JPH0679606B2 - 超音波信号の遅延方法および装置 - Google Patents
超音波信号の遅延方法および装置Info
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボディの内部で境界面から反射されている超
音波信号を遅延させるための方法に関する。さらに本発
明は、この方法を実施するための装置に関する。本発明
は、特に多数の超音波変換器要素を有するフェーズド・
アレーに関する。
音波信号を遅延させるための方法に関する。さらに本発
明は、この方法を実施するための装置に関する。本発明
は、特に多数の超音波変換器要素を有するフェーズド・
アレーに関する。
医用超音波技術では、超音波エコーの遅延が主要な問題
の一つである。受信の場合にはこれまで、たとえばLC導
線、混合技術またはCCD法のようなアナログに作動する
方法および装置が好まれている。ディジタルな遅延方法
は主として送信の場合にのみ用いられている。
の一つである。受信の場合にはこれまで、たとえばLC導
線、混合技術またはCCD法のようなアナログに作動する
方法および装置が好まれている。ディジタルな遅延方法
は主として送信の場合にのみ用いられている。
特に多くの焦点位置にわたり受信焦点の動的焦点合わせ
を行うフェーズド・アレー装置では、複雑な遅延技術が
必要である。超音波信号が振れる間にたとえば20μｓま
での比較的長い遅延時間が経過する。受信焦点位置に応
じて相異なるアンテナの湾曲は、隣接する変換器要素の
間のより細かい遅延ステップにより達成される。計算に
より求められた遅延時間の設定および保持が良好に達成
されるほど、表示された超音波像の像質は良好であり、
また表示は鮮明である。超音波装置内で予め定められた
たとえば20または30MHzの所与のクロック信号により一
般に単に約50または33nsの時間差が実現可能である。
を行うフェーズド・アレー装置では、複雑な遅延技術が
必要である。超音波信号が振れる間にたとえば20μｓま
での比較的長い遅延時間が経過する。受信焦点位置に応
じて相異なるアンテナの湾曲は、隣接する変換器要素の
間のより細かい遅延ステップにより達成される。計算に
より求められた遅延時間の設定および保持が良好に達成
されるほど、表示された超音波像の像質は良好であり、
また表示は鮮明である。超音波装置内で予め定められた
たとえば20または30MHzの所与のクロック信号により一
般に単に約50または33nsの時間差が実現可能である。
本発明の目的は、時間分解能に比較して低い走査周波数
において時間遅延の高い精度を達成することが可能な方
法および装置を得ることにある。
において時間遅延の高い精度を達成することが可能な方
法および装置を得ることにある。
この目的は、本発明によれば、遅延方法に関しては、デ
ィジタルに作動する遅延装置が設けられ、２つの相前後
して受信された超音波信号から複数個の内挿された超音
波信号が形成され、また所与の遅延値に最も近い内挿ま
たは受信された超音波信号がその後の信号処理のために
使用されることにより達成される。
ィジタルに作動する遅延装置が設けられ、２つの相前後
して受信された超音波信号から複数個の内挿された超音
波信号が形成され、また所与の遅延値に最も近い内挿ま
たは受信された超音波信号がその後の信号処理のために
使用されることにより達成される。
上記の目的は、本発明によれば、遅延装置に関しては、
ディジタルに作動し、受信された超音波信号をディジタ
ルに遅延させる構成要素を含んでおり、また２つの相前
後して受信された超音波信号から複数個の内挿された超
音波信号を形成するディジタル内挿器が設けられてお
り、内挿された超音波信号のうちで所与の遅延値に最も
近い超音波信号がその後の信号処理のために使用される
ことにより達成される。
ディジタルに作動し、受信された超音波信号をディジタ
ルに遅延させる構成要素を含んでおり、また２つの相前
後して受信された超音波信号から複数個の内挿された超
音波信号を形成するディジタル内挿器が設けられてお
り、内挿された超音波信号のうちで所与の遅延値に最も
近い超音波信号がその後の信号処理のために使用される
ことにより達成される。
本発明による方法および装置を使用すれば、たとえば波
長の1/20の範囲またはそれよりも良好な時間遅延の高い
精度が達成される。その際に時間分解能に比較して低い
走査周波数が達成される。内挿器がたとえば（20MHzの
クロック周波数に相応して）50nsの間隔で受信された２
つの超音波信号に対して３つの内挿された超音波信号を
発生すると、あたかも80MHzで走査されたかのような時
間分解能の精度が達成され得る。
長の1/20の範囲またはそれよりも良好な時間遅延の高い
精度が達成される。その際に時間分解能に比較して低い
走査周波数が達成される。内挿器がたとえば（20MHzの
クロック周波数に相応して）50nsの間隔で受信された２
つの超音波信号に対して３つの内挿された超音波信号を
発生すると、あたかも80MHzで走査されたかのような時
間分解能の精度が達成され得る。
受信された超音波信号のディジタル処理のもう１つの利
点は、超音波信号に１つの定数を乗算し得ることであ
る。それにより動的で連続的な開口遮断または開口被覆
が達成され得る。アンテナの縁に位置している超音波変
換器要素は、アンテナの中央に位置している超音波変換
器要素よりも小さい係数を乗算される。ディジタル遅延
技術のもう１つの利点は、受信の場合に、１つの遅延値
から他の遅延値への切換の際の切換スパイクが回避され
ることである。それにより、１つの超音波ベクトルの受
信の間に多くの焦点位置が可能である。大きい開口にお
いても正確な動的な焦点合わせが行われ得る。
点は、超音波信号に１つの定数を乗算し得ることであ
る。それにより動的で連続的な開口遮断または開口被覆
が達成され得る。アンテナの縁に位置している超音波変
換器要素は、アンテナの中央に位置している超音波変換
器要素よりも小さい係数を乗算される。ディジタル遅延
技術のもう１つの利点は、受信の場合に、１つの遅延値
から他の遅延値への切換の際の切換スパイクが回避され
ることである。それにより、１つの超音波ベクトルの受
信の間に多くの焦点位置が可能である。大きい開口にお
いても正確な動的な焦点合わせが行われ得る。
ディジタル構成要素における高い集積可能性に加えて、
主要な利点として、非常に長い遅延時間が簡単な手段で
実現され得るという利点もある。たとえば１つのシフト
レジスタの長さまたは１つのカウンタがアップカウント
またはダウンカウントされる数のような、遅延時間にデ
ィジタルに影響し得る手段が、精度の損失を犠牲にする
ことなしに自由に選択可能である。
主要な利点として、非常に長い遅延時間が簡単な手段で
実現され得るという利点もある。たとえば１つのシフト
レジスタの長さまたは１つのカウンタがアップカウント
またはダウンカウントされる数のような、遅延時間にデ
ィジタルに影響し得る手段が、精度の損失を犠牲にする
ことなしに自由に選択可能である。
本発明の他の利点および実施態様は、図面による実施例
の説明から明らかになる。
の説明から明らかになる。
図は医学分野に使用されるフェーズド・アレー装置の単
一の超音波受信チャネルｋに対するディジタル遅延装置
を示し、遅延装置１は１つのシフトレジスタ３を含んで
いる。シフトレジスタ３は１つの入力端５およびｚ個の
出力端７を有する。
一の超音波受信チャネルｋに対するディジタル遅延装置
を示し、遅延装置１は１つのシフトレジスタ３を含んで
いる。シフトレジスタ３は１つの入力端５およびｚ個の
出力端７を有する。
シフトレジスタ３のｚ個の出力端７は第１のマルチプレ
クサ９のｚ個の入力端に接続されている。さらにマルチ
プレクサ９は１つの制御入力端11および１つの出力端13
を有する。制御入力端11における１つの制御信号に関係
して、シフトレジスタ３の出力端７の１つが第１のマル
チプレクサ９の出力端13に接続される。
クサ９のｚ個の入力端に接続されている。さらにマルチ
プレクサ９は１つの制御入力端11および１つの出力端13
を有する。制御入力端11における１つの制御信号に関係
して、シフトレジスタ３の出力端７の１つが第１のマル
チプレクサ９の出力端13に接続される。
第１のマルチプレクサ９の出力端13から１つの接続線が
レジスタ15の入力端14に通じている。レジスタ15はさら
にクロック信号に対する入力端17および出力端19を有す
る。レジスタ15の入力端14に位置している超音波信号ｘ
（ｔ）は次回クロックによりレジスタ15のなかに書込ま
れる。その後、レジスタ15の出力端19には超音波信号ｘ
（ｔ−Δτ）が存在し、ここで、Δτは２つのクロック
の間の時間差である。同時にレジスタ15の入力端14に
は、上記の次回クロックに基づいてシフトレジスタ３か
ら第１のマルチプレクサ９を介して通された後続の超音
波信号ｙ（ｔ）が位置している。
レジスタ15の入力端14に通じている。レジスタ15はさら
にクロック信号に対する入力端17および出力端19を有す
る。レジスタ15の入力端14に位置している超音波信号ｘ
（ｔ）は次回クロックによりレジスタ15のなかに書込ま
れる。その後、レジスタ15の出力端19には超音波信号ｘ
（ｔ−Δτ）が存在し、ここで、Δτは２つのクロック
の間の時間差である。同時にレジスタ15の入力端14に
は、上記の次回クロックに基づいてシフトレジスタ３か
ら第１のマルチプレクサ９を介して通された後続の超音
波信号ｙ（ｔ）が位置している。
第１のマルチプレクサ９の出力端13はさらに内挿器23の
第１の入力端21に接続されている。内挿器23の第１の入
力端25とレジスタ15の出力端19が接続されている。
第１の入力端21に接続されている。内挿器23の第１の入
力端25とレジスタ15の出力端19が接続されている。
内挿器23は４つの出力端27aないし27dを有し、これらの
出力端から、内挿器23の両入力端21、25に同時に存在す
る両超音波信号ｙ（ｔ）またはｘ（ｔ−Δτ）のそれぞ
れ相異なる混合信号が取り出され得る。すなわち、内挿
器23の第１の入力端21における超音波信号がたとえば値
ｙを有し、また第２の入力端25における超音波信号がた
とえば値ｘを有するならば、たとえば出力端27aには値
ｘが、出力端27bには値（3/4）ｘ＋（1/4）ｙが、出力
端27cには値（1/2）ｘ＋（1/2）ｙが、出力端27dには値
（1/4）ｘ＋（3/4）ｙが存在する。この場合、両超音波
信号値ｘおよびｙの間で直線的な内挿が行われている。
他の数学的内挿も同様に良好に応用され得る。
出力端から、内挿器23の両入力端21、25に同時に存在す
る両超音波信号ｙ（ｔ）またはｘ（ｔ−Δτ）のそれぞ
れ相異なる混合信号が取り出され得る。すなわち、内挿
器23の第１の入力端21における超音波信号がたとえば値
ｙを有し、また第２の入力端25における超音波信号がた
とえば値ｘを有するならば、たとえば出力端27aには値
ｘが、出力端27bには値（3/4）ｘ＋（1/4）ｙが、出力
端27cには値（1/2）ｘ＋（1/2）ｙが、出力端27dには値
（1/4）ｘ＋（3/4）ｙが存在する。この場合、両超音波
信号値ｘおよびｙの間で直線的な内挿が行われている。
他の数学的内挿も同様に良好に応用され得る。
内挿器23の出力端27aないし27dは第２のマルチプレクサ
31の各１つの入力端29aないし29dと接続されている。第
２のマルチプレクサ31は第２の制御入力端33および第２
の出力端35を有する。第２のマルチプレクサ31の出力端
35は、たとえばその後のデータ処理のために、後で一層
詳細に説明する１つの乗算器37に導かれている。ここで
は係数Ｃの乗算が行われる。
31の各１つの入力端29aないし29dと接続されている。第
２のマルチプレクサ31は第２の制御入力端33および第２
の出力端35を有する。第２のマルチプレクサ31の出力端
35は、たとえばその後のデータ処理のために、後で一層
詳細に説明する１つの乗算器37に導かれている。ここで
は係数Ｃの乗算が行われる。
ボディの内部の１つの境界面から反射され、また１つの
フェーズド・アレー・アプリケータにより検出された１
つの超音波信号を遅延させるための方法は下記のように
行われる。シフトレジスタ３の入力端５にこの超音波信
号ｘ（ｔ）が入る。この超音波信号ｘ（ｔ）は、たとえ
ば4MHzの中心周波数で送り出された１つの送出信号のエ
コーである。エコー信号の曲線経過を検出するため、た
とえば20MHzのクロック周波数が使用される。20MHzでは
２つのクロックの間の時間は50nsである。この走査周波
数はディジタル構成要素、すなわちシフトレジスタ３、
第１のマルチプレクサ９、レジスタ15、内挿器23および
第２のマルチプレクサ31をその後にクロックするために
も使用される。シフトレジスタ３がたとえば500nsの
“長さ”であれば、それぞれΔτ＝50nsずつ互いに遅延
させられた信号を与える10の出力端７を有する。すなわ
ち超音波エコー信号ｘ（ｔ）はΔτ＝50nsのステップで
量子化されてシフトレジスタ３のなかで遅延させられ得
る。
フェーズド・アレー・アプリケータにより検出された１
つの超音波信号を遅延させるための方法は下記のように
行われる。シフトレジスタ３の入力端５にこの超音波信
号ｘ（ｔ）が入る。この超音波信号ｘ（ｔ）は、たとえ
ば4MHzの中心周波数で送り出された１つの送出信号のエ
コーである。エコー信号の曲線経過を検出するため、た
とえば20MHzのクロック周波数が使用される。20MHzでは
２つのクロックの間の時間は50nsである。この走査周波
数はディジタル構成要素、すなわちシフトレジスタ３、
第１のマルチプレクサ９、レジスタ15、内挿器23および
第２のマルチプレクサ31をその後にクロックするために
も使用される。シフトレジスタ３がたとえば500nsの
“長さ”であれば、それぞれΔτ＝50nsずつ互いに遅延
させられた信号を与える10の出力端７を有する。すなわ
ち超音波エコー信号ｘ（ｔ）はΔτ＝50nsのステップで
量子化されてシフトレジスタ３のなかで遅延させられ得
る。
しかし、所望の焦点位置に相応して、示されているチャ
ネルｋに接続されている変換器要素に対しては全体でた
とえば235nsの遅延τが望ましい。この場合、シフトレ
ジスタ３から、内挿器23なしの１つの方法では、次に位
置している値の15nsの誤差を犠牲にして250nsが遅延時
間としてとられることになろう。
ネルｋに接続されている変換器要素に対しては全体でた
とえば235nsの遅延τが望ましい。この場合、シフトレ
ジスタ３から、内挿器23なしの１つの方法では、次に位
置している値の15nsの誤差を犠牲にして250nsが遅延時
間としてとられることになろう。
本発明による遅延方法および装置では、事情が異なる。
第１のマルチプレクサ９を介して、ｎ×Δτに丸められ
た遅延値が第１のマルチプレクサ９の出力端13に与えら
れる。235nsの例では、これは200nsの遅延である。すな
わちシフトレジスタ３の第４の出力端から取り出しが行
われる。１つの相応の制御信号が中央制御装置（図示せ
ず）から制御入力端11を経て第１のマルチプレクサ９に
供給される。すなわち第１のマルチプレクサ９の出力端
13にはｎ＝４の超音波信号ｘ（ｔ−４Δτ）が与えられ
ている。この超音波信号はレジスタ15内に書き込まれ、
また１つのクロックすなわち50nsの後に再び読み出され
る。その後、出力端19にはエコー信号ｘ（ｔ−５Δτ）
が与えられている。この信号は内挿器23の第２の入力端
25に与えられる。同時に第１のマルチプレクサ９の出力
端13、従ってまた内挿器23の第１の入力端21には、単に
４Δτだけずらされた次の超音波信号ｙ（ｔ−４Δτ）
が与えられている。
第１のマルチプレクサ９を介して、ｎ×Δτに丸められ
た遅延値が第１のマルチプレクサ９の出力端13に与えら
れる。235nsの例では、これは200nsの遅延である。すな
わちシフトレジスタ３の第４の出力端から取り出しが行
われる。１つの相応の制御信号が中央制御装置（図示せ
ず）から制御入力端11を経て第１のマルチプレクサ９に
供給される。すなわち第１のマルチプレクサ９の出力端
13にはｎ＝４の超音波信号ｘ（ｔ−４Δτ）が与えられ
ている。この超音波信号はレジスタ15内に書き込まれ、
また１つのクロックすなわち50nsの後に再び読み出され
る。その後、出力端19にはエコー信号ｘ（ｔ−５Δτ）
が与えられている。この信号は内挿器23の第２の入力端
25に与えられる。同時に第１のマルチプレクサ９の出力
端13、従ってまた内挿器23の第１の入力端21には、単に
４Δτだけずらされた次の超音波信号ｙ（ｔ−４Δτ）
が与えられている。
すなわち内挿器23の両入力端21、25には常に、時間的に
１つのクロックすなわちΔτだけずらされている２つの
超音波信号ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）が与えられている。これ
は図面中に内挿器23の第１の入力端21におけるシンボル
ｙ（ｔ）および第２の入力端25におけるシンボルｘ（ｔ
−Δτ）により示されている。すなわち内挿器23の第２
の入力端25には常に古いほうの超音波信号が与えられて
いる。
１つのクロックすなわちΔτだけずらされている２つの
超音波信号ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）が与えられている。これ
は図面中に内挿器23の第１の入力端21におけるシンボル
ｙ（ｔ）および第２の入力端25におけるシンボルｘ（ｔ
−Δτ）により示されている。すなわち内挿器23の第２
の入力端25には常に古いほうの超音波信号が与えられて
いる。
直線内挿器23の前記の場合には、内挿器23の４つの出力
端27aないし27dには下記の大きさの超音波信号が与えら
れている。すなわち、出力端27aには値ｘ、出力端27bに
は値（3/4）ｘ＋（1/4）ｙ、出力端27cには値（1/2）ｘ
＋（1/2）ｙ、また出力端27dには値（1/4）ｘ＋（3/4）
ｙである。１つのクロックΔτの後には、出力端27aに
おける値はｙに等しく、出力端27bにおける値は（3/4）
ｙ＋（1/4）ｚに等しく、出力端27cにおける値は（1/
2）ｙ＋（1/2）ｚに等しく、出力端27dにおける値は（1
/4）ｙ＋（3/4）ｚに等しい（ここで、ｚは次回のクロ
ックの際に超音波信号ｙに続く超音波信号を意味す
る）。
端27aないし27dには下記の大きさの超音波信号が与えら
れている。すなわち、出力端27aには値ｘ、出力端27bに
は値（3/4）ｘ＋（1/4）ｙ、出力端27cには値（1/2）ｘ
＋（1/2）ｙ、また出力端27dには値（1/4）ｘ＋（3/4）
ｙである。１つのクロックΔτの後には、出力端27aに
おける値はｙに等しく、出力端27bにおける値は（3/4）
ｙ＋（1/4）ｚに等しく、出力端27cにおける値は（1/
2）ｙ＋（1/2）ｚに等しく、出力端27dにおける値は（1
/4）ｙ＋（3/4）ｚに等しい（ここで、ｚは次回のクロ
ックの際に超音波信号ｙに続く超音波信号を意味す
る）。
次に数値例をあげる。超音波信号ｘは250nsだけ遅延さ
せられている。レジスタ15の入力端14に位置している超
音波信号ｙは単に200nsだけ遅延させられている。しか
し、たとえば235nsの遅延値だけ遅延させられている超
音波信号の値が望ましい。出力端27aないし27dにおける
超音波信号の４つの値は内挿に基づいて連続的に超音波
値ｙに移されている。すなわち、出力端27aにおける超
音波信号は250nsの遅延に当てはまり、出力端27bにおけ
る超音波信号は237.5nsの遅延に当てはまり、出力端27c
における超音波信号は225nsの遅延に当てはまり、また
出力端27dにおける超音波信号は212.5nsの遅延に当ては
まる。すなわち235nsの所望の値に対してはすぐ次に位
置している値237.5nsが第２のマルチプレクサ31を介し
て第２のマルチプレクサ31の出力端35にその後のデータ
処理のために通される。単に（内挿なしの場合の15nsの
代わりに）2.5nsの誤差が存在している。すなわち内挿
により、どの値が超音波像信号を235nsの受信器内の遅
延の際に有し得たかが求められる。値の正確な決定は、
50nsの時間差に相応するクロック周波数に基づいては可
能でなかった。
せられている。レジスタ15の入力端14に位置している超
音波信号ｙは単に200nsだけ遅延させられている。しか
し、たとえば235nsの遅延値だけ遅延させられている超
音波信号の値が望ましい。出力端27aないし27dにおける
超音波信号の４つの値は内挿に基づいて連続的に超音波
値ｙに移されている。すなわち、出力端27aにおける超
音波信号は250nsの遅延に当てはまり、出力端27bにおけ
る超音波信号は237.5nsの遅延に当てはまり、出力端27c
における超音波信号は225nsの遅延に当てはまり、また
出力端27dにおける超音波信号は212.5nsの遅延に当ては
まる。すなわち235nsの所望の値に対してはすぐ次に位
置している値237.5nsが第２のマルチプレクサ31を介し
て第２のマルチプレクサ31の出力端35にその後のデータ
処理のために通される。単に（内挿なしの場合の15nsの
代わりに）2.5nsの誤差が存在している。すなわち内挿
により、どの値が超音波像信号を235nsの受信器内の遅
延の際に有し得たかが求められる。値の正確な決定は、
50nsの時間差に相応するクロック周波数に基づいては可
能でなかった。
単一の超音波チャネルｋに対して説明した上記の方法は
超音波装置のすべてのチャネルで、またはチャネルの一
部分のみで応用され得る。
超音波装置のすべてのチャネルで、またはチャネルの一
部分のみで応用され得る。
第２のマルチプレクサ31の出力端35に通された超音波信
号は、あたかも従来の方法により第１のマルチプレクサ
９の出力端に直接に与えられたかのように、その後の処
理をされる。その際に１つのクロック長さΔτだけの時
間的ずれは像質に不利な影響を与えない。
号は、あたかも従来の方法により第１のマルチプレクサ
９の出力端に直接に与えられたかのように、その後の処
理をされる。その際に１つのクロック長さΔτだけの時
間的ずれは像質に不利な影響を与えない。
ディジタルな方法により問題なしに続いて行われる処理
は、超音波信号に１つの定数を乗算することである。そ
れによって、すべての遅延チャネルの重み付けが行わ
れ、またそれにより開口被覆が実現され得る。これはた
とえばcos状またはcos2状に行われ得る。この開口被覆
によりアンテナのサイドローブ振幅が主ローブに対して
相対的に小さくされ、またそれによってアンテナ指向図
の多義性が減ぜられる。この開口被覆は一定の伝播媒体
（たとえば水）において、またアンテナの標準方向にお
いてアレー中心に対して対称的である。この対称性は大
きい振れ角度では、またなかんずくたとえば人体組織内
の均一でない伝播媒体のエコー減衰により失われる。各
遅延チャネルｋ内の乗算器37により、このシステム付随
の“重み付け”が或る限度内で補償され得る。また内挿
または走査の位相に付随する遅延チャネルの振幅変化が
１つの定数Ｃの乗算により或る限度内で補償され得る。
試験、たとえば超音波装置の自己試験のために、乗算器
37と同じく有利である。なぜならば、各遅延チャネルｋ
に対してAD値範囲の各データが動的および静的に設定さ
れ得るからである。また超音波装置の個々のまたはすべ
てのチャネルｋの遮断がこうして可能である。
は、超音波信号に１つの定数を乗算することである。そ
れによって、すべての遅延チャネルの重み付けが行わ
れ、またそれにより開口被覆が実現され得る。これはた
とえばcos状またはcos2状に行われ得る。この開口被覆
によりアンテナのサイドローブ振幅が主ローブに対して
相対的に小さくされ、またそれによってアンテナ指向図
の多義性が減ぜられる。この開口被覆は一定の伝播媒体
（たとえば水）において、またアンテナの標準方向にお
いてアレー中心に対して対称的である。この対称性は大
きい振れ角度では、またなかんずくたとえば人体組織内
の均一でない伝播媒体のエコー減衰により失われる。各
遅延チャネルｋ内の乗算器37により、このシステム付随
の“重み付け”が或る限度内で補償され得る。また内挿
または走査の位相に付随する遅延チャネルの振幅変化が
１つの定数Ｃの乗算により或る限度内で補償され得る。
試験、たとえば超音波装置の自己試験のために、乗算器
37と同じく有利である。なぜならば、各遅延チャネルｋ
に対してAD値範囲の各データが動的および静的に設定さ
れ得るからである。また超音波装置の個々のまたはすべ
てのチャネルｋの遮断がこうして可能である。
本発明による遅延方法および装置の利点は、同時に20MH
zの比較的低い走査周波数における時間遅延の高い精度
（実施例では±6.25ns）である。すなわち、走査周波数
と時間分解能との比が内挿なしの措置に比較して顕著に
改善されている。シフトレジスタ３の長さに応じて20μ
ｓまたはそれ以上の非常に長い遅延時間も設定可能であ
る。時間分解能はなお一層の精細化が可能であり、内挿
の際に受容し得る費用に従う。たとえば８つの入力端27
aないし27hを有する内挿器23も可能である。直線内挿と
は異なる内挿方法も使用することができる。
zの比較的低い走査周波数における時間遅延の高い精度
（実施例では±6.25ns）である。すなわち、走査周波数
と時間分解能との比が内挿なしの措置に比較して顕著に
改善されている。シフトレジスタ３の長さに応じて20μ
ｓまたはそれ以上の非常に長い遅延時間も設定可能であ
る。時間分解能はなお一層の精細化が可能であり、内挿
の際に受容し得る費用に従う。たとえば８つの入力端27
aないし27hを有する内挿器23も可能である。直線内挿と
は異なる内挿方法も使用することができる。
前記の利点に加えて、ディジタル技術の使用から自ずと
生ずる利点もある。すなわち、連続的な開口被覆のため
の定数Ｃを超音波エコー信号の値に乗算することが可能
である。１つの超音波行の間に１つの他の焦点位置に相
応して１つの他の時間遅延ステップに切換える際に、デ
ィジタル技術により切換スパイクが生じない。すなわ
ち、１つの超音波ベクトルの受信の間に、スパイクに起
因する像の擾乱を受けることなく、多くの焦点位置が可
能である。さらに、大きい開口においても正確な動的焦
点合わせを行う可能性が開かれる。
生ずる利点もある。すなわち、連続的な開口被覆のため
の定数Ｃを超音波エコー信号の値に乗算することが可能
である。１つの超音波行の間に１つの他の焦点位置に相
応して１つの他の時間遅延ステップに切換える際に、デ
ィジタル技術により切換スパイクが生じない。すなわ
ち、１つの超音波ベクトルの受信の間に、スパイクに起
因する像の擾乱を受けることなく、多くの焦点位置が可
能である。さらに、大きい開口においても正確な動的焦
点合わせを行う可能性が開かれる。
図は本発明の実施例の回路図である。 １……遅延装置、３……シフトレジスタ、５……シフト
レジスタ入力端、７……シフトレジスタ出力端、９……
第１のマルチプレクサ、11……第１のマルチプレクサの
制御入力端、13……第１のマルチプレクサの出力端、14
……レジスタ入力端、15……レジスタ、17……レジスタ
のクロック信号入力端、19……レジスタ出力端、21……
内挿器の第１の入力端、23……内挿器、25……内挿器の
第２の入力端、27a〜27d……内挿器出力端、29a〜29d…
…第２のマルチプレクサの入力端、31……第２のマルチ
プレクサ、33……第２のマルチプレクサの制御入力端、
35……第２の出力端、37……乗算器、ｋ……超音波受信
チャネル。
レジスタ入力端、７……シフトレジスタ出力端、９……
第１のマルチプレクサ、11……第１のマルチプレクサの
制御入力端、13……第１のマルチプレクサの出力端、14
……レジスタ入力端、15……レジスタ、17……レジスタ
のクロック信号入力端、19……レジスタ出力端、21……
内挿器の第１の入力端、23……内挿器、25……内挿器の
第２の入力端、27a〜27d……内挿器出力端、29a〜29d…
…第２のマルチプレクサの入力端、31……第２のマルチ
プレクサ、33……第２のマルチプレクサの制御入力端、
35……第２の出力端、37……乗算器、ｋ……超音波受信
チャネル。
Claims (6)
- 【請求項１】ボディの内部で境界面から反射されている
超音波信号を遅延させるための方法において、ディジタ
ルに作動する遅延装置（１）が設けられており、２つの
相前後して受信された超音波信号（ｘ、ｙ）から複数個
の内挿された超音波信号（（3/4）ｘ＋（1/4）ｙ、（1/
2）ｘ＋（1/2）ｙ、（1/4）ｘ＋（3/4）ｙ、ｘ）が形成
され、また所与の遅延値に最も近い内挿または受信され
た超音波信号（（3/4）ｘ＋（1/4）ｙ、（1/2）ｘ＋（1
/2）ｙ、（1/4）ｘ＋（3/4）ｙ）がその後の信号処理の
ために使用されることを特徴とする超音波信号の遅延方
法。 - 【請求項２】ボディの内部で境界面から反射されている
超音波信号を遅延させるための装置において、ディジタ
ルに作動し、受信された超音波信号をディジタルに遅延
させる構成要素（３）を含んでおり、また２つの相前後
して受信された超音波信号（ｘ、ｙ）から複数（ｐ）個
の内挿された超音波信号（（3/4）ｘ＋（1/4）ｙ、（1/
2）ｘ＋（1/2）ｙ、（1/4）ｘ＋（3/4）ｙ）を形成する
ディジタル内挿器（23）が設けられており、内挿された
超音波信号のうちで所与の遅延値に最も近い超音波信号
がその後の信号処理のために使用されることを特徴とす
る超音波信号の遅延装置。 - 【請求項３】内挿器（23）が直線内挿器であることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の遅延装置。 - 【請求項４】複数（ｐ）が３であることを特徴とする特
許請求の範囲第２項または第３項記載の遅延装置。 - 【請求項５】内挿器（23）の出力端（27a、27b、27c、2
7d）から内挿された超音波信号（（3/4）ｘ＋（1/4）
ｙ、（1/2）ｘ＋（1/2）ｙ、（1/4）ｘ＋（3/4）ｙ）お
よび受信された超音波信号（ｘ）が同時に取り出され得
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第４項
のいずれか１項に記載の遅延装置。 - 【請求項６】入力端（29aないし29d）で内挿器（23）の
各１つの出力端（27aないし27d）と接続されており、ま
た出力端（35）で乗算器（37）の入力端に接続されてい
る１つのマルチプレクサ（31）が設けられていることを
特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれ
か１項に記載の遅延装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3616498.4 | 1986-05-16 | ||
| DE19863616498 DE3616498A1 (de) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | Verfahren und vorrichtung zur digitalen verzoegerung von ultraschallsignalen im empfangsfall |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280650A JPS62280650A (ja) | 1987-12-05 |
| JPH0679606B2 true JPH0679606B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=6300961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62118710A Expired - Lifetime JPH0679606B2 (ja) | 1986-05-16 | 1987-05-15 | 超音波信号の遅延方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4787392A (ja) |
| EP (1) | EP0245740B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0679606B2 (ja) |
| DE (2) | DE3616498A1 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2628265B1 (fr) * | 1987-03-06 | 1990-12-21 | Thomson Csf | Antenne directive a transducteurs multiples notamment pour sonar |
| FR2652654A1 (fr) * | 1989-09-29 | 1991-04-05 | Philips Electronique Lab | Echographe ultrasonore utilisant un dispositif numerique de formation de voies en reception. |
| JPH084588B2 (ja) * | 1991-07-02 | 1996-01-24 | 富士通株式会社 | 超音波受信装置 |
| US5490511A (en) * | 1992-01-14 | 1996-02-13 | Ge Yokogawa Medical Systems, Ltd | Digital phase shifting apparatus |
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| US5928152A (en) * | 1994-08-05 | 1999-07-27 | Acuson Corporation | Method and apparatus for a baseband processor of a receive beamformer system |
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| US20100228130A1 (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-09 | Teratech Corporation | Portable ultrasound imaging system |
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| US10405829B2 (en) | 2014-12-01 | 2019-09-10 | Clarius Mobile Health Corp. | Ultrasound machine having scalable receive beamformer architecture comprising multiple beamformers with common coefficient generator and related methods |
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| JPS522590A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-10 | Toshiba Corp | Supersonic wave emitting and receiving device |
| US4080838A (en) * | 1975-11-12 | 1978-03-28 | Hitachi Medical Corporation | Method and apparatus for controlling ultrasonic waves |
| JPS52107184A (en) * | 1976-03-05 | 1977-09-08 | Hitachi Medical Corp | Device for controlling ultrasonic diagnosis image |
| US4060792A (en) * | 1976-06-17 | 1977-11-29 | Raytheon Company | Hard clipped beam former |
| US4127034A (en) * | 1977-12-23 | 1978-11-28 | General Electric Company | Digital rectilinear ultrasonic imaging system |
| JPS5499379A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-06 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic video device |
| US4488297A (en) * | 1982-04-05 | 1984-12-11 | Fairchild Camera And Instrument Corp. | Programmable deskewing of automatic test equipment |
| FR2542884B1 (fr) * | 1983-03-18 | 1986-12-26 | Cgr Ultrasonic | Procede d'imagerie par ultrasons a partir d'un alignement d'elements transducteurs |
| DE3481087D1 (de) * | 1984-01-30 | 1990-02-22 | Kontron Instr Holding | Sender-empfaenger-vorrichtung fuer ein ultraschall-bildgeraet. |
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| US4700573A (en) * | 1986-03-07 | 1987-10-20 | Hewlett-Packard Company | Method to improve accuracy in delay lines |
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1986
- 1986-05-16 DE DE19863616498 patent/DE3616498A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-05-04 DE DE8787106410T patent/DE3766412D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-04 EP EP87106410A patent/EP0245740B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-06 US US07/046,512 patent/US4787392A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-15 JP JP62118710A patent/JPH0679606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62280650A (ja) | 1987-12-05 |
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| DE3616498A1 (de) | 1987-11-19 |
| DE3766412D1 (de) | 1991-01-10 |
| EP0245740A1 (de) | 1987-11-19 |
| US4787392A (en) | 1988-11-29 |
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