(57)【要約】【課題】超音波画像に含まれるスペックルを効果的に低減できるようにする。【解決手段】第１送信周波数ｆ１と第２送信周波数ｆ２とを有する２つの超音波が同時に送信される。受信信号に含まれる４つの周波数成分が抽出される。その場合においては、第１送信周波数に対応する周波数成分、第２送信周波数に対応する周波数成分、第１送信周波数と第２送信周波数の差の周波数に相当する周波数成分、及び、第１送信周波数と第２送信周波数の和に相当する周波数成分、が抽出される。必要に応じて、第１送信周波数の第２高調波に相当する周波数成分が抽出される。それらの周波数成分を加算合成することにより、簡易な装置構成で効果的にスペックルを低減できる。【選択図】図１
2007190045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周波数を有する第１送信波と、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２送信波と、を含む送信波群を同時に送信し、反射波を受信して受信信号を出力する送受信手段と、
前記第１周波数に対応した第１通過帯域特性を有し前記受信信号から第１周波数成分を抽出する第１フィルタと、前記第２周波数に対応した第２通過帯域特性を有し前記受信信号から第２周波数成分を抽出する第２フィルタと、前記第１周波数及び前記第２周波数の差又は和に相当する第３周波数に対応した第３通過帯域特性を有し前記受信信号から第３周波数成分を抽出する第３フィルタと、を含むフィルタ群を有するフィルタ手段と、
前記第１周波数成分、前記第２周波数成分及び前記第３周波数成分を含む周波数成分群を合成し、合成信号を生成する合成手段と、
前記合成信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
第１周波数を有する第１送信波と、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２送信波と、を含む送信波群を同時に送信し、反射波を受信して受信信号を出力する送受波手段と、
前記第１周波数に対応した第１通過帯域特性を有し前記受信信号から第１周波数成分を抽出する第１フィルタと、前記第２周波数に対応した第２通過帯域特性を有し前記受信信号から第２周波数成分を抽出する第２フィルタと、前記第１周波数及び前記第２周波数の差に相当する第３周波数に対応した第３通過帯域特性を有し前記受信信号から第３周波数成分を抽出する第３フィルタと、前記第１周波数及び前記第２周波数の和に相当する第４周波数に対応した第４通過帯域特性を有し前記受信信号から第４周波数成分を抽出する第４フィルタと、を含むフィルタ群を有するフィルタ手段と、
前記第１周波数成分、前記第２周波数成分、前記第３周波数成分及び前記第４周波数成分を含む周波数成分群を合成し、合成信号を生成する合成手段と、
前記合成信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置において、
前記第１送信波と前記第２送信波の初期位相をシフトさせる送信制御手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の装置において、
前記周波数成分群の合成に際して各周波数成分に重み付けを行う手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１又は２記載の装置において、
前記フィルタ手段と前記合成手段との間で前記各周波数成分に対して検波処理を行う手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の装置において、
前記送受信手段は、前記第１送信波を送信する第１振動子と、前記第２送信波を送信する第２振動子と、を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記第１振動子は複数の第１振動素子で構成されたアレイ振動子として構成され、
前記第２振動子は複数の第２振動素子で構成されたアレイ振動子として構成された、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項６記載の装置において、
前記第１振動子はリング状の振動子であり、
前記第２振動子は前記第１振動子の内部に設けられた円形の振動子である、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に関し、特に超音波画像に含まれるスペックルを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｂモード画像（二次元断層画像）等の超音波画像には、一般に、超音波の干渉等によって生じたノイズとしての多数のスペックルが含まれる。スペックルを低減することは超音波画像の画質を高める上で大切である。従来においては、２つのフレーム間で送受信位置、送信周波数、送信波の位相、等を異ならせ、それによる２つのフレームデータを合成することによって、スペックルを低減している（空間コンパウンド法、周波数コンパウンド法、位相差コンパウンド法、等）。なお、これに関連する技術が特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−３００９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
超音波画像には上記のように多数のスペックルが含まれ、それを効果的に軽減、除去することが要請される。しかしながら、２つのフレームを形成した上でそれらを合成すると、どうしてもリアルタイム性が低下してしまう。つまり、合成後におけるフレームレートが低下してしまうことになる。また、スペックルを低減するためには、互いに異なる送受信条件を多く適用して多くのデータを取得し、それらを合成するのが望ましいが、例えば多数の送信周波数（送信中心周波数）をもった多数の送信信号を利用すると、どうしても回路規模が大きくなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、超音波画像に含まれるスペックルを効果的に低減できる超音波診断装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、超音波画像に含まれるスペックルをフレームレートを低下させることなくしかも比較的簡易な構成で効果的に低減できる超音波診断装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、生体内における複数の送信波の物理的相互作用を利用した新しいスペックル低減方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る超音波診断装置は、第１周波数を有する第１送信波と、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２送信波と、を含む送信波群を同時に送信し、反射波を受信して受信信号を出力する送受信手段と、前記第１周波数に対応した第１通過帯域特性を有し前記受信信号から第１周波数成分を抽出する第１フィルタと、前記第２周波数に対応した第２通過帯域特性を有し前記受信信号から第２周波数成分を抽出する第２フィルタと、前記第１周波数及び前記第２周波数の差又は和に相当する第３周波数に対応した第３通過帯域特性を有し前記受信信号から第３周波数成分を抽出する第３フィルタと、を含むフィルタ群を有するフィルタ手段と、前記第１周波数成分、前記第２周波数成分及び前記第３周波数成分を含む周波数成分群を合成し、合成信号を生成する合成手段と、前記合成信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る超音波診断装置は、第１周波数を有する第１送信波と、前記第１周波数とは異なる第２周波数を有する第２送信波と、を含む送信波群を同時に送信し、反射波を受信して受信信号を出力する送受波手段と、前記第１周波数に対応した第１通過帯域特性を有し前記受信信号から第１周波数成分を抽出する第１フィルタと、前記第２周波数に対応した第２通過帯域特性を有し前記受信信号から第２周波数成分を抽出する第２フィルタと、前記第１周波数及び前記第２周波数の差に相当する第３周波数に対応した第３通過帯域特性を有し前記受信信号から第３周波数成分を抽出する第３フィルタと、前記第１周波数及び前記第２周波数の和に相当する第４周波数に対応した第４通過帯域特性を有し前記受信信号から第４周波数成分を抽出する第４フィルタと、を含むフィルタ群を有するフィルタ手段と、前記第１周波数成分、前記第２周波数成分、前記第３周波数成分及び前記第４周波数成分を含む周波数成分群を合成し、合成信号を生成する合成手段と、前記合成信号に基づいて超音波画像を形成する画像形成手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、送信時に、第１周波数（中心周波数）を有する第１送信波と、第２周波数（第２中心周波数）を有する第２送信波とが同時に生体内へ送信される。その後の受信時に、生体内からの反射波が受信される。ここで、反射波には、生体組織の非線形性による第１周波数の高調波及び第２周波数の高調波の他に、超音波の相互作用による、第１周波数と第２周波数の差に相当する周波数（差周波数）の超音波、及び、第１周波数と第２周波数の和に相当する周波数（和周波数）の超音波が含まれる。受信信号を処理するフィルタ手段には第１フィルタ、第２フィルタ、第３フィルタ、第４フィルタが含まれる。第１フィルタは第１周波数に対応した第１通過帯域特性を有し、第２フィルタは第２周波数に対応した第２通過帯域特性を有する。第３フィルタは上記の差周波数に対応した第３通過帯域特性を有し、第４フィルタは上記の和周波数に対応した第４周波数特性を有する。第３フィルタと第４フィルタの内で一方のみを設けることもできる。それぞれのフィルタを通過した複数の周波数成分は望ましくは検波処理された上で合成され、これにより合成信号が生成される。その合成信号に基づいて超音波画像が形成される。このように、生体内において複数の送信波の相互作用によって生成される差周波数及び／又は和周波数を利用して受信周波数成分を抽出できるので、簡易な構成でより多くの周波数成分に基づいて超音波画像を形成でき、これによりスペックルを低減できる。
【００１１】
送信周波数の組合せとしては、基本となる送信周波数をｆとした場合、例えば、ｆと３ｆ（３ｆは３×ｆを意味する。以下同様。）の組合せ、あるいは、ｆと４ｆの組合せが考えられる。前者の場合には、受信時に、ｆ，３ｆの他に２ｆ（＝３ｆ−ｆ），４ｆ（＝ｆ＋３ｆ）が観測される。後者の場合には、受信時に、ｆと４ｆの各周波数成分の他に、３ｆ（＝４ｆ−ｆ），５ｆ（＝ｆ＋４ｆ）の周波数成分が観測され、更に、ｆの第２高調波である２ｆの周波数成分等も観測可能である。差周波数及び和周波数が第２高調波周波数に一致するように、送信周波数の組合せを決定してもよいし、差周波数及び和周波数の各周波数成分の他に、独立して第２高調波の周波数成分が観測できるように、送信周波数の組合せを決定してもよい。抽出すべき周波数成分の組合せに応じて、フィルタ手段として設けるバンドパスフィルタ(ＢＰＦ)の個数及び特性を適宜定めればよい。例えば、上記構成に加えて、更に第２高調波用の第５フィルタを設けるようにしてもよい。使用する周波数の組合せを自動的にあるいはマニュアルで選択できるように構成してもよい。
【００１２】
望ましくは、前記第１送信波と前記第２送信波の初期位相をシフトさせる送信制御手段を含む。周波数を異ならせることの他に位相を異ならせればよりスペックルを低減できる。つまり、上記構成に対して、１又は複数のコンパウンド方式を組み合わせるのが望ましい。位相可変は自動的にあるいはマニュアルで行うことができる。
【００１３】
望ましくは、前記周波数成分群の合成に際して各周波数成分に重み付けを行う手段を含む。重み付けを行わせれば画質を調整でき、同時にスペックルの現れ方を調整できる。
【００１４】
望ましくは、前記フィルタ手段と前記合成手段との間で前記各周波数成分に対して検波処理を行う手段を含む。望ましくは、前記送受信手段は、前記第１送信波を送信する第１振動子と、前記第２送信波を送信する第２振動子と、を含む。望ましくは、前記第１振動子は複数の第１振動素子で構成されたアレイ振動子として構成され、前記第２振動子は複数の第２振動素子で構成されたアレイ振動子として構成される。望ましくは、前記第１振動子はリング状の振動子であり、前記第２振動子は前記第１振動子の内部に設けられた円形の振動子である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、超音波画像に含まれるスペックルを効果的に低減できる。本発明によれば、超音波画像に含まれるスペックルをフレームレートを低下させることなくしかも比較的簡易な構成で効果的に低減できる。あるいは、本発明によれば、生体内における複数の送信波の物理的相互作用を利用した新しいスペックル低減方式を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。
【００１８】
プローブ１０は生体の表面に当接して用いられあるいは体腔内に挿入して用いられる超音波探触子である。プローブ１０には超音波振動子が含まれ、超音波振動子としては例えば複数の振動素子を備えたアレイ振動子等が用いられる。アレイ振動子を用いる場合、１Ｄアレイ振動子、２Ｄアレイ振動子などの各種のアレイ振動子を用いることが可能である。その場合における電子走査方式としては、電子セクタ走査、電子リニア走査等が知られている。超音波振動子を機械的に走査してビーム走査面を構成するようにしてもよい。
【００１９】
プローブ１０には送信部１８が接続されている。送信部１８は、本実施形態において第１送信回路２０及び第２送信回路２２を有している。第１送信回路２０及び第２送信回路２２が実質的に単一の回路で構成されてもよい。ただし、送信部１８としては、互いに異なる中心周波数を有する複数の送信信号を同時に出力する回路構成を有するものが利用される。本実施形態においては、第１送信回路２０が第１中心周波数ｆ１を有する送信信号を出力しており、第２送信回路２２が第２中心周波数ｆ２を有する送信信号を出力している。第１送信信号の初期位相はφ１であり、第２送信信号の初期位相はφ２である。本実施形態においては、それらの送信信号間における初期位相差Δφ（＝φ１−φ２）を可変設定することが可能である。具体的には、第１送信回路２０及び第２送信回路２２はそれぞれ送信ビームフォーマーとして機能するものであり、所定の遅延関係をもった複数の送信信号を並列出力する回路として構成されている。
【００２０】
制御部２６は、図１に示される各構成の動作制御を行っている。本実施形態においては、制御部２６から第１送信回路２０及び第２送信回路２２へ制御信号が出力されており、制御部２６によって、第１送信信号についての中心周波数ｆ１及び初期位相φ１と、第２送信信号についての中心周波数ｆ２及び初期位相φ２と、が決定されている。
【００２１】
プローブ１０に対して上記のように第１送信信号（第１送信信号セット）及び第２送信信号（第２送信信号セット）が同時に供給されると、プローブ１０において２つの送信ビーム１２，１４が同時に形成されることになる。２つの送信ビーム１２，１４が同時に形成されると、総合送信ビームとしてそれらが単一の送信ビームを構成する。生体内に超音波が送波されると、生体内における各深さから反射波が生じ、それらの反射波はプローブ１０において受波される。その反射波（受信ビーム）が符号１６によって表されている。この場合においては、２つの送信周波数に対応する２つの受信周波数成分の他、第１送信信号と第２送信信号の差に相当する差周波数の信号成分と第１送信周波数と第２送信周波数の和に相当する和周波数の信号成分と、が観測されることになる。更に、生体内の非線形効果によって第１送信周波数及び第２送信周波数の第２高調波に相当する周波数成分も観測されることになる。
【００２２】
そのような各種の周波数成分をもった受信信号がプローブ１０から受信部２４へ出力される。実際には複数の振動素子からの複数の受信信号が受信部２４へ出力されることになる。受信部２４は受信ビームフォーマーとして構成されており、複数の受信信号に対する整相加算処理によって整相加算後の受信信号を出力している。その受信信号はフィルタ部２８に出力されている。
【００２３】
フィルタ部２８は、本実施形態において４つのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３０，３２，３４，３６によって構成されており、それらには受信信号が並列的に入力されている。ＢＰＦ３０は第１送信周波数に対応する通過帯域特性を有しており、その中心周波数は上記のｆ１と同一のＦ１である。ＢＰＦ３２は第２送信周波数に対応した通過帯域特性を有しており、その中心周波数は上記のｆ２と同一のＦ２である。ＢＰＦ３４は図１に示す例において上記の差周波数に対応する通過帯域特性を有しており、その中心周波数は上記の差周波数に一致するＦ３である。ＢＰＦ３６は図１に示す例において上記の和周波数に対応する通過帯域特性を有しており、その中心周波数は上記の和周波数と同じＦ４である。
【００２４】
すなわち、図１に示す例では、第１送信周波数、第２送信周波数、差周波数及び和周波数の４つの周波数に対応した周波数成分が抽出されている。ここで、例えばｆ１は２ＭＨｚであり、ｆ２は６ＭＨｚである。この場合において、差周波数は４ＭＨｚであり、和周波数は８ＭＨｚである。すなわち、第１送信周波数をｆとした場合、ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆの４つの周波数に対応する周波数成分が観測されることになる。ここで、２ｆは、差周波数に相当すると共に、ｆの第２高調波の周波数にも相当する。
【００２５】
別の例においては、第１送信周波数として２ＭＨｚが選択され、第２送信周波数として８ＭＨｚが選択される。このような周波数の組み合わせが採用される場合、第１送信周波数をｆとすれば、ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆ、５ｆが観測されることになる。ここで、５ｆはかなり高域に存在するため、実際上は４ｆまでの周波数帯域をそれぞれ個別的に観測するのが望ましい。そのような場合にも図１に示した４つのバンドパスフィルタによる構成を利用することが可能である。ちなみに、そのような構成例では、２ｆはｆの第２高調波に対応し、３ｆは差周波数に対応することになる。
【００２６】
フィルタ部２８の後段に設けられた信号処理部３８は、４つのＢＰＦ３０，３２，３４，３６に対応して設けられた４つの信号処理回路４０，４２，４４，４６を有している。各信号処理回路４０，４２，４４，４６はそれぞれ検波器、対数圧縮回路、等の各種の信号処理回路を具備している。信号処理部３８の後段には加算合成部４８が設けられている。加算合成部４８は、各バンドパスフィルタを通過した周波数成分をその信号処理後において重み付け加算する回路である。各周波数成分に与える重みとしては適宜設定することが可能である。例えばＢモード画像（二次元白黒断層画像）を観察しながら各重みの値を適宜設定するようにしてもよい。
【００２７】
加算合成部４８から出力された加算合成処理後の受信信号はデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）５０に入力される。このＤＳＣ５０は周知のように座標変換処理や補間処理などを実行する回路であり、ＤＳＣ５０によって受信信号に基づいてＢモード画像が形成される。その画像データは表示部５２に送られ、表示部５２上にはＢモード画像が表示されることになる。本実施形態においては、Ｂモード画像に含まれるスペックルをより低減するために、上述したように互いに送受信条件が異なる複数の周波数成分が加算合成されている。
【００２８】
図１に示す構成例によれば、送信部において２つの送信信号を生成すれば、受信時において３つ以上の、具体的には４つの信号成分を得ることができ、これによって装置構成を簡略化しつつも、効果的なスペックル低減を行うことが可能である。特に、本実施形態においては、差周波数及び和周波数という体内で生じる超音波の相互作用を積極的に利用して新しいコンパウンド方式を実現できるという利点がある。本実施形態においては４つの周波数成分を利用したが、３つあるいは５以上の周波数成分を利用してもよい。また上記の例においては、差周波数成分（ただし、第２高調波成分にも相当する）及び和周波数成分を利用したが、差周波数成分と第２高調成分をそれぞれ独立して生じさせるように送信周波数の組み合わせを設定するようにしてもよい。更に、上記実施形態においては、制御部によって第１送信信号と第２送信信号の初期位相を独立して設定可能であり、つまり２つの送信信号間における初期位相差Δφを適宜調整することができるので、例えばスペックルパターンを観測しながら、それが最も低減されるように初期位相差を適宜調整できるという利点がある。後述する実験例においては例えば初期位相差が９０度の場合において良好な結果が得られている。もちろん、他の初期位相差を利用するようにしてもよい。
【００２９】
図２には、プローブ１０に設けられる超音波振動子の一例が示されている。超音波振動子５４は、公知の１．５Ｄアレイ振動子と同様の構造を有している。すなわち、中央に振動素子列５６が形成されており、その両側に２つの振動素子列５８，６０が形成されている。ここで、２つの振動素子列５８，６０は上記の第１送信信号を送信するアレイ振動子に相当しており、中央の振動素子列５６は上記の第２送信信号を超音波として送波するアレイ振動子に相当している。ちなみに、Ｘ方向は超音波ビームの電子走査方向を表しており、Ｙ方向はそれに直交する方向である。信号線の接続関係について説明すると、符号６２は１チャンネル分のＹ方向に並んだ３つの振動素子を示している。第１送信信号は信号線７０、スイッチ７２を経由して信号線７４に流され、分岐点７５を経由して２つの信号線７６，７８を経由して２つの振動素子５８ａ，６０ａに供給されている。一方、第２送信信号は信号線６４及びスイッチ６６を経由して信号線６８に流され、その信号線６８から振動素子５６ａに供給されている。一方、振動素子５８ａ，６０ａから出力される受信信号は信号線７６，７８、信号線７４及びスイッチ７２を経由して信号線８０に流され、合流点を経由して信号線８４へ流されている。また、振動素子５６ａからの受信信号は信号線６８、スイッチ６６及び信号線８２を経由してまた合流点を経由して信号線８４に流されている。すなわち３つの振動素子５６ａ，５８ａ，６０ａからの受信信号が合成されて１つの受信信号として出力されている。このような構成が各チャンネルごとに設けられている。ちなみに、スイッチ６６，７２は送信時及び受信時において信号が流れる方向を決定する回路である。
【００３０】
図３には他の超音波振動子８６が示されている。この超音波振動子８６はリング状の振動素子９０とその内部に設けられた円形の振動素子８８とによって構成されている。第１送信信号は、信号線９８、スイッチ１００及び信号線１０２を介して振動素子９０へ出力されている。また第２送信信号は信号線９２、スイッチ９４及び信号線９６を介して振動素子８８へ供給されている。受信時においては、振動素子９０から出力された受信信号は信号線１０２、スイッチ１００及び信号線１０６を介して更に合流点を経由して信号線１０８へ流されている。同様に、振動素子８８から出力された受信信号は信号線９６、スイッチ９４及び信号線１０４を経由して、更に合流点を経由して信号線１０８へ流されている。ちなみに、このような超音波振動子８６に対して機械的な走査機構１１０を連結し、いわゆるメカニカル走査を行うこともできる。すなわち超音波振動子８６によって形成される超音波ビームを機械的に走査することにより、メカニカルセクタ走査を実現するものである。
【００３１】
図４には、更に他の超音波振動子１１２が示されている。超音波振動子１１２は、二層化されており、下層１１４は送信用として機能し、上層１１６は受信用として機能している。下層１１４においては上述した図３に示す構造と同様の構成が採用されており、すなわちリング状の振動素子１２０と円形の振動素子１１８によって構成されている。それらの振動素子１１８，１２０は例えばＰＺＴ等の材料によって構成される。上層１１６は例えばＰＶＤＦ等の材料によって形成されており、受信振動子として機能するものである。上層１１６に相当する振動素子は下層１１４に相当する振動素子の全体を覆っており、そこから信号線１２６を介して受信信号が出力されている。このような二層化構造を採用することにより、受信時における受信帯域をより広げることが可能となる。このような超音波振動子１１２を利用する場合においても、機械走査機構を組み合わせ適用するようにしてもよい。また二層化の技術は例えば図２に示したアレイ振動子に適用することも可能である。
【００３２】
本実施形態に係る超音波診断装置によれば、簡易な構成でありながら超音波画像の画質を向上できるという利点がある。具体的には、超音波画像に含まれるスペックルを効果的に低減することができるので、組織の構造を明瞭に表す超音波画像を構成して画像診断の精度を高められるという利点がある。上記においてはＢモード画像の形成について説明したが、本発明はＭモード画像等の他の超音波画像を形成する場合においても同様に適用することが可能である。
【００３３】
次に図５乃至図７を用いてシミュレーション実験結果を説明する。前提とした振動子は、図３又は図４に示した構造を有する振動子であり、外側リング状の送信用振動素子の外形が１７ｍｍであり、その内径が９ｍｍである。内側円形の送信用振動素子の直径は７ｍｍである。焦点距離は４５ｍｍとしており、周波数依存減数は１ｄＢ／ｃｍ／ＭＨｚを仮定している。各図において、縦軸は音圧を示しており、第１の水平軸は深さ軸方向の距離を示しており、第２の水平軸は振動素子中心から正面方向へ伸びる中心軸からの変位距離を示している。送信波は連続波としているが、パルス波であっても基本的に同様の結果を得られるものと考えられる。
【００３４】
図５には、送信周波数の組合せが２ＭＨｚと６ＭＨｚの場合の実験結果が示されている。詳しくは、受信時に観測される２，４，６，８ＭＨｚの各周波数成分が（ａ）〜（ｄ）のグラフで示されている。ちなみに、２つの送信周波数の初期位相差は０度としている。ここで、２，６ＭＨｚは２つの送信中心周波数に相当しており、４ＭＨｚは差周波数（及び２ＭＨｚの第２高調波）に相当する。８ＭＨは和周波数に相当する。図示されるように、４ＭＨｚの周波数成分についてはビームパターンがかなり複雑となっている。これは差周波数成分と第２高調波成分が干渉しているためであると考えられる。この４ＭＨｚの周波数成分に関し、初期位相差Δφを０度、３０度、６０度、９０度と変化させた場合の実験結果が図６の（ａ）〜（ｄ）に示されている。０度から９０度へ変化するのに従って、音圧分布が滑らかに改善している。その他の条件は図５に示したものと同一である。図７には、送信数周波数の他の組合せについての実験結果が示されている。ここでは、２ＭＨｚと８ＭＨｚが用いられている。ちなみに、初期位相差は０度としている。この場合には、受信時に、２つの送信周波数の他に、第２高調波である４ＭＨｚ成分が観測され、差周波数６Ｍｚが観測される。更に、和周波数１０ＭＨｚが観測され得るが、図７にはその音場を示すグラフについては示されていない。
【００３５】
以上の実験結果から、差周波数成分及び和周波数成分を十分に利用できることが理解でき、また必要に応じて初期位相差を適宜設ければより良好な音場を形成できることが理解できる。更に、色々な送信周波数の組合せを必要に応じて選択すればよいことが理解できる。その場合に差周波数と第２高調波の各周波数成分を利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】超音波振動子の一例を説明する図である。
【図３】超音波振動子の他の例を説明する図である。
【図４】超音波振動子の更に他の例を説明するための図である。
【図５】２ＭＨｚと６ＭＨｚの２つの送信周波数を用いた場合における各受信周波数ごとの音場を示す図である。
【図６】４ＭＨｚの受信帯域における初期位相差ごとの音場を示す図である。
【図７】２ＭＨｚ及び８ＭＨｚの２つの送信周波数を用いた場合における各受信周波数ごとの音場を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  プローブ、１８  送信部、２０  第１送信回路、２２  第２送信回路、２４  受信部、２６  制御部、２８  フィルタ部、３８  信号処理部、４０  加算合成部。
【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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