JPS62280650A - 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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- G—PHYSICS
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- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
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- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
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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】
３、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０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０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。超音波信号が撮れる間にたとえば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。超音波信号が撮れる間にたとえば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ｌ／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（２０
ＭＨｚ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ｌ／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（２０
ＭＨｚ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。
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。
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。
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
ンタがアン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
。
ンタがアン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２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２個の
出力端７を有する。
シフトレジスタ３の２個の出力端７は第１のマルチプレ
クサ９の２個の入力端に接続されている。
クサ９の２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。
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１
５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（を−八τ）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。
がレジスタ１５の入力端１４に通じている。レジスタ１
５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（を−八τ）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２
３の第１の入力端２１に接続されている。
３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。
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回音波信号ｙ（１）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。
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回音波信号ｙ（１）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２
７ｃ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、再起音波信号値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。
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２
７ｃ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、再起音波信号値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。
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。
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！１ｉ１５にこの超
音波信号ｘ （ｔ）が入る。
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！１ｉ１５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。
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２０Ｍ
Ｈｚ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５
００ｎｓ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。
Ｈｚ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５
００ｎｓ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の遅延でか望ましい、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２５
０ｎｓ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の遅延でか望ましい、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２５
０ｎｓ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、ｎｘΔτ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−４
Δτ）が与えられている。この超音波信号はレジスタ１
５内に書き込まれ、また１つのクロックすなわち５Ｑｎ
ｓ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。
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−４
Δτ）が与えられている。この超音波信号はレジスタ１
５内に書き込まれ、また１つのクロックすなわち５Ｑｎ
ｓ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（を−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。
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（を−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ｆｉ２７ａ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２７゛ｄ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６１ｉ！
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 ） ）！
＋ （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、２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）。
出力ｆｉ２７ａ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２７゛ｄ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６１ｉ！
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 ） ）！
＋ （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、２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ｉ！
！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
２”３７．５ ｎ ｓの遅延に当てはまり、出力端２７
ｃ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２１２．５ｎ
ｓ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２３７．５ ｎ ｓ
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、５
０ｎｓ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。
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ｉ！
！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
２”３７．５ ｎ ｓの遅延に当てはまり、出力端２７
ｃ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２１２．５ｎ
ｓ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２３７．５ ｎ ｓ
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、５
０ｎｓ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。
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。
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ｃｏｓ’伏に行われ得る。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
。各遅延チャネルに内の乗算器３７により、このシステ
ム付随の重み付け”が成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の乗算により成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。
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ｃｏｓ’伏に行われ得る。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
。各遅延チャネルに内の乗算器３７により、このシステ
ム付随の重み付け”が成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の乗算により成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にの遮断
がこうして可能である。
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にの遮断
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２０
ＭＨｚ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２０μｓ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０時間分解能はなお−１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２７ａ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。
ＭＨｚ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２０μｓ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０時間分解能はなお−１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２７ａ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、２７ ａ 〜２７ ｄ−内挿器出力端、２９
ａ 〜２９ｄ・・・第２のマルチプレクサの入力端、３
１・・・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、３
７・・・乗算器、ｋ・・・超音波受信チャネル。
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、２７ ａ 〜２７ ｄ−内挿器出力端、２９
ａ 〜２９ｄ・・・第２のマルチプレクサの入力端、３
１・・・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、３
７・・・乗算器、ｋ・・・超音波受信チャネル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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。 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。 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。 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。 ５）内挿器（２３）の出力端（２７ａ、２７ｂ、２７ｃ
、２７ｄ）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。 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 |
|---|---|---|---|
| DE19863616498 DE3616498A1 (de) | 1986-05-16 | 1986-05-16 | Verfahren und vorrichtung zur digitalen verzoegerung von ultraschallsignalen im empfangsfall |
| DE3616498.4 | 1986-05-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62280650A true JPS62280650A (ja) | 1987-12-05 |
| JPH0679606B2 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0751266A (ja) * | 1993-05-12 | 1995-02-28 | Hewlett Packard Co <Hp> | ディジタルフェイズドアレイ型の超音波ビーム形成器のための遅延補間回路 |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| 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 |
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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
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Also Published As
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|---|---|
| JPH0679606B2 (ja) | 1994-10-12 |
| DE3616498A1 (de) | 1987-11-19 |
| DE3766412D1 (de) | 1991-01-10 |
| US4787392A (en) | 1988-11-29 |
| EP0245740B1 (de) | 1990-11-28 |
| EP0245740A1 (de) | 1987-11-19 |
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