet ist, und daß eine Treiberstufe zum "EIN- oder "AUS"-Schalten des FET-Schalters in Abhängigkeit von dem .elektrischen Sendesignal vorgesehen ist.

8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenfunktions-Generatoreinrichtung einen Binärzähler zum Zählen des elektrischen Sendesignals enthält und ebenso einen A D-Wandler zum Erzeugen eines analogen Spannungssignals entsprechend dem Zählinhalt des Binärzählers.

9· Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenfunktions-Generatoreinrichtung Schaltungsmittel enthält, um ein verschachtelten Abtast-Feldsignal einem Löschanschluß des Binärzählers zuzuführen, weiter einen Flip-Flop mit einem Taktanschluß, der mit dem Feldsignal versorgt wird und mit einem Löschanschluß, der mit einem Rahmensignal versorgt wird, und eine Einrichtung zum Zuführen eines Ausgangssignals des Flip-Flops zu einem Eingangsanschluß des A/D-Wandlers, um dadurch die verschachtelte Abtastung in Abhängigkeit von der Ablenkung der Ultraschallstrahlen durchzuführen.

1o. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der A/D-Wandler mit Eingangs-Bits versorgt ist, die um wenigstens ein Bit größer sind als die Ausgangs-Bits des Binärzählers.

-25-609845/0817

11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß der A/D-Wandler mit Eingangs-Bits versorgt ist, die um wenigstens ein Bit größer sind als die Ausgangs-Bits des Binärzählers.

12. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die selektiv betätigbare Verzögerungseinrichtung Mittel enthält, um dem elektrischen Sendesignal eine Verzögerungszeit zu erteilen, so daß innerhalb des Sichtfeldbereiches die von der Vielzahl der elektroakustischen Wandlerelemente gesendete Ultraschallwelle fokussiert wird.

^09845/0817