(57)【要約】【課題】超音波を送受信する回数の増加を抑えつつ、被検体の深部まで高分解能で走査することができる超音波送受信装置を提供する。【解決手段】複数の超音波トランスデューサを含むマトリクスアレイトランスデューサ１０と、超音波トランスデューサの基準点から各々の超音波トランスデューサまでの距離をＸとしたときに、異なる複数の定数αｉを用いてベッセル関数により表される値Ｊ０（αｉＸ）に基づいて、非回折深度限界の異なる複数の超音波ビームを送信するために用いられる波形情報を設定する波形情報設定部１２と、波形情報設定部によって設定された波形情報に基づいて複数の超音波トランスデューサをそれぞれ駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生部１５と、１つの方向に対して順次送信された複数の超音波ビームに対応する複数のエコー信号を順次受信することにより得られた複数の検出信号を合成する合成処理部１９とを有する。【選択図】　図１
2004097379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波トランスデューサを含む超音波トランスデューサアレイと、
前記超音波トランスデューサの基準点から各々の超音波トランスデューサまでの距離をＸとしたときに、異なる複数の定数αｉ（ｉ＝１、２、…）を用いてベッセル関数により表される値Ｊ０（αｉＸ）に基づいて、非回折深度限界の異なる複数の超音波ビームを送信するために用いられる波形情報を設定する波形情報設定手段と、
前記波形情報設定手段によって設定された波形情報に基づいて、前記超音波トランスデューサアレイに含まれる複数の超音波トランスデューサをそれぞれ駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
１つの方向に対して順次送信された前記複数の超音波ビームに対応する複数のエコー信号を順次受信することにより得られた複数の検出信号を合成する合成手段と、
を具備する超音波送受信装置。
【請求項２】
前記波形情報設定手段が、前記超音波トランスデューサアレイに含まれる同一の領域から、メインビームの半径が異なる複数の超音波ビームが送信されるように前記波形情報を設定する、請求項１記載の超音波送受信装置。
【請求項３】
前記波形情報設定手段が、非回折深度限界の異なる複数の超音波ビームをそれぞれ含む複数組の超音波ビームが所定の期間内に被検体内の異なる複数の領域に向けてそれぞれ送信されるように前記波形情報を設定する、請求項１又は２記載の超音波送受信装置。
【請求項４】
前記波形情報設定手段が、非回折深度限界が異なると共に、メインビームの極性が等しく、サイドローブの極性が異なる複数の超音波ビームを送信するために用いられる波形情報を設定し、
１つの方向に対して順次送信された前記複数の超音波ビームに対応する複数のエコー信号を順次受信することにより得られた検出信号に基づいて演算を行う演算処理手段をさらに具備する、
請求項１〜３のいずれか１項記載の超音波送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を送信し、エコー信号を受信することにより超音波画像を得るために用いられる超音波送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、超音波の送信及び受信に用いられる素子（超音波トランスデューサ）として、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Ｐｂ（ｌｅａｄ）　ｚｉｒｃｏｎａｔｅ　ｔｉｔａｎａｔｅ）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）に代表される高分子圧電素子を含む圧電素子が一般的に用いられている。
【０００３】
図１９は、超音波撮像装置において一般的に用いられている超音波探触子に含まれるトランスデューサの構造と、そこから送信される超音波ビームの音場分布を示している。図１９に示すように、超音波トランスデューサアレイ１００は、両端に電極１０２及び１０３が形成されている圧電素子１０１を、例えば、リニアに多数配列することによって作製される。電極１０２及び１０３には、パルサー等を含む駆動信号発生回路が接続されている。このような圧電素子に、電極を介して電圧を印加すると、圧電効果により圧電素子が伸縮して超音波を発生する。その際に、所定の時間差を設けて複数の圧電素子を駆動することにより、それぞれの圧電素子から送信される球面波が合成され、所望の方向且つ所望の深度に超音波ビームの焦点Ｆを形成することができる。
【０００４】
このように形成される超音波ビームの音場は、超音波トランスデューサアレイ１００の開口から焦点位置を見込む角度Ωと、トランスデューサの開口によって決定される指向角θにより規定できる。ここで、指向角θとは、位相遅延法によって形成される超音波ビームにおいて、複数の超音波の合成によってビーム強度がゼロになる領域とＸ軸とのなす角のことであり、超音波ビームの広がりを表す。例えば、開口が円形の場合には、超音波ビームの形状も円形になり、ビーム半径と開口の大きさとの関係は、次式（１）によって表される。ここで、ｄ／２は、開口から距離Ｆにおけるビームの半径、λは超音波の周波数、Ｄは、開口の直径をそれぞれ示している。
ｄ／２＝１．２２×Ｆ×λ／Ｄ　…（１）
これより、指向角θは、次式（２）によって導かれる。
ｔａｎθ＝ｄ／２Ｆ＝１．２２λ／Ｄ　…（２）
【０００５】
図１９に示すように、超音波トランスデューサアレイ１００から送信された超音波は、焦点Ｆ付近において一旦収束し、再び拡散する。また、焦点Ｆの前後には、焦点深度ｈが示されている。焦点深度ｈとは、被検体を焦点から前後させても画像のボケが許容範囲に収まる距離を意味する。
【０００６】
ところで、超音波画像の画質を向上させるためには、超音波ビームの送受信における分解能を高めることが必要である。現状では、超音波周波数に依存する距離分解能は十分に足りているが、ビームの太さに依存する方位分解能についてはまだまだ不十分である。方位分解能を向上させるには、ビームを細くする必要がある。しかしながら、図１９から明らかなように、従来のビームフォーカス法においては、ビームの細い領域が狭い（焦点深度ｈが非常に浅く）ので、方位分解能の良い領域が小さい。そのため、このような問題の解決策として、所謂多段フォーカス法が行われている。多段フォーカス法とは、深度方向に焦点位置を変えながら複数回超音波ビームを送信し、そのエコーを受信して合成することにより、被検体に関する内部情報を得るものである。なお、多段フォーカスについては、非特許文献１詳しく記載されている。
【０００７】
このような多段フォーカス法を用いることにより、深度方向に長くビームを絞ることは可能になる。しかしながら、１つの方向について、超音波ビームを複数回送信するため、段数の分だけトータルの撮像時間が増えてしまうという問題が生じている。
【０００８】
一方、近年、超音波ビームとして非回折ビームを用いることが提案されている。非回折ビームとは、距離に関わらず断面パターンが変化しないビームのことをいい、例えば、エックスウェイブ（Ｘ−ｗａｖｅ）（特許文献１参照）や、ベッセル（Ｂｅｓｓｅｌ）ビームが知られている。これらの非回折ビームを用いることにより、従来のビームフォーカス法に比較して、効率良く被検体を走査できる可能性がある。しかしながら、これらの非回折ビームは、本来、無限開口において成り立つ理論である。非特許文献２には、有限開口においてもある程度は非回折深度限界が確保できることが記載されているが、やはり、ベッセルビームの非回折特性が維持される深さには限界がある。なお、非回折深度限界とは、媒質中で非回折ビームがその波形を変えずに伝搬する深さをいう。
【０００９】
【特許文献１】
米国特許第５７２０７０８号明細書
【非特許文献１】
超音波便覧編集委員会著，「超音波便覧」，ｐ．　４４０
【非特許文献２】
ダーニン（Ｊ．　Ｄｕｒｎｉｎ），「非回折ビームの完全解法Ｉ．スカラー理論（Ｅｘａｃｔ　ｓｏｌｏｔｕｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｎｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｉｎｇ　ｂｅａｍｓ．　Ｉ．　Ｔｈｅ　ｓｃａｌａｒ　ｔｈｅｏｒｙ）」，Ｊ．　Ｏｐｔ．　Ｓｏｃ．　Ａｍｅｒ　１９８７，　Ｖｏｌ．　４，　Ｎｏ．　４，　ｐ．６５１−６５４
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、超音波を送受信する回数の増加を抑えつつ、被検体の深部まで高分解能で走査することができる超音波送受信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る超音波送受信装置は、複数の超音波トランスデューサを含む超音波トランスデューサアレイと、超音波トランスデューサの基準点から各々の超音波トランスデューサまでの距離をＸとしたときに、異なる複数の定数αｉ（ｉ＝１、２、…）を用いてベッセル関数により表される値Ｊ０（αｉＸ）に基づいて、非回折深度限界の異なる複数の超音波ビームを送信するために用いられる波形情報を設定する波形情報設定手段と、該波形情報設定手段によって設定された波形情報に基づいて、上記超音波トランスデューサアレイに含まれる複数の超音波トランスデューサをそれぞれ駆動する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、１つの方向に対して順次送信された複数の超音波ビームに対応する複数のエコー信号を順次受信することにより得られた複数の検出信号を合成する合成手段とを具備する。
【００１２】
本発明によれば、ベッセル関数によって表され、非回折深度限界の異なる複数の超音波ビームを送信するので、被検体内の浅部と深部の両方を所定の分解能を維持したまま走査することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る超音波送受信装置は、超音波ビームとして非回折ビームの１種であるベッセルビームを送信することにより、被検体に関する超音波情報を得るものである。
【００１４】
まず、本実施形態において送信されるベッセルビームについて説明する。ベッセルビームは、次式に示すベッセル関数によって表される超音波ビームであり、非回折ビームの１種である。
Ｙ＝Ｊ０（αｉＸ）　…（３）
式（３）において、Ｊ０は０次のベッセル関数を表す記号であり、αｉ（ｉ＝１、２、…）は任意の定数である。
【００１５】
図２の（ａ）は、式（３）を表すグラフである。この関数に基づいて超音波を送信するには、Ｘを超音波を発生する超音波トランスデューサのアレイ中心からの距離に対応付け、Ｙを相対強度（振幅）に対応付ける。図２の（ａ）に示すように、０次のベッセル関数には、Ｘ＝０周辺に、高い強度を有するメインビームが存在する。このメインビームが画像信号生成用のビームとして用いられる。
【００１６】
メインビームのビーム半径は、ベッセル関数Ｊ０（αｉＸ）＝０となるＸ＝Ｘ０で表される（ｉ＝１、２、…）。ここで、０次のベッセル関数Ｊ０（αｉＸ）の根は、αｉＸ０＝０．７６６πと与えられているので、定数αｉを設定することにより、所望の半径を有するメインビームを形成することができる。この値Ｘ０のことを、ゼロクロス半径と呼ぶ。
【００１７】
ところで、ベッセルビームを含む非回折ビームは、エネルギーが拡散せずに非回折深度まで伝搬するものであるが、実際には、有限開口から送信されるので、非回折深度に限界が生じてしまう。有限開口からベッセルビームを送信した場合における非回折深度限界は、次式（４）によって求められる。
【数１】
2004097379.tif 000003
式（４）において、ｒは開口の半径を表し、λは超音波の波長を表している。式（４）より明らかなように、所定の半径を有する開口から所定の波長を有する超音波を送信する場合に、非回折深度限界ＺＭＡＸはαｉの値に依存する。先に述べたように、αｉの値はベッセルビームのゼロクロス半径Ｘ０によって決まるので、結局、非回折深度限界ＺＭＡＸはゼロクロス半径Ｘ０に依存する。
【００１８】
図３は、式（４）に基づいて作成されたメインビーム半径と非回折深度限界との関係を表すグラフである。ここで、開口の半径をｒ＝１０ｍｍとし、周波数３．５ＭＨｚ、音速１５４０ｍ／ｓとして、超音波の波長をλ＝４．４×１０−４ｍとした。図３より明らかなように、メインビーム半径を大きくすれば、非回折深度限界は深くなる。しかしながら、メインビーム半径を大きくすることは、即ち、分解能を低下させることになる。
【００１９】
そのため、本実施形態においては、被検体を走査するために必要な分解能を維持しつつ、ベッセルビームの非回折深度限界を深くするために、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームを送受信し、得られた検出信号を合成することにより、１枚の超音波画像を生成している。
【００２０】
図４は、本実施形態において送信される超音波ビームの形状を示す模式図である。図４の（ａ）は、半径ｒＡを有するメインビームを示しており、この場合に非回折深度限界はｈＡとなる。また、図４の（ｂ）は、半径ｒＢ（ｒＢ＞ｒＡ）を有するメインビームを示しており、この場合に非回折深度限界はｈＢ（ｈＢ＞ｈＡ）となる。さらに、図４の（ｃ）は、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すメインビームを合成したものを示しており、深度ｈＡまでの範囲においてはビーム半径はｒＡ、深度ｈＡ〜深度ｈＢの範囲においてはビーム半径はｒＢになっている。即ち、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すようなベッセルビームを送信し、それぞれのビームに対応するエコーを受信し、その検出信号を合成することにより、図４の（ｃ）に示す超音波ビームを送信して得られたのと同様の被検体に関する超音波情報が得られる。
【００２１】
例えば、人体等の被検体を走査する際には、深度０．１５ｍの範囲で２．５ｍｍ程度、望ましくは２ｍｍ程度の方位分解能が望まれる。そこで、図３を参照すると、メインビーム半径が２ｍｍのとき、非回折深度限界は約０．１２ｍであることが分かる。また、メインビーム半径を２．５ｍｍまで拡大すると、非回折深度限界は約０．１５ｍまで伸びることが分かる。そこで、メインビーム半径ｒＡ＝２ｍｍのベッセルビーム、及び、メインビーム半径ｒＢ＝２．５ｍｍのベッセルビームを送信し、深度０ｍ〜０．１２ｍについてはメインビーム半径ｒＡ＝２ｍｍのベッセルビームによって得られた検出信号を用い、深度０．１２ｍ〜０．１５ｍについてはメインビーム半径ｒＢ＝２．５ｍｍのベッセルビームによって得られた検出信号を用いて超音波画像を生成する。これにより、深度０ｍ〜０．１５ｍの範囲を通してメインビーム半径ｒＢ＝２．５ｍｍによって得られた検出信号を用いる場合よりも、高分解能な超音波情報を得ることができる。
【００２２】
ここで、比較のために、位相遅延法によって形成される超音波ビームを多段フォーカス法によって合成する一般的な超音波送受信方法について、図５を参照しながら説明する。図５において、Ｘ軸は、超音波が送信される開口からの深さ方向への距離を示し、Ｙ軸は、開口の中心からの距離を示している。点Ｆ１〜Ｆ４は超音波ビームを送信する際に設定される焦点位置を表している。また、破線（１）〜（４）は、開口（ｒ＝１０ｍｍ）から焦点Ｆ１〜Ｆ４を見込む領域を表している。さらに、一点鎖線（５）は、指向角θによって決定される超音波ビームの広がりを表している。図５において、指向角θは、開口の大きさ２０ｍｍ（半径ｒ＝１０ｍｍ）、超音波の周波数λ＝３．５ＭＨｚに基づいて描かれたものである。
【００２３】
図５に示す二点鎖線（６）は、人体等の被検体を撮像する際に目標とされる望ましい方位分解能の範囲を示している。ここで、位相遅延法による超音波ビームの形成においては、指向角θによって表される超音波ビームの広がりは避けられない。そのため、図５においては、比較的深度の浅い３０ｍｍ〜７０ｍｍの領域では、ビーム半径２ｍｍを目標とし、比較的深度の深い７０ｍｍ〜１５０ｍｍの領域では、できる限りビームを絞るために、指向角θによって見込まれる範囲を目標としている。この目標を達成するためには、少なくとも４箇所の焦点（Ｆ１＝３３ｍｍ、Ｆ２＝５５ｍｍ、Ｆ３＝８５ｍｍ、Ｆ４＝１１０ｍｍ）に向けて超音波を送受信する必要がある。図５の実線（７）は、４箇所にそれぞれフォーカスするように４本の超音波ビームを送信し、それらを合成することによって得られたビームの輪郭を示している。
【００２４】
このように、多段フォーカス法によれば、１枚の超音波画像を得るために、通常の単一焦点による超音波画像を生成する場合に比較して、段数の分だけ余計に撮像時間がかかってしまう。また、図５の実線（７）に示すように、各焦点深度の接続部分には凸部が生じている。このような凸部は、局部的な分解能低下の原因となるので、超音波ビームの輪郭をできるだけ滑らかにすることが望ましい。そのためには、フォーカスする段数を増やして焦点位置の間隔を密にすれば良いが、そうするとトータルの撮像時間がさらに増えてしまう。
【００２５】
これに対して、本実施形態におけるように、メインビーム半径の異なる複数のベッセルビームを合成する方法によれば、分解能の目標を同程度に設定していても、超音波ビームを送信する回数は多段フォーカス法による場合の半分程度で済むので、トータルの撮像時間を大幅に減らすことができる。また、図４の（ｃ）に示すように、本実施形態において合成される超音波ビームの輪郭は、音場空間においては半径の異なる円筒を接続したような形状になっている。即ち、接続した部分には段差が生じているが、それ以外の領域では一定の分解能が保たれており、分解能の距離依存性が小さいというメリットがある。
【００２６】
本実施形態においては、メインビーム半径の異なる２種類のベッセルビームを送受信することについて説明したが、方位分解能をさらに高めたり、非回折深度限界をさらに深くする場合には、３種類以上のベッセルビームを送受信するようにしても良い。その場合においても、多段フォーカス法による場合に比較して送信するビームの数を少なくすることができ、撮像時間を短縮することができるのは明らかである。
【００２７】
次に、ベッセルビームの実現方法を示す。再び図２を参照すると、ベッセルビームを送信する場合には、ベッセル関数の座標とマトリクス配置された超音波トランスデューサとを対応付け、座標Ｘに位置する超音波トランスデューサを、振幅Ｙ＝Ｊ０（αｉＸ）を有する波形で駆動する。このとき、ベッセル関数においてＹ＜０となる領域に位置する超音波トランスデューサについては、位相を逆転させて駆動する。
【００２８】
図２の（ｂ）は、図２の（ａ）に示すベッセル関数に対応付けられた超音波トランスデューサを示している。また、図２の（ｃ）は、それらの超音波トランスデューサをそれぞれ駆動するために用いられる波形情報Ｐ１、Ｐ２、…を表している。例えば、ベッセルビームの中心位置付近（領域ｋ）の超音波トランスデューサは、振幅Ｙ＝１の波形情報Ｐ１に基づいて駆動される。また、領域ｋの外側の領域ｍ付近の超音波トランスデューサは、振幅Ｙ＝０．４で、領域ｋにおけるのと位相が逆の波形情報Ｐ２に基づいて駆動される。さらに、領域ｍの外側の領域ｎ付近の超音波トランスデューサは、振幅Ｙ＝０．３で、領域ｋと同位相の波形情報Ｐ３に基づいて駆動される。このように、ベッセル関数の分布に対応付けてマトリクスアレイトランスデューサを駆動すると、それぞれの超音波トランスデューサから送信された超音波の合成により、図２の（ａ）に示すようなベッセルビームが送信される。また、送信するベッセルビームのメインビーム半径を変更する場合には、式（３）におけるαｉの値を変更し、ベッセル関数の座標に対応付けられた超音波トランスデューサに与えられる波形情報を変更すれば良い。
【００２９】
ここで、超音波トランスデューサは２次元に配列されており、これらの超音波トランスデューサをベッセル関数の中心からの距離に応じて等方向に駆動することにより、３次元に拡張されたベッセルビームが送信される。なお、超音波トランスデューサを１次元に配列しても、１つの方向については非回折性を有する超音波ビームを送信することができる。
【００３０】
再び図１を参照すると、本実施形態に係る超音波送受信装置は、マトリクスアレイトランスデューサ１０と、波形パターン記憶部１１と、波形情報設定部１２と、遅延パターン記憶部１３と、遅延時間設定部１４と、駆動信号発生部１５と、送受信タイミング制御部１６と、検出信号処理部１７と、メモリ１８と、合成処理部１９と、画像処理部２０と、表示部２１とを有している。
【００３１】
マトリクスアレイトランスデューサ１０は、マトリクス状に配列された複数の超音波トランスデューサを含んでおり、例えば、２０ｍｍ四方程度の開口面積を有している。マトリクスアレイトランスデューサ１０は、印加される駆動信号に基づいて超音波ビームを送信すると共に、伝搬する超音波を受信して検出信号を出力する。これらの超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Ｐｂ（ｌｅａｄ）　ｚｉｒｃｏｎａｔｅ　ｔｉｔａｎａｔｅ）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）等の高分子圧電素子に代表される圧電性を有する材料等を含む圧電素子の両端に電極を形成した振動子によって構成される。このような振動子の電極に、パルス状の電気信号或いは連続波電気信号を送って電圧を印加すると、圧電効果により圧電素子は伸縮する。これにより、それぞれの振動子からパルス状或いは連続的な超音波が発生し、これらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。これらの電気信号は、超音波の検出信号として出力される。
【００３２】
或いは、超音波トランスデューサとして、超音波変換方式の異なる複数種類の素子を用いても良い。例えば、超音波を送信する素子として上記の振動子を用い、超音波を受信する素子として光検出方式の超音波トランスデューサを用いるようにする。光検出方式の超音波トランスデューサとは、超音波信号を光信号に変換して検出するものであり、例えば、ファブリーペロー共振器やファイバブラッググレーティングによって構成される。
【００３３】
波形パターン記憶部１１は、形成されるベッセルビームの波形に応じて、複数の波形パターンを記憶している。それぞれの波形パターンには、ベッセルビームが送信される中心からの距離Ｘに応じてベッセル関数により表される値Ｊ０（αｉＸ）（ｉ＝１、２、…）に基づいて設定される複数の波形情報、即ち、振幅及び位相特性が含まれている。
【００３４】
波形情報設定部１２は、波形パターン記憶部１１に記憶されている波形パターンに基づいて、所定の超音波トランスデューサを駆動するために用いられる波形情報を設定する。即ち、波形情報設定部１２は、マトリクスアレイトランスデューサ１０の超音波送受信面上の中心位置を基準として、上記の波形パターンをマトリクス状に配置された超音波トランスデューサにそれぞれ対応付ける。これにより、例えば、図２の（ｃ）に示す波形情報Ｐ１、Ｐ２、…が、複数の超音波トランスデューサにそれぞれ設定される。
【００３５】
遅延パターン記憶部１３は、超音波ビームをステアリングする際に用いられる複数の遅延パターンを記憶している。
遅延時間設定部１４は、ベッセルビームを所望の方向にステアリングするために、遅延パターン記憶部１３に記憶されている複数の遅延パターンの中から適当な遅延パターンを選択する。さらに、遅延時間設定部１４は、マトリクスアレイトランスデューサ１０の超音波送受信面上の中心位置を基準として、それぞれの超音波トランスデューサに上記の遅延パターンを対応付けることにより、遅延時間を設定する。
【００３６】
駆動信号発生部１５は、例えば、マトリクスアレイトランスデューサ１０に含まれる複数の超音波トランスデューサにそれぞれ対応する複数のパルサーによって構成されている。ここで、図６を参照すると、駆動信号発生部１５は、波形情報設定部１３において設定された波形情報Ｐ１、Ｐ２、…、及び、遅延時間設定部１４において与えられた遅延時間ＤＴ１、ＤＴ２、…に基づいて、マトリクスアレイトランスデューサ１０に含まれる超音波トランスデューサＶ１、Ｖ２、…に向けて駆動信号を発生する。これにより、それぞれの超音波トランスデューサＶ１、Ｖ２、…から所定の振幅及び位相を有する超音波が所定の時刻に発生し、矢印の向きにステアリングされたベッセルビームが送信される。
【００３７】
送受信タイミング制御部１６は、所定のタイミングで駆動信号を発生するように駆動信号発生部１５を制御すると共に、送信時刻から一定時間経過後にマトリクスアレイトランスデューサ１０から出力される検出信号を取り込むように、検出信号処理部１７を制御する。このように、駆動信号及び検出信号をコントロールして信号の読み取り時間帯を限定することにより、被写体の特定の深さから反射されたエコーを検出することができる。また、送受信タイミング制御部１６は、第１のベッセルビームが送信された後に、所定のタイミングで第１のベッセルビームとは非回折深度限界が異なる第２のベッセルビームが送信されるように、波形情報設定部１２における波形パターンの設定タイミングを制御する。さらに、送受信タイミング制御部１６は、第１及び第２のベッセルビームが送信された後に、次に送信されるベッセルビームの送信方向が変更されるように、遅延時間設定部１２における遅延パターンの設定タイミングを制御する。
【００３８】
検出信号処理部１７は、マトリクスアレイトランスデューサ１０に含まれる複数の超音波トランスデューサがエコー信号を受信することによって出力した検出信号を、送受信タイミング制御部１６の制御に従って所定のタイミングで取り込む。検出信号処理部１７は、これらの信号に対してゲイン調整を行い、所定の遅延をかけて加算することにより受信フォーカスを行う。この受信フォーカスにより、受信されたエコー信号の焦点を絞り込むことができる。この際に、一般的に行われている遅延加算により受信フォーカスを行っても良いし、ベッセルビームを送信する際に用いた波形パターンに基づいて重み付け加算しても良い。後者の場合には、前者よりも焦点深度を深く、且つ、受信ビームのビーム幅を狭く設定することができると共に、ＳＮ比を向上させることができるので、より望ましい。さらに、検出信号処理部１７は、受信フォーカスされた検出信号に対して、対数増幅、検波、ＳＴＣ（センシティビティタイムコントロール）、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行う。これにより、波形の異なる複数のベッセルビームにそれぞれ対応する複数のエコー信号に基づく複数群の検出信号が得られる。
【００３９】
メモリ１８は、検出信号処理部１７によって処理された検出信号を一時的に記憶する。
合成処理部１９は、メモリ１８に記憶されている検出信号を、エコー信号が得られた被検体内の深度に基づいて合成することにより、合成画像信号を生成する。例えば、図４に示すように、メインビーム半径ｒＡ及びｒＢをそれぞれ有する第１及び第２のベッセルビームが送信された場合に、第１及び第２のベッセルビームにそれぞれ対応する検出信号がメモリ１８に蓄積されると、合成処理部１９は、深度ｈＡまでの領域に関する第１のベッセルビームによって得られた検出信号と、深度ｈＡ〜ｈＢの領域に関する第２のベッセルビームによって得られた検出信号とを合成する。
【００４０】
画像処理部２０は、合成処理部１９において生成された合成画像信号に基づいて２次元データ又は３次元データを再構成すると共に、補間、レスポンス変調処理、階調処理等の画像処理を施す。また、画像処理部２０は、また、表示部２１は、例えば、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ装置であり、画像処理部２０において画像処理された画像信号に基づいて、超音波画像を表示する。
【００４１】
以上述べたように、本実施形態によれば、少ない超音波送信回数で、被検体内の深部までを高分解能で走査することができる。従って、超音波撮像におけるトータルの撮像時間を短縮しつつ、画質の高い超音波画像を得ることが可能になる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る超音波送受信装置について、図７を参照しながら説明する。本実施形態に係る超音波送受信装置は、サイドローブによる影響が抑制された検出信号を得ることができるものである。図７に示すように、この超音波送受信装置は、演算処理部２２及び合成処理部２３を有している。その他の構成については、図１に示すのと同様である。
【００４３】
再び図２を参照すると、ベッセルビームには、画像信号生成用のビームとして用いられるメインビームの周りに、輪帯状のサイドローブが存在する。これらのサイドローブは、ベッセルビームの非回折特性を維持するために必然的なものである。しかしながら、超音波撮像においては、サイドローブはアーティファクトを生じるので、超音波画像の画質低下につながってしまう。
【００４４】
ここで、図８を参照すると、破線で示す波形（１）は、メインビーム半径２ｍｍを有するベッセルビームの波形を表している。また、一点鎖線で示す波形（２）は、メインビーム半径３．７ｍｍを有するベッセルビームの波形を表している。図８に示すように、波形（１）と（２）においては、メインビームの極性は一致しているが、サイドローブ領域における極性が互いに反転している。従って、これらの波形を加算すると、サイドローブ領域で振幅が打ち消し合う波形（３）が得られる。
【００４５】
本実施形態においては、このことを利用して超音波の送受信を行う。即ち、メインビーム半径ｒＡを有する第１のベッセルビームと、メインビーム半径ｒＢを有する第２のベッセルビームをそれぞれ送信する。そして、第１及び第２のベッセルビームにそれぞれ対応するエコー信号を受信し、それらの検出信号に基づいて演算を行うことによってサイドローブを減衰させる。ここで、本実施形態において、演算とは、２つの検出信号を加算するか、或いは、一方の検出信号を所定の倍率で増倍して他方の検出信号と加算することを言う。さらに、メインビーム半径ｒＡによって規定される非回折深度限界ｈＡ及びメインビーム半径ｒＢによって規定される非回折深度限界ｈＢに基づいて、所定の深度領域に関する検出信号と、サイドローブが減衰された検出信号とを合成することによって、合成画像信号を生成する。
【００４６】
即ち、波形（１）及び（２）で表されるベッセルビームをそれぞれ送信することにより、サイドローブは存在するが、所定の深度までは非回折特性が維持された超音波ビームが送信される。これらのベッセルビームにそれぞれ対応するエコー信号を受信して演算することにより、サイドローブによる影響が低減されたＳＮ比の高い信号が得られる。
【００４７】
ここで、先にも述べたように、第１及び第２のベッセルビームの形状、及び、それぞれの非回折深度限界は、メインビーム半径ｒＡ及びｒＢによって決定される。従って、これらのベッセルビームの極性が、メインビームにおいて等しく、サイドローブ領域において互いに反転すると共に、所望の領域において所望の分解能が得られるように、メインビーム半径ｒＡ及びｒＢの値を設定することが重要である。例えば、ｒＡ＜ｒＢの場合に、ｒＢがｒＡの約１．７５倍となるようにメインビーム半径を設定する。具体的には、（ｒＡ，ｒＢ）＝（約１．５ｍｍ，約２．６ｍｍ）、（ｒＡ，ｒＢ）＝（約２．０ｍｍ，約３．７ｍｍ）等の組み合わせが挙げられる。前者の場合には、深度約０．０９ｍまでは約１．５ｍｍの方位分解能、深度０．０９ｍ〜０．１６ｍの範囲では約２．６ｍｍの方位分解能が保たれる。また、後者の場合には、深度約０．１２ｍまでは２．０ｍｍの方位分解能、深度約０．１２ｍ〜０．２２ｍの範囲では約３．７ｍｍの方位分解能が保たれる。
【００４８】
再び図７を参照すると、演算処理部２２は、メモリ１８に記憶されている第１のベッセルビームに対応する検出信号と、第２のベッセルビームに対応する検出信号とに基づいて演算を行う。また、合成処理部２３は、第１のベッセルビームによって得られた検出信号と第２のベッセルビームによって得られた検出信号とを、それぞれの非回折深度限界に応じて合成し、さらに、演算処理部において処理された検出信号と合成して合成画像信号を生成する。
【００４９】
なお、本実施形態においても、メインビーム半径（波形）の異なる２種類のベッセルビームに基づいて超音波画像を生成することについて説明したが、３種類以上のベッセルビームを用いて超音波画像を生成しても良い。
本実施形態によれば、波形の異なる複数のベッセルビームを順次送信し、それらのベッセルビームにそれぞれ対応するエコー信号を順次受信することによって得られた検出信号に基づいて演算を行うので、ベッセルビームの非回折特性が維持されると共に、サイドローブによる影響の低減された良質な超音波画像を得ることができる。
【００５０】
次に、本発明の第３の実施形態に係る超音波送受信装置について、図１、図９及び図１０を参照しながら説明する。本実施形態に係る超音波送受信装置は、本発明の第１の実施形態において用いた超音波送受信方法、即ち、１つの方向に非回折深度の異なる複数のベッセルビームを順次送信し、それらのエコー信号を順次受信することにより得られた検出信号を合成することによって被検体に関する超音波情報を得るという超音波送受信方法を、図９に示すように、異なる複数の方向に対して同時に、又は、ほぼ同時に行うものである。以下、複数の超音波ビームを同時に、又は、ほぼ同時に送信することを、マルチビーム送信という。
【００５１】
まず、複数のベッセルビームを異なる複数の方向にマルチビーム送信する方法について説明する。本発明の第１の実施形態においては、ベッセルビームをステアリングする際に、図１に示す超音波送受信装置の遅延時間設定部１４に１つの遅延パターンを設定させたが、本実施形態においては、この遅延時間設定部１４に、同時に複数の遅延パターンを設定させる。即ち、図１０に示すように、複数の超音波トランスデューサＶ１、Ｖ２、…には、マトリクスアレイトランスデューサ１０の中央からの距離とステアリング角に応じて、波形情報Ｐ１、Ｐ２、…、Ｐ５、及び、波形情報Ｐ１’、Ｐ２’、…Ｐ５’が与えられる。異なる複数の方向にステアリングされたベッセルビームを同時に送信するためには、ステアリング角に応じて用意されたこれらの波形情報を足し合わせれば良い。例えば、領域ｎ付近の超音波トランスデューサを、まず、基準時刻（ｔ＝０）から遅延時間ＤＴ１’経過後に波形情報Ｐ１’に基づいて駆動し、次に、基準時刻から遅延時間ＤＴ１経過後に波形情報Ｐ１に基づいて駆動する。その他の領域の超音波トランスデューサについても、同様である。ここで、２つの遅延パターン（１）及び（２）にそれぞれ含まれる波形情報の内、遅延時間が共通する２つの波形情報が１つの超音波トランスデューサに設定される場合には、それらの波形が足し合わされる。例えば、領域ｋ付近の超音波トランスデューサに設定される波形情報Ｐ３とＰ３’の遅延時間ＤＴ３とＤＴ３’とが同時である場合には、波形情報Ｐ３とＰ３’とを合成した振幅が与えられる。なお、図１０においては、異なる２方向に向けてベッセルビームを同時に送信する場合について説明したが、異なる３方向に向けてベッセルビームを同時に送信する場合についても同様である。
【００５２】
本実施形態においては、複数の遅延パターンに基づいて第１のベッセルビームをマルチビーム送信し、次いで、遅延パターンを変えないで、第１のベッセルビームとは非回折深度限界が異なる第２のベッセルビームをマルチビーム送信する。さらに、ベッセルビームが送信されたそれぞれの方向について、第１及び第２のベッセルビームによって順次得られた検出信号を合成することにより、被検体に関する超音波情報を得る。なお、本実施形態においても、方位分解能をさらに高めたり、非回折深度限界をさらに深めるために、非回折深度限界の異なる３種類以上のベッセルビームをそれぞれの方向に送受信しても良い。
【００５３】
本実施形態によれば、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームを、複数の方向に向けて順次マルチビーム送信するので、被検体内の広い範囲を深部まで高分解能で高速に走査することができ、リアルタイム性及び画質を向上させることができる。
【００５４】
次に、本発明の第４の実施形態に係る超音波送受信装置について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。本実施形態に係る超音波送受信装置は、非回折深度の異なる複数のベッセルビームを、異なる複数の位置から順次マルチビーム送信し、それぞれの位置において順次得られた検出信号を合成することによって被検体に関する超音波情報を得るものである。
【００５５】
図１１に示すように、本実施形態においては、マトリクスアレイトランスデューサ１０の超音波送受信面を複数の領域に分割し、それぞれの領域を１つの開口として取り扱うことにより、複数の領域からベッセルビームをそれぞれ送信する。以下において、１つの開口として取り扱われる領域に含まれる複数の超音波トランスデューサの集合のことをサブアレイという。例えば、点Ａを中心とするサブアレイａに含まれる複数の超音波トランスデューサを使用することによって、超音波ビームＵＳ１が送信される。超音波ビームＵＳ２〜ＵＳ４についても同様である。
【００５６】
図１２に示すように、この超音波送受信装置は、ビーム位置設定部３１と、波形情報設定部３２と、送受信タイミング制御部３３とを有している。その他の構成については、図１に示す超音波送受信装置と同様である。
ビーム位置設定部３１は、マトリクスアレイトランスデューサ１０の超音波送受信面上の座標において、ベッセルビームが送信される中心となる複数の位置を設定する。
【００５７】
波形情報設定部３２は、ビーム位置設定部３１によって設定された複数の中心位置と、波形パターン記憶部１１に記憶されている波形パターンとに基づいて、それぞれのサブアレイに含まれる超音波トランスデューサを駆動するために用いられる波形情報を設定する。即ち、波形情報設定部３２は、ビーム位置設定部３１によって設定された複数の中心位置を基準として、マトリクス状に配置された超音波トランスデューサに波形パターンをそれぞれ対応付ける。例えば、図２の（ｃ）に示す波形パターンを、図１１に示す位置Ａ〜Ｄを中心としてマトリクスアレイトランスデューサにそれぞれ対応付けることにより、４つのサブアレイａ〜ｄが設定され、これらのサブアレイａ〜ｄにそれぞれ含まれる複数の超音波トランスデューサに、波形情報Ｐ１、Ｐ２、…が与えられる。
【００５８】
送受信タイミング制御部３３は、駆動信号発生部１５における駆動信号の発生タイミングと、検出信号処理部１７における検出信号の取り込みタイミングとを制御する。また、送受信タイミング制御部３３は、複数のサブアレイから第１のベッセルビームがそれぞれ送信された後に、所定のタイミングで、第１のベッセルビームとは非回折深度限界が異なる第２のベッセルビームがそれぞれ送信されるように、波形情報設定部３２における波形パターンの設定タイミングを制御する。
【００５９】
それぞれのサブアレイにおいて、第１及び第２のベッセルビームによって順次得られた検出信号は、本発明の第１の実施形態において説明したものと同様に、合成処理部１９において合成される。
ここで、本実施形態においては、ベッセルビームを送信する位置をずらしながら超音波の送受信を行っても良い。その場合に、送受信タイミング制御部３３は、それぞれのサブアレイから第１及び第２のベッセルビームが送信された後に、ビーム位置設定部３１が新たな複数の中心位置を設定するように制御する。これにより、ベッセルビームによって被検体を走査する密度を一層高くすることができる。また、本実施形態においても、非回折深度限界の異なる３種類以上のベッセルビームを送受信しても良い。
【００６０】
本実施形態によれば、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームを、複数の位置から順次マルチビーム送信し、それらのベッセルビームによって得られた検出信号を合成するので、被検体内の深部までを高分解能で高速且つ高密度に走査することができ、リアルタイム性及び画質を向上させることができる。
【００６１】
次に、本発明の第５の実施形態に係る超音波送受信装置について、図１３及び図１４を参照しながら説明する。図１３に示すように、本実施形態に係る超音波送受信装置は、非回折深度の異なる複数のベッセルビームを複数の位置からステアリングしながらマルチビーム送信し、それぞれの位置において送信方向ごとに順次得られた検出信号を合成することによって被検体に関する超音波情報を得るものである。
【００６２】
図１４に示すように、この超音波送受信装置は、ビーム位置設定部４１と、波形情報設定部４２と、遅延時間設定部４３と、送受信タイミング制御部４４とを有している。その他の構成については、図１に示す超音波送受信装置と同様である。
【００６３】
ビーム位置設定部４１は、マトリクスアレイトランスデューサ１０の超音波送受信面上の座標において、ベッセルビームが送信される中心となる複数の位置を設定する。また、波形情報設定部４２は、ビーム位置設定部４１によって設定された複数の中心位置と、波形パターン記憶部１１に記憶されている波形パターンとに基づいて、それぞれのサブアレイに含まれる超音波トランスデューサを駆動するために用いられる波形情報を設定する。さらに、遅延時間設定部４３は、ビーム位置設定部４１によって設定された複数の中心位置と、遅延パターン記憶部１３に記憶されている遅延パターンとに基づいて、それぞれのサブアレイに含まれる超音波トランスデューサに与えられる遅延時間を設定する。
【００６４】
送受信タイミング制御部４４は、駆動信号発生部１５の駆動信号発生タイミングと検出信号処理部１７の検出信号取り込みタイミングとを制御する。また、送受信タイミング制御部４４は、複数のサブアレイから第１のベッセルビームがそれぞれ送信された後に、所定のタイミングで第１のベッセルビームとは非回折深度限界が異なる第２のベッセルビームがそれぞれ送信されるように、波形情報設定部４２における波形パターン設定タイミングを制御する。さらに、送受信タイミング制御部４４は、第１及び第２のベッセルビームが送信された後に、次に送信されるベッセルビームの送信方向が変更されるように、遅延時間設定部４３における遅延パターン設定タイミングを制御する。
【００６５】
それぞれのサブアレイにおいて、第１及び第２のベッセルビームによって順次得られた検出信号は、本発明の第１の実施形態において説明したものと同様に、合成処理部１９において合成される。
なお、本実施形態においても、ベッセルビームを送信する位置をずらしながら超音波の送受信を行っても良い。その場合には、送受信タイミング制御部４４は、それぞれのサブアレイから第１及び第２のベッセルビームが送信された後に、ビーム位置設定部４１が新たな複数の中心位置を設定するように制御する。
【００６６】
本実施形態によれば、非回折深度の異なる複数のベッセルビームを異なる複数の位置からステアリングしながらマルチビーム送信し、それらのベッセルビームによって得られた検出信号を合成するので、被検体内の深部までを高分解能で高速に走査できると共に、被検体の広い範囲に渡って、さらに高い密度で走査することができる。
【００６７】
次に、本発明の第６の実施形態に係る超音波送受信装置について、図１５及び図１６を参照しながら説明する。図１５に示すように、本実施形態に係る超音波送受信装置は、本発明の第３の実施形態において説明したように、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームを異なる複数の方向に向けてマルチビーム送信することによって被検体に関する超音波情報を得る超音波送受信装置において、マトリクスアレイトランスデューサを機械的に制御することによりビームステアリングを行うものである。
【００６８】
図１６は、本実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。この超音波送受信装置は、アクチュエータ５１及び送受信タイミング制御部５２を有している。その他の構成については、本発明の第３の実施形態に係る超音波送受信装置と同様である。
【００６９】
アクチュエータ５１は、マトリクスアレイトランスデューサ１０の位置や向きを制御する。即ち、アクチュエータ５１の制御により、マトリクスアレイトランスデューサ１０は、往復運動、回転運動等を行う。
また、送受信タイミング制御部５２は、駆動信号発生部１５における駆動信号の発生タイミングと、検出信号処理部１７における検出信号の取り込みタイミングとを制御すると共に、非回折深度限界が異なる複数のベッセルビームが所定のタイミングで順次送信されるように、波形情報設定部１２における波形パターンの設定タイミングする。また、送受信タイミング制御部５２は、非回折深度限界が異なる複数のベッセルビームがマルチビーム送信され、それぞれのベッセルビームに対応する検出信号が取り込まれた後に、マトリクスアレイトランスデューサの位置や向きが変わるように、アクチュエータ５１を制御する。
【００７０】
次に、本発明の第７の実施形態に係る超音波送受信装置について、図１７及び図１８を参照しながら説明する。図１７に示すように、本実施形態に係る超音波送受信装置は、本発明の第４の実施形態において説明したように、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームを異なる複数の位置からマルチビーム送信することによって被検体に関する超音波情報を得る超音波送受信装置において、マトリクスアレイトランスデューサを機械的に制御することによりビームステアリングを行うものである。
【００７１】
図１８は、本実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。この超音波送受信装置は、図１２に示す超音波送受信装置のビーム位置設定部３１の替わりに、マトリクスアレイトランスデューサ１０の位置や向きを制御するアクチュエータ６１と、駆動信号の発生タイミング及び検出信号の取り込みタイミング等を制御する送受信タイミング制御部６２とを有している。その他の構成については、図１２に示す超音波送受信装置と同様である。
【００７２】
本実施形態において、複数のサブアレイａ、ｂ、…の中心位置Ａ、Ｂ、…は固定されており、波形情報設定部３２は、これらの中心位置Ａ、Ｂ、…に基づいて波形情報を設定する。送受信タイミング制御部６２は、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームが所定のタイミングで順次送信されるように、この波形情報設定部３２における波形情報設定タイミングを制御する。また、マトリクスアレイトランスデューサ１０は、アクチュエータ６１の制御により、往復運動、回転運動、首振り運動等を行う。送受信タイミング制御部６２は、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームがマルチビーム送信され、それぞれのベッセルビームに対応する検出信号が取り込まれた後に、マトリクスアレイトランスデューサの位置や向きが変わるように、アクチュエータ６１を制御する。
【００７３】
第６及び第７の実施形態によれば、非回折深度限界の異なる複数のベッセルビームを順次マルチビーム送信し、それらのベッセルビームによって順次得られた検出信号を合成するので、被検体内の深部までを高解像度、且つ、高速に走査することができる。また、そのようなベッセルビームを送受信するトランスデューサを機械的に制御してビームの送信方向や送信位置を変更するので、ビームを大きくステアリングすることが可能になり、ビームを電子的にステアリングすることによって生じる音響フロアの上昇等による影響を抑制することができる。
【００７４】
以上説明したような第３〜第７の実施形態に係る超音波送受信装置に、本発明の第２の実施形態において説明したサイドローブによる影響を低減する機能を付加しても良い。その場合には、それぞれの超音波送受信装置における合成処理部１９の替わりに、図７に示す演算処理部２２及び合成処理部２３を設ければ良いこれにより、サイドローブによる影響が抑制された検出信号を得ることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、超音波を送受信する回数の増加を抑えつつ、被検体の深部まで高分解能で走査することができる。その際に送信される超音波ビームの輪郭は円筒状なので、方位分解能の距離依存性を小さくすることができる。従って、画質の良い超音波画像を短時間に得ることが可能になる。また、このような超音波送受信装置に、サイドローブによる影響を抑制する機能を付加することにより、ＳＮ比の高い超音波画像を得ることができる。さらに、このような超音波送受信装置において、超音波ビームをステアリングしたり、マルチビーム送信することにより、被検体内を広範囲に渡って高い密度で走査することができる。従って、超音波撮像の時間を短縮してフレームレートを高めることができ、リアルタイムに画質の高い２次元又は３次元超音波画像を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２の（ａ）は、ベッセル関数を表すグラフであり、図２の（ｂ）及び（ｃ）は、ベッセル関数によって表される超音波ビームを送信する方法を説明するための図である。
【図３】ベッセルビームのメインビーム半径と非回折深度限界の関係を示す図である。
【図４】本発明に係る超音波送受信装置において送信される超音波ビームの形状を示す模式図である。
【図５】比較のために示す位相遅延法によって形成され、多段フォーカスによって合成される超音波ビームの分布を示す模式図である。
【図６】ベッセルビームをステアリングする方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】ベッセルビームのサイドローブを低減する原理を説明するための図である。
【図９】異なる複数の方向へマルチビーム送信される超音波ビームを示す模式図である。
【図１０】複数のベッセルビームを異なる複数の方向へステアリングする方法を説明するための図である。
【図１１】複数のサブアレイからマルチビーム送信される超音波ビームと、その中心位置及びサブアレイを示す模式図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】異なる複数の位置からステアリングしながらマルチビーム送信される超音波ビームを示す模式図である。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】異なる複数の方向に向けて機械的制御によりステアリングしながらマルチビーム送信される超音波ビームを示す模式図である。
【図１６】本発明の第６の実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】異なる複数の位置から機械的制御によりステアリングしながらマルチビーム送信される超音波ビームを示す模式図である。
【図１８】本発明の第７の実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】従来の超音波トランスデューサアレイから送信される回折ビームの音場分布を示す図である。
【符号の説明】
１０　マトリクスアレイトランスデューサ
１１　波形パターン記憶部
１２、３２、４２　波形情報設定部
１３　遅延パターン記憶部
１４、４３　遅延時間設定部
１５　駆動信号発生部
１６、３３、４４、５２、６２　送受信タイミング制御部
１７　検出信号処理部
１８　メモリ
１９　合成処理部
２０　画像処理部
２１　表示部
２２　演算処理部
３１、４１　ビーム位置設定部
５１、６１　アクチュエータ
１００　超音波トランスデューサアレイ
１０１　圧電素子
１０２、１０３　電極
ａ〜ｄ　サブアレイ
Ｖ１、Ｖ２、…　超音波トランスデューサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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