JPH0131150B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0131150B2 JPH0131150B2 JP58160105A JP16010583A JPH0131150B2 JP H0131150 B2 JPH0131150 B2 JP H0131150B2 JP 58160105 A JP58160105 A JP 58160105A JP 16010583 A JP16010583 A JP 16010583A JP H0131150 B2 JPH0131150 B2 JP H0131150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- probe
- transducers
- delay
- cross point
- Prior art date
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Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 13
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- G01S7/526—Receivers
- G01S7/529—Gain of receiver varied automatically during pulse-recurrence period
-
- 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
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- 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
Landscapes
- 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)
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
角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関す
る。
角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーに関す
る。
特に、医療用に適する装置であつて、視野角を
拡大して画像を得る方位角適応型フエーズド・ア
レイ・ソーナーに関する。
拡大して画像を得る方位角適応型フエーズド・ア
レイ・ソーナーに関する。
フエーズド・アレイ・ソーナーの視野角の拡大
は、拡大に伴つて必要になるデイレー・マツピン
グに対応できるデイレー・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
規なハードウエアを使用しなければならない欠点
があつた。
は、拡大に伴つて必要になるデイレー・マツピン
グに対応できるデイレー・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
規なハードウエアを使用しなければならない欠点
があつた。
本発明の目的は、ハードウエアの変更を行わず
に設定変更などのソフトウエアによる処理によつ
て、視野角の拡大された画像が得られるような方
位角適応型フエーズド・アレイ・ソーナーを提供
することにある。
に設定変更などのソフトウエアによる処理によつ
て、視野角の拡大された画像が得られるような方
位角適応型フエーズド・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
であつて、 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・スイツチと、このクロス・ポ
イント・スイツ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ツプ入力とするタツプ付き
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・スイツチの
開閉を制御する制御回路とを備えた方位角適応型
フエーズド・アレイ・ソーナーにおいて、 前記制御回路は、前記クロス・ポイント・スイ
ツチを開閉して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、
前記遅延回路の全長に対応して残りの前記振動子
を割り付ける制御手段を備え、前記増幅回路は、
出力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を特
徴とする。
であつて、 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・スイツチと、このクロス・ポ
イント・スイツ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ツプ入力とするタツプ付き
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・スイツチの
開閉を制御する制御回路とを備えた方位角適応型
フエーズド・アレイ・ソーナーにおいて、 前記制御回路は、前記クロス・ポイント・スイ
ツチを開閉して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、
前記遅延回路の全長に対応して残りの前記振動子
を割り付ける制御手段を備え、前記増幅回路は、
出力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を特
徴とする。
以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。
第１図は本発明実施例装置の要部の構成を示す
ブロツク構成図である。トリガー発生器１の出力
は送信用デイレー・マツプ回路２ａの入力に接続
され、デイレーマツプ回路２ａの出力は、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５の入力に接
続され、その受信アンプ５の出力は受信用のデイ
レマツプ回路２ｂの入力に接続される。このデイ
レマツプ回路２ｂの出力は信号処理回路６の入力
に接続される。トリガー発生器１および両デイレ
ーマツプ回路２ａ，２ｂはコントローラ７により
制御される。
ブロツク構成図である。トリガー発生器１の出力
は送信用デイレー・マツプ回路２ａの入力に接続
され、デイレーマツプ回路２ａの出力は、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５の入力に接
続され、その受信アンプ５の出力は受信用のデイ
レマツプ回路２ｂの入力に接続される。このデイ
レマツプ回路２ｂの出力は信号処理回路６の入力
に接続される。トリガー発生器１および両デイレ
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、コントローラ７によりタイミ
ング制御されてトリガー発生器１から発生したト
リガーは送信用デイレーマツプ回路２ａに与えら
れる。デイレーマツプ回路２ａでは、トランスデ
ユーサ４と同数のデイレー・ラインが用意されて
いて、各デイレー・ラインの遅延量はコントロー
ラ７により制御され、ビームのフオーカシングな
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
うなデイレーマツプ回路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に対応するデイレー・ラ
インの出力によつて付勢され、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。
ング制御されてトリガー発生器１から発生したト
リガーは送信用デイレーマツプ回路２ａに与えら
れる。デイレーマツプ回路２ａでは、トランスデ
ユーサ４と同数のデイレー・ラインが用意されて
いて、各デイレー・ラインの遅延量はコントロー
ラ７により制御され、ビームのフオーカシングな
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
うなデイレーマツプ回路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に対応するデイレー・ラ
インの出力によつて付勢され、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
アンプ５にてそれぞれ所定の増幅率で増幅され、
続いて送信用デイレーマツプ回路２ａと同じ遅延
時間分布に設定された受信用デイレーマツプ回路
２ｂを経由して各エコー信号の同時性を補正した
後１本の信号に合成され、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。
波され電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、
続いて送信用デイレーマツプ回路２ａと同じ遅延
時間分布に設定された受信用デイレーマツプ回路
２ｂを経由して各エコー信号の同時性を補正した
後１本の信号に合成され、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、デイレーマツプ回路の構成を示すブ
ロツク構成図である。デイレーマツプ回路２ａ，
２ｂはタツプ付き遅延回路１１、終端インピーダ
ンス１３とクロス・ポイント・スイツチ１２とに
て構成され、クロス・ポイント・スイツチ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ツプ付き遅延回路１１
のタツプと接続されている。クロス・ポイント・
スイツチの行と列とが作る交点の接続の設定すな
わちデイ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。
ロツク構成図である。デイレーマツプ回路２ａ，
２ｂはタツプ付き遅延回路１１、終端インピーダ
ンス１３とクロス・ポイント・スイツチ１２とに
て構成され、クロス・ポイント・スイツチ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ツプ付き遅延回路１１
のタツプと接続されている。クロス・ポイント・
スイツチの行と列とが作る交点の接続の設定すな
わちデイ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・スイツチ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・
スイツチ１２の対応するそれぞれの行に接続され
ている。
４とクロス・ポイント・スイツチ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・
スイツチ１２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・アツプ・ラインで、破線ａは
振れ角0゜を示し、また破線ｂはクロス・ポイン
ト・スイツチの列の全部とアレイ・トランスデユ
ーサの全部を使つた限界の場合を示し、このとき
の振れ角をθnaxとする。
定されるサミング・アツプ・ラインで、破線ａは
振れ角0゜を示し、また破線ｂはクロス・ポイン
ト・スイツチの列の全部とアレイ・トランスデユ
ーサの全部を使つた限界の場合を示し、このとき
の振れ角をθnaxとする。
「サミング・アツプ・ラインｃはこの振れ角
θnaxを越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
合は図の斜線を施した部分で示すアレイ・トラン
スジユーサが使用されていないことになる。これ
を第２図の遅延回路１１と対応して説明すると、
サミング・アツプ・ラインｃの場合には、斜線を
施した部分を除いたアレイ・トランスデユーサが
遅延回路１１の全長にわたつて割り付けられる。
このため、このサミング・アツプ・ラインｃの場
合には、遅延回路１１が第２図に示すものより長
い遅延時間分布を持つものであり、その一部がア
レイ・トランスデユーサに割り付けられたと同等
となり、振れ角θnaxより大きい振れ角を持つ遅延
回路に割り付けられたと同じ効果をもつ。この結
果、この拡大された振れ角の領域では、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て画質は劣化するが、広範囲
な視野の画像が得られる。
θnaxを越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
合は図の斜線を施した部分で示すアレイ・トラン
スジユーサが使用されていないことになる。これ
を第２図の遅延回路１１と対応して説明すると、
サミング・アツプ・ラインｃの場合には、斜線を
施した部分を除いたアレイ・トランスデユーサが
遅延回路１１の全長にわたつて割り付けられる。
このため、このサミング・アツプ・ラインｃの場
合には、遅延回路１１が第２図に示すものより長
い遅延時間分布を持つものであり、その一部がア
レイ・トランスデユーサに割り付けられたと同等
となり、振れ角θnaxより大きい振れ角を持つ遅延
回路に割り付けられたと同じ効果をもつ。この結
果、この拡大された振れ角の領域では、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て画質は劣化するが、広範囲
な視野の画像が得られる。
本発明は、上記の振れ角θnax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。
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。
さらに、振れ角θnax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。
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。
第４図は振れ角が振れ角θnax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θnax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。
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θnax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θnaxであるにもかかわら
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。
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θnaxであるにもかかわら
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、ハードウエアの大幅
な変更を伴わないので、たとえば規格品の多少の
改造によつ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。
な変更を伴わないので、たとえば規格品の多少の
改造によつ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
ブロツク構成図。第２図はデイレーマツプ回路の
構成を示すブロツク構成図。第３図はクロス・ポ
イント・スイツチとアレイ・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……デイレ
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……タツプ付き遅延回路、１
２……クロス・ポイント・スイツチ、１３……終
端インピーダンス、１４……サミング・アツプ・
ライン。
ブロツク構成図。第２図はデイレーマツプ回路の
構成を示すブロツク構成図。第３図はクロス・ポ
イント・スイツチとアレイ・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……デイレ
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……タツプ付き遅延回路、１
２……クロス・ポイント・スイツチ、１３……終
端インピーダンス、１４……サミング・アツプ・
ライン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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・スイツチと、 このクロス・ポイント・スイツチにより配分さ
れた多数の出力端子の信号をそれぞれタツプ入力
とするタツプ付き遅延回路と、 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・スイツチの開閉を制御
する制御回路と を備えた方位角適応型フエーズド・アレイ・ソー
ナーにおいて、 前記制御回路は、 前記クロス・ポイント・スイツチを開閉して前
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、前記遅延回路の全
長に対応して残りの前記振動子を割り付ける制御
手段を備え、 前記増幅回路は、 出力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 ことを特徴とする方位角適応型フエーズド・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 JPS6052784A (ja) | 1985-03-26 |
| JPH0131150B2 true 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 |
|---|---|---|---|---|
| US4893284A (en) * | 1988-05-27 | 1990-01-09 | General Electric Company | Calibration of phased array ultrasound probe |
| US5121361A (en) * | 1989-09-29 | 1992-06-09 | Acoustic Imaging Technologies Corporation | Programmable beam former |
| US5140558A (en) * | 1988-08-29 | 1992-08-18 | Acoustic Imaging Technologies Corporation | Focused ultrasound imaging system and method |
| 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 |
| US5549111A (en) * | 1994-08-05 | 1996-08-27 | Acuson Corporation | Method and apparatus for adjustable frequency scanning in ultrasound imaging |
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