(57)【要約】【課題】振動子の数に比べ、結合ケーブル内の信号線数を少なくすることができ、結合ケーブルを細くしその柔軟性を向上させた超音波受波器を提供する。【解決手段】配列変調器１３〜１５がそれぞれ、振動子１〜１６の各グループに対応して設けられ、各グループの振動子から出力される同一の周波数帯域幅（Δｆ）を有する複数の受信信号をそれぞれ、複数の変調器１３２〜１３４、１４２〜１４４、１５２〜１５４で異なる周波数の変調信号（ｆ２、ｆ３、ｆ４）により変調し、アンプ１３１、１４１、１５１からの受信信号と加算して出力する。各配列変調器から結合ケーブル３１を介した加算信号は、それぞれ、配列復調器２１〜２３内の複数の復調器で変調信号により復調されて、複数の受信信号として出力され、遅延加算器２５により遅延加算される。【選択図】  図１
2004294333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配列され複数のグループに分けられた複数の振動子と、
前記複数の振動子の各グループに対応して設けられ、各グループの前記振動子から出力される複数の受信信号をそれぞれ、複数の変調器で変調して出力する配列変調器と、
前記配列変調器から出力された信号を、複数の復調器で復調して前記複数の受信信号を出力する配列復調器と、
前記配列復調器から出力された複数の復調信号を遅延加算する遅延加算部部と、
前記配列変調器と前記配列復調器を結合する結合ケーブルとを備えたことを特徴とする超音波受波器。
【請求項２】
前記配列変調器は、各グループにおける１つの振動子からの受信信号を増幅する１つのアンプを備え、前記アンプの出力信号と、各グループにおける他の振動子からの受信信号を前記複数の変調器で変調した被変調信号とを、加算して出力することを特徴とする請求項１記載の超音波受波器。
【請求項３】
前記振動子の各グループに対応する各配列変調器間において変調信号が共通であることを特徴とする請求項１記載の超音波受波器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元状に配列された超音波振動子を用いた超音波受波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超音波受波器は、超音波診断装置の超音波プローブとして、２次元状に配列された振動子と遅延加算回路で構成されており、振動子からの受信信号を直接遅延加算することにより、受波指向性を３次元的に制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５４１２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の超音波受波器においては、振動子の数が増えると超音波振動子と遅延加算回路を結合する信号線の数も増え、信号線を束ねた結合ケーブルが太く、柔軟性に乏しくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、振動子の数に比べ、結合ケーブル内の信号線数を少なくすることができ、結合ケーブルを細くしその柔軟性を向上させた超音波受波器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る超音波受波器は、２次元状に配列され複数のグループに分けられた複数の振動子と、複数の振動子の各グループに対応して設けられ、各グループの振動子から出力される複数の受信信号をそれぞれ、複数の変調器で変調して出力する配列変調器と、配列変調器から出力された信号を、複数の復調器で復調して複数の受信信号を出力する配列復調器と、配列復調器から出力された複数の復調信号を遅延加算する遅延加算部部と、配列変調器と配列復調器を結合する結合ケーブルとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、配列変調器と配列復調器を結合する信号線の数を振動子の数より減らすことが可能となり、信号線を束ねた結合ケーブルを細くしその柔軟性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る超音波受波器において、配列変調器は、各グループにおける１つの振動子からの受信信号を増幅する１つのアンプを備え、アンプの出力信号と、各グループにおける他の振動子からの受信信号を複数の変調器で変調した被変調信号とを、加算して出力することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、より多くの振動子からの受信信号を加算することができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る超音波受波器において、振動子の各グループに対応する各配列変調器間において変調信号が共通であることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、使用する変調信号の数を少なくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る超音波受波器の一構成例を示すブロック図である。
【００１４】
図１において、振動子１〜１２は２次元に配列されるとともに、３つのグループに分けられ、振動子１〜４は配列変調器１３に、振動子５〜８は配列変調器１４に、振動子９〜１２は配列変調器１５に接続される。
【００１５】
配列変調器１３において、アンプ１３１には振動子１からの受信信号が入力され、変調器１３２には振動子２からの受信信号が入力され、変調器１３３には振動子３からの受信信号が入力され、変調器１３４には振動子４からの受信信号が入力される。また、変調器１３２、１３３、１３４には、それぞれ、配列変調信号発生器２４が発生する異なる周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４の変調信号が入力される。アンプ１３１の出力信号と、変調器１３２〜１３４の各出力信号とは周波数多重され、配列変調器１３の出力信号となる。
【００１６】
配列変調器１４において、アンプ１４１には振動子５からの受信信号が入力され、変調器１４２には振動子６からの受信信号が入力され、変調器１４３には振動子７からの受信信号が入力され、変調器１４４には振動子８からの受信信号が入力される。また、変調器１４２、１４３、１４４には、それぞれ、配列変調信号発生器２４が発生する異なる周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４の変調信号が入力される。アンプ１４１の出力信号と、変調器１４２〜１４４の各出力信号とは加算され、配列変調器１４の出力信号となる。
【００１７】
配列変調器１５において、アンプ１５１には振動子９からの受信信号が入力され、変調器１５２には振動子１０からの受信信号が入力され、変調器１５３には振動子１１からの受信信号が入力され、変調器１５４には振動子１２からの受信信号が入力される。また、変調器１５２、１５３、１５４には、それぞれ、配列変調信号発生器２４が発生する異なる周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４の変調信号が入力される。アンプ１５１の出力信号と、変調器１５２〜１５４の各出力信号とは加算され、配列変調器１５の出力信号となる。ここで、各配列変調器１３、１４、１５間において、異なる周波数の変調信号ｆ２、ｆ３、ｆ４が共通である。また、振動子１〜１２と配列変調器１３〜１５は、探触子ケース１６に収納されている。
【００１８】
配列変調器１３、１４、１５の出力信号は、それぞれ、結合ケーブル３１を介して配列復調器２１、２２、２３に供給される。
【００１９】
図２は、主に配列復調器２１〜２３の内部構成を示すブロック図である。
【００２０】
図２において、配列復調器２１は、フィルタ２１１と、復調器２１２〜２１４とで構成される。復調器２１２、２１３、２１４には、それぞれ、配列変調信号発生器２４が発生する異なる周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４の変調信号が入力される。フィルタ２１１の出力信号と、復調器２１２〜２１４の各出力信号は遅延加算器２５に入力される。
【００２１】
配列復調器２２は、フィルタ２２１と、復調器２２２〜２２４とで構成される。復調器２２２、２２３、２２４には、それぞれ、配列変調信号発生器２４が発生する異なる周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４の変調信号が入力される。フィルタ２２１の出力信号と、復調器２２２〜２２４の各出力信号は遅延加算器２５に入力される。
【００２２】
配列復調器２３は、フィルタ２３１と、復調器２３２〜２３４とで構成される。復調器２３２、２３３、２３４には、それぞれ、配列変調信号発生器２４が発生する異なる周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４の変調信号が入力される。フィルタ２３１の出力信号と、復調器２３２〜２３４の各出力信号は遅延加算器２５に入力される。
【００２３】
遅延加算器２５の出力信号は、信号処理部２６で信号処理され、表示部２７で画像表示される。また、配列復調器２１〜２３と、配列信号発生器２４と、遅延加算器２５と、信号処理部２６と、表示部２７は、本体３０に収納されている。
【００２４】
次に、以上のように構成された超音波受波器の動作について説明する。
【００２５】
まず、各振動子１〜１６は同一の周波数帯域幅Δｆ（低域遮断周波数ｆＬ〜高域遮断周波数ｆＨまでの帯域幅）の受信信号を発生する。配列変調器１３内の変調器１３２において、受信信号に周波数ｆ２の変調信号が乗ぜられるので、その出力信号の周波数帯域幅はｆ２±Δｆとなる。ここで、受信信号の最高周波数成分ｆＨと周波数ｆ２−Δｆが重ならないように周波数ｆ２が選ばれる。変調器１３３において、受信信号に周波数ｆ３の変調信号が乗ぜられるので、その出力信号の周波数帯域幅はｆ３±Δｆとなる。ここで、周波数ｆ２＋Δｆと周波数ｆ３−Δｆが重ならないように周波数ｆ３が選ばれる。変調器１３４において、受信信号に周波数ｆ４の変調信号が乗ぜられるので、その出力信号の周波数帯域幅はｆ４±Δｆとなる。ここで、周波数ｆ３＋Δｆと周波数ｆ４−Δｆが重ならないように周波数ｆ３が選ばれる。
【００２６】
配列復調器２１において、フィルタ２１１は受信信号の周波数帯域幅と同じ周波数帯域幅Δｆの通過特性を有し、振動子１からの受信信号を出力する。復調器２１２、２１３、２１４では、それぞれ、配列変調器１３からの加算信号に配列信号発生器２４からの周波数ｆ２、ｆ３、ｆ４の変調信号が乗ぜられ、周波数帯域幅Δｆのフィルタ（不図示）を通過させて、振動子２、３、４からの受信信号が出力される。同様にして、配列復調器２２は振動子５〜８からの受信信号を出力し、配列復調器２３は振動子９〜１２からの受信信号を出力する。以上のようにして、配列復調器２１〜２３により得られた受信信号は遅延加算器２５で遅延加算される。
【００２７】
このようにして、結合ケーブルに収納される信号線を、配列変調器１３〜１５からの３本と、配列変調信号発生器からの３本の計６本とすることができる。この本数は、配列された振動子１〜１２からの受信信号に対応した１２本の信号線を遅延加算器２５に直接接続する場合に比べ、１／２と少ない。
【００２８】
以上のように、本実施の形態によれば、２次元状に配列された振動子を複数のグループに分け、各グループに配列変調器を設けることにより、結合ケーブルに収納される信号線の数を少なくすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、振動子の数に比べ、結合ケーブル内の信号線数を少なくすることができ、結合ケーブルを細くしその柔軟性を向上させた超音波受波器を提供することが可能になる、という格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波受波器の一構成例を示すブロック図
【図２】図１の配列復調器の内部構成を主に示すブロック図
【符号の説明】
１〜１２  振動子
１３〜１５  配列変調器
１３１、１４１、１５１  アンプ
１３２〜１３４、１４２〜１４４、１５２〜１５４  変調器
１６  探触子ケース
２１〜２３  配列復調器
２１１、２２１、２３１  フィルタ
２１２〜２１４、２２２〜２２４、２３２〜２３４  復調器
２４  配列変調信号発生器
２５  遅延加算器
２６  信号処理部
２７  表示部
３０  本体
３１  結合ケーブル
【図１】
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【図２】
2004294333.tif 000004