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技術 超音波撮像装置および超音波探触子

出願人 株式会社日立製作所
発明者 高野慎太
出願日 2016年7月26日 (4年6ヶ月経過) 出願番号 2017-534172
公開日 2018年5月31日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 WO2017-026278
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード サブマスク 入力切替器 アナログ信号回路 出力切替器 絶対値平均値 実施回路 焦点座標 コネクタボックス
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題・解決手段

遅延回路の複数のキャパシタ電荷蓄積領域)を少ない信号線数で制御することのできるサブビームフォーマでは、キャパシタの数に応じて最大遅延量に制限がある。 超音波探触子は、2次元に配列された複数の振動子と、複数の振動子にそれぞれ接続された遅延回路および遅延回路に遅延量を設定する複数の信号線が搭載された探触子内ビームフォーマICとを内蔵する。遅延回路は、それぞれ、第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させる。複数の遅延回路は、複数のグループに分けられ、同一の行に並んだ遅延回路には共通の第1遅延量が、同一の列に並んだ遅延回路に共通の第2遅延量が、それぞれ信号線によって設定される。遅延量演算部は、遅延回路に設定される第1遅延量および第2遅延量の合計が予め定めた最大遅延量以下になるように、第1遅延量および第2遅延量をそれぞれ算出する。

概要

背景

超音波撮像技術とは、超音波(聞くことを意図しない音波、一般的には約20kHz以上の高周波数の音波)を用いて人体をはじめとする被検体の内部を非侵襲的に画像化する技術である。例えば、医用超音波撮像装置は、超音波探触子から送信走査線に沿って超音波ビームを被検体の体内に向けて送信し、体内からのエコー信号を受信する。受信ビームフォーマは、受信走査線上の複数の受信焦点ごとに、複数の超音波素子受信信号整相加算した信号を生成する。この整相出力画像処理部が処理することによって超音波画像が生成される。

超音波探触子には、複数の超音波振動子電気音響変換素子)が内蔵されており、超音波信号送受信を行う。超音波探触子は、送信時には、各素子チャンネル)に適切な遅延時間を与えることによって送信焦点フォーカスされた超音波ビームを作り出すことができる。また、各チャネルの受信信号に与える遅延時間を変え、遅延後の受信信号を加算することで、所望の受信焦点にフォーカスされた信号を作り出すことができる。受信焦点を移動させることにより、撮像領域全体の信号を取得でき、この信号を用いて超音波画像が生成される。このように、各チャンネルに遅延時間を与え、ある点にフォーカスする処理を行う回路は、ビームフォーマあるいは整相回路などと呼ばれている。

超音波探触子内の所定数のチャンネルをまとめることにより、全チャンネル数よりも少ないサブアレイを設定し、超音波信号の遅延処理を2段階に行う構成が提案されている(特許文献1)。この技術では、超音波探触子内に複数のサブビームフォーマを配置して、本体内にメインビームフォーマを配置する。複数のサブビームフォーマはそれぞれ、対応するサブアレイ内の複数のチャネルの受信信号を遅延処理して加算した後、超音波探触子と本体とを接続するケーブルを介してメインビームフォーマに送出する。メインビームフォーマは、複数のサブビームフォーマから受け取った信号を再び遅延処理して加算することにより、受信焦点にフォーカスした信号を得る。また、特許文献2にもサブビームフォーマとメインビームフォーマを備えた装置が開示されている。

特許文献3には、アナログ信号を遅延量可変で遅延させる回路として、サンプルホールド手段と、これに接続された複数のキャパシタメモリ回路とを用いる回路が開示されている。キャパシタメモリ回路は、キャパシタと、キャパシタの前段に配置された書き込みスイッチと、後段に配置された読み出しスイッチとを含む。複数のキャパシタメモリ回路は、並列接続されている。この遅延回路は、サンプルホールド手段のホールド時間と、複数のキャパシタメモリ回路への書き込みパルスのタイミングと読み出しパルスのタイミングの差によって遅延量を可変に調整することができる。

概要

遅延回路の複数のキャパシタ(電荷蓄積領域)を少ない信号線数で制御することのできるサブビームフォーマでは、キャパシタの数に応じて最大遅延量に制限がある。 超音波探触子は、2次元に配列された複数の振動子と、複数の振動子にそれぞれ接続された遅延回路および遅延回路に遅延量を設定する複数の信号線が搭載された探触子内ビームフォーマICとを内蔵する。遅延回路は、それぞれ、第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させる。複数の遅延回路は、複数のグループに分けられ、同一の行に並んだ遅延回路には共通の第1遅延量が、同一の列に並んだ遅延回路に共通の第2遅延量が、それぞれ信号線によって設定される。遅延量演算部は、遅延回路に設定される第1遅延量および第2遅延量の合計が予め定めた最大遅延量以下になるように、第1遅延量および第2遅延量をそれぞれ算出する。

目的

特開2005−270423号公報
米国特許第6013032号明細書
特開昭62−123819号公報






解像度の高い超音波画像を短時間で生成するため、超音波探触子を構成する超音波振動子の個数を増加させることが望まれている

効果

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請求項1

次元に配列された複数の振動子と、複数の前記振動子にそれぞれ接続された遅延回路および前記遅延回路に遅延量を設定する複数の信号線とを備えるビームフォーマICを内蔵する超音波探触子と、所望の撮像方向に応じて前記遅延回路に設定する遅延量を算出する遅延量演算部とを有し、前記遅延回路はそれぞれ、第1遅延量と第2遅延量を設定可能な構成であって、前記第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させ、複数の前記遅延回路は、複数のグループに分けられ、前記グループごとに行方向および列方向に配列して前記ビームフォーマIC上に搭載され、前記グループ内の同一の行に並んだ前記遅延回路には共通の第1遅延量が、前記グループ内の同一の列に並んだ前記遅延回路には共通の第2遅延量が、それぞれ前記信号線によって設定され、前記遅延量演算部は、前記遅延回路に設定される前記第1遅延量および第2遅延量の合計が予め定めた最大遅延量以下になるように、前記第1遅延量および第2遅延量をそれぞれ算出することを特徴とする超音波撮像装置

請求項2

請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記第1遅延量および第2遅延量のそれぞれの上限を、前記撮像方向に応じて設定する最大遅延量設定部をさらに備え、前記遅延量演算部は、前記第1遅延量および第2遅延量を、それぞれの前記上限以下の値で算出することを特徴とする超音波撮像装置。

請求項3

請求項2に記載の超音波撮像装置であって、前記最大遅延量設定部は、前記予め定めた最大遅延量を、前記撮像方向に応じて前記第1遅延量と前記第2遅延量に分配することにより、それぞれの前記上限値を設定することを特徴とする超音波撮像装置。

請求項4

請求項3に記載の超音波撮像装置であって、前記最大遅延量設定部は、前記振動子の配列された面の法線方向と前記撮像方向とのなす角の、前記超音波探触子の長軸方向に沿った方向の角度成分と、短軸方向に沿った方向の角度成分の比に応じて、前記最大遅延量を、前記第1遅延量の上限と前記第2遅延量の上限に分配することを特徴とする超音波撮像装置。

請求項5

請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記遅延量演算部は、所望の撮像方向に焦点を設定するために算出した前記第1遅延量および前記第2遅延量の合計と、前記撮像方向に焦点を設定するために必要な遅延量との誤差を算出する誤差算出部を備えることを特徴とする超音波撮像装置。

請求項6

請求項5に記載の超音波撮像装置であって、前記遅延量演算部は、前記誤差が予め定めた値よりも大きい遅延回路には、算出した前記第1遅延量および前記第2遅延量とは異なる値を設定することを特徴とする超音波撮像装置。

請求項7

請求項5に記載の超音波撮像装置であって、前記遅延量演算部は、前記誤差が予め定めた値よりも大きい前記遅延回路の出力を異なる値に置き換えることを特徴とする超音波撮像装置。

請求項8

請求項5に記載の超音波撮像装置であって、撮像対象の前記撮像方向からの超音波を前記振動子によって受信し、その出力を前記遅延回路で遅延させて得た遅延後出力を用いて、前記撮像対象の画像を生成する画像生成部をさらに有し、前記画像生成部は、前記誤差算出部が算出した前記誤差の合計を前記グループごとに算出し、前記誤差の合計が予め定めた値よりも大きい場合、前記グループ内の前記遅延回路の遅延後出力を前記画像の生成に用いないことを特徴とする超音波撮像装置。

請求項9

請求項1に記載の超音波撮像装置において、前記遅延回路はそれぞれ、並列に順に接続されたK個のキャパシタと、前記キャパシタごとに一側および他側にそれぞれ配置された第1スイッチおよび第2スイッチとを有することを特徴とする超音波撮像装置。

請求項10

請求項9に記載の超音波撮像装置において、前記最大遅延量は、前記キャパシタの数に対応していることを特徴とする超音波撮像装置。

請求項11

請求項1に記載の超音波撮像装置において、前記遅延回路の前記複数のグループは、行方向および列方向に配列して前記ビームフォーマICに搭載され、同一の行に並んだ複数の前記グループは、前記グループ内の同一の行に並んだ前記遅延回路に共通の前記第1遅延量を設定する信号線が、隣接する前記グループ間で相互に接続され、同一の列に並んだ複数の前記グループは、前記グループ内の同一の列に並んだ前記遅延回路に共通の前記第2遅延量を設定する信号線が、隣接する前記グループ間で相互に接続されていることを特徴とする超音波撮像装置。

請求項12

請求項1に記載の超音波撮像装置において、前記グループ内の前記遅延回路の行方向および列方向の配列は、前記遅延回路が接続されている前記振動子の前記2次元の配列に対応していることを特徴とする超音波撮像装置。

請求項13

2次元に配列された複数の振動子と、複数の前記振動子にそれぞれ接続された遅延回路および前記遅延回路に遅延量を設定する複数の信号線とを備えるビームフォーマICと、所望の撮像方向に応じて前記遅延回路に設定する遅延量を算出する遅延量演算部とを有し、前記遅延回路はそれぞれ、第1遅延量と第2遅延量を設定可能な構成であって、前記第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させ、複数の前記遅延回路は、複数のグループに分けられ、前記グループごとに行方向および列方向に配列して前記ビームフォーマIC上に搭載され、前記グループ内の同一の行に並んだ前記遅延回路には共通の第1遅延量が、前記グループ内の同一の列に並んだ前記遅延回路には共通の第2遅延量が、それぞれ前記信号線によって設定され、前記遅延量演算部は、前記遅延回路に設定される前記第1遅延量および第2遅延量の合計が予め定めた最大遅延量以下になるように、前記第1遅延量および第2遅延量をそれぞれ算出することを特徴とする超音波探触子。

技術分野

0001

本発明は、被検体に超音波探触子から超音波を送信し、被検体内反射した超音波を超音波探触子により受信し、被検体内の内部構造を画像化する超音波撮像装置に関する技術である。

背景技術

0002

超音波撮像技術とは、超音波(聞くことを意図しない音波、一般的には約20kHz以上の高周波数の音波)を用いて人体をはじめとする被検体の内部を非侵襲的に画像化する技術である。例えば、医用超音波撮像装置は、超音波探触子から送信走査線に沿って超音波ビームを被検体の体内に向けて送信し、体内からのエコー信号を受信する。受信ビームフォーマは、受信走査線上の複数の受信焦点ごとに、複数の超音波素子受信信号整相加算した信号を生成する。この整相出力画像処理部が処理することによって超音波画像が生成される。

0003

超音波探触子には、複数の超音波振動子電気音響変換素子)が内蔵されており、超音波信号送受信を行う。超音波探触子は、送信時には、各素子チャンネル)に適切な遅延時間を与えることによって送信焦点フォーカスされた超音波ビームを作り出すことができる。また、各チャネルの受信信号に与える遅延時間を変え、遅延後の受信信号を加算することで、所望の受信焦点にフォーカスされた信号を作り出すことができる。受信焦点を移動させることにより、撮像領域全体の信号を取得でき、この信号を用いて超音波画像が生成される。このように、各チャンネルに遅延時間を与え、ある点にフォーカスする処理を行う回路は、ビームフォーマあるいは整相回路などと呼ばれている。

0004

超音波探触子内の所定数のチャンネルをまとめることにより、全チャンネル数よりも少ないサブアレイを設定し、超音波信号の遅延処理を2段階に行う構成が提案されている(特許文献1)。この技術では、超音波探触子内に複数のサブビームフォーマを配置して、本体内にメインビームフォーマを配置する。複数のサブビームフォーマはそれぞれ、対応するサブアレイ内の複数のチャネルの受信信号を遅延処理して加算した後、超音波探触子と本体とを接続するケーブルを介してメインビームフォーマに送出する。メインビームフォーマは、複数のサブビームフォーマから受け取った信号を再び遅延処理して加算することにより、受信焦点にフォーカスした信号を得る。また、特許文献2にもサブビームフォーマとメインビームフォーマを備えた装置が開示されている。

0005

特許文献3には、アナログ信号を遅延量可変で遅延させる回路として、サンプルホールド手段と、これに接続された複数のキャパシタメモリ回路とを用いる回路が開示されている。キャパシタメモリ回路は、キャパシタと、キャパシタの前段に配置された書き込みスイッチと、後段に配置された読み出しスイッチとを含む。複数のキャパシタメモリ回路は、並列接続されている。この遅延回路は、サンプルホールド手段のホールド時間と、複数のキャパシタメモリ回路への書き込みパルスのタイミングと読み出しパルスのタイミングの差によって遅延量を可変に調整することができる。

先行技術

0006

特開2005−270423号公報
米国特許第6013032号明細書
特開昭62−123819号公報

発明が解決しようとする課題

0007

解像度の高い超音波画像を短時間で生成するため、超音波探触子を構成する超音波振動子の個数を増加させることが望まれている。例えば、超音波振動子を2次元的に配列したマトリクスアレイ(2次元アレイ探触子)は、チャンネル数が数千から1万チャンネル程度になる。しかしながら、超音波探触子を手で持って操作できるようにするためには、超音波探触子と本体とを接続するケーブルの太さに限界があり、従来の1次元アレイ探触子のように、2次元アレイ探触子の数千から1万チャンネルのすべてを本体装置直接接続することは難しい。そのため、特許文献1、2のように複数のサブビームフォーマを超音波探触子内に配置し、サブアレイ内の複数のチャンネルの遅延および加算処理した後の信号を、本体のメインビームフォーマに受け渡す構成が望ましい。これにより、本体のメインビームフォーマへ接続する信号線数を減らすこと (チャンネルリダクション) が可能となる。

0008

しかしながら、チャンネル数が数千から1万チャンネルオーダの2次元アレイ探触子は、超音波探触子内に配置するサブビームフォーマの数も多くなり、検査者程度に収まるコンパクトな形状が要求される2次元アレイ探触子の中に配置することが難しくなる。そのため、IC(半導体集積化回路)で、しかも、少ない配線層数(4〜8層程度)で、多数のサブビームフォーマを実現することが望まれる。

0009

一つのサブビームフォーマは、チャンネル数と同数の遅延回路、遅延回路に遅延量を設定する制御回路、各チャンネルと遅延回路を接続する信号線、遅延回路と制御回路とを接続する信号線、および、遅延回路で遅延後の信号を加算して出力する加算回路を少なくとも含む。遅延回路をキャパシタ(電荷蓄積領域)を用いた時間離散的な電荷蓄積領域処理で構成する場合、浅部撮像したい場合や、探触子真下方向に対して大きく角度を振った範囲を撮像可能な遅延時間を確保するためには、一つのチャンネルに対応する遅延回路に16〜64個程度のキャパシタを配置する必要がある。キャパシタは例えば金属‐絶縁体‐金属MIM)構造などをとる半導体プロセス技術で形成される。各キャパシタには、それぞれ書き込みスイッチと読み出しスイッチが必要であり、各スイッチを制御するための信号線も必要になる。このような遅延回路を、独立に制御し多数集積化したICは、大きな回路規模になり、超音波探触子内に配置可能なICチップダイサイズで実現することは困難である。

0010

そのため、できるだけ小さなシリコン面積で、多数のサブビームフォーマを制御可能なIC内回路構成の開発が望まれている。

0011

本発明は、遅延回路の複数のキャパシタ(電荷蓄積領域)を少ない信号線数で制御することのできるサブビームフォーマICを超音波探触子に内蔵する超音波撮像装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

本発明の超音波撮像装置は、2次元に配列された複数の振動子と、複数の振動子にそれぞれ接続された遅延回路および前記遅延回路に遅延量を設定する複数の信号線とを備えるビームフォーマICを内蔵する超音波探触子と、所望の撮像方向に応じて遅延回路に設定する遅延量を算出する遅延量演算部とを有する。遅延回路はそれぞれ、第1遅延量と第2遅延量を設定可能な構成であって、第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させる。複数の遅延回路は、複数のグループに分けられ、グループごとに行方向および列方向に配列してビームフォーマICに搭載されている。グループ内の同一の行に並んだ遅延回路には共通の第1遅延量が、グループ内の同一の列に並んだ遅延回路には共通の第2遅延量が、それぞれ信号線によって設定される。遅延量演算部は、遅延回路に設定される第1遅延量および第2遅延量の合計が予め定めた最大遅延量以下になるように、第1遅延量および第2遅延量をそれぞれ算出する。

発明の効果

0013

本発明は、遅延回路を行方向・列方向に配列し、行方向に共通の第1遅延量、列方向に共通の第2遅延量をそれぞれ信号線により設定した集積度の高い制御方式を提供することで、少ない信号線数で遅延量の集合を精度よく制御することができる。また、第1遅延量および第2遅延量の合計を予め定めた最大遅延量以下に設定することにより、画質劣化を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0014

実施形態の超音波撮像装置1100の斜視図。
実施形態の超音波撮像装置1100のブロック図。
グループ(サブビームフォーマ)4000内の遅延回路5100の配列を示す説明図。
(a)振動子アレイ各振動子の送信時の遅延量を示す説明図、(b)一つのサブアレイ(サブビームフォーマ)の振動子(遅延回路)の遅延量を示す説明図、(c)サブビームフォーマごとの送信信号の遅延量を示す説明図、(d)サブビームフォーマ(サブアレイ)内の遅延回路(振動子)ごとの送信時遅延量(微小遅延)を示す説明図。
実施形態の超音波撮像装置1100のブロック図。
(a)サブビームフォーマ(サブアレイ)内の遅延回路(振動子)ごとの受信時遅延量(微小遅延)を示す説明図、(b)一つのサブアレイ(サブビームフォーマ)の振動子(遅延回路)の遅延量を示す説明図、(c)メインビームフォーマによる遅延量を示す説明図、(d)振動子アレイの各振動子の受信時の遅延量を示す説明図。
グループ(サブビームフォーマ)4000内の遅延回路5100が加算部に接続されていることを示す説明図。
遅延回路5100の回路構成を示す回路図。
サブビームフォーマ4000の回路構成を示す回路図。
サブビームフォーマ4000の一部の回路構成を示す回路図。
サブビームフォーマ4000の各遅延回路5100に設定される遅延量と、最初に書き込まれるキャパシタの番号iFと、最初に読み出されるキャパシタの番号jFを示す説明図。
(a)図11のサブビームフォーマ4000の各遅延回路の遅延量を示す説明図、(b)サブビームフォーマ4000の各遅延回路の最初に書き込まれるキャパシタの番号iFと、最初に読み出されるキャパシタの番号jFとの変化を模式的に示す説明図。
実施形態の別の態様の超音波撮像装置1100のブロック図。
(a)〜(d)2次元振動子アレイ2100と撮像範囲6001の向きを示す説明図。
(a)〜(f)列方向に並んだ3つの遅延回路のキャパシタの数と遅延量との関係性を説明する図。
最大遅延量設定部の動作を示すフローチャート
(a)振動子の理想的な遅延量の分布を示す説明図、(b)各サブアレイの理想的な遅延量の分布を示す説明図、(c)サブビームフォーマ内の遅延回路の微小遅延量を示す説明図。
(a)設定された微小遅延量の分布を示す説明図、(b)理想的な微小遅延量と図(a)の微小遅延量との誤差を示す説明図、(c)および(d)第2遅延量及び第1遅延量の設定値理想値とを示すグラフ
遅延量演算部の動作を示すフローチャート。
(a)設定された微小遅延量の分布を示す説明図、(b)理想的な微小遅延量と図(a)の微小遅延量との誤差を示す説明図、(c)および(d)第2遅延量及び第1遅延量の設定値と理想値とを示すグラフ。
(a)設定された微小遅延量の分布を示す説明図、(b)理想的な微小遅延量と図(a)の微小遅延量との誤差を示す説明図、(c)および(d)第2遅延量及び第1遅延量の設定値と理想値とを示すグラフ。
(a)〜(c)同一の撮像方向について第2遅延量及び第1遅延量の設定値が異なる場合のビームプロファイルを示すグラフ。
(a)〜(c)同一の撮像方向について第2遅延量及び第1遅延量の設定値が異なる場合のビームプロファイルを示すグラフ。
(a)〜(c)同一の撮像方向について第2遅延量及び第1遅延量の設定値が異なる場合のビームプロファイルを示すグラフ。
(a)〜(d)振動子の微小遅延誤差量からサブマスク処理までの手順を示す説明図。
(a)および(b)振動子の微小遅延誤差量とサブマスク処理を示す説明図、(c)ビームプロファイルを示すグラフ。
(a)および(b)振動子の微小遅延誤差量とサブマスク処理を示す説明図、(c)ビームプロファイルを示すグラフ。
(a)および(b)振動子の微小遅延誤差量とサブマスク処理を示す説明図、(c)ビームプロファイルを示すグラフ。

実施例

0015

本発明の一実施形態について説明する。

0016

本発明の実施形態の超音波撮像装置について図面を用いて説明する。

0017

図1に示すように、実施形態の超音波撮像装置1100は、超音波探触子1000と本体1110とを備えている。図2に示すように、超音波探触子1000は、振動子アレイ2100と、探触子内ビームフォーマIC2000を内蔵している。振動子アレイ2100は、複数の振動子2111を2次元に配列した構成である。探触子内ビームフォーマIC2000は、複数の振動子2111にそれぞれ接続された遅延回路5100と、遅延回路5100に遅延量を設定する複数の信号線3210、3310とを備えている。また、超音波撮像装置1100は、所望の撮像方向に応じて、遅延回路5100に設定する遅延量を算出する遅延量演算部200を備えている。図2では、遅延量演算部200を本体1110に搭載した構造を示しているが、超音波探触子1000に搭載することも可能である。

0018

遅延回路5100はそれぞれ、第1遅延量と第2遅延量を設定可能な構成あり、第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させる。遅延回路5100の詳しい構造については後述する。

0019

複数の遅延回路5100は、図2のように複数のグループ4000に分けられている。複数の遅延回路5100は、グループ4000ごとに行方向および列方向に配列してビームフォーマIC2000に搭載されている。グループ4000内の同一の行に並んだ遅延回路5100には共通の第1遅延量が信号線3310によって設定される。また、グループ4000内の同一の列に並んだ遅延回路5100には、共通の第2遅延量が、信号線3210によって設定される。

0020

遅延量演算部200は、遅延回路5100に設定される第1遅延量および第2遅延量の合計が予め定めた最大遅延量以下になるように、第1遅延量および第2遅延量をそれぞれ算出する。以下、信号線3310を第1信号線と、信号線3210を第2信号線と呼ぶ。

0021

探触子内ビームフォーマIC2000は、複数の遅延回路5100の他に、列方向遅延シーケンサ3200、行方向遅延シーケンサ3300が集積されている。また、探触子内ビームフォーマIC2000には、さらに、第1信号線3310、第2信号線3210の他に、複数の振動子2111と遅延回路5100をそれぞれ接続する振動子配線5310が集積されている。探触子内ビームフォーマIC2000を構成する遅延回路5100は、中間のアナログ信号回路群を介して振動子2111の何れか一つと振動子配線5310で1対1に具備され、振動子2111に受け渡す送信信号、および、超音波受信時に振動子2111の受信した受信信号をそれぞれ信号処理過程で遅延させる。

0022

遅延回路5100は、第1遅延量と第2遅延量を設定可能な構成であり、第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ送信信号および受信信号を遅延させる。

0023

図2に示すように、振動子2111に1:1で対応付けられる複数の遅延回路5100を含む信号処理回路群は、複数個の遅延回路5100を格子配置状にまとめた集合(グループ4000)に分けられ、行方向(横方向)および列方向(縦方向)に配列して探触子内ビームフォーマIC2000上に集積化されている。複数個の遅延回路5100を格子配置状にまとめた集合(グループ4000)は、集合全体(複数のグループ4000の全体)として遅延による送信・受信のビーム指向性を形成できる部分的なビームフォーマとみなせる。よって、グループ4000を、以下の説明では、サブビームフォーマ4000と呼ぶ。

0024

一つのサブビームフォーマ4000内の遅延回路5100には、上述のように、遅延回路5100の行ごとに第1信号線3310、および列ごとに第2信号線3210によって遅延量が設定される。すなわち、同一の行に並んだ遅延回路5100には第1信号線3310によって共通の第1遅延量が設定される。また、同一の列に並んだ遅延回路5100には第2信号線3210によって共通の第2遅延量が設定される。各遅延回路5100は、設定された第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させる。第1信号線3310、第2信号線3210にはそれぞれ行方向シーケンサ3300、列方向シーケンサ3200が接続され、遅延量を設定するための信号が受け渡される。

0025

このように、振動子2111ごとに配置された遅延回路5100を、複数のサブビームフォーマ4000に分けて、行方向および列方向に配列し、行ごとおよび列ごとに共通の遅延量を設定する構成にしたことにより、行ごとおよび列ごとに信号線を配置すればよく、一つの遅延回路5100ごとに信号線を個別配置する場合よりも少ない数の信号線で遅延量を設定することができる。しかも、遅延回路5100が、第1遅延量と第2遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させることにより、第1遅延量と第2遅延量の組み合わせで遅延量を設定できるため、少ない信号線数で、より多くの遅延量を組み合わせ設定することができる。

0026

図3を用いてサブビームフォーマ4000の遅延回路5100の配置関係を改めて説明すると、行方向の第1信号線3310は、グループ内の行ごとに配置される。第1信号線3310は、その行に並んだ遅延回路5100に共通に接続されて第1遅延量を設定する。列方向の第2信号線3210は、グループの列ごとに配置される。第2信号線3210は、列に並んだ遅延回路5100に共通に接続されて第2遅延量を設定する。図2図3の図示においてこれらの信号線は4本の横線実線)と3本の縦線破線)で作図しているが、その1本1本は信号バス接続を表し、実施回路では複数本の配線で実装される場合がある。なお、行方向シーケンサ3300、列方向シーケンサ3200は、必ずしも探触子内ビームフォーマIC2000と同じダイあるいはチップあるいはデバイスに集積化しなくてもよく、探触子内ビームフォーマIC2000とは別体として超音波探触子1000内に内蔵してもよい。

0027

サブビームフォーマ4000内の遅延回路5100の行方向および列方向の配列は、それらの遅延回路5100が接続されている振動子2111の2次元の配列に対応していることが望ましい。一つのサブビームフォーマ4000を構成する遅延回路5100が接続された振動子2111の集合を、以下の説明では、サブアレイ2210と呼ぶ。2次元配列された振動子2111のアレイ(振動子アレイ2100)においては、複数の振動子2111のうち送信焦点に最も近い振動子には大きな遅延量が、送信焦点から最も遠い振動子には小さな遅延量が設定され、その間の領域に位置する振動子は、送信焦点からの距離に応じて円環状の徐々に遅延量が変化するように設定される。そのため、振動子アレイ2100の真下方向(振動子アレイ2100の中央から振動子アレイ2100の法線方向)に送信する場合は図4(a)のような遅延量になる。また、一つのサブアレイ2110の複数の振動子2111の遅延量は、図4(b)のように、一つの端部の振動子2111からその対角にある振動子2111に向かって徐々に変化する。このように、一つの端部の振動子2111からその対角にある振動子2111に向かって遅延量が変化する分布は、サブビームフォーマ4000の行ごとおよび列ごとに共通の遅延量を設定し、両遅延量を合算する構成によって設定することが可能である。また、行ごとおよび列ごとに共通の遅延量のいずれかを一定にすることにより、列方向もしくは行方向に沿って遅延量が変化する分布を設定することが可能である。よって、サブビームフォーマ4000内の遅延回路5100の配列は、遅延回路5100が接続されている振動子2111の2次元の配列(サブアレイ2210)に対応していることが望ましい。

0028

なお、図2図4(b)では、図示の都合上、振動子アレイ2100の振動子2111の数を、図4(a)よりも低減して描いている。また、図2では、複数のサブビームフォーマ4000の一部の信号線が行方向シーケンサ3300または列方向シーケンサ3200に接続されていることを示す線を省略している。

0029

また、図2では、複数のサブビームフォーマ4000が間隔をあけて探触子内ビームフォーマIC2000に搭載されているが、探触子内ビームフォーマIC2000上のサブビームフォーマ4000の配置は、図2の配置に限定されるものではなく、隣接するサブビームフォーマ4000を連続配置することも可能である。この場合、信号線3310、3210を、他のサブビームフォーマ4000の上や下を通して配線し、行方向シーケンサ3300および列方向シーケンサ3200に接続すればよい。また、後で説明するように、隣接するサブビームフォーマ4000の信号線同士を接続することも可能である。ここでは、隣接するサブビームフォーマ4000の信号線が接続されておらず、直接、行方向シーケンサ3300および列方向シーケンサ3200に接続されている構成の場合について説明する。

0030

送信ビームフォーミング
本実施形態では、図2図5のように、超音波探触子1000の内部に、送信信号生成部3100を配置する。

0031

送信信号生成部3100は、図4(c)のように、送信焦点からサブアレイ2110までの距離に応じた、サブビームフォーマ4000単位(サブアレイ2110単位)の遅延量を、本体1010の遅延量演算部200から受け取って、送信信号を生成し、図5のようにサブビームフォーマ4000ごとに受け渡す。サブビームフォーマ4000単位(サブアレイ2110単位)の遅延量は、サブアレイ2110のある点(例えば中心)と、送信焦点との距離に対応している。すなわち、この時点では同一サブビームフォーマ4000(同一サブアレイ2110)内の送信信号の遅延量は、一定である。

0032

一方、列方向シーケンサ3200および行方向シーケンサ3300は、送信焦点からの距離に応じた振動子2111ごとの遅延量(図4(a))を、サブアレイ2110(サブビームフォーマ4000)単位の遅延量(図4(c))を差し引いた遅延量(図4(d))を遅延量演算部200から受け取って、遅延回路5100にそれぞれ設定する信号を生成する。そして、生成した遅延量(図4(d))を、各サブビームフォーマ4000の各遅延回路5100に設定する。図4(d)の遅延量は、一つの端部の振動子2111からその対角にある振動子2111に向かって変化する遅延量、または、行方向または列方向に沿って変化する遅延量となっている。

0033

サブビームフォーマ4000を構成する各遅延回路5100は、送信信号生成部3100から受け取った、サブアレイ2110ごとの遅延量を含む送信信号(図4(c))を、図4(d)の遅延量ずつ遅延させて、各振動子2111に受け渡す。これにより、各振動子2111が受け取った送信信号の遅延量の分布は、図4(a)のように、各振動子と送信焦点の距離に応じた分布になる。よって、振動子アレイ2100から所定の送信焦点をもつ超音波ビームを送信することができる。

0034

このように、超音波探触子1000内に配置された送信信号生成部3100が、予めサブビームフォーマ4000(サブアレイ2110)ごとに送信時の焦点に応じて遅延させた送信信号を生成することにより、サブビームフォーマ4000を構成する複数の遅延回路5100は、図4(d)のように、それぞれ微小な遅延量ずつ送信信号を遅延させればよく、遅延回路5100の遅延量のダイナミックレンジを低減することができる。

0035

また、この構成では、超音波探触子1000内で送信信号を生成することができるため、本体1110で送信信号を生成して、ケーブル1010によって送信信号を超音波探触子1000まで伝送する必要がない。したがって、ケーブル1010の小規模化、ならびに、ケーブル1010における送信信号へのノイズ混入を防止できる。

0036

受信ビームフォーミング
振動子2111から撮像対象1300内に送信された超音波ビームは、反射や散乱等されることにより、再び振動子2111に到達し、振動子2111によって受信される。振動子2111は、受信した超音波を電気信号(受信信号)に変換し、振動子2111ごとに接続されている遅延回路5100に受け渡す。

0037

振動子アレイ2100の真下(法線)方向に受信焦点を設定する場合、列方向シーケンサ3200および行方向シーケンサ3300は、図6(a)の遅延量を生成し、サブビームフォーマ4000の各遅延回路5400に設定する。図6(a)の遅延量は、受信焦点と振動子2111との距離に応じた遅延量(図6(d)参照)から、受信焦点とサブアレイ2110のある点(例えば中心)との距離に応じた遅延量(図6(c))を差し引いた遅延量であり、遅延量演算部200が受信焦点に応じて生成し、行方向シーケンサ3300と列方向シーケンサ3200に設定する。これにより、各サブビームフォーマ4000(サブアレイ2110)の遅延回路5100は、設定された遅延量で、図6(a)のように受信信号を所定の受信焦点に対応した遅延量で遅延させる。図6(a)の遅延量は、サブビームフォーマ4000(サブアレイ2110)ごとに見ると、図6(b)のように、一つの端部の振動子2111からその対角にある振動子2111に向かって変化する遅延量または、列方向または行方向に沿った遅延量となっている。

0038

図7に示すように、探触子内ビームフォーマIC2000には、サブビームフォーマ4000ごとに加算部3400が搭載されており、サブビームフォーマ4000を構成する複数の遅延回路5100が遅延させた受信信号を、サブビームフォーマ4000ごとに配置されている加算部3400で加算する。これにより、そのサブビームフォーマ4000に対応する一つのサブアレイ2110の複数の振動子2111の受信信号を所定の受信焦点について整相加算した整相加算信号が得られる。サブアレイ2110に対応するサブビームフォーマ4000は、整相加算信号をケーブル1010を介して、本体1110に出力する。

0039

図2のように本体1110内には、メインビームフォーマ210が配置されている。メインビームフォーマ210は、図6(c)のように、サブアレイ2110のある点(例えば中心)と受信焦点との距離に応じた遅延量を遅延量演算部200から受け取って、サブアレイ2110(サブビームフォーマ4000)ごとの整相加算信号をさらに遅延させる。これにより、図6(d)のように、振動子2111ごとに、振動子2111と受信焦点との距離に応じて振動子2111の受信信号を遅延させた場合と同様の遅延量を得ることができる。

0040

したがって、本体1110内の画像生成部260は、異なる位置の複数の受信焦点についてそれぞれ整相加算信号を得て、必要に応じて信号処理を施すことにより、被検体内の超音波画像を生成することができる。

0041

<遅延回路の構成>
つぎに、遅延回路5100の構成例について説明する。図8のように、一つの遅延回路5100は、並列に接続されたK個のキャパシタ51と、K個のキャパシタ51ごとに、キャパシタ51の一側および他側にそれぞれ配置された第1スイッチ52および第2スイッチ53とを有する。図8では、図示を容易にするため、K=5個の場合を一例として図示しているが、実際には必要な遅延量に応じてKの数を設定する。例えばK=16〜64の範囲内の所定数のキャパシタ51が並列に接続される。したがって、一つの遅延回路5100には、それぞれK個のキャパシタ51−1〜51−Kと、第1スイッチ52−1〜52−Kと、第2スイッチ53−1〜53−Kが配置される。

0042

一つの遅延回路5100に対して、キャパシタ51と同数のK本の信号線33−1〜33−Kからなる第1信号線3310と、K本の信号線32−1〜32−Kからなる第2信号線3210が接続される。K本の第1信号線3310(信号線33−1〜33−K)は、K個の第1スイッチ52−1〜52−Kにそれぞれ接続されている。K本の第2信号線3210は、K個の第2スイッチ53−1〜53−Kにそれぞれ接続されている。具体的には、K本の第1信号線3310のうちi番目(1≦i≦Kの整数)の信号線33−iは、並列に接続されたキャパシタ51のうちi番目のキャパシタ51−iの第1スイッチ52−iに接続され、その開閉を制御する。同様に、K本の第2信号線3210のうちj番目(1≦j≦Kの整数)の信号線32−jは、並列に接続されたキャパシタ51のうちj番目のキャパシタ51−jの第2スイッチ53−iに接続され、その開閉を制御する。

0043

並列に接続されたキャパシタ51の第1スイッチ52側には、遅延させるべき信号を入力させるための入力切替器54が配置されている。入力切替器54には、送信信号生成部3100と振動子2111が接続されている。入力切替器54は、送信時には、送信信号生成部3100を選択して送信信号を遅延回路5100に入力させる。受信時には、振動子2111を選択して受信信号を遅延回路5100に入力させる。

0044

並列に接続されたキャパシタ51の第2スイッチ53側には、遅延後の出力の受け渡し先を選択する出力切替器55が配置されている。出力切替器55には、振動子2111と加算部3400が接続されている。出力切替器55は、送信時には、振動子2111を選択し、遅延回路5100が遅延させた送信信号を振動子2111に出力させる。受信時には、加算部3400を選択し、遅延回路5100が遅延させた受信信号を加算部3400に出力させる。

0045

例えば遅延回路5100を、行方向にn(=3)個、列方向にm(=4)個配列したサブビームフォーマ4000(図2図3参照)を構成すると図9のような構成になる。また、図9の3つ遅延回路5100を連結した一つの行の構成を拡大して図10に示す。

0046

図9および図10のように、K本の第1信号線3310のうちi番目(1≦i≦Kの整数)の信号線33−iは、行方向に並んだ複数の遅延回路5100のそれぞれi番目のキャパシタ51−iの第1スイッチ52−iに共通に接続されている。よって、信号線33−iの信号により、サブビームフォーマ4000内の同一の行に位置するすべての遅延回路5100のi番目の第1スイッチ52−iを同時に開閉することができる。これにより、同一行にn個並べられた遅延回路5100の第1スイッチ52−iを一組(K本)の第1信号線3310(信号線33−1〜33−K)の信号により開閉することができる。

0047

また、図9のように、K本の第2信号線3210のうちj番目(1≦j≦Kの整数)の信号線32−jは、列方向にm個並べられた遅延回路5100にそれぞれK個ずつ含まれるキャパシタのうち、それぞれj番目のキャパシタ51−jの第2スイッチ53−jに共通に接続されている。よって、信号線32−jの信号により、サブビームフォーマ4000内の同一の列に位置するすべての遅延回路5100のj番目の第1スイッチ53−jを同時に開閉することができる。これにより、同一列にm個並べられた遅延回路5100の第2スイッチ53−jをひと組の第2信号線3210(信号線32−1〜32−K)の信号により開閉することができる。

0048

なお、ここでは、第1信号線3310が第1スイッチ52に、第2信号線3210が第2スイッチ53に接続されている場合について説明するが、第1信号線3310が第2スイッチ53に、第2信号線が第1スイッチ52に接続されている構成にすることも可能である。

0049

行方向シーケンサ3300は、K本の第1信号線3310を構成する信号線33−1〜33−Kに順番に所定の時間間隔クロック信号)tcで、所定時間だけ閉にする信号を出力し、K番目の信号線33−Kまで閉信号を出力したならば、先頭の1番目の信号線33−1に戻って順に閉信号を出力する動作を繰り返し行う。これにより、閉信号を受けた信号線33−1〜33−Kは、その信号線が接続されている第1スイッチ52−1〜52−Kを閉じ、その時点で入力切替器54から遅延回路5100に入力している遅延させるべき信号の電荷は、閉信号を受けた信号線33−1〜33−Kが接続されているキャパシタ51−1〜51−Kに「格納」(以後、「書き込み」ともいう)される。

0050

一方、列方向シーケンサ3200は、K本の第2信号線3210を構成する信号線32−1〜32−Kに所定の時間間隔tcで順に、所定時間だけ閉にする信号を出力し、K番目の信号線32−Kまで閉信号を出力したならば、先頭の1番目の信号線32−1に戻って順に閉信号を出力する動作を繰り返し行う。これにより、閉信号を受けた信号線32−1〜32−Kは、その信号線が接続されている第2スイッチ53−1〜53−Kを閉じ、閉じた第2スイッチ53−1〜53−Kが接続されているキャパシタ51−1〜51−Kに格納されている電荷を「出力」(以降、「読み出し」ともいう)させる。出力された信号は、出力切替器55から振動子2111または加算部3400に出力される。

0051

なお、列方向シーケンサ3200は、全てのキャパシタ51−1〜51−Kは書き込み済みである状態で第2信号線3210の信号線32−1〜32−Kを閉信号を出力するものとする。

0052

<遅延量の設定>
このような遅延回路5100の動作において、行方向シーケンサ3300は、最初に閉信号を出力する信号線33−iFを何本目の信号線にするか、すなわち最初に信号電荷を書き込むキャパシタ51−1〜51−Kを何番目にするか、を選択することにより、第1遅延量を相対的に設定することができる。また列方向シーケンサ3200は、最初に閉信号を出力する信号線32−jFを何本目の信号線にするか、すなわち最初に信号電荷を読み出すキャパシタ51−1〜51−Kを何番目にするか、により第2遅延量を設定することができる。

0053

この遅延量の設定について、図11を用いて説明する。なお、図11は、図9の行方向に3つ、列方向に4つ配列した遅延回路5100−11〜43を示すブロック図である。

0054

第1遅延量は、ある遅延回路5100と他の遅延回路5100との間で、最初に信号電荷を書き込むキャパシタ51−1〜51−Kの番号iFの差によって相対的に定まる。基準とする遅延回路(例えば遅延回路5100−11)の最初に書き込まれるキャパシタ55−1の番号(iF=1)に対して、ある遅延回路5100−21の最初に書き込まれるキャパシタ55−1の番号(iF=2)が、一つ大きい場合、その差に所定時間間隔tcを掛けた時間だけ、第1遅延時間は大きくなる。よって、一つのサブビームフォーマ4000内のいずれかの遅延回路5100を基準として、行方向シーケンサ3300は、最初に閉信号を出力する第1信号線33−1〜33−Kの番号iFを小さくすることにより第1遅延量を小さく、番号iFを大きくすることにより第1遅延量を大きく設定することができる。

0055

第2遅延量は、ある遅延回路5100と他の遅延回路5100との間で、最初に信号電荷を読み出すキャパシタ51−1〜51−Kの番号jFの差によって相対的に定まる。基準とする遅延回路(例えば遅延回路5100−11)の最初に読み出されるキャパシタ55−3の番号(jF=3)に対して、ある遅延回路5100−12の最初に読み出されるキャパシタ55−2の番号(jF=2)が、一つ小さい場合、その差にtcを掛けた時間だけ、第2遅延時間は大きくなる。よって、一つのサブビームフォーマ4000内のいずれかの遅延回路5100を基準として、列方向シーケンサ3200は、最初に読み出しを行うキャパシタ51(閉信号を出力する第2信号線32−1〜32−K)の番号jFを小さくすることにより、第2遅延量を大きく、番号jFを大きくすることにより第2遅延量を小さく設定することができる。

0056

遅延回路5100の全体の遅延量は第1遅延量と第2遅延量との和で決まる。例えば図11のように、1行目から4行目の遅延回路5100に順にiF=1,2,3,4を設定した場合、基準となる遅延回路を1行目の遅延回路5100−11とすると1行目の第1遅延量を基準(=0)として、2行目の第1遅延量は+1×tc、3行目の第1遅延量は+2×tc、4行目の第2遅延量は+3×tcとなる。また、1列目から3列目の遅延回路5100に順にjF=3,2,1を設定した場合、1列目の遅延回路5100の第2遅延量を基準(=0)として、2列目の第2遅延量は+1×tc、3行目の第2遅延量は+2×tcとなる。よって、遅延回路5100−21、31、41、5100−12、13の遅延量はそれぞれ、遅延回路5100−11の第1遅延量と第2遅延量の和を基準として、(+1+0)×tc=tc、(+2+0)×tc=2tc、(+3+0)×tc=3tc、(+0+1)×tc=tc、(+0+2)×tc=2tcとなる。また、4行3列目の遅延回路5100−43の遅延量は、基準となる遅延回路5100−11の遅延量に対して、(+3+2)×tc=5tcとなる。

0057

図9図11の各遅延回路5100の配列と遅延量を図12(a)に示す。各遅延回路5100に基準(=0)となる遅延回路5100に対して、第1遅延量(行)と第2遅延量(列)の和の遅延量が設定されている。また、最初に書き込みをするキャパシタ55の番号iFの選択による第1遅延量の増減と、最初に読み出しをするキャパシタ55の番号jFの選択による第2遅延量の増減は、逆向きの変化であることを図12(b)に示す。図12は、行および列について、最初に書き込みおよび読み出しをするキャパシタ55の番号iFおよびjFを行番列番号の増加に伴ってずらす(傾斜させる)ことにより、図12(a)のようにそれぞれの遅延回路にある第1遅延量(行)と第2遅延量(列)の和の遅延量が設定されることを模式的に示している。

0058

上述の実施形態では、遅延回路5100を複数のサブビームフォーマ4000に分け、行方向および列方向に配列し、同じ行に並んでいる複数の遅延回路には共通の第1遅延量を、同じ列に並んでいる複数の遅延回路には共通の第2遅延量を設定することにより、所望の送信信号の遅延および受信信号のサブビームフォーミングを行うことができる。よって、遅延回路5100ごとにそれぞれ独立した信号線により制御する場合と比較して、少ない数の信号線により遅延量を設定することができる。よって、超音波探触子1000内の遅延回路の回路規模を低減することができる。

0059

なお、本実施形態では、遅延回路5100に信号を遅延させる回路としてキャパシタ51を用いたが、本実施形態は、第1遅延量と第2遅延量を設定可能で、両遅延量を合算した遅延量だけ信号を遅延させることができる回路であれば、どのような構成の回路や素子あってもよい。また、スイッチ52、53の構成もどのようなものでもよく、例えばMOSFETを用いることができる。

0060

また、複数のサブビームフォーマ4000を搭載した探触子内サブビームフォーマIC2000は、ICの種類としてはどのようなものであってもよく、ASICFPGA等を含むカスタムICであってもよいし、複数のICを組み合わせて構成してもよい。

0061

また、図13のように行方向の第1信号線3310および列方向の第2信号線3210がサブビームフォーマ間で連結している構成であってもよい。これにより、複数のサブビームフォーマ4000の制御に必要な信号線の数を大幅に低減することができ、遅延回路の回路規模がさらに低減される。

0062

ダイナミックフォーカス>
本実施形態では、受信時刻ごとに遅延量を変更するダイナミックフォーカス処理を行うこともできる。ダイナミックフォーカス処理を行うためには、1回の送受信事象で、複数の時刻において遅延量を変化させる必要があるが、探触子内ビームフォーマ2000を含む回路と、本体1110の遅延量演算部200やメインビームフォーマ210等のシステムとの間での転送情報量を小さくすることが望ましい。この観点において、本実施形態の構成では、縦横に配列されたサブビームフォーマ4000単位で制御を行うことができるため、転送情報量が小さく、情報の圧縮の観点から優位である。また、アナログ回路である複数の遅延回路5100の書き込み・読み出し位置選択動作空間周期規則的に、対称性を有する部分集合群(サブビームフォーマ4000の群)に分けて制御することができる。このため、小さな情報量で、効率よく、しかも、時間的・空間的なグレーティングローブを低減させて、ダイナミックフォーカス処理を行うことができる。

0063

<最大遅延量の設定と撮像方向>
また、本実施形態では、遅延量演算部200が最大遅延量設定部220を備え、最大遅延量設定部220が、各遅延回路5100に設定する第1遅延量および第2遅延量の合計を、予め定めた最大遅延量以下になるように、第1遅延量および第2遅延量をそれぞれ設定する。例えば、第1遅延量及び第2遅延量のそれぞれの上限を、最大遅延量に基づいて設定し、第1遅延量および第2遅延量が、それぞれ上限以下になるように設定する。これにより、遅延量の画質劣化を抑制することができる。

0064

具体的には、一つの遅延回路5100内に配置されたキャパシタ51−1〜51−Kの数(=K)に対応する遅延量を最大遅延量として設定することが望ましい。K個のキャパシタ51−1〜51−Kのスイッチ52−1〜52−K、53−1〜53−Kを順番に閉にする時間間隔(クロック信号)Tcと、キャパシタ51の数Kとを掛けあわせた時間を、最大遅延量とすることができる。

0065

このとき、第1遅延量および第2遅延量の上限を、撮像方向に応じて設定することが望ましい。具体的には、予め定めた最大遅延量を撮像方向に応じて、第1遅延量と第2遅延量に分配することによりそれぞれの上限値を設定することができる。さらに具体的には、撮像方向と、振動子アレイ2100の配列された面の法線方向とがなす角の、超音波探触子の長軸方向に沿った方向の角度成分アジマス角θA)と、短軸方向に沿った方向の角度成分(エレベーション角θE)の比に応じて、最大遅延量を第1遅延量の上限と前記第2遅延量の上限に分配することが望ましい。以下、詳しく説明する。

0066

図14は、2次元アレイ探触子1000を用いた撮像を説明する図である。振動子アレイ2100の配列面の長軸方向をx軸、それに直交する方向をy軸とし、振動子アレイ2100の配列面(xy平面)の法線方向をz軸とする。図14において、扇型で囲まれた範囲は撮像範囲6001を表す。1次元アレイ探触子を用いた場合、撮像範囲6001は、図14(a)の太線で表したようにx軸(長軸)とz軸(法線)を含む平面内の扇型で示される範囲(長軸断面と呼ぶ)に限られていたが、2次元探触子1000では、長軸断面をx軸周りに回転させた長軸あおり断面も撮像できる。また、2次元探触子1000では、図14(b)のように、y軸(短軸)とz軸(法線)を含む平面内の扇型で示される範囲(短軸断面と呼ぶ)と、短軸断面をy軸周りに回転した短軸あおり断面を撮像できる。さらに、図14(c)のように、長軸断面をz軸周りに回転させた長軸回転断面や、図14(d)のように長軸回転断面をさらにx軸周りに回転させた断面も撮像できる。このとき、探触子1000の振動子アレイ2100の法線方向(z軸)に対してx軸方向に傾斜した方向を撮像方向(送信焦点および受信焦点の方向)にするためには列方向の遅延(第2遅延量)が、z軸からy軸方向に傾斜した方向を撮像方向にするためには行方向の遅延(第1遅延量)が必要である。第1遅延量および第2遅延量を合計した遅延量がその遅延回路の遅延量である。z軸方向に対して大きく角度を振った範囲を撮像可能にするためには、大きな遅延時間を確保する必要があるが、遅延時間の最大値は、一つの振動子2111に接続された遅延回路5100に含まれるキャパシタ51−1〜51−Kの数によって決まる。これを以下、図15(a)〜(f)を用いて説明する。

0067

図15(a)〜(f)は、キャパシタ51−1〜51−Kの配列と遅延量との関係を説明するための図であり、列方向に並べられた3つの振動子(チャンネルi、j、k)2111にそれぞれ対応する遅延回路5100が、それぞれ5個(K=5)のキャパシタ51−1〜51−5を備える場合を示している。例えば、チャンネルi、j、kにそれぞれ対応する遅延回路は、図11および図12(a)に示す遅延回路5100−11、5100−21,5100−31である。図15(a)〜(f)において、各チャンネルi、j、kに対応する遅延回路5100−11、5100−21,5100−31への書き込み遅延量は、それぞれ0、1、2(×クロック時間Tc)が信号線3310により設定される。図15(a)のように、時刻0のとき、各キャパシタ51−1〜51−5には何も書き込まれていないためNullと表現している。図15(b)〜(c)において、キャパシタ51−1〜51−5を表す四角の中に記載した数字は、キャパシタに書き込まれるデータを表しており、書き込み時に遅延がなければ時刻1で0、時刻2で1、時刻3で2が書き込まれる。以下同様に、時刻が1更新されればデータも1更新されて書き込まれる。3クロック後、書き込み遅延0のチャンネルiの遅延回路5100−11には3番目のキャパシタ51−1〜51−3までデータが書き込まれている様子を0、1、2、Null、Nullで表し、書き込み遅延1のチャンネルjの遅延回路5100−21には2番目のキャパシタ51−1、51−2までデータが書き込まれている様子を1、2、Null、Null、Nullで表し、書き込み遅延2のチャンネルkの遅延回路5100−31には1番目のキャパシタ51−1までデータが書き込まれている様子を2、Null、Null、Null、Nullと表現している。

0068

図15(c)のように、書き込み遅延0のチャンネルiの遅延回路5100−11には、5クロック後にすべてのキャパシタ51−1〜51−5にデータが書き込まれる。よって6クロック以降は、図15(d)〜(f)のように再び1番目以降のキャパシタ51−1以降にデータを上書きしていく。

0069

このように順次キャパシタ51−1〜51−5に書き込まれたデータは、同様に1クロック毎に読み出される。遅延回路5100−11、5100−21,5100−31は、縦に並んでいるので、共通の信号線3210により同じ位置(図15の縦の列)のキャパシタが読み出される。図15(c)のように、例えば5クロック後では各チャンネルとも1番目のキャパシタ51−1が読み出されるとすると、7クロック後では、図15(d)のように3番目のキャパシタ51−3が、10クロック後は、図15(e)のように再び1番目のキャパシタ51−1が、15クロック後は、図15(f)のように、さらに再び1番目51−1が読み出される。

0070

このとき、読み出し時にも遅延をかけることができ、例えば、15クロック後に、図15(f)において、読み出し遅延を1かけると、2番目のキャパシタ51−2が読み出され、読み出し遅延を2かけるとすると3番目のキャパシタ51−3が読み出され、読み出し遅延を3かけるとすると4番目のキャパシタが読み出される。このとき、図15(f)中に記載された遅延量を示す数字から明らかなように、読み出し遅延量が0では遅延回路5100−11,5100−21、5100−31のキャパシタ51−1から読み出されるデータの遅延量はそれぞれ10,11,12であり、読み出し遅延量が1ではキャパシタ51−2から読み出されるデータの遅延量がそれぞれ11、12、13であり、それぞれ1ずつ遅延していることがわかる。同様に、読み出し遅延量が2の場合は、キャパシタ51−3から読み出されるデータの遅延量は、それぞれ12,13、14であり、読み出し遅延量が1の場合よりもそれぞれ1ずつ遅延している。しかしながら、読み出し遅延量が3の場合には、キャパシタ51−4から読み出されるデータの遅延量は、それぞれ13,14,10、遅延回路5100−11と5100−12は、遅延量が1ずつ増えているが、遅延回路5100−13では、遅延量が逆に4減少している。すなわち、読み出し遅延量を3にすると、遅延回路5100−13においては時間的に不連続かつ過去のデータを読み込んでしまい、正しく遅延されていないデータが読み出されることになる。よって、設定可能な、読み出し遅延量の最大値は2であることがわかる。これは、キャパシタ51−1〜51−Kの数Kが5であるのに対し、書き込み遅延で既に遅延量3を用いているため、読み出し遅延では最大2までしか遅延をかけることができないことを意味する。この現象は、キャパシタ51の数を変更しても、書き込み時の遅延量を変更しても同様に生じる。すなわち、書き込み時の遅延量(第1遅延量)の最大値と、読み出し時の遅延量(第2遅延量)の最大値の合計は、キャパシタの数K(×クロック時間Tc)以下になるように設定することが望ましい。このように設定することにおり、実際のデータの遅延量が所望する遅延量と異なる現象を防止することができるため、撮像方向について画像の画質劣化を抑制することができる。

0071

本実施形態では、図2および図13に示したように、遅延量演算部200内に最大遅延量設定部220を備えている。最大遅延量設定部220は、第1遅延量および第2遅延量のそれぞれの上限を、撮像方向に応じて設定する。遅延量演算部は、第1遅延量および第2遅延量を、それぞれの上限以下の値で算出する。これにより、第1遅延量と第2遅延量の合計を、予め定めた最大遅延量、すなわちキャパシタの数(×クロック時間Tc)以下に設定することができる。

0072

最大遅延量設定部220の動作を図16のフローを用いて説明する。本体1110内には制御部230が配置されており、制御部230は、操作部240が操作者から受け取った撮影条件の情報(撮像範囲6001や送信焦点および受信焦点等)に基づいて、走査線(撮像方向)を複数設定する。最大遅延量設定部220は、CPUと、所定のプログラムが予め格納されたメモリとを備え、CPUがメモリ内のプログラムを読み込んで実行することにより、図16のフローのように動作する。なお、最大遅延量設定部220を、FPGA等のプログラマブルICや、カスタムICであるASICによって構成することも可能である。

0073

まず、最大遅延量設定部220は、制御部230から走査線情報(撮像原点から送信焦点または受信焦点への方向)を受け取る(ステップ161)。例えば、焦点座標(Fx,Fy,Fz)の値を受け取る。

0074

最大遅延量設定部220は、式(1)の連立方程式解くことによりアジマス角θA、エレベーション角θEを算出する(ステップ162)。
Fx=DsinθA
Fy=DcosθAsinθE ・・・(1)
Fz=DcosθAcosθE
ただし、Dは、2次元振動子アレイ2100の表面の中心(原点)から焦点までの距離、アジマス角θAは、z軸(法線)方向と撮像方向とがなす角θの、x軸(長軸)およびz軸を含む面内方向の角度成分、エレベーション角θEは、角θの、y軸(短軸)およびz軸を含む面内方向の角度成分である。

0075

最後に、キャパシタの個数K(×クロック時間Tc)によって予め求められている最大遅延量を、アジマス角θAとエレベーション角θEの絶対値の比に応じて分配し、第1遅延量の上限と第2遅延量の上限をそれぞれ設定する(ステップ163)。上述したように探触子1000の振動子アレイ2100の法線方向(z軸)に対してx軸方向に傾斜した方向(アジマス角θA方向)を撮像方向にするためには列方向の遅延(第2遅延量)が、z軸からy軸方向(エレベーション角θE方向)に傾斜した方向を撮像方向にするためには行方向の遅延(第1遅延量)が必要であるので、例えば、アジマス角θAの絶対値がθA2、エレベーション角θEの絶対値がθE2であって、サブビームフォーマ4000の中心を遅延量ゼロとする場合には、以下の式(2)、(3)により、第2遅延量の上限および第1遅延量の上限を設定する。

0076

第2遅延量の上限=(K/2)×(θA2/(θA2+θE2)) ・・・(2)
第1遅延量の上限=(K/2)−(第2遅延量上限) ・・・(3)

0077

遅延量演算部200は、図17(a)のように、焦点から各振動子2111の距離に応じた理想的な振動子2111ごとの遅延量を振動子2111ごとに生成し、さらに、図17(b)のように焦点とサブアレイ2110の中心との距離に応じた理想的なサブアレイ2110ごとの遅延量を生成し、両者の差分を求めることにより理想的な微小遅延量を求める(図17(c)、図19のステップ191)。隣接する全てのサブビームフォーマ4000同士の第1および第2信号線3310、3210が図13のように接続されているとき、遅延量演算部200は理想的な微小遅延量を生成することはできないが、これに近い微小遅延量となるように第1および第2信号線へ送る初期遅延値を決定する。遅延量演算部200で決定する初期遅延値は、焦点が変わる毎に計算で求めてもよいし、異なる焦点に対して計算した結果をあらかじめ記録媒体に記録しそれを読み込んでもよいし、初期遅延値を焦点を変数として関数化しておきその関数から復元してもよい。図18(c)、18(d)は遅延回路5100が接続されている振動子(チャネル)2111の番号ごとの第2遅延量(列方向)と第1遅延量(行方向)とを示しており、点線でつながれた丸印は、それぞれ一つの列および行に配列された遅延回路5100の初期遅延値を示している。第2遅延量(列方向)と第1遅延量(行方向)を、遅延回路5100が接続されている振動子(チャネル)2111の番号ごとに図18(c)、18(d)にそれぞれ丸印で示す。点線でつながれた丸(○)印は、それぞれ一つの列および行に配列された遅延回路5100の初期遅延値を示している。

0078

遅延量演算部200は、決定された第2遅延量(列方向)および第1遅延量(行方向)の初期値から、ステップ163で決定したそれぞれの上限値を超えているものを、上限値以下になるように調整する(ステップ192)。図18(c)、(d)の実線でつながれた三角(△)印は、それぞれ一つの列および行に配列された遅延回路5100の調整後の遅延値を示している。このとき、上限値を超えている遅延量のみを小さい値(ゼロに近い値)に調整してもよいし、同じ列または行に並んだ他の遅延量も含めて、その列または行全体の遅延量を所定の割合で小さく(ゼロに近い値)にしてもよい。

0079

遅延量演算部200は、上限値以下になるように調整した第2遅延量(列方向)および第1遅延量(行方向)をそれぞれ列方向シーケンサ3200および行方向シーケンサ3300に設定する(ステップ193)。

0080

このように、第1及び第2遅延量をアジマス角およびエレベーション角に応じて設定した上限値以下にすることにより、撮像方向を考慮して第1及び第2遅延量の遅延量の合計をなるべく理想的な遅延量に近くすることができる。以下、実際のシミュレーション結果を用いて説明する。

0081

例えば、シミュレーションの実施例として、1素子が0.3mm角で100×100個の素子からなる仮想2次元アレイ探触子7000を考える(この場合、どちらの方向を長軸(x軸)としてもよい)。2次元振動子アレイ2100は、4×5個の素子が一つのサブアレイ2110を構成しているとする。図17(a)〜(c)は、振動子アレイ2100の法線を長軸断面内に30度傾斜させ、さらにz軸まわりに35度回転させた方向に撮像方向として超音波を送信する場合に必要な遅延量を表す。遅延量は、クロック時間Tcにより規格化している。したがって、図17(a)は100×100の振動子2111ごとの理想的な遅延量を、図17(b)は25×20のサブアレイ2110の理想的な遅延量を、図17(c)は100×100の振動子の理想的な微小遅延量を示す。

0082

図18図20図21は、一つの遅延回路5100を構成するキャパシタ51の個数Kが26である場合における第1遅延量と第2遅延量の配分を変えた場合の微小遅延量を示している。

0083

図18は、アジマス角θAとエレベーション角θEの大小差があまりなく、第1遅延量と第2遅延量にバランスよく遅延量が配分された例である。アジマス角θAの絶対値をθA2、エレベーション角θEの絶対値をθE2とすると、第2遅延量は(26/2)×(θA2/(θA2+θE2))の計算値から最も近い整数値を最大遅延量と設定し、第1遅延量の設定値は(26/2)−(第2遅延量最大値)と設定した。図18(c)は、列方向の遅延回路5100に与える第2遅延量を示し、破線が遅延量に制限がない場合の遅延量初期値を、実線がステップ163によって設定した上限値以下になるように、ステップ192で調整した後の遅延量である。同様に、図18(d)は、行方向の遅延回路5100に与える第1遅延量を示し、破線が遅延量初期値を、実線が上限値以下になるように調整した後の遅延量である。

0084

また、図18(a)は、振動子アレイ2100全体における図18(c)と図18(d)の調整後の微小遅延量を示す。図18(b)は、図17(c)の理想的な微小遅延量から図18(a)の調整後の微小遅延量を引いた誤差を示す。図18の例は、第1および第2遅延量にそれぞれ上限があるが、最大遅延量をバランスよく第1遅延量と第2遅延量に配分しているため、図18(b)の微小遅延量の誤差は、焦点から遠い列方向振動子群と行方向振動子群に分散している。

0085

一方、図20は、アジマス角の絶対値θA2がエレベーション角の絶対値θE2に対して大幅に小さく、第1遅延量に優先的に遅延量が配分された例である。図20(c)、(d)から明らかなように、第1遅延量の上限は(26/2)であり、理想的な第1遅延量が、ほぼ制限なく設定されている。一方、第2遅延量は、上限が(26/2)−(第1遅延量最大値)と設定される。仮に第1遅延量の理想的な遅延量が(26/2)を超える場合は、第1遅延量は値(26/2)に調整され、第2遅延量はゼロになる。図20(c)、(d)は、点線が遅延量初期値、実線が上限値以下に調整された後の遅延量である。図20(d)の第1遅延量が優先的であることがわかる。

0086

また、図20(a)は、振動子アレイ2100全体における図20(c)と図20(d)の調整後の微小遅延量を示す。図20(b)は、図17(c)の理想的な微小遅延量から図20(a)の調整後の微小遅延量を引いた誤差を示す。図20の例は、第1遅延量に優先的に遅延量を配分したため、図20(b)の誤差は焦点から遠い行方向振動子群に集中している。

0087

図21は、アジマス角の絶対値θA2がエレベーション角の絶対値θE2に対して大幅に大きく、第2遅延量に優先的に遅延量を配分した例である。第2遅延量の上限は(26/2)であり、理想的な第2遅延量がそのまま設定されている。第1遅延量の上限は(26/2)−(第2遅延量の上限)で設定される。仮に第2遅延量の理想的な値が(26/2)を超える場合は、第2遅延量の最大値は(26/2)の値に調整、第1遅延量はゼロとなる。図21(c)、(d)は、点線が遅延量初期値、実線が上限値以下に調整された後の遅延量である。図21(c)の第2遅延量が優先的であることがわかる。

0088

また、図21(a)は、振動子アレイ2100全体における図21(c)と図21(d)の調整後の微小遅延量を示す。図21(b)は、図17(c)の理想的な微小遅延量から図21(a)の調整後の微小遅延量を引いた誤差を示す。図21の例は、第2遅延量に優先的に遅延量を配分したため、図21(b)の誤差は焦点から遠い列方向振動子群に集中している。

0089

図22から図24を用いて、上述のように撮像方向に応じて遅延量配分した場合の効果を説明する。

0090

図22は、振動子アレイ2100の中心からの距離が30mm、振動子アレイ2100の法線方向から長軸断面内において40度傾斜した撮像方向を、さらにz軸回りに35度回転させた撮像方向に焦点がある場合、中心周波数MHz、波数1のsin波を用いたときのビームプロファイルをシミュレーションした結果である。すなわち、アジマス角θAとエレベーション角θEとが同程度の場合である。図22(a)は第1遅延量と第2遅延量にバランスよく遅延量を配分した図18の場合、図22(b)は、第2遅延量に優先的に遅延量を配分した図21の場合、図22(b)は、第1遅延量に優先的に遅延量を配分した図20の場合の、ビームプロファイルのシミュレーション結果を実線で示している。なお、図22(a)〜(c)の点線は、理想遅延量を用いた場合ビームプロファイルのシミュレーション結果である。図22(a)〜(c)からアジマス角θAとエレベーション角θEとが同程度の場合は、図21(a)のように、第1遅延量と第2遅延量にバランスよく遅延量を配分するのが好ましい。

0091

図23は、図22の場合と同様であるが、振動子アレイ2100の法線方向から長軸断面内において40度傾斜した撮像方向の場合である。すなわち、アジマス角θAがエレベーション角θEを大きく上回っている場合である。図23(a)〜(c)から明らかなように、アジマス角θAがエレベーション角θEを大きく上回っている場合は、第2遅延量に優先的に遅延量を配分する図23(b)が好ましい。

0092

図24は、図22の場合と同様であるが、振動子アレイ2100の法線方向から長軸断面内において40度傾斜させた後、z軸回りに90度回転させた位置が撮像方向の場合である。すなわち、エレベーション角θEがアジマス角θAを大きく上回っている場合である。図24(a)〜(c)から明らかなように、エレベーション角θEがアジマス角θAを大きく上回っている場合は、第1遅延量に優先的に遅延量を配分する図24(c)が好ましい。

0093

なお、本実施形態では、アジマス角θAとエレベーションθEの比率から配分量を決めたが、これに限られるものではなく、重みの比率を変更したり、サブアレイサイズを元に設定したり、あらかじめ計算値や実験値で求めた比率を設定するなど、いかなる配分量でも構わない。また、図20図21のように第1遅延量または第2遅延量に優先的に遅延量を配分する例において、第1遅延量または第2遅延量に制限なく遅延量を与える方法を説明したが、これに限らず、優先されないほうの遅延量がゼロにならないようにするなど、制約条件を加えた優先方法を用いても構わない。

0094

<サブアレイマスク
遅延量演算部200は、所望の撮像方向に焦点を設定するために算出した第1遅延量および前記第2遅延量の合計(例えば、図18(a))と、撮像方向に焦点を設定するために必要な理想的な微小遅延量との誤差(例えば、図18(b)、図25(a)参照)を算出する誤差算出部250(図2図13参照)と、サブアレイマスク270とをさらに備えることが可能である。

0095

遅延量演算部200のサブアレイマスク270は、誤差算出部250が算出した誤差が予め定めた値よりも大きい遅延回路5100に、算出した第1遅延量および前記第2遅延量とは異なる値を再設定することが可能である。また、遅延量演算部200のサブアレイマスク270は、誤差が予め定めた値よりも大きい遅延回路5100の出力を異なる値に置き換えてもよい。

0096

また、本体1110の画像生成部260は、サブビームフォーマ4000の出力をメインビームフォーマ210でさらに遅延させた信号を用いて、撮像対象1300の画像を生成する。画像生成部260は、誤差算出部250が算出した誤差の合計をサブビームフォーマ4000ごとに算出し、誤差の合計が予め定めた値よりも大きい場合、サブビームフォーマ4000内の遅延回路5100の遅延後出力を画像の生成に用いないように構成することもできる。

0097

図25から図28を用いて、サブアレイマスク270についてさらに説明する。

0098

図25は、誤差算出部250と、サブアレイマスク270の動作を示している。図25(a)は、図18(b)、図20(b)、図21(b)と同様に、微小遅延量の理想値からの誤差(振動子単位の微小遅延誤差)を表す。図25(b)は、図25(a)の左上端の一つのサブアレイ2110の微小遅延誤差を拡大した図である。図25(c)は、サブアレイ2110を構成する振動子2111の微小遅延誤差の絶対値の平均を、サブアレイ2110の誤差として示したものである。図24(d)は、図24(c)の微小遅延誤差の絶対値の平均が予め定めた閾値よりも大きい場合に、そのサブアレイを選択し、その出力を用いない)例を示している。ここでは閾値として波長の13分の1の値を用いる。すなわち、サブアレイ2110単位の微小遅延量誤差が、波長の13分の1に相当する誤差量よりも大きいサブアレイ2110の出力をカットする。

0099

図26から図28は、図22と同様に、振動子アレイ2100の中心からの距離が30mm、振動子アレイ2100の法線方向から長軸断面内において40度傾斜した撮像方向を、さらにz軸回りに35度回転させた撮像方向に焦点がある場合、中心周波数3MHz、波数1のsin波を用いたときのビームプロファイルをシミュレーションした結果である。図26(a)は、第1遅延量と第2遅延量にバランスよく遅延量を配分する図18(b)、(c)によって設定した微小遅延誤差を示す。図26(b)は、サブアレイ2110を構成する振動子2111の微小遅延誤差の絶対値の平均を、サブアレイ2110の誤差として示したものであり、サブアレイマスク270が、閾値処理により、誤差が閾値以上のサブアレイ2110をカットした状態を示している。図26(c)は、閾値処理でカットされなかったサブアレイのみを用いてビームシミュレーションした結果である。サブアレイマスク処理を施した実線のビームプロファイルの方が、サブアレイマスク処理をしていない点線のビームプロファイルと比較して、図27(c)のようにサイドローブが低減していることがわかる。

0100

図27(a)〜(c)、ならびに、図28(a)〜(c)も、図26(a)〜(c)と同様であるが、図27(a)は、図20(c)、(d)のように第2遅延量に優先的に遅延量を配分した場合の誤差であり、図28(a)は、図21(c),(d)のように第1遅延量に優先的に遅延量を配分した場合の誤差を示している。図27(b)、図28(b)は、サブアレイマスク270が、閾値処理により、誤差が閾値以上のサブアレイ2110をカットした状態を示している。図27(c)、図28(c)は、閾値処理でカットされなかったサブアレイの2110みを用いてビームシミュレーションした結果である。図27(c)、図28(c)から明らかなように、サブアレイマスク処理をした実線のビームプロファイルの方が、サブアレイマスク処理をしていない点線のビームプロファイルと比較して、サイドローブが低減していることがわかる。このように、遅延誤差量に応じてサブアレイにマスクをかけることにより、遅延量不足による画質劣化を抑制することができる。

0101

なお、図25(c)では、1サブアレイ内の振動子の微小遅延誤差の絶対値平均値をサブアレイの誤差として用いたが、これに限らず、サブアレイ単位での誤差を表現できるものならどのようなものでも構わない。また、図25(d)では、閾値処理として波長の13分の1に相当する誤差量を閾値として用いる例を説明したが、このような方法に限らず、方向や深度によって閾値処理の定義を変更しても構わない。また、図26から図28では、閾値処理されずに残ったサブアレイの出力のみを用いる方法を説明したが、これに限られるものではない。例えば、受信時であれば、全サブアレイの出力を用いるが各サブアレイは誤差量に応じた重み係数を掛けるように構成することができる。さらに、誤差が予め定めた値よりも大きいサブアレイ2110の遅延回路5100に、第1遅延量および前記第2遅延量の値を再設定することも可能である。また、遅延量演算部200のサブアレイマスク270は、誤差が予め定めた値よりも大きい遅延回路5100の出力を異なる値に置き換えてもよい。

0102

また、図25(b)では1サブアレイ内の誤差量を求めたが、これに限らず、一つの列方向に並んだすべてのサブアレイを一つの単位として誤差処理したり、または一つの行方向に並んだすべてのサブアレイを一つの単位として誤差処理したり、これら列方向や行方向に応じた閾値処理をしても構わない。

0103

なお、上述の実施形態では、遅延量演算部200を本体1110側に配置したが、超音波探触子1000内に搭載することも可能である。

0104

51…キャパシタ、52…第1スイッチ、53…第2スイッチ、54…入力切替器、55…出力切替器、1000…探触子、1010…ケーブル、1100…超音波撮像装置、1020…コネクタボックス、1110…本体、1300…撮像対象、2000…基板、2100…振動子アレイ、2210…サブアレイ、2111…振動子、3100…送信信号生成部、3200…列方向シーケンサ、3210…(第2)信号線、3300…行方向シーケンサ、3310…(第1)信号線、3400…加算部、4000…グループ(サブビームフォーマ)、5100…遅延回路。

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