JPH0710256B2 - 超音波走査パルス発生装置 - Google Patents

超音波走査パルス発生装置

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JPH0710256B2
JPH0710256B2 JP60250042A JP25004285A JPH0710256B2 JP H0710256 B2 JPH0710256 B2 JP H0710256B2 JP 60250042 A JP60250042 A JP 60250042A JP 25004285 A JP25004285 A JP 25004285A JP H0710256 B2 JPH0710256 B2 JP H0710256B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、メカニカルスキャナ型超音波診断装置等に使
用される超音波走査パルス発生装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 従来、メカニカルスキャナ型超音波診断装置では超音波
を発生する超音波振動子の位置を、位置検出器例えばロ
ータリーエンコーダからのパルスの立ち上がり部分だけ
をとらえて位置情報としていた。しかしながら、前記ロ
ータリーエンコーダ等のパルス出力は第4図に示すよう
に、P11で示すA相とP12で示すB相の2つの出力がある
が(A相,B相の位相差は90゜となっている)、上述した
ようにこのうちの1つの相のパルスの立ち上がり部分の
みをとらえて、図中P13で示す位置情報パルスを発生さ
せていたため、前記ロータリーエンコーダの1回転で取
り出させるパルスの分解能としては限界があり(一般に
300〜600パルス/1回転)、この情報だけでは超音波送受
波と同期した走査パルス(以下、レートパルスともい
う)を正確に発生させることができなかった。また、本
出願人の先の提案では、第5図に示すようにA相の出力
パルスP11,B相の出力パルスP12の双方のパルスの立ち上
り及び立ちさがり部分をとらえた位置情報パルスP13
を発生させて、位置情報の分解能の向上を図っている。
しかし、このようなパルスP13′によっても前記レート
パルスを正確に発生させるためには分解能が不充分であ
る。さらに、両パルスP11,P12の半周期T1,T2,T3,T4は誤
差が大きく、必ずしもT1=T2,T3=T4とはならない。ま
た、両パルスP11,P12の位相差T5,T6についても同様であ
り、必ずしもT5=T6=T/4とはならない。
従って、第5図に示すパルスP13′を位置情報として利
用した場合には、位置情報に大きな誤差が生じ、超音波
診断装置の画像ひずみ等の問題が生じてしまう。
[発明の目的] 本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、位置検
出器からの検出パルスの一周期内で的確にパルスを増加
することにより位置情報の分解能の向上を図って正確な
走査パルスを発することのできる超音波走査パルス発生
装置を提供することを目的とするものである。
[発明の概要] 上記目的を達成するための本発明の概要は、超音波振動
子の変位量に応じてパルスを発生することにより前記音
波振動子の位置を検出する位置検出手段と、前記パルス
の周期を測定するパルス周期測定手段と、n番目の周期
の区間内で、(n−1)番目の周期Tn−1をm等
分した時間Tn−1/m毎に分割パルスを発生する分割パ
ルス発生手段と、前記分割パルスに応じて超音波送受波
タイミングと同期する走査パルスを発生する走査パルス
発生手段とを備えることを特徴とするものである。
[発明の実施例] 以下、本発明を図示の一実施例を参照して説明する。第
1図は、本発明に係るメカニカルスキャナ型超音波診断
装置の走査パルス発生装置の概略ブロック図、第2図は
同走査パルス発生装置の詳細を示すブロック図である。
第1図において、この走査パルス発生装置は、超音波振
動子を変位駆動するモータの回転角を検出してパルスを
発生することにより超音波振動子の位置を検出する位置
検出器1,この位置検出器からのパルスの繰り返し周期を
それぞれ測定するパルス周期測定手段であるパルス周期
測定回路10,n番目の周期Tnの区間内で、(n−1)番目
の周期Tn−1をm等分した時間Tn−1/m毎に分割パ
ルスを発生する分割パルス発生手段である位置情報パル
ス増加回路15,各パルス周期毎に発生する前記分割パル
スをカウントして位置情報アドレスデータを作成し、こ
のデータ値が所定値変化する毎に走査パルスを発生する
走査パルス発生手段である走査パルス発生回路20から構
成されている。
次に、上記各構成の詳細を第2図,第3図(A),
(B)を参照して説明する。
前記位置検出器1は、前記モータの回転角を検出するロ
ータリーエンコーダで構成され、第3図(B)に示すよ
うに所定回転角毎に発せられる検出パルスP21と(例え
ばエンコーダA相のパルス)原点信号として1回転毎に
発生される原点パルスP61(エンコーダC相のパルス)
とを出力する(第3図(B)参照)。尚、この位置検出
器1より発せられたパルスP21,P61は、高速クロックジ
ェネレータ3からの高速クロックと共に同期回路2に入
力され、この同期回路2において前記パルス周期測定回
路10,位置情報パルス増加回路15及び走査パルス発生回
路20での各動作に必要なパルスP62,P22を出力するよう
になっている。パルスP22は前記検出パルスP21の立ち上
り毎に発せられる同期パルスであり、パルスP62は前記
検出パルスP21と原点パルスP61とを同期させたパルスで
ある。
前記パルス周期測定回路10は、カウンタ11とラッチ回路
12とから構成されている。カウンタ11は、前記同期パル
スP22をクリア端子に、前記高速クロックをクロック端
子に入力し、前記検出パルスP21の一周期内に入力する
高速パルスをカウントして出力する。前記ラッチ回路12
は、前記カウント値を、前記カウンタ11がクリアされる
直前のタイミング(同期回路2で設定される)でラッチ
して出力する。この結果、パルス周期測定回路10におい
て、検出パルスP21の一周期内の高速クロック数即ち周
期Tが測定されることになる。
前記位置情報パルス増加回路15は、ダウンカウンタ16,
ゲート回路17及び除算器18から構成されている。前記除
算器18は、ラッチ回路12からの出力である一周期T(一
周期内の高速クロック)を入力し、これを分割数mで除
算した値T/mを出力する。ダウンカウンタ16は、前記ゲ
ート回路17からのロード信号を入力する毎に前記除算器
18からの出力を入力し、これをダウンカウント即ち減算
カウントするものである。例えば、一周期内に前記高速
クロックが100発カウントされ、除算器18において4分
割即ち100/4=25発のクロックがロードされた際には、
このクロックを25,24,……,1,0と減算カウントして出力
する。前記ゲート回路17は、前記ダウンカウンタ16にロ
ードすべきタイミングを制御するもので、前記同期パル
スP22が「1」のとき及び前記ダウンカウンタ16の出力
が「0」のときにロード信号を出力する。
前記走査パルス発生回路20は、下位アドレスカウンタ2
1,上位アドレスカウンタ22,アドレスデータ作成回路23
及びROM24から構成されている。前記下位アドレスカウ
ンタ21は、前記ダウンカウンタ16の出力値が「0」にな
る毎にカウントし、即ち、第3図に示すパルスP23をカ
ウントしてデータD23を出力するものである。一方、前
記上位アドレスカウンタ22は、前記位置検出器からの検
出パルスP21をカウントしてデータD22を出力するように
なっている。尚、上記下位アドレスカウンタ21は同期パ
ルスP22をクリアー端子に入力するようになっている。
また、上位アドレスカウンタ22は前記パルスP62をクリ
アー端子に入力するようになっている。前記アドレスデ
ータ作成回路23は、前記両データD22,D23を入力し、n
番目の周期Tnの区間内でn×m+k(k=0,1,…,m−
1)のアドレスデータD24を作成して出力する。尚、ア
ドレスデータ作成回路23は、上記アドドレスデータD24
を作成するに際して、このアドレスデータD24がロータ
リーエンコーダ1の回転角度に対応することからロータ
リーエンコーダ1の原点角度が超音波振動子の原点と一
致させる必要がある。このため、アドレスデータ作成回
路23は、例えばロータリーエンコーダのC相の出力を原
点調整値として入力するようになっている。前記ROM24
は、前記アドレスデータ値(エンコーダ回転角に対応す
る)を超音波ラスタアドレス即ち走査パルスに変換する
ものであり、アドレスデータ値が所定値変化する毎に走
査パルスを出力する。
以上のように構成された装置の作用について説明する。
ロータリーエンコーダ1は、モータの所定回転角毎に第
3図に示す検出パルスP21を順次出力する。同期回路2
は前記検出パルスP21と高速クロックジェネレータ3か
らの高速クロックとを入力し、第3図に示す同期パルス
P22等のパルスを出力して各構成部の同期制御を行って
いる。
パルス周期測定回路10は、カウンタ11で一周期内に入力
される前記高速クロックをカウントし、このカウント値
を次の周期が開始される直前でラッチ回路12によりラッ
チする。この結果、ラッチ回路12は周期Tn−1内に発
生する高速クロック数を次の周期Tnの区間中保持するこ
とになる。即ち、第3図に示すデータD21がラッチ回路1
2の出力となる。尚、パルス周期測定としては高速クロ
ックをカウントするものに限らず他の種々の手段を適用
し得る。
次に、位置情報パルス増加回路15では、位置情報の分解
能を向上させるために一周期内で分割パルスを発生させ
ている。このために所定の分割値mを除算器18にセット
しておき、前記ラッチ回路12の出力をこの分割値mで除
算し、ダウンカウンタ16でこの除算値をカウントする毎
に分割パルス(第3図に示すパルスP23)を出力するよ
うにしている。例えば、ラッチ回路12で周期Tn−1
に100発の高速クロックカウンタ値が出力された場合、
除算器18は分割数m=4として100/4=25を出力する。
この除算器18の出力は、先ず周期TnのパルスP22の立ち
上り(即ち、ゲート回路17の反転入力端子に「1」が入
力するとき)にダウンカウンタ16にロードされる。ダウ
ンカウンタ16は、除算されたカウント値「25」を高速ク
ロック毎にダウンカウントする。そして、ダウンカウン
ト値が「0」になった際には、ゲート回路17によってロ
ード信号が出力され、再び除算器18からの出力値がダウ
ンカウンタ16にロードされ、以下同様の動作を繰り返す
ことになる。ここで、ダウンカウンタ16の出力が「0」
となるタイミングはTn−1/m時間毎である。従って、
ダウンカウンタ16の出力「0」を下位アドレスカウンタ
21のクロックとして利用すれば、ダウンカウンタ16より
第3図に示す分割パルスP23が結果的に出力されたこと
になる。このように、各周期内において、各周期の直前
の周期をm分割した時間毎に分割パルスが発生されるこ
とになる。
次に、走査パルス発生回路20の作用について説明する。
先ず、下位アドレスカウンタ21によって下位アドレスデ
ータD23を作成する。下位アドレスカウンタ21は、前記
ダウンカウンタ16のカウンタ値「0」をクロック端子に
入力してカウントし、同期パルスP22が「1」のときに
クリアをかけることにより第3図に示すアドレスデータ
D23を作成する。尚、下位アドレスカウンタ21は、カウ
ント値が(m−1)となったときにカウントを停止して
クリアされるまで待つように構成されている。従って、
一周期内の下位アドレスデータP23のアドレス値はO〜
m−1となる。従って、Tn−1>Tnの場合にはアドレ
ス値が(m−1)以下になることはある。
上位アドレスカウンタ22では、検出パルスP21をクロッ
クとしてカウントし、同期パルスP62でクリアをかける
ことにより上位アドレスデータD22が作成される。この
上位アドレスデータD22は、前記下位アドレスデータD23
が何番目の周期に対応するかを決定するために供され
る。尚、上位アドレスデータD22は検出パルスP21に対応
したモータ回転角を意味し、下位アドレスデータD23
検出パルスP21に対応するモータ回転角をさらにm分割
したモータ回転角を意味することになる。
アドレスデータ作成回路23では、上記下位,上位アドレ
スデータD22,D23及び原点調整値に基づき、アドレスデ
ータD24を作成する。例えば、周期Tn内でn×m+k
(k=O〜m−1までの整数)をアドレスデータとして
作成することにより、単調増加されたデータが作成され
る。この各データは、検出パルスP21に対応する回転角
よりもさらに細分化された回転角情報であり、位置情報
としての分解能がm倍に向上されている。また、下位ア
ドレスカウンタ21ではm以上の数をカウントしないた
め、n×m+kによる単調増加性はTn−1>Tnの場合
であっても保持される。一方、Tn−1<Tnの場合には
カウント値が(m−1)以下となりアドレスデータ値D
23に欠数が存在することもあり得るが、このような欠数
による誤差のモータ回転角への影響は微小であり無視し
得るものである。しかも、直前の周期を利用して分割パ
ルスを発生しているため、相隣接する周期Tn−1,Tn
はモータ速度が急激に変化しない限り大きな差が生じ得
ないため、アドレスデータD23の信頼性は高いものとい
える。
そして、このような信頼性の高くかつ位置情報としての
分解能が向上したアドレスデータD24に基づき、所定回
転角毎にROM24で走査パルスを発生することにより、正
確な走査パルスを発生でき、より歪の少ない超音波画像
を得ることができる。尚、このように、走査パルスピッ
チを密にして超音波ラスター本数を増加することもで
き、スキャン方向の分解能を向上させることができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば検出パルスの一周
期内で的確にパルスを増加することにより、位置情報の
分解能が向上されて正確な走査パルスを発生することが
でき、よって画像歪の少ない超音波像を得ることが可能
な超音波走査パルス発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的構成を示すブロック図、第2図
は第1図の構成の詳細を示すブロック図、第3図
(A),(B)は本実施例装置の作用を説明するタイミ
ングチャートである、第4図,第5図はそれぞれ従来装
置における走査パルス発生タイミングを示すタイミング
チャートである。 1……位置検出器、10……パルス周期測定手段、 15……分割パルス発生手段、 20……走査パルス発生手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超音波振動子の変位量に応じてパルスを発
    生することにより前記超音波振動子の位置を検出する位
    置検出手段と、 前記パルスの周期を測定するパルス周期測定手段と、 n番目の周期Tの区間内で、(n−1)番目の周期T
    n−1をm等分した時間Tn−1/m毎に分割パルスを発
    生する分割パルス発生手段と、 前記分割パルスに応じて超音波送受波タイミングと同期
    する走査パルスを発生する走査パルス発生手段と、 を備えることを特徴とする超音波走査パルス発生装置。
  2. 【請求項2】走査パルス発生手段は、前記分割パルスを
    カウントすることにより、周Tの区間内でn×m+k
    (k=0〜m−1までの整数)の値を位置情報アドドレ
    スデータとし、このデータ値が所定値変化する毎に前記
    走査パルスを発生するものである特許請求の範囲第1項
    に記載の超音波パルス発生装置。
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