JPH08229036A - 音響パワー送出装置及び電歪変換素子の感度制御方法 - Google Patents
音響パワー送出装置及び電歪変換素子の感度制御方法Info
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- JPH08229036A JPH08229036A JP7302071A JP30207195A JPH08229036A JP H08229036 A JPH08229036 A JP H08229036A JP 7302071 A JP7302071 A JP 7302071A JP 30207195 A JP30207195 A JP 30207195A JP H08229036 A JPH08229036 A JP H08229036A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 変換素子の感度を制御するための装置及び方
法を提供する。 【解決手段】 音響パワー送出装置は、(a)伝送回路
(17)と、(b)該伝送回路によって駆動される電歪
型変換素子(15)と、(c)該変換素子によって出力
される音響パワーの量を調整するための手段から構成さ
れる。また、電歪変換素子の感度制御方法は、伝送回路
及びバイアス電圧源を含み、(a)変換素子によって発
生する音響パワーを表した動作パラメータについて、電
歪変換素子のモニタを行うステップと、(b)モニタ・
ステップに応答して、フィードバック補償を施すステッ
プと、から構成されることを特徴とする。
法を提供する。 【解決手段】 音響パワー送出装置は、(a)伝送回路
(17)と、(b)該伝送回路によって駆動される電歪
型変換素子(15)と、(c)該変換素子によって出力
される音響パワーの量を調整するための手段から構成さ
れる。また、電歪変換素子の感度制御方法は、伝送回路
及びバイアス電圧源を含み、(a)変換素子によって発
生する音響パワーを表した動作パラメータについて、電
歪変換素子のモニタを行うステップと、(b)モニタ・
ステップに応答して、フィードバック補償を施すステッ
プと、から構成されることを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィードバック補
償を利用して、電歪変換器の感度を制御するための音響
パワー送出装置及び電歪変換素子の感度制御方法に関す
る。
償を利用して、電歪変換器の感度を制御するための音響
パワー送出装置及び電歪変換素子の感度制御方法に関す
る。
【0002】
【技術背景】医用診断分野において、変換器は、一般
に、超音波イメージング・システムに用いられるアレイ
をなすように構成される。例えば、図1には、パルスの
ような電気的刺激を変換器アレイ101に加えることに
よって、変換器が超音波103を送り出すことになる、
超音波イメージング・システム100が示されている。
超音波は、人体に送り込まれ、最終的には、少なくとも
一部が、体内の物体、例えば、心臓115によって反射
される。反射波(「エコー」)は、変換器アレイ101
によって受波され、エコーを表す電流104が発生す
る。次に、信号処理によって、振幅及び位相といった、
信号の各種特性が分析され、サイズ、場所、及び、速度
といった、物体に関する情報が求められる。例えば、
「Ultrasonic Diagnostic Ap
paratus」と題する米国特許第5,060,65
1号を参照されたい。
に、超音波イメージング・システムに用いられるアレイ
をなすように構成される。例えば、図1には、パルスの
ような電気的刺激を変換器アレイ101に加えることに
よって、変換器が超音波103を送り出すことになる、
超音波イメージング・システム100が示されている。
超音波は、人体に送り込まれ、最終的には、少なくとも
一部が、体内の物体、例えば、心臓115によって反射
される。反射波(「エコー」)は、変換器アレイ101
によって受波され、エコーを表す電流104が発生す
る。次に、信号処理によって、振幅及び位相といった、
信号の各種特性が分析され、サイズ、場所、及び、速度
といった、物体に関する情報が求められる。例えば、
「Ultrasonic Diagnostic Ap
paratus」と題する米国特許第5,060,65
1号を参照されたい。
【0003】さらに詳述すると、図1には、送信器10
7、プリアンプ109、ビーム形成器106、及びデジ
タル走査変換器111のそれぞれを制御するためのマイ
クロプロセッサ108が示されている。変換器アレイ1
01からのエコー信号104は、プリアンプ109に送
られ、さらに、ビーム形成器106、信号プロセッサ1
05、A/D変換器110、及び、デジタル走査変換器
111に直列に送られる。エコー信号のz成分は、ポス
ト・プロセッサ112に送られ、その結果得られるz強
度が、CRTスクリーン114に表示される。x−y成
分は、x−yラスタ113を介して送られ、CRTスク
リーン114に表示される。任意の数の異なる送信及び
イメージング処理システムを用いることが可能である。
7、プリアンプ109、ビーム形成器106、及びデジ
タル走査変換器111のそれぞれを制御するためのマイ
クロプロセッサ108が示されている。変換器アレイ1
01からのエコー信号104は、プリアンプ109に送
られ、さらに、ビーム形成器106、信号プロセッサ1
05、A/D変換器110、及び、デジタル走査変換器
111に直列に送られる。エコー信号のz成分は、ポス
ト・プロセッサ112に送られ、その結果得られるz強
度が、CRTスクリーン114に表示される。x−y成
分は、x−yラスタ113を介して送られ、CRTスク
リーン114に表示される。任意の数の異なる送信及び
イメージング処理システムを用いることが可能である。
【0004】音響イメージング変換器は、一般に、ジル
コン酸チタン酸鉛(PZT)セラミックのような圧電材
料から製造される。該変換器は、特性範囲を改良するた
め、圧電セラミックとポリマを組み合わせた「複合材
料」から製造することも可能である。
コン酸チタン酸鉛(PZT)セラミックのような圧電材
料から製造される。該変換器は、特性範囲を改良するた
め、圧電セラミックとポリマを組み合わせた「複合材
料」から製造することも可能である。
【0005】音響イメージング変換器は、直流バイアス
電圧を印加することによって、しっかりと分極させるこ
とが可能な電歪材料からも製造されている。ニオブ酸鉛
マグネシウム−チタン酸鉛(PMN−PT)が、電歪セ
ラミックの一例である。
電圧を印加することによって、しっかりと分極させるこ
とが可能な電歪材料からも製造されている。ニオブ酸鉛
マグネシウム−チタン酸鉛(PMN−PT)が、電歪セ
ラミックの一例である。
【0006】圧電変換素子及び電歪変換素子は、両方と
も、パルス/エコー応答感度によって特性を明らかにす
ることができる。「感度」とは、一般に、所与の入力に
関して、いかに効率よくエネルギが伝送(出力)される
かということである。「パルス/エコー応答」とは、電
気エネルギを音響エネルギに変換し、放出された音響エ
ネルギを変換して、電気エネルギに戻す、変換器の能力
のことであり、従って、伝送効率と受信効率の両方が結
合される。それは、入力としての電気パルス刺激、及
び、出力としての音響エネルギによって定義される。
も、パルス/エコー応答感度によって特性を明らかにす
ることができる。「感度」とは、一般に、所与の入力に
関して、いかに効率よくエネルギが伝送(出力)される
かということである。「パルス/エコー応答」とは、電
気エネルギを音響エネルギに変換し、放出された音響エ
ネルギを変換して、電気エネルギに戻す、変換器の能力
のことであり、従って、伝送効率と受信効率の両方が結
合される。それは、入力としての電気パルス刺激、及
び、出力としての音響エネルギによって定義される。
【0007】電歪変換器のパルス/エコー応答感度は、
比誘電率K及び結合係数ktのような、各種材料特性に
よって決まる。これらの特性は、動作温度、直流バイア
ス電圧、及び、動作周波数の非線形関数である。例え
ば、日立リミテッドの中央研究所のタケウチ他による
「Relaxor Ferroelectric Tr
ansducers」(1991年)を参照のこと。さ
らに、これらの特性は、開始材料及び/または処理条件
に固有の分散のために変動する可能性がある。感度自体
が、そのうちのいくつかは、制御が困難な、さまざまな
理由から変動する可能性がある。
比誘電率K及び結合係数ktのような、各種材料特性に
よって決まる。これらの特性は、動作温度、直流バイア
ス電圧、及び、動作周波数の非線形関数である。例え
ば、日立リミテッドの中央研究所のタケウチ他による
「Relaxor Ferroelectric Tr
ansducers」(1991年)を参照のこと。さ
らに、これらの特性は、開始材料及び/または処理条件
に固有の分散のために変動する可能性がある。感度自体
が、そのうちのいくつかは、制御が困難な、さまざまな
理由から変動する可能性がある。
【0008】Federal Drug Admini
stration(FDA)によって、人体に送り込む
ことができる音響エネルギの量が規制されている。変換
器の感度が変動する場合、過剰な量のエネルギが送り込
まれる可能性がある。さらに、その入力/出力関係を大
幅に変動させるシステムは、市場において質的に劣るも
のとみなされる場合が多い。
stration(FDA)によって、人体に送り込む
ことができる音響エネルギの量が規制されている。変換
器の感度が変動する場合、過剰な量のエネルギが送り込
まれる可能性がある。さらに、その入力/出力関係を大
幅に変動させるシステムは、市場において質的に劣るも
のとみなされる場合が多い。
【0009】これまで、先行技術では、音響圧電変換器
を開制御ループによって駆動してきた。従って、先行技
術によるシステムは、変換器を電気的に刺激するが、感
度をモニタして、感度の変動を検出することはなかっ
た。
を開制御ループによって駆動してきた。従って、先行技
術によるシステムは、変換器を電気的に刺激するが、感
度をモニタして、感度の変動を検出することはなかっ
た。
【0010】
【発明の目的】要するに、本発明の目的は、変換素子の
感度を制御するための装置及び方法を提供することにあ
る。
感度を制御するための装置及び方法を提供することにあ
る。
【0011】
【発明の概要】本発明は、電歪変換器の感度を制御する
ための装置及び方法を目指している。すなわち、製造
後、各変換素子の所定の特性がテストされ、EPROM
における焼付け(バーニング)のようにして、記憶媒体
に記録される。次に、所定のモデル関係と共に、記憶デ
ータを利用して、使用時における変換器の所定の動作パ
ラメータがモニタされ、変換器の感度をほぼ一定に保つ
ため、フィードバック補償が施される。
ための装置及び方法を目指している。すなわち、製造
後、各変換素子の所定の特性がテストされ、EPROM
における焼付け(バーニング)のようにして、記憶媒体
に記録される。次に、所定のモデル関係と共に、記憶デ
ータを利用して、使用時における変換器の所定の動作パ
ラメータがモニタされ、変換器の感度をほぼ一定に保つ
ため、フィードバック補償が施される。
【0012】さらに明確に言えば、EPROMデータ
は、所定の動作温度における感度対バイアス電圧の測定
データから構成することができる。従って、使用時、変
換素子は、所望の、一貫した音響出力レベルを得るた
め、伝送レベルとバイアス・レベルのいずれか、または
両方を調整する、システムの制御を受けることになる。
は、所定の動作温度における感度対バイアス電圧の測定
データから構成することができる。従って、使用時、変
換素子は、所望の、一貫した音響出力レベルを得るた
め、伝送レベルとバイアス・レベルのいずれか、または
両方を調整する、システムの制御を受けることになる。
【0013】実施例の1つでは、さらに、温度フィード
バック補償が付加的に提供され、温度センサが変換素子
に隣接して配置される。ある温度範囲における、素子の
材料クラスの感度対バイアスのモデル関係が規定され
る。従って、特定の変換素子、モデル関係、及び、温度
センサからの温度信号に関するEPROMデータに基づ
いて、所望の音響出力を得るため、システム制御装置に
よって、伝送レベル及び/またはバイアス電圧が調整さ
れる。
バック補償が付加的に提供され、温度センサが変換素子
に隣接して配置される。ある温度範囲における、素子の
材料クラスの感度対バイアスのモデル関係が規定され
る。従って、特定の変換素子、モデル関係、及び、温度
センサからの温度信号に関するEPROMデータに基づ
いて、所望の音響出力を得るため、システム制御装置に
よって、伝送レベル及び/またはバイアス電圧が調整さ
れる。
【0014】もう1つの実施例によれば、温度センサの
代わりに、圧力センサが用いられる。装置及び方法は、
ほぼ同じであるが、この場合、モデル関係によって規定
されるのは、変換器アセンブリの感度対圧力センサの出
力レベルである。EPROMデータ、モデル関係、及
び、圧力センサ出力レベルに基づいて、所望の音響出力
を得るため、システム制御装置によって、伝送レベル及
び/またはバイアスが調整される。
代わりに、圧力センサが用いられる。装置及び方法は、
ほぼ同じであるが、この場合、モデル関係によって規定
されるのは、変換器アセンブリの感度対圧力センサの出
力レベルである。EPROMデータ、モデル関係、及
び、圧力センサ出力レベルに基づいて、所望の音響出力
を得るため、システム制御装置によって、伝送レベル及
び/またはバイアスが調整される。
【0015】さらにもう1つの実施例の場合、性能指数
フィードバック補償が施される。EPROMによって、
アレイの感度対バイアス電圧が規定される。モデルは、
変換素子の材料のクラスに関して、感度と誘電率(K)
及び結合係数(kt)を関連づける。EPROM、モデ
ル関係、及び、K及びkt値に基づいて、所望の音響出
力を得るため、システム制御装置によって、伝送レベル
及び/またはバイアスが調整される。測定値は、同じア
レイにおける動作(機能)素子と基準素子のいずれか任
意のほうから得ることが可能である。
フィードバック補償が施される。EPROMによって、
アレイの感度対バイアス電圧が規定される。モデルは、
変換素子の材料のクラスに関して、感度と誘電率(K)
及び結合係数(kt)を関連づける。EPROM、モデ
ル関係、及び、K及びkt値に基づいて、所望の音響出
力を得るため、システム制御装置によって、伝送レベル
及び/またはバイアスが調整される。測定値は、同じア
レイにおける動作(機能)素子と基準素子のいずれか任
意のほうから得ることが可能である。
【0016】もう1つの代替実施例の場合、フィードバ
ック補償は、変換素子に対する入力電力に基づくもので
ある。モデル関係は、所望の音響出力を得るため、変換
素子に入力される電力を規定する。入力電流及び電圧の
測定に基づいて、所望の音響出力を得るため、システム
制御装置によって、伝送レベル及び/またはバイアス電
圧が調整される。
ック補償は、変換素子に対する入力電力に基づくもので
ある。モデル関係は、所望の音響出力を得るため、変換
素子に入力される電力を規定する。入力電流及び電圧の
測定に基づいて、所望の音響出力を得るため、システム
制御装置によって、伝送レベル及び/またはバイアス電
圧が調整される。
【0017】変換素子の容量、誘電率、及び、結合係数
を測定し、決定するためのさまざまな装置及び方法につ
いて、解説が行われる。
を測定し、決定するためのさまざまな装置及び方法につ
いて、解説が行われる。
【0018】本発明の以上の及びその他の利点について
は、以下の詳細な説明及び図面においてより詳細に示さ
れることになる。
は、以下の詳細な説明及び図面においてより詳細に示さ
れることになる。
【0019】
【実施例】図2及び図4に示す先行技術によるシステム
の場合、圧電変換素子を製作して、テストし、EPRO
Mに焼き付けることによって、所定のデータが記録され
る。EPROMデータは、この特定の変換素子の感度を
表すことができる。
の場合、圧電変換素子を製作して、テストし、EPRO
Mに焼き付けることによって、所定のデータが記録され
る。EPROMデータは、この特定の変換素子の感度を
表すことができる。
【0020】使用時、圧電素子5は、伝送/受信回路7
を含む音響イメージング・システムに組み込まれる。素
子5に関するEPROMデータ9は、伝送/受信回路7
に接続され、素子5から所望の音響出力6を得ようとし
て、伝送レベルを調整するシステム制御装置8に供給さ
れる。しかし、この開ループ・システムでは、前述の理
由から必要な制御が得られない。
を含む音響イメージング・システムに組み込まれる。素
子5に関するEPROMデータ9は、伝送/受信回路7
に接続され、素子5から所望の音響出力6を得ようとし
て、伝送レベルを調整するシステム制御装置8に供給さ
れる。しかし、この開ループ・システムでは、前述の理
由から必要な制御が得られない。
【0021】これに対し、図3及び図5には、本発明の
方法及び装置の実施例の1つが示されている。すなわ
ち、電歪変換素子15を製作して、テストし、テストに
よって測定されたデータは、例えば、EPROM19に
焼き付けるといったやり方で、記憶媒体に記録される。
図5に示すように、電歪素子15は、動作回路に組み込
まれ、音響出力16を発生する。変換素子15は、伝送
/受信回路17に接続され、該回路は、さらに、システ
ム制御装置18に制御される。変換素子15は、バイア
ス電圧源11にも接続されている。
方法及び装置の実施例の1つが示されている。すなわ
ち、電歪変換素子15を製作して、テストし、テストに
よって測定されたデータは、例えば、EPROM19に
焼き付けるといったやり方で、記憶媒体に記録される。
図5に示すように、電歪素子15は、動作回路に組み込
まれ、音響出力16を発生する。変換素子15は、伝送
/受信回路17に接続され、該回路は、さらに、システ
ム制御装置18に制御される。変換素子15は、バイア
ス電圧源11にも接続されている。
【0022】EPROM19において得られるデータ
は、指定の動作温度における素子感度対バイアス電圧か
ら構成される。EPROMデータを受信するシステム制
御装置18は、所望の、一貫した音響出力レベル16を
得るため、回路17からの伝送レベル及びバイアス源1
1によって設定されるバイアス・レベルの両方または一
方を調整する。
は、指定の動作温度における素子感度対バイアス電圧か
ら構成される。EPROMデータを受信するシステム制
御装置18は、所望の、一貫した音響出力レベル16を
得るため、回路17からの伝送レベル及びバイアス源1
1によって設定されるバイアス・レベルの両方または一
方を調整する。
【0023】図6には、EPROMデータ及び図5のシ
ステム制御装置によって施される「静的補償」以外に、
温度フィードバック補償を施すための本発明のもう1つ
の実施例が示されている。図6には、比較を容易にする
ため、動作回路が、図5のレイアウトと同様に配置され
ており、同様の素子には、「10」を加算して、同様の
参照番号が付与されている。
ステム制御装置によって施される「静的補償」以外に、
温度フィードバック補償を施すための本発明のもう1つ
の実施例が示されている。図6には、比較を容易にする
ため、動作回路が、図5のレイアウトと同様に配置され
ており、同様の素子には、「10」を加算して、同様の
参照番号が付与されている。
【0024】すなわち、温度センサ23が、動作または
機能素子25に隣接して配置されている。明細書全体を
通じて理解しておくべきは、変換「素子」は、単一の変
換器または変換器アレイを表しているということであ
る。EPROMデータ29は、特定の素子25につい
て、動作温度における測定される感度対バイアスを規定
する。モデル関係22は、ある温度範囲にわたる、変換
器の材料クラスの感度対バイアスを規定する。材料クラ
スには、例えば、変換素子25の製造に用いられる材料
PMN−PTが考えられる。EPROMデータ29及び
モデル関係22は、両方とも、システム制御装置28に
供給され、該制御装置は、温度センサ23の出力(すな
わち、変換素子25の実際の動作温度)も受信する。該
システム制御装置は、次に、変換素子25から所望の音
響出力を得るため、伝送/受信回路27及び/またはバ
イアス源21を調整する。こうして、実際の動作温度を
測定することによって、実際の動作温度が想定された温
度を逸脱すると、ある動作温度を想定したEPROMデ
ータを補正することが可能になる。
機能素子25に隣接して配置されている。明細書全体を
通じて理解しておくべきは、変換「素子」は、単一の変
換器または変換器アレイを表しているということであ
る。EPROMデータ29は、特定の素子25につい
て、動作温度における測定される感度対バイアスを規定
する。モデル関係22は、ある温度範囲にわたる、変換
器の材料クラスの感度対バイアスを規定する。材料クラ
スには、例えば、変換素子25の製造に用いられる材料
PMN−PTが考えられる。EPROMデータ29及び
モデル関係22は、両方とも、システム制御装置28に
供給され、該制御装置は、温度センサ23の出力(すな
わち、変換素子25の実際の動作温度)も受信する。該
システム制御装置は、次に、変換素子25から所望の音
響出力を得るため、伝送/受信回路27及び/またはバ
イアス源21を調整する。こうして、実際の動作温度を
測定することによって、実際の動作温度が想定された温
度を逸脱すると、ある動作温度を想定したEPROMデ
ータを補正することが可能になる。
【0025】図7には、さらに、図6と同様のもう1つ
の実施例が示されているが、図7の場合には、図6の温
度センサ23が、圧力センサ33に置き換えられてい
る。やはり、図7の動作回路は、比較を容易にするた
め、図6と同様にレイアウトされており、対応する素子
には、「10」を加えて、同様の参照番号が付与されて
いる。
の実施例が示されているが、図7の場合には、図6の温
度センサ23が、圧力センサ33に置き換えられてい
る。やはり、図7の動作回路は、比較を容易にするた
め、図6と同様にレイアウトされており、対応する素子
には、「10」を加えて、同様の参照番号が付与されて
いる。
【0026】図7には、圧力センサ33は、電歪素子3
5の出力音圧を測定し、これをシステム制御装置38に
供給する。やはり、EPROMデータ39は、動作温度
における感度対バイアスを規定する。モデル関係32
は、変換器アセンブリ(例えば、裏当て材料及び整合層
を含む)の感度対圧力センサの出力レベルを規定する。
EPROMデータ、モデル関係、及び、圧力センサの出
力を受信するシステム制御装置38は、次に、素子35
から所望の音響出力を得るため、伝送/受信回路37及
び/またはバイアス源31を調整する。圧力センサ33
の優れた精度を考えれば、素子35によって出力される
実際の音圧を測定するこのシステムは、パルス・エコー
感度を制御するための極めて正確な方法である。
5の出力音圧を測定し、これをシステム制御装置38に
供給する。やはり、EPROMデータ39は、動作温度
における感度対バイアスを規定する。モデル関係32
は、変換器アセンブリ(例えば、裏当て材料及び整合層
を含む)の感度対圧力センサの出力レベルを規定する。
EPROMデータ、モデル関係、及び、圧力センサの出
力を受信するシステム制御装置38は、次に、素子35
から所望の音響出力を得るため、伝送/受信回路37及
び/またはバイアス源31を調整する。圧力センサ33
の優れた精度を考えれば、素子35によって出力される
実際の音圧を測定するこのシステムは、パルス・エコー
感度を制御するための極めて正確な方法である。
【0027】図8には、性能指数フィードバック補償が
施され、独立した基準素子から測定値が得られる、さら
にもう1つの実施例が示されている。やはり、図8のレ
イアウトは、参照を容易にするため、先行回路と同様で
あり、対応する素子には、「10」を加えた同様の参照
番号が付与されている。
施され、独立した基準素子から測定値が得られる、さら
にもう1つの実施例が示されている。やはり、図8のレ
イアウトは、参照を容易にするため、先行回路と同様で
あり、対応する素子には、「10」を加えた同様の参照
番号が付与されている。
【0028】すなわち、図8には、動作または機能素子
である第1の電歪変換素子45と、基準素子の働きをす
る、おそらくは、同じアレイからの第2の電歪変換素子
43が示されている。この場合、その測定値が、EPR
OMデータ49及びモデル関係42と共に、システム制
御装置48に供給される、基準素子の誘電率K及び結合
係数ktを測定するための装置44が設けられている。
EPROMデータは、動作温度におけるアレイの全ての
素子に関する感度対バイアス電圧(アレイに関して一定
と想定される)から構成される。モデル42は、素子4
5、43に用いられるクラスの電歪材料に関して、感度
と誘電率及び結合係数を関連づける。システム制御装置
は、次に、所望の音響出力46を得るため、伝送/受信
回路47及び/またはバイアス源41を調整する。誘電
率及び結合係数を測定するための装置については、図1
1〜図12に関連して後述する。
である第1の電歪変換素子45と、基準素子の働きをす
る、おそらくは、同じアレイからの第2の電歪変換素子
43が示されている。この場合、その測定値が、EPR
OMデータ49及びモデル関係42と共に、システム制
御装置48に供給される、基準素子の誘電率K及び結合
係数ktを測定するための装置44が設けられている。
EPROMデータは、動作温度におけるアレイの全ての
素子に関する感度対バイアス電圧(アレイに関して一定
と想定される)から構成される。モデル42は、素子4
5、43に用いられるクラスの電歪材料に関して、感度
と誘電率及び結合係数を関連づける。システム制御装置
は、次に、所望の音響出力46を得るため、伝送/受信
回路47及び/またはバイアス源41を調整する。誘電
率及び結合係数を測定するための装置については、図1
1〜図12に関連して後述する。
【0029】1979年のUltrasonics S
ymposium,IEEE(1979)、ページ40
7−411におけるJ.Callerame他による
「Transmitters And Receive
rs For MedicalUltrasonic
s」には、モデル42に用いることが可能な性能指数の
解説がある。例えば、Callerameの論文には、
それぞれ、送信器と受信器の応答に関する測度を示す2
つのパラメータ、TP及びRPが解説されている。下記
において定義するパラメータTPは、厳密には、変換器
の応答周波数よりかなり低い周波数においてしか有効で
はないが、変換器が広帯域モードで動作する場合には、
共振周波数付近における伝送効率の良好な表示となる。
ymposium,IEEE(1979)、ページ40
7−411におけるJ.Callerame他による
「Transmitters And Receive
rs For MedicalUltrasonic
s」には、モデル42に用いることが可能な性能指数の
解説がある。例えば、Callerameの論文には、
それぞれ、送信器と受信器の応答に関する測度を示す2
つのパラメータ、TP及びRPが解説されている。下記
において定義するパラメータTPは、厳密には、変換器
の応答周波数よりかなり低い周波数においてしか有効で
はないが、変換器が広帯域モードで動作する場合には、
共振周波数付近における伝送効率の良好な表示となる。
【0030】
【数1】TP={kt/(1−kt 2)}×√(εS
33/cD 33) ここで、ktは、厚さモードの結合定数であり、εS
33は、一定の歪みにおける誘電率であり、c
D 33は、剛性定数である。
33/cD 33) ここで、ktは、厚さモードの結合定数であり、εS
33は、一定の歪みにおける誘電率であり、c
D 33は、剛性定数である。
【0031】共振周波数をかなり離れると有効な、相対
受信器感度の良好な評価は、下記に示す開回路受信器感
度パラメータRPによって定義される。
受信器感度の良好な評価は、下記に示す開回路受信器感
度パラメータRPによって定義される。
【0032】
【数2】RP=kt×t/√(cD 33×εS 33) ここで、tは変換器の厚さである。
【0033】図9は、誘電率及び結合係数の測定が、基
準素子とは対照的に、機能素子に関して実施される点を
除けば、図8と同様である。図示のように、機能素子5
5のK及びktを測定するために、装置54が設けられ
ている。システム制御装置58は、EPROMデータ5
9、モデル関係52、及び、K及びktの測定値を受信
する。システム制御装置は、素子55から所望の音響出
力56を得るため、伝送/受信回路57及び/またはバ
イアス源51の出力を調整する。
準素子とは対照的に、機能素子に関して実施される点を
除けば、図8と同様である。図示のように、機能素子5
5のK及びktを測定するために、装置54が設けられ
ている。システム制御装置58は、EPROMデータ5
9、モデル関係52、及び、K及びktの測定値を受信
する。システム制御装置は、素子55から所望の音響出
力56を得るため、伝送/受信回路57及び/またはバ
イアス源51の出力を調整する。
【0034】図10は、入力電力フィードバック補償を
可能にするための最終実施例を示している。やはり、動
作回路は、参照を容易にするため、先行回路と同様にレ
イアウトされており、対応する参照番号には、「10」
を加えて同様の番号が付与されている。
可能にするための最終実施例を示している。やはり、動
作回路は、参照を容易にするため、先行回路と同様にレ
イアウトされており、対応する参照番号には、「10」
を加えて同様の番号が付与されている。
【0035】図10の場合、素子65に対する入力電力
を決定するため、電流センサ63及び電圧センサ64
が、機能素子65と並列に設けられている。電流センサ
63及び電圧センサ64の出力は、EPROMデータ6
9及びモデル関係62と共に、システム制御装置68に
供給される。EPROMデータは、やはり、動作温度に
おけるこの素子に関する感度対バイアス電圧である。モ
デル62は、機能素子への入力電力の、該素子の音響出
力に対する関係を規定する。システム制御装置は、所望
の音響出力66を得るため、伝送/受信回路67の伝送
レベル及び/またはバイアス源61のバイアス・レベル
を調整する。入力電力を求めるための装置に関するより
詳細な説明については、図13に関連して後述する。
を決定するため、電流センサ63及び電圧センサ64
が、機能素子65と並列に設けられている。電流センサ
63及び電圧センサ64の出力は、EPROMデータ6
9及びモデル関係62と共に、システム制御装置68に
供給される。EPROMデータは、やはり、動作温度に
おけるこの素子に関する感度対バイアス電圧である。モ
デル62は、機能素子への入力電力の、該素子の音響出
力に対する関係を規定する。システム制御装置は、所望
の音響出力66を得るため、伝送/受信回路67の伝送
レベル及び/またはバイアス源61のバイアス・レベル
を調整する。入力電力を求めるための装置に関するより
詳細な説明については、図13に関連して後述する。
【0036】〔動作中に変換器の容量を測定してK及び
ktを求める〕変換器のパルス/エコー応答は、電気機
械結合定数kt及び比誘電率Kに依存する。この情報
は、変換器の幾何学形状及び容量から求めることが可能
である。例えば、穏当なところで、変換器を並列プレー
ト・コンデンサとしてモデル化することが可能な場合、
比誘電率Kは、下記の式によって求めることが可能であ
る。
ktを求める〕変換器のパルス/エコー応答は、電気機
械結合定数kt及び比誘電率Kに依存する。この情報
は、変換器の幾何学形状及び容量から求めることが可能
である。例えば、穏当なところで、変換器を並列プレー
ト・コンデンサとしてモデル化することが可能な場合、
比誘電率Kは、下記の式によって求めることが可能であ
る。
【0037】
【数3】 K=Cd/ε0A (1) ここで、Cは容量であり、dは変換器の電極間の厚さで
あり、Aは電極に面した面積であり、ε0は、自由空間
の絶対誘電率である(8.854×10−12ファラッ
ド/メートル)。
あり、Aは電極に面した面積であり、ε0は、自由空間
の絶対誘電率である(8.854×10−12ファラッ
ド/メートル)。
【0038】さらに、電気機械結合定数ktは、下記の
式によって求めることができる。
式によって求めることができる。
【0039】
【数4】 KS=KT(1−kt 2) (2) ここで、KSは変換器の動作周波数を超える周波数、す
なわち「クランプ容量」周波数において測定される比誘
電率であり、KTは動作周波数未満の周波数、すなわち
「非クランプ容量」周波数において測定される比誘電率
である。
なわち「クランプ容量」周波数において測定される比誘
電率であり、KTは動作周波数未満の周波数、すなわち
「非クランプ容量」周波数において測定される比誘電率
である。
【0040】これら2つの周波数は、変換器の共振周波
数から十分に離れているので、共振による測定容量に対
する影響は生じない。従って、クランプ容量周波数と非
クランプ容量周波数の両方において、動作中の変換素子
の容量を測定することによって、電気機械結合定数kt
を求めることが可能である。K及びkt自体は、イメー
ジング・システムの制御システムによって利用可能であ
る、すなわち、該制御システムに送り返すことが可能で
ある。さらに、制御システムは、これに応じて、直流バ
イアス電圧を変動させることが可能である。直流バイア
ス電圧を変動させることによって、変換器の感度の分散
を補償することができる。例えば、感度が変動して、変
換器が伝送する音響エネルギの量が増大する場合、バイ
アス電圧を低下させることができる。すなわち、電歪変
換器が、250V DCのバイアス電圧を必要とする場
合、直流バイアス回路は、±25V DCの電圧変動を
必要とする可能性がある。感度は、それほど急速に変動
しないので、バイアス電圧を変化させるための応答時間
は、約1/2秒で十分のはずである。
数から十分に離れているので、共振による測定容量に対
する影響は生じない。従って、クランプ容量周波数と非
クランプ容量周波数の両方において、動作中の変換素子
の容量を測定することによって、電気機械結合定数kt
を求めることが可能である。K及びkt自体は、イメー
ジング・システムの制御システムによって利用可能であ
る、すなわち、該制御システムに送り返すことが可能で
ある。さらに、制御システムは、これに応じて、直流バ
イアス電圧を変動させることが可能である。直流バイア
ス電圧を変動させることによって、変換器の感度の分散
を補償することができる。例えば、感度が変動して、変
換器が伝送する音響エネルギの量が増大する場合、バイ
アス電圧を低下させることができる。すなわち、電歪変
換器が、250V DCのバイアス電圧を必要とする場
合、直流バイアス回路は、±25V DCの電圧変動を
必要とする可能性がある。感度は、それほど急速に変動
しないので、バイアス電圧を変化させるための応答時間
は、約1/2秒で十分のはずである。
【0041】図11を参照すると、変換素子220a
は、こうした変換素子アレイ201からの1つの素子で
ある。この実施例の場合、変換素子220aは、制御目
的専用である。アレイの他の素子、すなわち、イメージ
ングに用いられる素子自体は、制御測定に必要な検知動
作に影響することはない。同様に、専用の制御素子22
0aに加えられる信号が、イメージング素子に影響する
ことはない。代替案として、変換素子220aをイメー
ジングに利用することも可能である。素子220aの各
種特性の測定自体が、イメージングに実際に用いられる
素子に関する情報を提供することになる。素子220a
の特性測定は、イメージング・システムのスキャナが遊
休状態にある時、すなわち、素子アレイがイメージング
に用いられていない時に、実施されるのが望ましい。
は、こうした変換素子アレイ201からの1つの素子で
ある。この実施例の場合、変換素子220aは、制御目
的専用である。アレイの他の素子、すなわち、イメージ
ングに用いられる素子自体は、制御測定に必要な検知動
作に影響することはない。同様に、専用の制御素子22
0aに加えられる信号が、イメージング素子に影響する
ことはない。代替案として、変換素子220aをイメー
ジングに利用することも可能である。素子220aの各
種特性の測定自体が、イメージングに実際に用いられる
素子に関する情報を提供することになる。素子220a
の特性測定は、イメージング・システムのスキャナが遊
休状態にある時、すなわち、素子アレイがイメージング
に用いられていない時に、実施されるのが望ましい。
【0042】いわゆる「非クランプ容量」を測定するた
め、低周波電流源250は、変換素子220aを後述の
測定装置に接続するケーブル251によって、既知の信
号、例えば、1000Hzの正弦波を伝送する。ノード
252において測定される、結果生じる電圧は、周波
数、すなわち、1000Hzと、負荷の全容量(「C
load」)によって決まる。Cloadは、ケーブル
251及び変換素子220aの容量である。ノード25
2における電圧(「V」)は、下記の式によって、既知
の電流(「I」)及びCloadに関連づけられる。
め、低周波電流源250は、変換素子220aを後述の
測定装置に接続するケーブル251によって、既知の信
号、例えば、1000Hzの正弦波を伝送する。ノード
252において測定される、結果生じる電圧は、周波
数、すなわち、1000Hzと、負荷の全容量(「C
load」)によって決まる。Cloadは、ケーブル
251及び変換素子220aの容量である。ノード25
2における電圧(「V」)は、下記の式によって、既知
の電流(「I」)及びCloadに関連づけられる。
【0043】
【数5】 V=I/(jωCload),j=(−1)1/2 (3) Cload=Ccable+Ctransducer (4)
【0044】従って、Cloadは、ノード252にお
ける測定電圧の絶対値を確認することによって求めるこ
とが可能である(電圧センサ254参照)。これによ
り、Cloadが決まると、Ccableは、あらかじ
め分かっているので、式(4)によって、C
transducerを解くことができる。
ける測定電圧の絶対値を確認することによって求めるこ
とが可能である(電圧センサ254参照)。これによ
り、Cloadが決まると、Ccableは、あらかじ
め分かっているので、式(4)によって、C
transducerを解くことができる。
【0045】変換器の感度が高速度で変動するとは考え
られないので、Ctransducerは、あまり素早
く、また、あまり頻繁に行う必要はない。従って、比較
的低速の回路要素を利用することが可能である。例え
ば、ノード252において検知される電圧は、アナログ
・デジタル変換器によってデジタル化することが可能で
ある。デジタル化された電圧253は、イメージング・
システム内のマイクロプロセッサによって受信すること
が可能であり、これによって、式(3)及び(4)が解
けることになる。
られないので、Ctransducerは、あまり素早
く、また、あまり頻繁に行う必要はない。従って、比較
的低速の回路要素を利用することが可能である。例え
ば、ノード252において検知される電圧は、アナログ
・デジタル変換器によってデジタル化することが可能で
ある。デジタル化された電圧253は、イメージング・
システム内のマイクロプロセッサによって受信すること
が可能であり、これによって、式(3)及び(4)が解
けることになる。
【0046】代替案として、素子に既知の直流電流を供
給し、素子が指定電圧レベル(「V」)に達するのに要
する時間(「t」)を測定することによって、変換器2
20の非クランプ容量を求めることが可能である。C
loadは、下記の関係式によって求めることが可能で
ある。
給し、素子が指定電圧レベル(「V」)に達するのに要
する時間(「t」)を測定することによって、変換器2
20の非クランプ容量を求めることが可能である。C
loadは、下記の関係式によって求めることが可能で
ある。
【0047】
【数6】 Cload=I×t/V (3′)
【0048】これにより、式(4)を用いて、C
transducerを解くことが可能になる。
transducerを解くことが可能になる。
【0049】非クランプ容量周波数におけるC
transducerが与えられると、並列プレート・
コンデンサに関する式(1)のような適合する容量式を
用いて、KTを解くことができる。
transducerが与えられると、並列プレート・
コンデンサに関する式(1)のような適合する容量式を
用いて、KTを解くことができる。
【0050】他に多くの単純な容量測定を設計すること
が可能である。これら2つは、当該技術を代表するもの
ということである。
が可能である。これら2つは、当該技術を代表するもの
ということである。
【0051】いわゆる変換器の「クランプ容量」は、か
なり高い周波数で測定されるので、素子が、加えられる
信号に応答して、大幅に動くことはない。こうした環境
において、素子は、機械的にクランプされているかのよ
うに動作し、非クランプ周波数における変換器の場合に
比べて、蓄積する電荷が大幅に減少する。共振周波数が
5.0MHzの変換器220aの場合、10MHz以上
で行われる測定は、クランプ容量を求めるのに十分のは
ずである。しかし、こうした周波数では、変換器のイン
ピーダンスに、容量成分だけでなく、抵抗成分も含まれ
ることになる。さらに、容量成分、すなわち、リアクタ
ンスは、比較的小さい、すなわち、約10または20オ
ーム程度である。従って、無線周波数測定技法が必要に
なる。
なり高い周波数で測定されるので、素子が、加えられる
信号に応答して、大幅に動くことはない。こうした環境
において、素子は、機械的にクランプされているかのよ
うに動作し、非クランプ周波数における変換器の場合に
比べて、蓄積する電荷が大幅に減少する。共振周波数が
5.0MHzの変換器220aの場合、10MHz以上
で行われる測定は、クランプ容量を求めるのに十分のは
ずである。しかし、こうした周波数では、変換器のイン
ピーダンスに、容量成分だけでなく、抵抗成分も含まれ
ることになる。さらに、容量成分、すなわち、リアクタ
ンスは、比較的小さい、すなわち、約10または20オ
ーム程度である。従って、無線周波数測定技法が必要に
なる。
【0052】図12を参照すると、高周波電圧源260
が、方向性結合器258に既知の信号261を供給す
る。この信号は、しばしば、「入射信号」と呼ばれる。
結合器258は、入射信号と反射信号を分離する。入射
信号は、結合器258によって受信され、ケーブル25
1で伝送される。入射信号が、素子220bによって部
分的に反射されると、反射信号(すなわち、エコー)
は、同じケーブル251から結合器258によって受信
される。結合器258、ケーブル251、電流源26
0、及び、抵抗器Roの公称インピーダンスが、全て、
50オームであれば、反射によって結合器258に戻さ
れる波形は、インピーダンスの異なる変換素子220b
によるものである。(素子20bは、やはり、専用変換
素子である。)従って、変換器のインピーダンス(「Z
transducer」)は、下記の式によって求める
ことが可能である。
が、方向性結合器258に既知の信号261を供給す
る。この信号は、しばしば、「入射信号」と呼ばれる。
結合器258は、入射信号と反射信号を分離する。入射
信号は、結合器258によって受信され、ケーブル25
1で伝送される。入射信号が、素子220bによって部
分的に反射されると、反射信号(すなわち、エコー)
は、同じケーブル251から結合器258によって受信
される。結合器258、ケーブル251、電流源26
0、及び、抵抗器Roの公称インピーダンスが、全て、
50オームであれば、反射によって結合器258に戻さ
れる波形は、インピーダンスの異なる変換素子220b
によるものである。(素子20bは、やはり、専用変換
素子である。)従って、変換器のインピーダンス(「Z
transducer」)は、下記の式によって求める
ことが可能である。
【0053】
【数7】 Ztransducer=Zcable×(Vi+Vr)/(Vi−Vr) (5)
【0054】ここで、複素電圧であるViは電圧センサ
によってノード262で測定される入射信号電圧であ
り、やはり複素電圧であるVrは変換器から反射する電
圧であり、結合器258から電圧センサ254bに供給
される。
によってノード262で測定される入射信号電圧であ
り、やはり複素電圧であるVrは変換器から反射する電
圧であり、結合器258から電圧センサ254bに供給
される。
【0055】Ztransducerが分かると、その
容量成分を求めることが可能になり、従って、KSを解
くことが可能になる。KT及びKSが分かると、制御シ
ステムは、それに応じてバイアス電圧を変化させること
によって、変換器の感度を制御することが可能になる。
容量成分を求めることが可能になり、従って、KSを解
くことが可能になる。KT及びKSが分かると、制御シ
ステムは、それに応じてバイアス電圧を変化させること
によって、変換器の感度を制御することが可能になる。
【0056】バイアス電圧における実際のデルタ量は、
250V DCのバイアス電圧に関して±25V DC
ほどであると予測される。しかし、感度とバイアス電圧
との非線形関係が、電歪材料の間で変動するので、これ
らの数字は、実際に用いられる材料によって左右され
る。調整されたバイアス電圧は、アレイ201の全ての
変換器に印加することが可能である。
250V DCのバイアス電圧に関して±25V DC
ほどであると予測される。しかし、感度とバイアス電圧
との非線形関係が、電歪材料の間で変動するので、これ
らの数字は、実際に用いられる材料によって左右され
る。調整されたバイアス電圧は、アレイ201の全ての
変換器に印加することが可能である。
【0057】代替案として、単一変換素子を利用するこ
とも可能である。この場合、当該技術の熟練者には、図
11及び図12の装置が、2つの素子ではなく、1つの
素子に接続される修正接続に対応するように、式(3)
〜(5)に修正を加える方法が明らかであろう。
とも可能である。この場合、当該技術の熟練者には、図
11及び図12の装置が、2つの素子ではなく、1つの
素子に接続される修正接続に対応するように、式(3)
〜(5)に修正を加える方法が明らかであろう。
【0058】〔変換器の入力電力(I)測定〕図13を
参照すると、変換器に対する入力電力を測定するための
特定の実施例が示されている。素子220cは、能動素
子である。すなわち、素子220cは、イメージング目
的に利用される。ライン226は、イメージング・シス
テムの標準的受信及び送信チャネルである。
参照すると、変換器に対する入力電力を測定するための
特定の実施例が示されている。素子220cは、能動素
子である。すなわち、素子220cは、イメージング目
的に利用される。ライン226は、イメージング・シス
テムの標準的受信及び送信チャネルである。
【0059】電流センサ265、例えば、変圧器は、ラ
イン266で信号を受信し、受信した信号をケーブル2
51に送り出す。さらに、伝送される電流を表した信号
をライン268aに送り出す。電圧センサ254cは、
素子220cが動作する電圧を検知し、それを表した信
号をライン268bに送り出す。乗算器268は、ライ
ン268a及び268bで信号を受信し、この2つを掛
け合わせる。電力は、電圧×電流に等しいので、乗算器
によって、素子220cに伝送される電力の瞬時値が求
められる。瞬時電力の表示信号は、ライン268cに送
り出され、低域フィルタ267によって受信される。低
域フィルタは、時間を基準にして、入力信号の平均化操
作を実施する。平均電力信号267aは、次に、制御シ
ステムによって受信され、制御システムによる、素子2
20cに伝送される電力のモニタが可能になる。素子2
20cに伝送される電力は、感度を表すので、制御シス
テムは、これに応じて直流バイアス電圧を変動させるこ
とが可能になる。
イン266で信号を受信し、受信した信号をケーブル2
51に送り出す。さらに、伝送される電流を表した信号
をライン268aに送り出す。電圧センサ254cは、
素子220cが動作する電圧を検知し、それを表した信
号をライン268bに送り出す。乗算器268は、ライ
ン268a及び268bで信号を受信し、この2つを掛
け合わせる。電力は、電圧×電流に等しいので、乗算器
によって、素子220cに伝送される電力の瞬時値が求
められる。瞬時電力の表示信号は、ライン268cに送
り出され、低域フィルタ267によって受信される。低
域フィルタは、時間を基準にして、入力信号の平均化操
作を実施する。平均電力信号267aは、次に、制御シ
ステムによって受信され、制御システムによる、素子2
20cに伝送される電力のモニタが可能になる。素子2
20cに伝送される電力は、感度を表すので、制御シス
テムは、これに応じて直流バイアス電圧を変動させるこ
とが可能になる。
【0060】例えば、動作条件が変化して、素子220
cに伝送される電力が増大すると、制御システムは、伝
送される電力の増大を認識し、それに応じて、アレイ2
01に調整レベルのバイアスをかけることによってその
補償を行う。
cに伝送される電力が増大すると、制御システムは、伝
送される電力の増大を認識し、それに応じて、アレイ2
01に調整レベルのバイアスをかけることによってその
補償を行う。
【0061】この実施例によって、素子220cの実際
の動作周波数において測定を実施する利点が得られる。
望ましい実施例では、素子220cが、素子の中心周波
数、すなわち、共振周波数によって刺激されると、測定
を実施する。
の動作周波数において測定を実施する利点が得られる。
望ましい実施例では、素子220cが、素子の中心周波
数、すなわち、共振周波数によって刺激されると、測定
を実施する。
【0062】こうして、本発明のいくつかの実施例につ
いて解説してきたが、当該技術の熟練者には、さまざま
な修正及び改良が容易に思い浮かぶことであろう。例え
ば、別のユーザは、それが有効であると知れば、各変換
器毎の測定を行わず、データをEPROMに記憶するこ
とによって、生産コストを低下させるかもしれない。従
って、以上の説明は、例示だけのものであり、本発明
は、以下に説明する付属の実施態様を有することは明ら
かである。
いて解説してきたが、当該技術の熟練者には、さまざま
な修正及び改良が容易に思い浮かぶことであろう。例え
ば、別のユーザは、それが有効であると知れば、各変換
器毎の測定を行わず、データをEPROMに記憶するこ
とによって、生産コストを低下させるかもしれない。従
って、以上の説明は、例示だけのものであり、本発明
は、以下に説明する付属の実施態様を有することは明ら
かである。
【0063】すなわち、本発明の音響パワーを人体に送
る音響パワー送出装置は、〔1〕(a)伝送回路(1
7)と、(b)該伝送回路によって駆動される電歪型変
換素子(15)と、(c)該変換素子によって出力され
る音響パワーの量を調整するための手段から構成される
ことを特徴とし、〔2〕〜〔8〕に記載の実施態様を含
む。
る音響パワー送出装置は、〔1〕(a)伝送回路(1
7)と、(b)該伝送回路によって駆動される電歪型変
換素子(15)と、(c)該変換素子によって出力され
る音響パワーの量を調整するための手段から構成される
ことを特徴とし、〔2〕〜〔8〕に記載の実施態様を含
む。
【0064】〔2〕前記伝送回路(17)に、前記伝送
回路にバイアス電圧を印加するための電源(11)と、
該バイアス電圧のレベルを調整するための調整手段(1
8)が含まれていることを特徴とする〔1〕に記載の装
置。
回路にバイアス電圧を印加するための電源(11)と、
該バイアス電圧のレベルを調整するための調整手段(1
8)が含まれていることを特徴とする〔1〕に記載の装
置。
【0065】〔3〕前記伝送回路(17)が前記変換素
子(15)を駆動する伝送電力を出力し、調整手段(1
8)が伝送電力のレベルを調整することを特徴とする
〔1〕に記載の装置。
子(15)を駆動する伝送電力を出力し、調整手段(1
8)が伝送電力のレベルを調整することを特徴とする
〔1〕に記載の装置。
【0066】〔4〕前記変換素子(15)の感度に関す
る測定データを記憶するための記憶媒体(19)が含ま
れていること、及び、前記調整手段(18)に、記憶デ
ータに応答して、前記変換素子によって出力される音響
パワーを調整するための手段が含まれていること、を特
徴とする〔1〕に記載の装置。
る測定データを記憶するための記憶媒体(19)が含ま
れていること、及び、前記調整手段(18)に、記憶デ
ータに応答して、前記変換素子によって出力される音響
パワーを調整するための手段が含まれていること、を特
徴とする〔1〕に記載の装置。
【0067】〔5〕前記調整手段(18)に、前記変換
素子(15)の感度に関する測定データを記憶するため
の記憶手段(19)と、該変換素子によって発生する音
響パワーを表した動作パラメータをモニタするための手
段(23,33,44,54,63,64)と、該モニ
タ手段の出力と前記変換素子によって発生する音響パワ
ーを関連づけるモデル(22)と、前記モニタ手段の出
力,記憶データ,及びモデルに応答し、前記変換素子に
よって発生する音響パワー出力の量を調整する手段(2
1)と、が含まれることを特徴とする〔1〕に記載の装
置。
素子(15)の感度に関する測定データを記憶するため
の記憶手段(19)と、該変換素子によって発生する音
響パワーを表した動作パラメータをモニタするための手
段(23,33,44,54,63,64)と、該モニ
タ手段の出力と前記変換素子によって発生する音響パワ
ーを関連づけるモデル(22)と、前記モニタ手段の出
力,記憶データ,及びモデルに応答し、前記変換素子に
よって発生する音響パワー出力の量を調整する手段(2
1)と、が含まれることを特徴とする〔1〕に記載の装
置。
【0068】〔6〕前記モニタ手段が、温度センサ(2
7)と、圧力センサ(33)と、前記変換素子の誘電率
及び結合係数を測定するための手段(44、54)と、
変換素子に送られる入力電力を測定するための手段と、
のうちの1つ以上から構成されるグループから選択され
ることを特徴とする〔5〕に記載の装置。
7)と、圧力センサ(33)と、前記変換素子の誘電率
及び結合係数を測定するための手段(44、54)と、
変換素子に送られる入力電力を測定するための手段と、
のうちの1つ以上から構成されるグループから選択され
ることを特徴とする〔5〕に記載の装置。
【0069】〔7〕変換器アレイの第1と第2の変換素
子(220a、220b)が含まれていること、及び、
前記モニタ手段が、非クランプ周波数で第1の変換素子
(220a)を駆動するための電流源(250)と、第
1の変換素子の容量を表す第1の電圧を検知するための
第1の電圧センサ(254)と、クランプ容量周波数で
第2の変換素子(220b)を駆動するための電圧源
(260)と、第2の変換素子に伝送される入射電圧を
検知するための第2の電圧センサ(254a)と、第2
の変換素子からの反射電圧を検知するための第3の電圧
センサ(254b)と、第1、第2、及び、第3の電圧
に応答して、アレイの変換素子にバイアスをかけるため
のバイアス回路(21)と、から構成されることを特徴
とする〔5〕に記載の装置。
子(220a、220b)が含まれていること、及び、
前記モニタ手段が、非クランプ周波数で第1の変換素子
(220a)を駆動するための電流源(250)と、第
1の変換素子の容量を表す第1の電圧を検知するための
第1の電圧センサ(254)と、クランプ容量周波数で
第2の変換素子(220b)を駆動するための電圧源
(260)と、第2の変換素子に伝送される入射電圧を
検知するための第2の電圧センサ(254a)と、第2
の変換素子からの反射電圧を検知するための第3の電圧
センサ(254b)と、第1、第2、及び、第3の電圧
に応答して、アレイの変換素子にバイアスをかけるため
のバイアス回路(21)と、から構成されることを特徴
とする〔5〕に記載の装置。
【0070】〔8〕前記変換素子が、アレイの一部であ
り、モニタ手段が、該変換素子に送られる電流を検知す
るための電流センサ(265)と、該変換素子が動作す
る電圧を検知するための電圧センサ(254c)と、電
流を表す第1の入力を前記電流センサから受信し、電圧
を表す第2の入力を前記電圧センサから受信して、前記
第1の入力と第2の入力の積を表す出力を発生するため
の乗算器と、該乗算器の出力に応答して、アレイにバイ
アスをかけるためのバイアス回路(21)と、から構成
されることを特徴とする〔5〕に記載の装置。
り、モニタ手段が、該変換素子に送られる電流を検知す
るための電流センサ(265)と、該変換素子が動作す
る電圧を検知するための電圧センサ(254c)と、電
流を表す第1の入力を前記電流センサから受信し、電圧
を表す第2の入力を前記電圧センサから受信して、前記
第1の入力と第2の入力の積を表す出力を発生するため
の乗算器と、該乗算器の出力に応答して、アレイにバイ
アスをかけるためのバイアス回路(21)と、から構成
されることを特徴とする〔5〕に記載の装置。
【0071】また、本発明の電歪変換素子の感度制御方
法は、
法は、
〔9〕伝送回路及びバイアス電圧源を含む電歪変
換素子の感度制御方法において、(a)変換素子によっ
て発生する音響パワーを表した動作パラメータについ
て、電歪変換素子のモニタを行うステップと、(b)モ
ニタ・ステップに応答して、フィードバック補償を施す
ステップと、から構成されることを特徴とし、〔10〕
〜〔12〕に記載の実施態様を含む。
換素子の感度制御方法において、(a)変換素子によっ
て発生する音響パワーを表した動作パラメータについ
て、電歪変換素子のモニタを行うステップと、(b)モ
ニタ・ステップに応答して、フィードバック補償を施す
ステップと、から構成されることを特徴とし、〔10〕
〜〔12〕に記載の実施態様を含む。
【0072】〔10〕前記ステップ(a)に、容量を表
す第1の電圧を検知することによって、非クランプ容量
周波数における前記変換素子の容量を求めるステップが
含まれることを特徴とする
す第1の電圧を検知することによって、非クランプ容量
周波数における前記変換素子の容量を求めるステップが
含まれることを特徴とする
〔9〕に記載の制御方法。
【0073】〔11〕前記ステップ(a)に、前記変換
素子に送られる入射信号を表す第2の電圧を検知し、前
記変換素子によって反射される反射信号を表す第3の電
圧を検知することによって、クランプ容量周波数におけ
る変換素子の第2の容量を求めるステップが含まれるこ
とを特徴とする、
素子に送られる入射信号を表す第2の電圧を検知し、前
記変換素子によって反射される反射信号を表す第3の電
圧を検知することによって、クランプ容量周波数におけ
る変換素子の第2の容量を求めるステップが含まれるこ
とを特徴とする、
〔9〕及び〔10〕の任意の1つに記
載の制御方法。
載の制御方法。
【0074】〔12〕前記ステップ(a)において、前
記変換素子に送られる電流を検知し、変換素子が動作す
る電圧を検知することによって、動作周波数において前
記変換素子に送られる電力がモニタされることを特徴と
する
記変換素子に送られる電流を検知し、変換素子が動作す
る電圧を検知することによって、動作周波数において前
記変換素子に送られる電力がモニタされることを特徴と
する
〔9〕に記載の制御方法。
【0075】
【発明の効果】変換素子の所定の特性がテストされ、E
PROMにおける焼付けのようにして、記憶媒体に記録
されるので、所定のモデル関係と共に、記憶データを利
用して、使用時における変換器の所定の動作パラメータ
をモニタし、該変換器の感度を制御できる。したがっ
て、高性能の音響パワー送出装置及び電歪変換素子の感
度制御方法を提供することができる。
PROMにおける焼付けのようにして、記憶媒体に記録
されるので、所定のモデル関係と共に、記憶データを利
用して、使用時における変換器の所定の動作パラメータ
をモニタし、該変換器の感度を制御できる。したがっ
て、高性能の音響パワー送出装置及び電歪変換素子の感
度制御方法を提供することができる。
【図1】フェイズド・アレイを利用した、超音波イメー
ジング・システムのブロック図である。
ジング・システムのブロック図である。
【図2】圧電変換器に関するデータを作成し、テスト
し、EPROMに記録するための先行技術による方法を
示すブロック図である。
し、EPROMに記録するための先行技術による方法を
示すブロック図である。
【図3】電歪変換素子に関する所定のデータをテストし
て、記録し、この記録データと素子の所定の動作パラメ
ータのモニタを組み合わせて、感度に影響する可能性の
ある変動を補償するための本発明による方法を示すブロ
ック図である。
て、記録し、この記録データと素子の所定の動作パラメ
ータのモニタを組み合わせて、感度に影響する可能性の
ある変動を補償するための本発明による方法を示すブロ
ック図である。
【図4】圧電変換素子の出力を調整するためのシステム
制御装置を備えた、先行技術の回路に関する略図であ
る。
制御装置を備えた、先行技術の回路に関する略図であ
る。
【図5】バイアス電圧及び/または伝送レベルを変更す
ることによって、電歪変換素子の出力を調整するための
システム制御装置を備えた、本発明による回路の略図で
ある。
ることによって、電歪変換素子の出力を調整するための
システム制御装置を備えた、本発明による回路の略図で
ある。
【図6】温度センサを利用して、フィードバック補償を
行う、本発明による回路の略図である。
行う、本発明による回路の略図である。
【図7】圧力センサを利用して、フィードバック補償を
行う、本発明による回路の略図である。
行う、本発明による回路の略図である。
【図8】誘電率及び結合係数を測定して、フィードバッ
ク補償を行う、本発明による回路の略図である。
ク補償を行う、本発明による回路の略図である。
【図9】図8の基準素子とは対照的に、動作(機能)素
子に関して測定が実施される、図8と同様の略図であ
る。
子に関して測定が実施される、図8と同様の略図であ
る。
【図10】電流及び電圧センサを利用して、入力電力を
求め、フィードバック補償を行う、本発明による回路の
略図である。
求め、フィードバック補償を行う、本発明による回路の
略図である。
【図11】動作中に、変換素子の容量を測定して、結合
係数を求める回路の略図である。
係数を求める回路の略図である。
【図12】変換素子のクランプ容量を測定する回路の略
図である。
図である。
【図13】変換素子の出力パワーを測定する回路の略図
である。
である。
11,21,31,41,51,61 バイアス電圧
源 15,25,35,43,45,55,65 電歪変
換素子 16,26,36,46,56,66 音響出力 17,27,37,47,57,67 伝送/受信回
路 18,28,38,48,58,68 システム制御
装置 19,29,39,49,59,69 EPROMデ
ータ 22,32,42,62 モデル関係 23 温度センサ 33 圧力センサ 44,54 測定装置 63,265 電流センサ 64,254 電圧センサ 201 変換素子アレイ 220a,220b 変換素子 250 低周波電流源 251 ケーブル 252 ノード 253 デジタル化電圧 258 方向性結合器 260 高周波電圧源 267 低域フィルタ 267a 平均電力信号 268 乗算器 268a,268b ライン
源 15,25,35,43,45,55,65 電歪変
換素子 16,26,36,46,56,66 音響出力 17,27,37,47,57,67 伝送/受信回
路 18,28,38,48,58,68 システム制御
装置 19,29,39,49,59,69 EPROMデ
ータ 22,32,42,62 モデル関係 23 温度センサ 33 圧力センサ 44,54 測定装置 63,265 電流センサ 64,254 電圧センサ 201 変換素子アレイ 220a,220b 変換素子 250 低周波電流源 251 ケーブル 252 ノード 253 デジタル化電圧 258 方向性結合器 260 高周波電圧源 267 低域フィルタ 267a 平均電力信号 268 乗算器 268a,268b ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベンジャミン エム ハーリック アメリカ合衆国マサチューセッツ州 ボッ クスボラフ ウェイテロード 94 (72)発明者 デビッド エム プラター アメリカ合衆国マサチューセッツ州 メル ローズ メインストリート 213
Claims (2)
- 【請求項1】 (a)伝送回路(17)と、 (b)該伝送回路によって駆動される電歪型変換素子
(15)と、 (c)該変換素子によって出力される音響パワーの量を
調整するための手段から構成される音響パワーを人体に
送るための音響パワー送出装置。 - 【請求項2】 伝送回路及びバイアス電圧源を含む電歪
変換素子の感度制御方法において、 (a)変換素子によって発生する音響パワーを表した動
作パラメータについて、電歪変換素子のモニタを行うス
テップと、 (b)モニタ・ステップに応答して、フィードバック補
償を施すステップと、から構成される電歪変換素子の感
度制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/332,287 US5585546A (en) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | Apparatus and methods for controlling sensitivity of transducers |
US332287 | 1994-10-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08229036A true JPH08229036A (ja) | 1996-09-10 |
Family
ID=23297581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7302071A Pending JPH08229036A (ja) | 1994-10-31 | 1995-10-26 | 音響パワー送出装置及び電歪変換素子の感度制御方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US5585546A (ja) |
JP (1) | JPH08229036A (ja) |
DE (1) | DE19531360B4 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005253776A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2009125206A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子および超音波診断装置 |
JP2009125207A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子および超音波診断装置 |
JP2011120794A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Canon Inc | 電気機械変換装置 |
JP2012049789A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電デバイス |
JP2012095111A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Olympus Corp | 超音波プローブ装置及びその制御方法 |
Families Citing this family (67)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5898031A (en) | 1996-06-06 | 1999-04-27 | Isis Pharmaceuticals, Inc. | Oligoribonucleotides for cleaving RNA |
US9096636B2 (en) | 1996-06-06 | 2015-08-04 | Isis Pharmaceuticals, Inc. | Chimeric oligomeric compounds and their use in gene modulation |
US7812149B2 (en) | 1996-06-06 | 2010-10-12 | Isis Pharmaceuticals, Inc. | 2′-Fluoro substituted oligomeric compounds and compositions for use in gene modulations |
FR2790635B1 (fr) * | 1999-03-05 | 2001-04-13 | France Etat | Dispositif triboelectrique |
GB9908427D0 (en) * | 1999-04-13 | 1999-06-09 | Deltex Guernsey Ltd | Improvements in or relating to ultrasound devices |
US6338716B1 (en) | 1999-11-24 | 2002-01-15 | Acuson Corporation | Medical diagnostic ultrasonic transducer probe and imaging system for use with a position and orientation sensor |
WO2002016925A1 (fr) * | 2000-08-23 | 2002-02-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif non destructif d'inspection |
US6737789B2 (en) * | 2002-01-18 | 2004-05-18 | Leon J. Radziemski | Force activated, piezoelectric, electricity generation, storage, conditioning and supply apparatus and methods |
CA2505330A1 (en) | 2002-11-05 | 2004-05-27 | Isis Pharmaceuticals, Inc. | Sugar surrogate-containing oligomeric compounds and compositions for use in gene modulation |
US7028529B2 (en) * | 2003-04-28 | 2006-04-18 | Sonora Medical Systems, Inc. | Apparatus and methods for testing acoustic probes and systems |
US7303530B2 (en) | 2003-05-22 | 2007-12-04 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Transducer arrays with an integrated sensor and methods of use |
US7156551B2 (en) * | 2003-06-23 | 2007-01-02 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Ultrasound transducer fault measurement method and system |
WO2005046443A2 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-26 | Georgia Tech Research Corporation | Combination catheter devices, methods, and systems |
WO2005077012A2 (en) * | 2004-02-06 | 2005-08-25 | Georgia Tech Research Corporation | Cmut devices and fabrication methods |
US7612483B2 (en) * | 2004-02-27 | 2009-11-03 | Georgia Tech Research Corporation | Harmonic cMUT devices and fabrication methods |
US7646133B2 (en) * | 2004-02-27 | 2010-01-12 | Georgia Tech Research Corporation | Asymmetric membrane cMUT devices and fabrication methods |
US8008835B2 (en) * | 2004-02-27 | 2011-08-30 | Georgia Tech Research Corporation | Multiple element electrode cMUT devices and fabrication methods |
US8569474B2 (en) | 2004-03-09 | 2013-10-29 | Isis Pharmaceuticals, Inc. | Double stranded constructs comprising one or more short strands hybridized to a longer strand |
US8394947B2 (en) | 2004-06-03 | 2013-03-12 | Isis Pharmaceuticals, Inc. | Positionally modified siRNA constructs |
US7479878B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-01-20 | Senstar-Stellar Corporation | Triboelectric, ranging, or dual use security sensor cable and method of manufacturing same |
US7884086B2 (en) | 2004-09-08 | 2011-02-08 | Isis Pharmaceuticals, Inc. | Conjugates for use in hepatocyte free uptake assays |
US8333703B2 (en) * | 2004-10-15 | 2012-12-18 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus |
EP1899720A2 (en) * | 2005-06-29 | 2008-03-19 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optimized temperature measurement in an ultrasound transducer |
US7554343B2 (en) * | 2005-07-25 | 2009-06-30 | Piezoinnovations | Ultrasonic transducer control method and system |
WO2007055320A1 (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Hitachi Medical Corporation | 超音波探触子及び超音波診断装置 |
US8079263B2 (en) * | 2006-11-10 | 2011-12-20 | Penrith Corporation | Transducer array imaging system |
KR100810148B1 (ko) | 2007-02-08 | 2008-03-06 | 한국표준과학연구원 | 어레이 초음파 변환기의 성능 검사 시스템 |
JP2009219656A (ja) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Fujifilm Corp | 医用撮像装置 |
DE102008043958A1 (de) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Robert Bosch Gmbh | Ultraschallwandler, Ultraschallsensor und Verfahren zum Betreiben eines Ultraschallsensors |
US8974366B1 (en) | 2012-01-10 | 2015-03-10 | Piezo Energy Technologies, LLC | High power ultrasound wireless transcutaneous energy transfer (US-TET) source |
US8997550B2 (en) * | 2012-06-19 | 2015-04-07 | General Electric Company | Method and system for correcting for temperature variations in ultrasonic testing systems |
CN103207376B (zh) * | 2013-03-05 | 2015-08-05 | 广东电网公司电力科学研究院 | 一种gis局部放电超声检测装置的标定方法及装置 |
KR101501479B1 (ko) * | 2013-05-09 | 2015-03-11 | 알피니언메디칼시스템 주식회사 | 초음파 최적화 방법과 그를 위한 초음파 의료 장치 |
US10445547B2 (en) | 2016-05-04 | 2019-10-15 | Invensense, Inc. | Device mountable packaging of ultrasonic transducers |
US10670716B2 (en) | 2016-05-04 | 2020-06-02 | Invensense, Inc. | Operating a two-dimensional array of ultrasonic transducers |
US10325915B2 (en) | 2016-05-04 | 2019-06-18 | Invensense, Inc. | Two-dimensional array of CMOS control elements |
US10315222B2 (en) | 2016-05-04 | 2019-06-11 | Invensense, Inc. | Two-dimensional array of CMOS control elements |
US10656255B2 (en) | 2016-05-04 | 2020-05-19 | Invensense, Inc. | Piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (PMUT) |
US10441975B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-10-15 | Invensense, Inc. | Supplemental sensor modes and systems for ultrasonic transducers |
US10539539B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-01-21 | Invensense, Inc. | Operation of an ultrasonic sensor |
US11673165B2 (en) | 2016-05-10 | 2023-06-13 | Invensense, Inc. | Ultrasonic transducer operable in a surface acoustic wave (SAW) mode |
US10600403B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-03-24 | Invensense, Inc. | Transmit operation of an ultrasonic sensor |
US10562070B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-02-18 | Invensense, Inc. | Receive operation of an ultrasonic sensor |
US10408797B2 (en) * | 2016-05-10 | 2019-09-10 | Invensense, Inc. | Sensing device with a temperature sensor |
US10632500B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-04-28 | Invensense, Inc. | Ultrasonic transducer with a non-uniform membrane |
US10706835B2 (en) | 2016-05-10 | 2020-07-07 | Invensense, Inc. | Transmit beamforming of a two-dimensional array of ultrasonic transducers |
US10452887B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-10-22 | Invensense, Inc. | Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers |
US10891461B2 (en) | 2017-05-22 | 2021-01-12 | Invensense, Inc. | Live fingerprint detection utilizing an integrated ultrasound and infrared sensor |
US10474862B2 (en) | 2017-06-01 | 2019-11-12 | Invensense, Inc. | Image generation in an electronic device using ultrasonic transducers |
US10643052B2 (en) | 2017-06-28 | 2020-05-05 | Invensense, Inc. | Image generation in an electronic device using ultrasonic transducers |
US10936841B2 (en) | 2017-12-01 | 2021-03-02 | Invensense, Inc. | Darkfield tracking |
US10984209B2 (en) | 2017-12-01 | 2021-04-20 | Invensense, Inc. | Darkfield modeling |
US10997388B2 (en) | 2017-12-01 | 2021-05-04 | Invensense, Inc. | Darkfield contamination detection |
US11151355B2 (en) | 2018-01-24 | 2021-10-19 | Invensense, Inc. | Generation of an estimated fingerprint |
US10755067B2 (en) | 2018-03-22 | 2020-08-25 | Invensense, Inc. | Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers |
US10936843B2 (en) | 2018-12-28 | 2021-03-02 | Invensense, Inc. | Segmented image acquisition |
US11188735B2 (en) | 2019-06-24 | 2021-11-30 | Invensense, Inc. | Fake finger detection using ridge features |
US11216681B2 (en) | 2019-06-25 | 2022-01-04 | Invensense, Inc. | Fake finger detection based on transient features |
US11176345B2 (en) | 2019-07-17 | 2021-11-16 | Invensense, Inc. | Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness |
US11216632B2 (en) | 2019-07-17 | 2022-01-04 | Invensense, Inc. | Ultrasonic fingerprint sensor with a contact layer of non-uniform thickness |
US11232549B2 (en) | 2019-08-23 | 2022-01-25 | Invensense, Inc. | Adapting a quality threshold for a fingerprint image |
US11392789B2 (en) | 2019-10-21 | 2022-07-19 | Invensense, Inc. | Fingerprint authentication using a synthetic enrollment image |
CN115551650A (zh) | 2020-03-09 | 2022-12-30 | 应美盛公司 | 具有非均匀厚度的接触层的超声指纹传感器 |
US11243300B2 (en) | 2020-03-10 | 2022-02-08 | Invensense, Inc. | Operating a fingerprint sensor comprised of ultrasonic transducers and a presence sensor |
US11328165B2 (en) | 2020-04-24 | 2022-05-10 | Invensense, Inc. | Pressure-based activation of fingerprint spoof detection |
US11995909B2 (en) | 2020-07-17 | 2024-05-28 | Tdk Corporation | Multipath reflection correction |
DE102021114988A1 (de) * | 2021-06-10 | 2022-12-15 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Verfahren zum betreiben eines ultraschallsensors, computerprogrammprodukt, ultraschallsensorsystem und fahrzeug |
Family Cites Families (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3525037A (en) * | 1967-11-14 | 1970-08-18 | Ampex | Method and apparatus for measuring subsurface electrical impedance utilizing first and second successively transmitted signals at different frequencies |
US3524135A (en) * | 1968-01-08 | 1970-08-11 | Forbro Design Corp | Error reducing metering for a constant current regulated power supply |
SU470708A1 (ru) * | 1973-04-06 | 1975-05-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Медицинского Приборостроения | Измеритель мощности ультразвука |
US3937937A (en) * | 1973-12-26 | 1976-02-10 | Xerox Corporation | Primary power fault detector |
US3961173A (en) * | 1974-11-20 | 1976-06-01 | Varian Associates | Heat unit integrator for X-ray tubes |
US4039999A (en) * | 1976-02-17 | 1977-08-02 | John Weston | Communication system |
US4163194A (en) * | 1977-07-22 | 1979-07-31 | California Institute Of Technology | Voltage-current-power meter for photovoltaic solar arrays |
US4307613A (en) * | 1979-06-14 | 1981-12-29 | University Of Connecticut | Electronically focused ultrasonic transmitter |
US4296302A (en) * | 1979-08-21 | 1981-10-20 | Colt Industries Operating Corp | Adaptive control of gap voltage and power to control servo operation of an electrical discharge machining apparatus |
FR2466164A1 (fr) * | 1979-09-26 | 1981-03-27 | Labo Electronique Physique | Transducteur ultrasonore a sensibilite variable et dispositif d'emission-reception ultrasonore equipe de ce transducteur |
DE2946154A1 (de) * | 1979-11-13 | 1981-06-04 | Zschimmer, Gero, 8000 München | Ultraschall-sonde |
US4434648A (en) * | 1981-02-26 | 1984-03-06 | Cornell Research Foundation, Inc. | Electroacoustic transducer calibration method and apparatus |
US4445064A (en) * | 1983-04-25 | 1984-04-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Self resonant power supply for electro-acoustical transducer |
DE3317045A1 (de) * | 1983-05-10 | 1984-11-15 | Martin Walter Ultraschalltechnik GmbH, 7516 Karlsbad | Verfahren und anordnung zur konstanten leistungsabgabe von ultraschall-reinigungsanlagen |
US4509193A (en) * | 1983-07-11 | 1985-04-02 | Industrial Research Products, Inc. | Miniature acoustical transducer with filter/regulator power supply circuit |
JPH0783518B2 (ja) * | 1985-10-09 | 1995-09-06 | 株式会社日立製作所 | 超音波探触子 |
DE3625149A1 (de) * | 1986-07-25 | 1988-02-04 | Herbert Dipl Ing Gaessler | Verfahren zur phasengesteuerten leistungs- und frequenzregelung eines ultraschallwandlers sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
US4954960A (en) * | 1986-11-07 | 1990-09-04 | Alcon Laboratories | Linear power control for ultrasonic probe with tuned reactance |
US5032558A (en) * | 1987-10-09 | 1991-07-16 | Martin Marietta Corporation | Electrostrictive ceramic material including a process for the preparation thereof and applications thereof |
US4821706A (en) * | 1987-10-15 | 1989-04-18 | North American Philips Corporation | High voltage pulse power drive |
US4868476A (en) * | 1987-10-30 | 1989-09-19 | Hewlett-Packard Company | Transducer with integral memory |
US4868379A (en) * | 1988-06-20 | 1989-09-19 | Utility Power Group | Photovoltaic array with two-axis power maximization tracking |
US5297436A (en) * | 1988-07-20 | 1994-03-29 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization | Optical fibre ultrasonic sensor |
JPH0294579A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Hitachi Ltd | 超音波振動子用電歪磁器組成物 |
US5003252A (en) * | 1989-08-16 | 1991-03-26 | Load Controls Incorporated | Apparatus and method for measuring power factor and torque on the output of variable frequency drives |
US4973876A (en) * | 1989-09-20 | 1990-11-27 | Branson Ultrasonics Corporation | Ultrasonic power supply |
JP2789234B2 (ja) * | 1989-10-02 | 1998-08-20 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
DE4013607A1 (de) * | 1990-04-27 | 1991-10-31 | Elektrotechnik Horst Kahl Kg | Verfahren und einrichtung zur steuerung und regelung von ultraschall-piezosystemen |
US5113706A (en) * | 1990-07-03 | 1992-05-19 | Hewlett-Packard Company | Ultrasound system with dynamic transmit focus |
US5233994A (en) * | 1991-05-13 | 1993-08-10 | Advanced Technology Laboratories, Inc. | Detection of tissue abnormality through blood perfusion differentiation |
US5175472A (en) * | 1991-12-30 | 1992-12-29 | Comdel, Inc. | Power monitor of RF plasma |
DE4229817C2 (de) * | 1992-09-07 | 1996-09-12 | Siemens Ag | Verfahren zur zerstörungsfreien und/oder nichtinvasiven Messung einer Temperaturänderung im Inneren eines insbesondere lebenden Objektes |
JPH0698888A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-12 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
JPH06125901A (ja) * | 1992-10-21 | 1994-05-10 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 超音波プローブ,超音波カプラントおよび超音波診断装置 |
DE4307669C2 (de) * | 1993-03-11 | 1995-06-29 | Wolf Gmbh Richard | Gerät zur Erzeugung von Schallimpulsen für den medizinischen Anwendungsbereich |
US5469510A (en) * | 1993-06-28 | 1995-11-21 | Ford Motor Company | Arbitration adjustment for acoustic reproduction systems |
US5446682A (en) * | 1994-03-21 | 1995-08-29 | Square D Company | System for calibrating a line isolation monitor |
-
1994
- 1994-10-31 US US08/332,287 patent/US5585546A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-08-25 DE DE19531360A patent/DE19531360B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-26 JP JP7302071A patent/JPH08229036A/ja active Pending
-
1996
- 1996-09-11 US US08/712,015 patent/US5684243A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-23 US US08/880,481 patent/US5889194A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005253776A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2009125206A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子および超音波診断装置 |
JP2009125207A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波探触子および超音波診断装置 |
JP2011120794A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Canon Inc | 電気機械変換装置 |
JP2012049789A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電デバイス |
JP2012095111A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Olympus Corp | 超音波プローブ装置及びその制御方法 |
US8867314B2 (en) | 2010-10-27 | 2014-10-21 | Olympus Corporation | Ultrasonic probe device and its control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19531360A1 (de) | 1996-05-02 |
US5585546A (en) | 1996-12-17 |
US5684243A (en) | 1997-11-04 |
DE19531360B4 (de) | 2004-11-04 |
US5889194A (en) | 1999-03-30 |
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---|---|---|
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JPH0453117Y2 (ja) | ||
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