JPS6052784A - 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− - Google Patents
方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ−Info
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- JPS6052784A JPS6052784A JP58160105A JP16010583A JPS6052784A JP S6052784 A JPS6052784 A JP S6052784A JP 58160105 A JP58160105 A JP 58160105A JP 16010583 A JP16010583 A JP 16010583A JP S6052784 A JPS6052784 A JP S6052784A
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- JP
- Japan
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- delay
- circuit
- transducers
- cross point
- probe
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/523—Details of pulse systems
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、超音波映像装置等に適用できる方位角適用型
フェーズド・アレイ・ソーナーに関する特に、医療用に
適する装置であって、視野角を拡大して画像を得る方位
角適応型フェーズド・アレイ・ソーナーに関する。
フェーズド・アレイ・ソーナーに関する特に、医療用に
適する装置であって、視野角を拡大して画像を得る方位
角適応型フェーズド・アレイ・ソーナーに関する。
フェーズド・アレイ・ソーナーの視野角の拡大は、拡大
に伴って必要になるディレー・マツピングに対応できる
ディレー・ラインを用意して対処することができるが、
このためには従来回路に新規なハードウェアを使用しな
ければならない欠点があった。
に伴って必要になるディレー・マツピングに対応できる
ディレー・ラインを用意して対処することができるが、
このためには従来回路に新規なハードウェアを使用しな
ければならない欠点があった。
本発明の目的は、ハードウェアの変更を行わずに設定変
更などのソフトウェアによる処理によって、視野角の拡
大された画像が得られるような方位角適応型フェーズド
・アレイ・ソーナーを提供することにある。
更などのソフトウェアによる処理によって、視野角の拡
大された画像が得られるような方位角適応型フェーズド
・アレイ・ソーナーを提供することにある。
本発明は、視野角の拡大された画像を得るものであって
、 多数個の振動子が配列されて構成されたアレイ探触子と
、この探触子を位相駆動して送受信される超音波ビーム
を扇状に走査することにより対象物の画像を得る送受信
装置とを備え、前記送受信装置の受信部には、前記アレ
イ探触子から到来する前記複数個の振動子の受信出力信
号を入力するクロス・ポイント・スイッチと、このクロ
ス・ポイント・スイッチにより配分された多数の出力端
子の信号をそれぞれタップ入力とするタップ付き遅延回
路と、この遅延回路の出力信号を入力とする増幅回路と
前記クロス・ポイント・スイッチの開閉を制御する制御
回路とを備えた方位角適応型フェーズド・アレイ・ソー
ナーにおいて、前記制御回路は、前記振動子のうち探触
子の端部近傍に配列された振動子からの信号を切り捨て
て、前記扇状に走査する超音波ビームの角度が、前記振
動子の総ての振動子を前記遅延回路の全長にわたり割り
付けて利用する場合の限界角度より大きくなるように制
御することを特徴とする。
、 多数個の振動子が配列されて構成されたアレイ探触子と
、この探触子を位相駆動して送受信される超音波ビーム
を扇状に走査することにより対象物の画像を得る送受信
装置とを備え、前記送受信装置の受信部には、前記アレ
イ探触子から到来する前記複数個の振動子の受信出力信
号を入力するクロス・ポイント・スイッチと、このクロ
ス・ポイント・スイッチにより配分された多数の出力端
子の信号をそれぞれタップ入力とするタップ付き遅延回
路と、この遅延回路の出力信号を入力とする増幅回路と
前記クロス・ポイント・スイッチの開閉を制御する制御
回路とを備えた方位角適応型フェーズド・アレイ・ソー
ナーにおいて、前記制御回路は、前記振動子のうち探触
子の端部近傍に配列された振動子からの信号を切り捨て
て、前記扇状に走査する超音波ビームの角度が、前記振
動子の総ての振動子を前記遅延回路の全長にわたり割り
付けて利用する場合の限界角度より大きくなるように制
御することを特徴とする。
また、前記増幅回路は、出方信号が切り捨てられた振動
子の数に対応して増幅利得が大きくなるように制御され
ることがよい。 ′ 〔実施例による説明〕 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
子の数に対応して増幅利得が大きくなるように制御され
ることがよい。 ′ 〔実施例による説明〕 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明実施例装置の要部の構成を示すブロック
構成図である。トリガー発生器１の出方は送信用ディレ
ーマツプ回路２ａの大力に接続され、ディレーマツプ回
路２ａの出方は、パルサー３に接続される。パルサー３
の出力は探触子の各トランスデユーサ４に結合される。
構成図である。トリガー発生器１の出方は送信用ディレ
ーマツプ回路２ａの大力に接続され、ディレーマツプ回
路２ａの出方は、パルサー３に接続される。パルサー３
の出力は探触子の各トランスデユーサ４に結合される。
探触子の各トランスデユーサ４は、受信アンプ５０入力
に接続され、その受信アンプ５の出方は受信用のディレ
ーマツプ回路２ｂの入力に接続される。このディレーマ
ツプ回路２ｂの出方は信号処理回路６の入力に接続され
る。トリガー発生器１および両ディレーマツプ回路２ａ
、２ｂはコントローラ７により制御される。
に接続され、その受信アンプ５の出方は受信用のディレ
ーマツプ回路２ｂの入力に接続される。このディレーマ
ツプ回路２ｂの出方は信号処理回路６の入力に接続され
る。トリガー発生器１および両ディレーマツプ回路２ａ
、２ｂはコントローラ７により制御される。
第１図において、コイトローラフによリタイミング制御
されてトリガー発生器１から発生したトリガーは送信用
ディレーマツプ回路２ａに与えられる。ディレーマツプ
回路２ａでは、トランスデユーサ４と同数のディレー・
ラインが用意されていて、各ディレー・ラインの遅延量
はコントローラ７により制御され、ビームのフォーカシ
ングなどを考慮に入れて、ビームの振れ角が所定の角度
となるように遅延時間分布が決定される。このようなデ
ィレーマツプ回路２ａを介して得た遅延出力はパルサー
３に与えられる。パルサー３は同時に付勢されるトラン
スデユーサ４に個別に直結されていて、各パルサー３に
対応するディレー・ラインの出力によって付勢され、ト
ランスデユーサ駆動パルスを発生し、各トランスデユー
サ４を励振させる。これによりアレイ・トランスデユー
サ４から定められた方角に超音波ビームが投射される。
されてトリガー発生器１から発生したトリガーは送信用
ディレーマツプ回路２ａに与えられる。ディレーマツプ
回路２ａでは、トランスデユーサ４と同数のディレー・
ラインが用意されていて、各ディレー・ラインの遅延量
はコントローラ７により制御され、ビームのフォーカシ
ングなどを考慮に入れて、ビームの振れ角が所定の角度
となるように遅延時間分布が決定される。このようなデ
ィレーマツプ回路２ａを介して得た遅延出力はパルサー
３に与えられる。パルサー３は同時に付勢されるトラン
スデユーサ４に個別に直結されていて、各パルサー３に
対応するディレー・ラインの出力によって付勢され、ト
ランスデユーサ駆動パルスを発生し、各トランスデユー
サ４を励振させる。これによりアレイ・トランスデユー
サ４から定められた方角に超音波ビームが投射される。
その後トランスデユーサ４の各エレメントで受波され電
気信号に変換された各エコー信号は受信 。
気信号に変換された各エコー信号は受信 。
アンプ５にてそれぞれ所定の増幅率で増幅され、続いて
送信用ディレーマツプ回路２ａと同じ遅延時間分布に設
定された受信用ディレーマツプ回路２ｂを経由して各エ
コー信号の同時性を補正した後１本のイ「号に合成され
、信号処理回路６に導かれる。信号処理回路６にて処理
された信号はビデオ信号出力端子に接続される。
送信用ディレーマツプ回路２ａと同じ遅延時間分布に設
定された受信用ディレーマツプ回路２ｂを経由して各エ
コー信号の同時性を補正した後１本のイ「号に合成され
、信号処理回路６に導かれる。信号処理回路６にて処理
された信号はビデオ信号出力端子に接続される。
第２図は、ディレーマツプ回路の構成を示すブロック構
成図である。ディレーマツプ回路２ａ、２ｂはタップ付
き遅延回路１１、終端インピーダンス１３とクロス・ポ
イント・スイッチ１２とにて構成され、クロス・ポイン
ト・スイッチ１２の行方向の端子はパルサー３または受
信アンプ５を経由してアレイ・トランスデユーサ４に接
続され、また列方向の端子はタップ付き遅延回路１１の
タップと接続されている。クロス・ポイント・スイッチ
の行と列とが作る交点の接続の設定すなわちディレーマ
ツピングはコントローラー７の指令により行われる。
成図である。ディレーマツプ回路２ａ、２ｂはタップ付
き遅延回路１１、終端インピーダンス１３とクロス・ポ
イント・スイッチ１２とにて構成され、クロス・ポイン
ト・スイッチ１２の行方向の端子はパルサー３または受
信アンプ５を経由してアレイ・トランスデユーサ４に接
続され、また列方向の端子はタップ付き遅延回路１１の
タップと接続されている。クロス・ポイント・スイッチ
の行と列とが作る交点の接続の設定すなわちディレーマ
ツピングはコントローラー７の指令により行われる。
第３図は、第２図のアレイ・トランスデユーサ４とクロ
ス・ポイント・スイッチ１２との接続状−態を抽出して
示した模式図で、アレイ・トランスデユーサ４の各エレ
メントはクロス・ポイント・スイッチＩ２の対応するそ
れぞれの行に接続されている。
ス・ポイント・スイッチ１２との接続状−態を抽出して
示した模式図で、アレイ・トランスデユーサ４の各エレ
メントはクロス・ポイント・スイッチＩ２の対応するそ
れぞれの行に接続されている。
破線ａ、ｂおよびＣはコントローラ７により設定される
サミング・アンプ・ラインで、破線ａは振れ角０°を示
し、また破線すはクロス・ポイント・スイッチの列の全
部とアレイ・トランスデユーサの全部を使った限界の場
合を示し、このときの振れ角をθｍａｘとする。
サミング・アンプ・ラインで、破線ａは振れ角０°を示
し、また破線すはクロス・ポイント・スイッチの列の全
部とアレイ・トランスデユーサの全部を使った限界の場
合を示し、このときの振れ角をθｍａｘとする。
サミング・アンプ・ラインＣはこの振れ角θｍａｘを超
える振れ角のビームをアレイ・トランスデユーサ４から
送受させるものであるが、この場合は図の斜線をほどこ
した部分で示すアレイ・トランスデユーサ−サが使用さ
れていないことになる。この領域では、振れ角の増加と
ともにアレイ・トランスデユーサの参加エレメント数が
減少しこのために画質は劣化するが、広範囲な視野の画
像が得られる。
える振れ角のビームをアレイ・トランスデユーサ４から
送受させるものであるが、この場合は図の斜線をほどこ
した部分で示すアレイ・トランスデユーサ−サが使用さ
れていないことになる。この領域では、振れ角の増加と
ともにアレイ・トランスデユーサの参加エレメント数が
減少しこのために画質は劣化するが、広範囲な視野の画
像が得られる。
本発明は、上記の振れ角θｍａｘを超える振れ角の範囲
でビームを走査するようにコントローラ７を設定するこ
とを可能にしたものである。
でビームを走査するようにコントローラ７を設定するこ
とを可能にしたものである。
さらに、振れ角θｍａＸを超える振れ角の領域の画質を
改善するために、受信アンプ５の増幅利得が第４図に示
すごとく、切り捨てられたエレメントの数に相応して大
きくなるように制御することがよい。
改善するために、受信アンプ５の増幅利得が第４図に示
すごとく、切り捨てられたエレメントの数に相応して大
きくなるように制御することがよい。
第４図は振れ角が振れ角θｍａにに達するまでの区間で
は実線で示す参加エレメント数はエレメントの全数であ
り、また受信アンプの増幅利得は所定の一定値を保つが
、振れ角がθｍａｘを超えてビームが走査される区間で
は、参加エレメント数は図示のように減少し始め、これ
によるビームの分解能の劣化を補うために受信アンプの
増幅利得が増大されてゆく状態を示している。
は実線で示す参加エレメント数はエレメントの全数であ
り、また受信アンプの増幅利得は所定の一定値を保つが
、振れ角がθｍａｘを超えてビームが走査される区間で
は、参加エレメント数は図示のように減少し始め、これ
によるビームの分解能の劣化を補うために受信アンプの
増幅利得が増大されてゆく状態を示している。
このように構成することにより、探触子のエレメントの
全数を用いる定常状態での視野の範囲は、第５図に示す
ようにθｍａｘであるにもがかわらずこの範囲を越える
角度についても画像を望むときには、画像の鮮明度を犠
牲にして、参加するエレメントの数を減少させることに
より、さらに角度θａについても映像を捕えることがで
きるようになる。
全数を用いる定常状態での視野の範囲は、第５図に示す
ようにθｍａｘであるにもがかわらずこの範囲を越える
角度についても画像を望むときには、画像の鮮明度を犠
牲にして、参加するエレメントの数を減少させることに
より、さらに角度θａについても映像を捕えることがで
きるようになる。
本発明は、上述のごとく、ハードウェアの大幅な変更を
伴わないので、たとえば規格品の多少の改造によって視
野角の拡大された画像が得られる効果がある。本発明を
医療用の装置に実施する場合には、目的とする領域内に
被検物体を視認しながら、画質は低下しても広範囲な視
野を得ることはきわめて有効である。たとえば、視野角
の小さい部分に着目して手術を行いながら、その外側に
ついても状態監視を必要とするような装置の使用状態で
きわめて有効である。
伴わないので、たとえば規格品の多少の改造によって視
野角の拡大された画像が得られる効果がある。本発明を
医療用の装置に実施する場合には、目的とする領域内に
被検物体を視認しながら、画質は低下しても広範囲な視
野を得ることはきわめて有効である。たとえば、視野角
の小さい部分に着目して手術を行いながら、その外側に
ついても状態監視を必要とするような装置の使用状態で
きわめて有効である。
第１図は本発明実施例装置の要部の構成を示すブロック
構成図。 第２図はディレーマツプ回路の構成を示すブロツク構成
図。 第３図はクロス・ポイント・スイッチとアレイ・トラン
スデユーサとの関連を示す模式図。 第４図は、振れ角における受信アンプ・ゲインと参加エ
レメント数との関連を示す図。 第５図は視野範囲を説明する図。 １・・・トリガー発生器、２ａ、２ｂ・・・ディレーマ
ツプ回路、３・・・パルサー、４・・・アレイ・トラン
スデユーサ、５・・・受信アンプ、６・・・信号処理回
路、７・・・コントローラ、８・・・ビデオ信号出力端
子、１１・・・タップ付き遅延回路、１２・・・クロス
・ポイント・スイッチ、１３・・・終端インピーダンス
、１４・・・サミング・アンプ・ライン。 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社 １、代
理人 弁理士 井 出 直 孝 ；；兄 ２ 図 篤 ３ 図 篤４ ロ
構成図。 第２図はディレーマツプ回路の構成を示すブロツク構成
図。 第３図はクロス・ポイント・スイッチとアレイ・トラン
スデユーサとの関連を示す模式図。 第４図は、振れ角における受信アンプ・ゲインと参加エ
レメント数との関連を示す図。 第５図は視野範囲を説明する図。 １・・・トリガー発生器、２ａ、２ｂ・・・ディレーマ
ツプ回路、３・・・パルサー、４・・・アレイ・トラン
スデユーサ、５・・・受信アンプ、６・・・信号処理回
路、７・・・コントローラ、８・・・ビデオ信号出力端
子、１１・・・タップ付き遅延回路、１２・・・クロス
・ポイント・スイッチ、１３・・・終端インピーダンス
、１４・・・サミング・アンプ・ライン。 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社 １、代
理人 弁理士 井 出 直 孝 ；；兄 ２ 図 篤 ３ 図 篤４ ロ
Claims (2)
- （１）多数個の振動子が配列されて構成されたアレイ探
触子と、 この探触子を位相駆動して送受信される超音波ビームを
扇状に走査することにより対象物の画像を得る送受信装
置と を備え、 前記送受信装置の受信部には、 前記アレイ探触子から到来する前記複数個の振動子の受
信出力信号を入力するクロス・ポイント・スイッチと、 このクロス・ポイント・スイッチにより配分された多数
の出力端子の信号をそれぞれタップ入力とするタップ付
き遅延回路と、 この遅延回路の出力信号を入力とする増幅回路と、 前記クロス・ポイント・スイッチの開閉を制御する制御
回路と を備えた方位角適応型フェーズド・アレイ・ソーナーに
おいて、 前記制御回路は、 前記振動子のうち探触子の端部近傍に配列された振動子
からの信号を切り捨てて、゛前記扇状に走査する超音波
ビームの角度が、前記探触子の総ての振動子を上記遅延
回路の全長に割り付けて利用する場合の限界角度より大
きくなるように制御することを特徴とする方位角適応型
・フエスーズド・アレイ・ソーナー。 - （２） 前記増幅回路は、 出力漬浸が切り捨てられた振動子の数に対応して増幅利
得が大きくなるように制御される特許請求の範囲第（１
）項に記載の方位角適応型フェーズド・アレイ・ソーナ
ー。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160105A JPS6052784A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
| US06/617,083 US4638467A (en) | 1983-08-31 | 1984-06-04 | Azimuth adaptive phased array sonar |
| GB08414674A GB2146121B (en) | 1983-08-31 | 1984-06-08 | Azimuth-adaptive phased-array sonar |
| DE19843421923 DE3421923A1 (de) | 1983-08-31 | 1984-06-13 | Azimuthanpassbares, phasengesteuertes sonar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58160105A JPS6052784A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6052784A true JPS6052784A (ja) | 1985-03-26 |
| JPH0131150B2 JPH0131150B2 (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=15707956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58160105A Granted JPS6052784A (ja) | 1983-08-31 | 1983-08-31 | 方位角適応型フエ−ズド・アレイ・ソ−ナ− |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4638467A (ja) |
| JP (1) | JPS6052784A (ja) |
| DE (1) | DE3421923A1 (ja) |
| GB (1) | GB2146121B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5140558A (en) * | 1988-08-29 | 1992-08-18 | Acoustic Imaging Technologies Corporation | Focused ultrasound imaging system and method |
| US5121361A (en) * | 1989-09-29 | 1992-06-09 | Acoustic Imaging Technologies Corporation | Programmable beam former |
| US5148810A (en) * | 1990-02-12 | 1992-09-22 | Acuson Corporation | Variable origin-variable angle acoustic scanning method and apparatus |
| DE4024353A1 (de) * | 1990-08-01 | 1992-02-13 | Krupp Atlas Elektronik Gmbh | Schaltanordnung zum impulsfoermigen abstrahlen von schallwellen |
| EP0480086A1 (en) * | 1990-10-05 | 1992-04-15 | Acoustic Imaging Technologies Corporation | Programmable beam former |
| US5257624A (en) * | 1991-10-25 | 1993-11-02 | Hewlett-Packard Company | Gain control for ultrasound system |
| US5318033A (en) * | 1992-04-17 | 1994-06-07 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for increasing the frame rate and resolution of a phased array imaging system |
| US5322068A (en) * | 1993-05-21 | 1994-06-21 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for dynamically steering ultrasonic phased arrays |
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|---|---|---|---|---|
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