JPH0226545A - 超音波ビーム走査装置 - Google Patents
超音波ビーム走査装置Info
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- JPH0226545A JPH0226545A JP63175171A JP17517188A JPH0226545A JP H0226545 A JPH0226545 A JP H0226545A JP 63175171 A JP63175171 A JP 63175171A JP 17517188 A JP17517188 A JP 17517188A JP H0226545 A JPH0226545 A JP H0226545A
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- transducers
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- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被検対象の超音波断層像を得るための超音波
ビーム走査装置に関するものである。
ビーム走査装置に関するものである。
複数の超音波振動子を列方向に連設して、超音波ビーム
を被検対象に放射し走査を行う方式として、複数の超音
波振動子を直線状に連設構成した電子リニア走査方式、
円環状に連設構成した電子ラジアル走査方式とがある。
を被検対象に放射し走査を行う方式として、複数の超音
波振動子を直線状に連設構成した電子リニア走査方式、
円環状に連設構成した電子ラジアル走査方式とがある。
これらの方式はいずれも列方向に連設された複数の超音
波振動子のうちから一部を選択し、選択された超音波振
動子のそれぞれに位相差を与えて指向性を有する超音波
ビームを形成して走査を行い、この走査を超音波振動子
を順次ずらしてゆきながら超音波ビームの形成、走査を
繰り返して、リニア方向、ラジアル方向の走査を行うも
のである。
波振動子のうちから一部を選択し、選択された超音波振
動子のそれぞれに位相差を与えて指向性を有する超音波
ビームを形成して走査を行い、この走査を超音波振動子
を順次ずらしてゆきながら超音波ビームの形成、走査を
繰り返して、リニア方向、ラジアル方向の走査を行うも
のである。
超音波振動子を列方向に連設する場合、個々の素子が小
さいほど走査間隔を狭くでき分解能の向上を図れること
になる。しかし、超音波振動子の加工技術上の制限があ
り、超音波振動子の幅を小さくするには限界がある。
さいほど走査間隔を狭くでき分解能の向上を図れること
になる。しかし、超音波振動子の加工技術上の制限があ
り、超音波振動子の幅を小さくするには限界がある。
また、体腔内プローブのように直径の小さい基材の周囲
に超音波振動子を設ける場合、配設可能な素子数は少な
く上記問題は特に大きく、分解能の向上を図る上に問題
であった。
に超音波振動子を設ける場合、配設可能な素子数は少な
く上記問題は特に大きく、分解能の向上を図る上に問題
であった。
本発明は、上記問題点を解決すべく提案されるもので、
超音波ビームによる走査問隔を狭くして分解能の向上し
た超音波断層像を得ることのできる超音波ビーム走査装
置を提供することを目的としたものである。
超音波ビームによる走査問隔を狭くして分解能の向上し
た超音波断層像を得ることのできる超音波ビーム走査装
置を提供することを目的としたものである。
〔課題を解決するための手段および作用〕本発明は、上
記目的を達成するため複数の超音波振動子を連設し、こ
の複数の超音波振動子の一部を順次選択し、選択された
超音波振動子に位相差を与えて超音波ビームを形成して
被検対象の走査を行う超音波ビーム走査装置において、
列方向に連設した複数の超音波振動子を超音波ビーム走
査方向がほぼ同一となるように複数列配設するとともに
、対応する各列の超音波振動子の中心が列方向に直交す
る方向において相互に重なり合わないように構成したも
のである。
記目的を達成するため複数の超音波振動子を連設し、こ
の複数の超音波振動子の一部を順次選択し、選択された
超音波振動子に位相差を与えて超音波ビームを形成して
被検対象の走査を行う超音波ビーム走査装置において、
列方向に連設した複数の超音波振動子を超音波ビーム走
査方向がほぼ同一となるように複数列配設するとともに
、対応する各列の超音波振動子の中心が列方向に直交す
る方向において相互に重なり合わないように構成したも
のである。
このように超音波振動子の中心が重なり合わないように
層状に配設された超音波振動子群を駆動して走査するの
で、走査問隔の狭い走査が可能となる。
層状に配設された超音波振動子群を駆動して走査するの
で、走査問隔の狭い走査が可能となる。
第１図は、本発明の第１実施例を示したもので、１は超
音波振動子群であり、各素子に取付けた信号線はマルチ
プレクサ２に接続している。マルチプレクサ２はデイレ
イライン３，４．５に接続され、デイレイライン３，４
．５はスイッチ回路６゜７．８を介して送受信回路９．
１０．１１の受信側Ｒ１あるいは送信側Ｔ１に切換可能
に接続されている。またマルチプレクサ２には、制御信
号によりマルチプレクサ２に超音波振動子群１から入力
された信号を順次選択する制御回路１６に接続されてい
る。
音波振動子群であり、各素子に取付けた信号線はマルチ
プレクサ２に接続している。マルチプレクサ２はデイレ
イライン３，４．５に接続され、デイレイライン３，４
．５はスイッチ回路６゜７．８を介して送受信回路９．
１０．１１の受信側Ｒ１あるいは送信側Ｔ１に切換可能
に接続されている。またマルチプレクサ２には、制御信
号によりマルチプレクサ２に超音波振動子群１から入力
された信号を順次選択する制御回路１６に接続されてい
る。
スイッチ回路６，７．８は制御回路１６に接続されて作
動する。送受信回路９．１０．１１の受信側Ｒはそれぞ
れ加算回路１２に人力されるように接続され、加算回路
１２にはＡ／Ｄコンバータ１３に接続されており加算さ
れた結果がデジタルデータに変換される。Ａ／Ｄコンバ
ータ１３はＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ） １
４を介してモニタ１５に接続され、デジタルデータをＴ
Ｖ信号に変換して走査結果を映出するようにしている。
動する。送受信回路９．１０．１１の受信側Ｒはそれぞ
れ加算回路１２に人力されるように接続され、加算回路
１２にはＡ／Ｄコンバータ１３に接続されており加算さ
れた結果がデジタルデータに変換される。Ａ／Ｄコンバ
ータ１３はＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ） １
４を介してモニタ１５に接続され、デジタルデータをＴ
Ｖ信号に変換して走査結果を映出するようにしている。
送受信回路９．１０．１１の送信側Ｔは制御回路１６に
接続されており、制御回路１６の指示により送信パルス
が送信側Ｔｌに出力される。
接続されており、制御回路１６の指示により送信パルス
が送信側Ｔｌに出力される。
この実施例では、超音波振動子群１のうちから３個の素
子を選択して超音波ビームを形成するようにしているが
、送受信回路９．１０．１１から送信パルスが出力され
ると、スイッチ回路６，７．８とマルチプレクサ２も制
御回路１６により制御され、送信パルスはデイレイライ
ン３，４．５により所定のデイレイ量を与えられた後、
マルチプレクサ２を介して超音波振動子に供給され指向
性を有する超音波ビームとなって被検対象に放射される
のである。
子を選択して超音波ビームを形成するようにしているが
、送受信回路９．１０．１１から送信パルスが出力され
ると、スイッチ回路６，７．８とマルチプレクサ２も制
御回路１６により制御され、送信パルスはデイレイライ
ン３，４．５により所定のデイレイ量を与えられた後、
マルチプレクサ２を介して超音波振動子に供給され指向
性を有する超音波ビームとなって被検対象に放射される
のである。
第２図は、超音波振動子群１の説明図で、電子リニア走
査方式のものである。Ａ、〜Ａ１１で１列を形成し、Ｂ
ｌ −Ｂ＋ｌ＋ ｃｌ〜Ｃ１１についても同様であり
、それぞれ１１個の超音波振動子を連設している。個々
の素子の幅はＷであり、各列の対応する素子の中心は列
方向に直交する方向において１／３ｗづつずれて層状に
複数列を形成している。
査方式のものである。Ａ、〜Ａ１１で１列を形成し、Ｂ
ｌ −Ｂ＋ｌ＋ ｃｌ〜Ｃ１１についても同様であり
、それぞれ１１個の超音波振動子を連設している。個々
の素子の幅はＷであり、各列の対応する素子の中心は列
方向に直交する方向において１／３ｗづつずれて層状に
複数列を形成している。
このように形成しているので、第２図におけるＡ、〜Ａ
、の超音波振動子の中から複数個の超音波振動子を選択
して超音波ビームを送受信する場合、第３図に示すよう
に超音波ビームの指向性は超音波振動子Ａｉの中心前方
ａｉとなるようにする。次に８１〜Ｂ １１の中から超
音波振動子を選択した場合は、超音波ビームの指向性は
超音波振動子Ｂｉの中心前方ｂｉとなるようにする。同
様にＣ９〜Ｃ１＋の中から超音波振動子を選択した場合
にはＣｉの前方ｃｉとなるようにする。
、の超音波振動子の中から複数個の超音波振動子を選択
して超音波ビームを送受信する場合、第３図に示すよう
に超音波ビームの指向性は超音波振動子Ａｉの中心前方
ａｉとなるようにする。次に８１〜Ｂ １１の中から超
音波振動子を選択した場合は、超音波ビームの指向性は
超音波振動子Ｂｉの中心前方ｂｉとなるようにする。同
様にＣ９〜Ｃ１＋の中から超音波振動子を選択した場合
にはＣｉの前方ｃｉとなるようにする。
ここで超音波振動子Ａｔ、Ｂｉ、Ｃｉは相互に列方向に
対し直交する方向において１／３Ｗづつずれているので
、ａｉ、ｂｉ、ｃｉ間の間隔はそれぞれ１／３ｗとなる
。したがって、超音波振動子を列方向に１つづつずらし
て超音波振動子を選択しながら順次超音波ビームを形成
してゆくと、超音波振動子の幅Ｗの１／３づつの走査問
隔を実現できることとなる。この実施例ではＡｉ、Ｂｉ
。
対し直交する方向において１／３Ｗづつずれているので
、ａｉ、ｂｉ、ｃｉ間の間隔はそれぞれ１／３ｗとなる
。したがって、超音波振動子を列方向に１つづつずらし
て超音波振動子を選択しながら順次超音波ビームを形成
してゆくと、超音波振動子の幅Ｗの１／３づつの走査問
隔を実現できることとなる。この実施例ではＡｉ、Ｂｉ
。
Ｃｉの順に走査をするように素子を選択するようにして
いるが、Ａｉの列方向に順次走査を行いその後でＢｉの
列方向、ＣｉＯ列方向の走査を行うようにしてもよい。
いるが、Ａｉの列方向に順次走査を行いその後でＢｉの
列方向、ＣｉＯ列方向の走査を行うようにしてもよい。
この場合ＤＳＣ１４への制御信号を変えることにより、
モニタ１５に適正な超音波断層像を映出できるので何ら
問題はない。
モニタ１５に適正な超音波断層像を映出できるので何ら
問題はない。
第４図は、本発明の第２実施例を示したもので超音波振
動子群を電子ラジアル走査方式としたものである。Ａ、
、Ａｔ・・・で１列の円環を形成し、Ｂ、、Ｂ、・・・
で１列、Ｃ，、Ｃｔ・・・で１列を形成している。これ
ら３列の円環は円周方向において、対応する素子が素子
幅Ｗの１／３づつずらして設けである。第５図は、側面
から見た超音波振動子であり、円環中心から各素子を見
た角をθとすると、各円環列の対応する素子の中心と円
環中心とを結ぶ線は、円環列毎に１／３づつずれている
。
動子群を電子ラジアル走査方式としたものである。Ａ、
、Ａｔ・・・で１列の円環を形成し、Ｂ、、Ｂ、・・・
で１列、Ｃ，、Ｃｔ・・・で１列を形成している。これ
ら３列の円環は円周方向において、対応する素子が素子
幅Ｗの１／３づつずらして設けである。第５図は、側面
から見た超音波振動子であり、円環中心から各素子を見
た角をθとすると、各円環列の対応する素子の中心と円
環中心とを結ぶ線は、円環列毎に１／３づつずれている
。
したがって、各円環列の超音波振動子のうち複数の素子
を選択し、超音波ビームを形成しａｌ。
を選択し、超音波ビームを形成しａｌ。
ｂｉ、ｃｉとなるようにすると、それぞれの走査線の間
隔は１／３θの間隔となる。これを順次円周方向に繰り
返していくことにより、第１実施例の場合と同様に走査
間隔の狭い走査を実現できることとなる。
隔は１／３θの間隔となる。これを順次円周方向に繰り
返していくことにより、第１実施例の場合と同様に走査
間隔の狭い走査を実現できることとなる。
第６図は、本発明の第３実施例を示したもので第１実施
例の超音波振動子群の変形例である。電子リニア走査方
式のものであり、１２個の超音波振動子を連設して１列
を形成しているが、個々の素子の超音波ビーム放射方向
面を所定の平行四辺形としている。そして同様に構成さ
れた各列の個々の素子幅辺を対応隣接させて３列に層状
に設け、対応している各列の素子の中心が列方向に対し
直交する方向において１／３づつずれるようにされてい
る。したがって、第１実施例と同様に走査間隔を狭めた
走査を行うことができる。
例の超音波振動子群の変形例である。電子リニア走査方
式のものであり、１２個の超音波振動子を連設して１列
を形成しているが、個々の素子の超音波ビーム放射方向
面を所定の平行四辺形としている。そして同様に構成さ
れた各列の個々の素子幅辺を対応隣接させて３列に層状
に設け、対応している各列の素子の中心が列方向に対し
直交する方向において１／３づつずれるようにされてい
る。したがって、第１実施例と同様に走査間隔を狭めた
走査を行うことができる。
第７図は、本発明の第４実施例を示したもので第２実施
例の超音波振動子群の変形例である。電子ラジアル走査
方式のもので、第３実施例の場合と同様の構成を円環列
に適用したものである。走査間隔を狭めることができる
点については前記各実施例と同様であることはいうまで
もない。
例の超音波振動子群の変形例である。電子ラジアル走査
方式のもので、第３実施例の場合と同様の構成を円環列
に適用したものである。走査間隔を狭めることができる
点については前記各実施例と同様であることはいうまで
もない。
第８図〜第１０図は、各列Ａ、Ｂ、Ｃの超音波ビームが
同一走査面における焦点Ｆに集束するようにするための
実施例を示している。これは各列Ａ。
同一走査面における焦点Ｆに集束するようにするための
実施例を示している。これは各列Ａ。
Ｂ、Ｃにおける超音波ビームは超音波振動子を選択し、
所定のデイレイ量を与えられることにより形成されるも
ののそれぞれの超音波ビームが同一走査面に集束しない
と超音波断層像の解像度が悪いので、それを解決するた
めのものである。第８図は電子リニア走査方式の超音波
振動子１７面に音響レンズ１８を設けたもので、この音
響レンズ１８は各列において焦点Ｆに集束するように形
成したものである。第９図は、電子ラジアル走査方式の
超音波振動子１９面に音響レンズ２０を設けたものであ
る。音響レンズ２０の具体的形成については前記と同様
である。第１０図は、音響レンズを用いず超音波振動子
２１に傾きをもたせて超音波ビームを焦点Ｆに集束させ
るようにしたものである。
所定のデイレイ量を与えられることにより形成されるも
ののそれぞれの超音波ビームが同一走査面に集束しない
と超音波断層像の解像度が悪いので、それを解決するた
めのものである。第８図は電子リニア走査方式の超音波
振動子１７面に音響レンズ１８を設けたもので、この音
響レンズ１８は各列において焦点Ｆに集束するように形
成したものである。第９図は、電子ラジアル走査方式の
超音波振動子１９面に音響レンズ２０を設けたものであ
る。音響レンズ２０の具体的形成については前記と同様
である。第１０図は、音響レンズを用いず超音波振動子
２１に傾きをもたせて超音波ビームを焦点Ｆに集束させ
るようにしたものである。
本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、例
えば超音波振動子の１列における数、列の数、超音波ビ
ームを形成する際に選択する超音波振動子の数は適宜決
定すればよい。
えば超音波振動子の１列における数、列の数、超音波ビ
ームを形成する際に選択する超音波振動子の数は適宜決
定すればよい。
以上のごとく、本発明によれば超音波振動子を小さ（形
成して多数配設したり、超音波振動子を列方向に多数配
設したりということが不可能であっても、そのように素
子を多数配設したと同様の超音波ビームを形成して走査
間隔を狭くした走査を可能とし、分解能の良い超音波ビ
ーム走査装置を提供することができる。
成して多数配設したり、超音波振動子を列方向に多数配
設したりということが不可能であっても、そのように素
子を多数配設したと同様の超音波ビームを形成して走査
間隔を狭くした走査を可能とし、分解能の良い超音波ビ
ーム走査装置を提供することができる。
第１図は、本発明の第１実施例を示す装置全体のブロッ
ク図、 第２図は、超音波振動子群の斜視図、 第３図は、同超音波ビームの走査状況を示す説明図、 第４図は、本発明の第２実施例に係る電子ラジアル走査
方式の超音波振動子群の斜視図、第５図は、同超音波ビ
ームの走査状況を示す説明図、 第６図は、本発明の第３実施例に係る超音波振動子群の
斜視図、 第７図は、本発明の第４実施例に係る超音波振動子群の
斜視図、 第８図〜第１Ｏ図は、超音波ビームを合焦させる各種の
実施例を示したものである。 ｌ・・・超音波振動子群 ２・・・マルチプレクサ３
〜５・・・デイレイライン
ク図、 第２図は、超音波振動子群の斜視図、 第３図は、同超音波ビームの走査状況を示す説明図、 第４図は、本発明の第２実施例に係る電子ラジアル走査
方式の超音波振動子群の斜視図、第５図は、同超音波ビ
ームの走査状況を示す説明図、 第６図は、本発明の第３実施例に係る超音波振動子群の
斜視図、 第７図は、本発明の第４実施例に係る超音波振動子群の
斜視図、 第８図〜第１Ｏ図は、超音波ビームを合焦させる各種の
実施例を示したものである。 ｌ・・・超音波振動子群 ２・・・マルチプレクサ３
〜５・・・デイレイライン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数の超音波振動子を連設し、この複数の超音波振
動子の一部を順次選択し、選択された超音波振動子に位
相差を与えて超音波ビームを形成して被検対象の走査を
行う超音波ビーム走査装置において、 列方向に連設した複数の超音波振動子を超音波ビーム走
査方向がほぼ同一となるように複数列配設するとともに
、対応する各列の超音波振動子の中心が列方向に直交す
る方向において相互に重なり合わないように構成したこ
とを特徴とする超音波ビーム走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175171A JP2610653B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 超音波ビーム走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63175171A JP2610653B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 超音波ビーム走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226545A true JPH0226545A (ja) | 1990-01-29 |
| JP2610653B2 JP2610653B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=15991507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63175171A Expired - Fee Related JP2610653B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 超音波ビーム走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2610653B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015053014A1 (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-16 | 三菱重工業株式会社 | 探触子、超音波探傷装置及び超音波探傷制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57128140A (en) * | 1981-02-03 | 1982-08-09 | Tokyo Shibaura Electric Co | Mechanical straight line scanning type ultrasonic sound wave sending and receiving device |
| JPS61138187A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Nec Corp | ソ−ナ−装置 |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63175171A patent/JP2610653B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57128140A (en) * | 1981-02-03 | 1982-08-09 | Tokyo Shibaura Electric Co | Mechanical straight line scanning type ultrasonic sound wave sending and receiving device |
| JPS61138187A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Nec Corp | ソ−ナ−装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015053014A1 (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-16 | 三菱重工業株式会社 | 探触子、超音波探傷装置及び超音波探傷制御方法 |
| JP2015075360A (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-20 | 三菱重工業株式会社 | 探触子、超音波探傷装置及び超音波探傷制御方法 |
| CN105579841A (zh) * | 2013-10-07 | 2016-05-11 | 三菱重工业株式会社 | 探头、超声波探伤装置以及超声波探伤控制方法 |
| US10261055B2 (en) | 2013-10-07 | 2019-04-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Probe, ultrasonic testing apparatus, and ultrasonic testing control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2610653B2 (ja) | 1997-05-14 |
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