(57)【要約】【課題】対象物までの距離が長く、往復伝播時間を要する場合にも、高速の合成開口処理を可能とする超音波画像化装置及び超音波画像かプログラムを提供すること。【解決手段】本超音波画像化装置によれば、超音波プローブを構成する各圧電素子ＴＮＮと超音波による画像化領域との間の最大距離と最小距離とを用いて、各圧電素子からの送信超音波が画像化領域Ａで反射して戻ってきても混信せず、また、送信超音波と受信超音波が直接混ざることがない範囲で、送信時間間隔ｔを定義する。当該定義された送信時間間隔ｔを用いて超音波を送信し、得られた反射波を用いて、開口合成処理を実行する。【選択図】      図９
2009210271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが、供給される駆動信号に応答して超音波を送信し、超音波を受信して電気信号を発生する複数の圧電素子を有する超音波プローブと、
前記各圧電素子と、画像化を行う対象となる画像化領域との間の最大距離と最小距離とから、前記複数の圧電素子のいずれかから送信された超音波が前記画像化領域で反射され前記複数の圧電素子のいずれかにおいて受信されるまでの最短時間と最長時間とを計算する計算手段と、
前記最短時間と最長時間とに基づいて、超音波の送信時間間隔を決定し、当該送信時間間隔に従って、前記複数の圧電素子への駆動信号の供給タイミングを制御する制御手段と、
前記送信時間間隔に従って送信された超音波の反射波を受信することで、前記複数の圧電素子が発生した各電気信号を用いて、超音波画像を生成する画像生成手段と、
を具備することを特徴とする超音波画像化装置。
【請求項２】
前記計算手段は、前記各圧電素子と前記画像化領域との間の最大距離及び最小距離と、前記各圧電素子における超音波送信の開始時刻及び終了時刻とから、送信された超音波が前記画像化領域で反射され前記複数の圧電素子のいずれかにおいて受信されるまでの最短時間と最長時間とを、前記圧電素子毎に計算し、
前記画像生成手段は、前記最短時間及び最長時間を規準とする前記圧電素子毎の電気信号を用いて、前記超音波画像を生成すること、
を特徴とする請求項１記載の超音波画像化装置。
【請求項３】
前記画像化領域は、直方体領域又は円錐台領域であることを特徴とする請求項１又は２記載の超音波画像化装置。
【請求項４】
それぞれが、供給される駆動信号に応答して超音波を送信し、超音波を受信して電気信号を発生する複数の圧電素子を有する超音波画像化装置のコンピュータに、
前記各圧電素子と画像化を行う対象となる画像化領域との間の最大距離と最小距離とから、前記複数の圧電素子のいずれかから送信された超音波が前記画像化領域で反射され前記複数の圧電素子のいずれかにおいて受信されるまでの最短時間と最長時間とを計算させる計算機能と、
前記最短時間と最長時間とに基づいて、超音波の送信時間間隔を決定し、当該送信時間間隔に従って、前記複数の圧電素子への駆動信号の供給タイミングを制御させる制御機能と、
前記送信時間間隔に従って送信された超音波の反射波を受信することで、前記複数の圧電素子が発生した各電気信号を用いて、超音波画像を生成させる画像生成機能と、
を実現させることを特徴とする超音波画像化プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海中などの流体中に存在する対象物体に対して超音波を発信し、当該対象物体からの反射超音波を使って超音波画像を生成する超音波画像処理装置、及び超音波画像化プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
海中では電波が十分伝わらないため、透明度以上の距離がある物体の位置や形状を画像化するには、音波を利用したソーナーが用いられている。ソーナーの中でも周波数の高い超音波を用いた場合には波長が小さくなり、画像分解能が向上することが知られている。すなわち、このような超音波の反射を用いた画像化装置の分解能は、超音波の波長に比例するが、同時に対象物体までの距離に比例し、トランスデューサの大きさ(開口長)に反比例する。従って、距離の長い物体の画像分解能を向上させるには、複数の超音波トランスデューサの反射波を用いて合成開口し開口長を大きくすることが考えられる。
【０００３】
ところが、海中での超音波の伝播速度は概ね、毎秒１５００ｍであり、例えば１００ｍの距離にある対象物の反射波を受信するには、発信後約０．１３秒の往復伝播時間がかかることになる。従って、シングアラウンド方式のように１組の超音波トランスデューサの発受信を終了してから次の組合せの発受信を順次行わせると、合成開口で発受信を行う回数×往復伝播時間を要することになる。
【０００４】
なお、本願に関連する公知文献としては、例えば次のようなものがある。
【特許文献１】特開平４−２０６５８８号公報
【特許文献２】特開平３−１７４０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように伝搬速度が光などに比べて遅い超音波の反射を使った画像化装置（超音波画像化装置）では、対象物までの往復伝播時間を要し、多数の発受信の組合せからなる合成開口手法を用いる際には、画像合成に要する時間がかかり、動きのある対象物の画像化精度の低下や、動画が作れないなどの課題が生じている。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、対象物までの距離が長く、往復伝播時間を要する場合にも、高速の合成開口処理を可能とする超音波画像化装置及び超音波画像かプログラム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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、それぞれが、供給される駆動信号に応答して超音波を送信し、超音波を受信して電気信号を発生する複数の圧電素子を有する超音波プローブと、前記各圧電素子と画像化を行う対象となる画像化領域との間の最大距離と最小距離とから、前記複数の圧電素子のいずれかから送信された超音波が前記画像化領域で反射され前記複数の圧電素子のいずれかにおいて受信されるまでの最短時間と最長時間とを計算する計算手段と、前記最短時間と最長時間とに基づいて、超音波の送信時間間隔を決定し、当該送信時間間隔に従って、前記複数の圧電素子への駆動信号の供給タイミングを制御する制御手段と、前記送信時間間隔に従って送信された超音波の反射波を受信することで、前記複数の圧電素子が発生した各電気信号を用いて、超音波画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波画像化装置である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、それぞれが、供給される駆動信号に応答して超音波を送信し、超音波を受信して電気信号を発生する複数の圧電素子を有する超音波画像化装置のコンピュータに、前記各圧電素子と前記画像化領域との間の最大距離と最小距離とから、前記複数の圧電素子のいずれかから送信された超音波が前記画像化領域で反射され前記複数の圧電素子のいずれかにおいて受信されるまでの最短時間と最長時間とを計算させる計算機能と、前記最短時間と最長時間とに基づいて、超音波の送信時間間隔を決定し、当該送信時間間隔に従って、前記複数の圧電素子への駆動信号の供給タイミングを制御させる制御機能と、前記送信時間間隔に従って送信された超音波の反射波を受信することで、前記複数の圧電素子が発生した各電気信号を用いて、超音波画像を生成させる画像生成機能と、を実現させることを特徴とする超音波画像化プログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
以上本発明によれば、対象物までの距離が長く、往復伝播時間を要する場合にも、高速の合成開口処理を可能とする超音波画像化装置及び超音波画像かプログラムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る超音波画像処理装置１のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波画像処理装置１は、超音波プローブ１０、増幅器１２、Ａ／Ｄ変換器１４、距離信号演算回路１６、画像生成回路１８、発信器２０、切替回路２２、発信制御部２４、表示制御部２６、表示部２８、操作部３０を具備している。
【００１３】
超音波プローブ１０は、マトリックス状に配列された複数の圧電素子Ｔ１１、Ｔ２１、・・・・、ＴＮＮを有している。各圧電素子は、供給される駆動信号に基づき超音波を発生し、また超音波を受信して所定の波形を有する電気信号を発生する。
【００１４】
増幅器１２は、各圧電素子が発生した受信超音波形を増幅し、Ａ／Ｄ変換器１４に送り出す。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換器１４は、増幅器１２から受け取った増幅後の受信信号をＡ／Ｄ変換（アナログ／ディジタル変換）する。
【００１６】
距離信号演算回路１６は、Ａ／Ｄ変換後の受信信号に基づいて、画像化の対象物と各圧電素子との間の距離を計算する。
【００１７】
画像生成回路１８は、各圧電素子の位置情報と計算された画像化の対象物と各圧電素子との距離とに基づいて、対象物に関する超音波画像を各圧電素子毎（各チャネル毎）に生成する。ここで、チャネルとは、圧電素子ＴＮＮ毎に設けられている増幅器１２、Ａ／Ｄ変換器１４、距離信号演算回路１６、画像生成回路１８からなる受信系統を意味する。
【００１８】
発信器２０は、所定のレート周波数ｆｒ  Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するための駆動信号を繰り返し発生する。
【００１９】
切替回路２２は、発信制御部２４からの制御信号に従ってスイッチを切り替え、発信器２０からの駆動信号を所定の圧電素子に所定のタイミングで供給する。
【００２０】
発信制御部２４は、発信器２０からの駆動信号を供給する圧電素子の選択、供給タイミング（供給間隔）に関する制御、及び各圧電素子による反射超音波の受信タイミング制御を行う。特に、発信制御部２４は、後述する最大／最小距離を用いた開口合成機能に従って、各圧電素子への駆動信号の供給（すなわち、各圧電素子からの超音波送信）、及び各圧電素子による反射超音波の受信のタイミングを制御する。
【００２１】
表示制御部２６は、画像生成回路１８において生成されたチャネル毎の超音波画像を合成し、画像化対象物の形状、内部構造等を示す超音波画像を生成する。
【００２２】
表示部２８は、表示制御部２６において生成された超音波画像等を所定の形態で表示する。
【００２３】
操作部３０は、操作者からの各種指示、条件の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体１にとりこむための各種スイッチ、ボタン、トラックボール１３ｓ、マウス１３ｃ、キーボード１３ｄ等を有している。
【００２４】
（最大／最小距離を用いた開口合成機能）
次に、本超音波画像化装置１が有する最大／最小距離を用いた開口合成機能について説明する。この機能は、超音波プローブ１０を構成する各圧電素子ＴＮＮと超音波による画像化領域との間の距離のうち、最大距離と最小距離とを用いて、開口合成を行うものである。
【００２５】
［最小経路Ｌ１及び最大経路Ｌ２の計算］
図２は、各圧電素子ＴＮＮと画像化領域Ａとの位置関係を示した図である。画像化領域Ａは、超音波により画像化を行う対象となる領域である。図２に示す例では、画像化領域Ａは、超音波プローブ１０の圧電素子ＴＮＮがマトリックス状に配列されている面（すなわち、超音波送受信面）の中央から画像化領域Ａの中心まで距離Ｈ０に、超音波プローブ１０の照射面に直交する形で奥行き２ΔＨ、幅２Ｗ、高さ２Ｈの直方体領域として定義されている。
【００２６】
この様な位置関係において、超音波プローブ１０の照射面に直交する直交座標系を設定し、圧電素子ＴＮＮと超音波による画像化領域との間の最大距離及び最小距離を計算する。
【００２７】
図３は、図２で設定された画像化領域Ａと、超音波プローブ１０の各圧電素子ＴＮＮとの最小距離Ｌ１を示したものである。同図に示すように、画像化領域Ａとマトリックス超音波プローブ１０とが図３のように正対している場合は、最小距離Ｌ１は、次の式（１）で表すことができる。
【００２８】
Ｌ１  ＝  ２（Ｈ０−ΔＨ）                （１）
図３は、図２で設定された画像化領域Ａと、超音波プローブ１０の各圧電素子ＴＮＮとの最大距離Ｌ２を示したものである。なお、最大距離Ｌ２は、どの圧電素子から発信されたかによって幾分異なる。例えば、図４のようにお互いが正対している場合に、超音波プローブ１０の照射面中央にある圧電素子から発信したケースでは、発信した圧電素子から最も遠い画像化領域Ａの端点までの距離Ｌ２１と、先の画像化領域Ａの端点から対角線上逆の超音波プローブ１０の照射面上にある圧電素子までの距離Ｌ２２との和が最大距離となる。
【００２９】
すなわち、超音波プローブ１０の中心と画像化領域の中心が最小距離Ｈ０にある図２のような配置で、発信する圧電素子が超音波プローブ１０の中心にある場合には、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２はそれぞれ次式のように与えられる。
【００３０】
Ｌ２１＝（Ｈ０＋ΔＨ）２＋Ｄ２＋Ｗ２）0.5                      （２）
Ｌ２２＝（Ｈ０＋ΔＨ）２＋（Ｄ+ｄ）２＋（Ｗ+ｄ）２）0.5        （３）
Ｌ２＝Ｌ２１＋Ｌ２２                              （４）
ここで、ｄは図２に示す超音波プローブ１０の圧電素子によって形成される超音波照射面の１辺の長さの半分を示す。
【００３１】
なお、以上述べた図２乃至図４の例では、画像化領域Ａを直方体領域とし、超音波プローブ１０の超音波照射面を規準とした直交座標系により、最小距離Ｌ１と最大距離Ｌ２とを定義した。しかしながら、この表現はあくまでも一例であり、本発明の技術的思想は、当該例に拘泥されない。例えば円筒座標系（半径及び高さ）や球座標系（中心からの距離）といった別の表現により、最小距離Ｌ１と最大距離Ｌ２とを定義するようにしてもよい。
【００３２】
特に、圧電素子から送信される超音波は、一般にある幅をもったビーム形状をもって送信されるため、例えるならば送信位置を頂点とした円錐台の範囲に送信超音波が伝達されていく。従って、画像化領域Ａを円錐台領域として定義するのは好適な例であり、係る場合には、最小距離Ｌ１及び最大距離Ｌ２は、以下のようにして計算することができる。
【００３３】
図５は、各圧電素子ＴＮＮと円錐台領域としてとしての画像化領域Ａとの位置関係を示した図である。同図に示すように、画像化領域Ａの最奥部までの長さをＤとし、Ｄにおける円錐台の半径をＲとする。このとき、画像化領域の奥行き長さをＨとすると、最小距離Ｌ１は、次の式（５）によって求めることができる。
【００３４】
Ｌ１＝Ｄ−Ｈ                  （５）
図６は、図５で設定された画像化領域Ａと、超音波プローブ１０の各圧電素子ＴＮＮとの最大距離Ｌ２を示したものである。同図に示すように、発信した圧電素子から最も遠い画像化領域Ａの端点までの距離Ｌ２１と、先の画像化領域Ａの端点から対角線上逆の超音波プローブ１０の照射面上にある圧電素子までの距離Ｌ２２との和が最大距離となる。
【００３５】
すなわち、超音波プローブ１０の中心と画像化領域の中心が最小距離Ｈ０にある図２のような配置で、発信する圧電素子が超音波プローブ１０の中心にある場合には、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２はそれぞれ次式のように与えられる。
【００３６】
Ｌ２１＝（Ｒ２＋Ｄ２）0.5                              （６）
Ｌ２２＝（ｄ２＋（Ｒ＋ｄ）２＋Ｄ２）0.5                  （７）
Ｌ２＝Ｌ２１＋Ｌ２２                    （８）
また、この様に画像化領域Ａを円錐台領域とし、超音波プローブ１０の各圧電素子からの送受信を考える場合には、画像化領域Ａは、各圧電素子に対応する円錐台領域を重ね合わせた領域となる。
【００３７】
図７、図８は、各圧電素子に対応する円錐台領域の重ね合わせによって定義される画像化領域Ａを概念的に示した図である。各図に示すように、奥行きＤにおいて斜線領域ａ（斜線で示した領域）が、各圧電素子に対応する円錐台領域を全て重ねて得られた画像化領域Ａとなる。このとき、最小距離Ｌ１は、次の式（９）によって定義される。
【００３８】
Ｌ１＝Ｄ−Ｈ                      （９）
一方、最大距離Ｌ２については、超音波プローブ１０の端に存在する圧電素子から送信されたビームが奥行きＤで到達する領域ｂは、斜線領域ａを含む。このとき、最大距離Ｌ２は、次の計算で得ることができる。
【００３９】
Ｌ２１＝（Ｒ２＋Ｄ２）０．５                        （１０）
Ｌ２２＝（ｄ２＋（Ｒ＋Ｄ）２＋Ｄ２）０．５          （１１）
Ｌ２＝Ｌ２１＋Ｌ２２                          （１２）
このように、超音波プローブ１０の各圧電素子の位置と画像化領域Ａが設定されれば、超音波プローブ１０上のどの圧電素子から超音波が送信されるかによって、送信圧電素子も含めた超音波プローブ１０の圧電素子で受信する場合において、画像化領域Ａにおいて反射して超音波プローブ１０に戻ってくる超音波の最小経路Ｌ１と最大経路Ｌ２が特定される。本超音波画像化装置１では、予め設定される画像化領域Ａの空間的情報（すなわち、図２の例では、中心位置、Ｈ０、Ｄ、Ｗ、ΔＨ）に基づいて、最小経路Ｌ１及び最大経路Ｌ２が距離信号演算回路１６において計算される。
【００４０】
［発信時間間隔及び受信時間間隔の計算］
発信制御部２４は、上記の様に計算された各圧電素子毎の最小経路Ｌ１及び最大経路Ｌ２を用いて、例えば以下の様に超音波の送信時間間隔（発信器２０の駆動信号の発信時間間隔、駆動信号の各圧電素子への供給時間間隔）及び超音波の受信時間間隔を計算する。
【００４１】
媒質での音速をＣとすれば、発信後に画像化領域Ａで反射されて戻ってくるまで最小でＬ１／Ｃ、最大でＬ２／Ｃの時間を要することになる。すなわち、最小でもＬ１／Ｃの時間が経過しないと画像化領域Ａからは反射波が戻ってこないので、Ｌ１／Ｃ以下の間隔で次の超音波を発信しても受信側で混信することはない。逆に、画像化領域Ａからの反射波は発信後の時間にしてＬ１／ＣからＬ２／Ｃの間に戻ってくるため、（Ｌ２−Ｌ１）／Ｃ以下の時間間隔で送信された超音波は、受信時間が重複することになる。
【００４２】
一方、受信側の混信を防ぐには、（Ｌ２−Ｌ１）／Ｃより大きい時間間隔で超音波を発信する必要がある。
【００４３】
図９は、受信側での混信を防ぐための送信間隔を説明するための図であり、例えば４個の圧電素子１０ａ〜１０ｄの順番で超音波を発信する場合を示している。この例では、送信時間間隔ｔｔを次の式（１３）の範囲とした場合には、各々の送信超音波が画像化領域Ａで反射して戻ってきても混信せず、また、送信超音波と受信超音波が直接混ざることがないことがわかる。
【００４４】
（Ｌ２−Ｌ１）／Ｃ＜ｔｔ＜Ｌｔ／（３Ｃ）            （１３）
式（１３）は、圧電素子の数をＭ個として、次のように一般化することができる。すなわち、Ｍ回の超音波の発信を行うとき、最初の送信超音波が戻ってくるまでに全ての発信を終えるには、一般に時間間隔をＬ１／｛（Ｍ−１）Ｃ｝以下とする必要がある。従って、本実施形態の場合には、送信時間間隔を次の式（１４）の様に設定することができる。
【００４５】
（Ｌ２−Ｌ１）／Ｃ＜ｔｔ＜Ｌ１／｛（Ｍ−１）Ｃ｝            （１４）
実数値で上記の時間間隔を検証すると、以下の様である。すなわち、図２のように超音波プローブ１０の中心と画像化領域Ａとの中心が正対し、１００ｍ離れている場合に、超音波プローブ１０の大きさがｄ＝０．５ｍ、画像化領域Ａの大きさがＷ＝Ｄ＝１ｍ、ΔＨ＝０．５ｍとすると、最小経路Ｌ１及び最大経路Ｌ２は次のようになる。
【００４６】
Ｌ１＝２×（１００−０．５）＝１９９ｍ
Ｌ２＝｛（１００＋０．５）２＋１２＋１２｝０．５
＋｛（１００＋０．５）２＋（１＋０．５）２＋（１＋０．５）２｝０．５
＝１００．５１＋１００．５２＝２０１．０３ｍ
媒質が水である場合は、音速は概ね毎秒１５００ｍであるので、次の式（１５）が得られる。
【００４７】
（Ｌ２−Ｌ１）／Ｃ＝（２０１．０３−１９９）／１５００＝０．００１３５秒  （１５）
超音波プローブ１０が８×８＝６４個の圧電素子を搭載している場合で、６４回の発信を行う場合には、次のようになる。
【００４８】
Ｌ１／｛（Ｍ−１）Ｃ｝＝１９９／（６３×１５００）＝０．００２１秒
よって、０．００１３５秒以上０．００２１秒以下の時間間隔で６４個の超音波を発信すれば、混信せずに受信することが可能である。
【００４９】
さらに、受信時においてもゲート時間を設けることにより、受信された反射波がどの圧電素子（すなわちチャネル）によって送信された超音波に対応するものであるかを特定することができる。例えば、図１０に示すように、送信開始した時刻をＴ３、送信終了した時刻をＴ４として、送信した圧電素子から超音波が画像化領域Ａまで到達、反射して超音波プローブ１０上のいずれかの圧電素子の戻ってくるまでの最小経路をＬ３、最大経路をＬ４とした場合、送信時間間隔ｔｔを式（１４）と同様に、次の式（１６）の様にとれば、前後の発信での受信超音波が重ならない。
【００５０】
（Ｌ４−Ｌ３）／Ｃ＜ｔ＜Ｌ３／｛（Ｍ−１）Ｃ｝            （１６）
さらに画像化領域Ａでの反射波は、Ｔ３＋Ｌ３／ＣからＴ４＋Ｌ４／Ｃまでの時間に戻ってくるので、この時間帯に受信された反射波は全て特定の圧電素子からの発信であることがわかる。なお、このゲート時間に従う受信制御は、切替回路２２による受信タイミングの制御、或いは画像生成回路１８における圧電素子を特定する制御に用いられる。
【００５１】
（動作）
次に、本超音波画像化装置１の最大／最小距離を用いた開口合成機能に従う処理（以下、単に「開口合成処理」）における動作について説明する。
【００５２】
図１１は、本超音波画像化装置１の開口合成処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、操作部３０から、形状検出しようとする対象物を含む画像化領域Ａの位置情報（中心位置、奥行き、高さ、幅）が入力される（ステップＳ１）。距離信号演算回路１６は、入力された画像化領域Ａの位置情報及び予め記憶された各圧電素子の位置情報とに基づいて、各圧電素子と画像化領域Ａとの間の最小距離Ｌ１及び最大距離Ｌ２を計算する（ステップＳ２）。
【００５３】
次に、発信制御部２４は、媒質の音速をＣとして、（Ｌ２−Ｌ１）／Ｃ＜ｔｔ＜Ｌ１／Ｃ
を満たす送信時間間隔ｔｔで圧電素子が切り替わるように切替回路２２を制御し、超音波送信に関する制御を行う（ステップＳ３）。その結果、送信超音波と受信超音波とが直接混ざることなく、超音波送信が実行される。
【００５４】
次に、超音波プローブ１０の各圧電素子は、対象物からの反射波を受信し、これに基づく電気信号を発生する（ステップＳ４）。距離信号演算回路１６は、Ａ／Ｄ変換後の受信信号に基づいて、画像化の対象物と各圧電素子との間の距離を計算する。画像生成回路１８は、例えば特定圧電素子の送信開始時刻をＴ３、終了時刻をＴ４とし、当該圧電素子から設定空間内で反射して超音波プローブ１０に戻るまでの最短距離をＬ３、最長距離をＬ４としたとき、次の時間ＴRは、Ｔ３＋Ｌ３／Ｃ＜ ＴR ＜Ｔ４+Ｌ４／Ｃの時間に受信された信号を特定発信センサから発信されたものとして開口合成する（ステップＳ５）。また、画像生成回路１８は、この開口合成は、全ての圧電素子について実行する（ステップＳ６）。
【００５５】
表示制御部２６は、画像生成回路１８において生成されたチャネル毎の開口合成結果を用いて、画像化対象物の形状、内部構造等を示す超音波画像を生成する。表示部２８は、表示制御部２６において生成された超音波画像等を所定の形態で表示する（ステップＳ７）。
【００５６】
（効果）
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００５７】
本超音波画像化装置によれば、超音波プローブを構成する各圧電素子ＴＮＮと超音波による画像化領域との間の最大距離と最小距離とを用いて、複数の圧電素子のいずれかから送信された超音波が前記画像化領域で反射され複数の圧電素子のいずれかにおいて受信されるまでの最短時間と最長時間とを計算し、各圧電素子からの送信超音波が画像化領域Ａで反射して戻ってきても混信せず、また、送信超音波と受信超音波が直接混ざることがない範囲で、送信時間間隔を定義する。従って、超音波プローブと対象物体までの距離が長く、超音波を発信してから対象物体で反射して受信するまでの伝播時間が長い場合においても、超音波プローブ上の複数の圧電素子を使って合成開口処理を行う際の超音波の発信時間間隔を短縮することが可能になり、画像分解能を改善することができる。
【００５８】
また、本超音波画像化装置では、超音波プローブを構成する各圧電素子ＴＮＮと超音波による画像化領域との間の最大距離と最小距離とを用いて、受信時においてもゲート時間を設けることにより、受信された反射波がどの圧電素子（チャネル）によって送信された超音波に対応するものであるかを特定することも可能ができる。従って、受信信号が、どの圧電素子から送信された超音波に起因するものかを、簡単な装置構成で容易に特定することができる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例として、例えば本実施形態に係る機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。
【００６０】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上本発明によれば、対象物までの距離が長く、往復伝播時間を要する場合にも、高速の合成開口処理を可能とする超音波画像化装置及び超音波画像かプログラムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本実施形態に係る超音波画像処理装置１のブロック構成図を示している。
【図２】図２は、各圧電素子ＴＮＮと画像化領域Ａとの位置関係を示した図である。
【図３】図３は、図２で設定された画像化領域Ａと、超音波プローブ１０の各圧電素子ＴＮＮとの最大距離Ｌ１を示したものである。
【図４】図４は、図２で設定された画像化領域Ａと、超音波プローブ１０の各圧電素子ＴＮＮとの最小距離Ｌ２を示したものである。
【図５】図５は、各圧電素子ＴＮＮと円錐台領域としてとしての画像化領域Ａとの位置関係を示した図である。
【図６】図６は、図５で設定された画像化領域Ａと、超音波プローブ１０の各圧電素子ＴＮＮとの最大距離Ｌ２を示したものである。
【図７】図７は、各圧電素子に対応する円錐台領域の重ね合わせによって定義される画像化領域Ａを概念的に示した図である。
【図８】図８は、各圧電素子に対応する円錐台領域の重ね合わせによって定義される画像化領域Ａを概念的に示した図である。
【図９】図９は、受信側での混信を防ぐための送信間隔を説明するための図であり、例えば４個の圧電素子１０ａ〜１０ｄの順番で超音波を発信する場合を示している。
【図１０】図１０は、受信時におけるゲート時間を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本超音波画像化装置１の開口合成処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１…超音波画像化装置、１０…超音波プローブ、１２…増幅器、１４…Ａ／Ｄ変換器、１６…距離信号演算回路、１８…画像生成回路、２０…発信器、２２…切替回路、２４…発信制御部、２６…表示制御部、２８…表示部、３０…操作部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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