特開 2022-166941 超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022166941

(43)【公開日】2022-11-04

(54)【発明の名称】超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20221027BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021072391

(22)【出願日】2021-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】000189486

【氏名又は名称】上田日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丸林 俊文

(72)【発明者】

【氏名】花岡 佑飛

(72)【発明者】

【氏名】藤木 俊昭

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601EE13

4C601HH22

4C601JB02

4C601JB06

4C601JB08

4C601JB10

(57)【要約】

【課題】超音波診断装置の回路規模を小さくし、消費電力を低減する。
【解決手段】超音波ビームを送信又は受信するための振動素子が複数並べられた振動素子部１０と、振動素子部１０に含まれる振動素子の組み合わせから１つの振動素子を選択する選択器１２ａと、を含み、選択器１２ａを複数備え、複数の選択器１２ａにおいて選択された振動素子によって超音波ビームを送信又は受信するための開口が構成され、複数の選択器１２ａを組み合わせたブロックを複数構成し、ブロックの各々に含まれる選択器１２ａではブロックの各々における遅延差が変化しないように振動素子が選択される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波ビームを送信又は受信するための振動素子が複数並べられた振動素子部と、
前記振動素子部に含まれる前記振動素子の組み合わせから１つの前記振動素子を選択する選択器と、
を含み、
前記選択器を複数備え、複数の前記選択器において選択された前記振動素子によって超音波ビームを送信又は受信するための開口が構成され、
複数の前記選択器を組み合わせたブロックを複数構成し、前記ブロックの各々に含まれる前記選択器では前記ブロックの各々における遅延差が変化しないように前記振動素子が選択されることを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波診断装置であって、
前記ブロックの各々に割り当てられている前記選択器では前記振動素子部において連続して並べられた前記振動素子が選択される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に記載の超音波診断装置であって、
前記ブロック間に亘って、前記振動素子部において連続して並べられた前記振動素子が選択されることを特徴とする超音波診断装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の超音波診断装置であって、
前記選択器において選択された前記振動素子によって受信された超音波ビームを遅延させた後、前記ブロック毎に整相加算する遅延加算器を備えることを特徴とする超音波診断装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の超音波診断装置であって、
前記振動素子部において前記振動素子が番号順に並べられており、
前記振動素子部に含まれる前記振動素子の個数Ｘ及び前記選択器の個数Ｙである場合、
第１番目の前記選択器において選択可能な前記振動素子は、基準番号であるＭ番に前記個数Ｙの倍数を加算した番号及びそれに１つの前記選択器で選択可能な振動素子の数Ａをそれぞれ減算した番号の前記振動素子であり、
第Ｎ番目（ただし、Ｎは１以上の整数）の前記選択器において選択可能な前記振動素子は、前記第１番目の前記選択器において選択可能な前記振動素子の番号にそれぞれ（Ｎ－１）を加えた番号の前記振動素子であることを特徴とする超音波診断装置。

【請求項6】

超音波ビームを送信又は受信するための振動素子が複数並べられた振動素子部と、
前記振動素子部に含まれる前記振動素子の組み合わせから１つの前記振動素子を選択する選択器と、を含む超音波診断装置の制御方法であって、
複数の前記選択器において選択された前記振動素子によって超音波ビームを送信又は受信するための開口を構成し、複数の前記選択器を組み合わせたブロックの各々に含まれる前記選択器では前記ブロックの各々における遅延差が変化しないように前記振動素子を選択させることを特徴とする超音波診断装置の制御方法。

【請求項7】

請求項６に記載の超音波診断装置の制御方法であって、
前記ブロックの各々に対して前記開口を構成する前記振動素子を前記振動素子部における並び順に沿って割り当てる第１のステップと、
前記ブロックの全体において前記振動素子部の並び順に沿って割り当てられる前記振動素子をシフトさせるチャンネルローテーションを繰り返す第２のステップと、
前記ブロックの各々に割り当てられている前記振動素子の数だけチャンネルローテーションを行った後、最初のブロックが最後のブロックとなるように前記ブロックのローテーションを行う第３のステップと、
を含み、
前記第３のステップの後、前記第１のステップから処理を繰り返すことを特徴とする超音波診断装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波診断装置及び超音波診断装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置が広く用いられている。超音波診断装置は、被検体に対して超音波を送受信することで被検体の断層画像を生成し、ディスプレイに表示する。断層画像は、被検体の診断の他、被検体に対する施術にも用いられる。超音波診断装置では、測定用のプローブに回路を組み込むことにより小型化したハンディ型超音波プローブが開発されている。

【0003】

ハンディ型超音波プローブでは、消費電力削減（アナログ／デジタル変換器の削減等）、信号線の削減などのために、送受信開口を複数のブロックに分割して整相加算を行う処理が行われている。図１０は、整相加算処理を行う整相加算回路の構成例を示す。整相加算回路では、各ブロック内にて部分的な整相加算を行い、その後、ブロック間の整相加算を行う処理が行われている。このような整相加算処理を行う場合、消費電力削減のためにはできるだけ後段の整相加算回路を削減し、前段の加算数（各ブロックの大きさ）を大きくした方が有利である。前段の整相加算には、図１１に示すようなアナログ遅延回路（ＡＤＬ）が用いられる。アナログ遅延回路では、最大遅延量と分解能により、必要なタップ数（遅延回路の大きさ）が決定される。したがって、アナログ遅延を大きくしようとすると、アナログ遅延回路の回路規模は大きくなる。そこで、プローブにおいて遅延差が少ない近傍の領域の振動素子をブロックとしてアナログ遅延を施し、ブロック間では容易に遅延を大きくできるデジタル遅延を適用する方法が採用されている。

【0004】

リニアプローブ又はコンベックスプローブでは、図１２に示すように、プローブの振動素子アレイの中でビームの位置に応じて使用する振動素子を走査する。この使用する振動素子の範囲を開口という。開口は、送信・受信独立に設定できる。そして、開口（開口１、開口２・・・開口ｎ）の各々から得られた信号を合成することによって画像を生成する。送信及び受信では、各開口内において各振動素子のチャンネルに対して遅延を施すことによってフォーカシングを行う（特許文献１）。この場合、開口分の遅延回路を備え、走査に応じて振動素子を切り替えて各開口を構成する振動素子を遅延回路に接続する。このとき、各開口に対応する遅延回路に振動素子と接続するために、図１３に示すように、遅延回路に接続される振動素子を選択するための選択器（ＭＵＸ）が用いられる。図１３の例では、１２８個の振動素子からなるプローブに対して、それぞれ４つの入力信号から１つの信号を選択して出力する選択器（ＭＵＸ）を３２個設け、選択器（ＭＵＸ）の各々から出力される信号を組み合わせて遅延回路に入力する構成を示している。

【0005】

例えば、選択器（ＭＵＸ１）では第１番目の振動素子の信号、選択器（ＭＵＸ２）では第２番目の振動素子の信号・・・選択器（ＭＵＸ３２）では第３２番目の振動素子の信号を選択して出力させることで、プローブにおいて近接する第１番目～第３２番目の振動素子を１つの開口としてそれらの振動素子から出力された信号を遅延回路に入力して処理することができる。次に、選択器（ＭＵＸ１）では第３３番目の振動素子の信号、選択器（ＭＵＸ２）では第２番目の振動素子の信号・・・選択器（ＭＵＸ３２）では第３２番目の振動素子の信号を選択して出力させることで、プローブにおいて近接する第２番目～第３３番目の振動素子を１つの開口としてそれらの振動素子から出力された信号を遅延回路に入力して処理することができる。このように、各開口に含まれる振動素子を切り替えながら走査し、物理的な開口チャンネルの切り替えに合わせて遅延回路で使用する遅延情報をずらして設定することによって各開口に応じた遅延処理を適用する。このような処理を、チャンネルローテーションという。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１８－５０３４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

超音波ビームを傾けた状態においてチャンネルローテーションによって開口に含まれる振動素子を切り替えながら各振動素子からの出力信号に遅延を与える場合、図１４（ａ）に示すように、連続して配置されている各振動素子の出力信号に対して直線的に変化する遅延差を与えられるようにアナログ遅延回路を構成する必要がある。

【0008】

例えば、プローブにおいて近接する第１番目～第３２番目の振動素子を１つの開口とした場合、第１番目の振動素子の出力信号は遅延させず、第２番目の振動の出力信号は遅延時間ｔだけ遅延させ、第３番目の振動の出力信号は遅延時間２ｔだけ遅延させ、・・・第３２番目の振動素子の出力信号は遅延時間３１ｔだけ遅延させる処理を施す。ここで、アナログ遅延回路を４つのブロック（ＢＬＫ１～ＢＬＫ４）に分けた場合、各ブロックにおける最大の遅延量は図１４（ａ）において「ブロック内遅延差」と示す値となる。

【0009】

ところが、図１３に示したような従来の遅延回路において近接する第２番目～第３３番目の振動素子を１つの開口とした場合、第２番目の振動素子の出力信号は遅延させず、第３番目の振動の出力信号は遅延時間ｔだけ遅延させ、第４番目の振動の出力信号は遅延時間２ｔだけ遅延させ、・・・第３３番目の振動素子の出力信号は遅延時間３２ｔだけ遅延させる処理を施す必要がある。このとき、第３３番目の振動素子の出力信号は、図１４（ｂ）に示すように、遅延回路における４つのブロック（ＢＬＫ１～ＢＬＫ４）のうち第１番目のブロック（ＢＬＫ１）に入力されることになるため、第１番目のブロック（ＢＬＫ１）における最大の遅延量は図１４（ｂ）において「ブロック内遅延差」と示す値となる。以下、同様にチャンネルローテーションが行われ、第８番目～第３９番目の振動素子を１つの開口とした場合、第１番目のブロック（ＢＬＫ１）における最大の遅延量は図１４（ｃ）において「ブロック内遅延差」と示す値となる。そして、第９番目～第４０番目の振動素子を１つの開口とした場合、第１番目のブロック（ＢＬＫ１）における最大の遅延量は図１４（ｄ）において「ブロック内遅延差」と示す値に戻る。

【0010】

このように、プローブの超音波ビームを傾けると開口における両端において１つのブロックとして選択される振動素子が不連続となり、大きな遅延量の差が必要となり、アナログ遅延回路の各ブロックにおいて大きな遅延量を与えられるように回路を構成しなければならない。したがって、図１１に示したアナログ遅延回路の構成において、コンデンサ及び選択スイッチの組み合わせ数を増加させる必要があり、各ブロックにおけるアナログ遅延回路の回路規模が大きくなり、アナログ遅延回路を含む集積回路（ＩＣ）も大きくなってしまうという問題があった。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の１つの態様は、超音波ビームを送信又は受信するための振動素子が複数並べられた振動素子部と、前記振動素子部に含まれる前記振動素子の組み合わせから１つの前記振動素子を選択する選択器と、を含み、前記選択器を複数備え、複数の前記選択器において選択された前記振動素子によって超音波ビームを送信又は受信するための開口が構成され、複数の前記選択器を組み合わせたブロックを複数構成し、前記ブロックの各々に含まれる前記選択器では前記ブロックの各々における遅延差が変化しないように前記振動素子が選択されることを特徴とする超音波診断装置である。

【0012】

ここで、前記ブロックの各々に含まれる前記選択器では前記振動素子部において連続して並べられた前記振動素子が選択されることが好適である。

【0013】

また、前記ブロック間に亘って、前記振動素子部において連続して並べられた前記振動素子が選択されることが好適である。

【0014】

また、前記選択器において選択された前記振動素子によって受信された超音波ビームを遅延させた後、前記ブロック毎に整相加算する遅延加算器を備えることが好適である。

【0015】

また、前記振動素子部において前記振動素子が番号順に並べられており、前記振動素子部に含まれる前記振動素子の個数Ｘ及び前記選択器の個数Ｙである場合、第１番目の前記選択器において選択可能な前記振動素子は、基準番号であるＭ番に前記個数Ｙの倍数を加算した番号及びそれに１つの前記選択器で選択可能な振動素子の数Ａをそれぞれ減算した番号の前記振動素子であり、第Ｎ番目（ただし、Ｎは１以上の整数）の前記選択器において選択可能な前記振動素子は、前記第１番目の前記選択器において選択可能な前記振動素子の番号にそれぞれ（Ｎ－１）を加えた番号の前記振動素子であることが好適である。

【0016】

本発明の別の態様は、超音波ビームを送信又は受信するための振動素子が複数並べられた振動素子部と、前記振動素子部に含まれる前記振動素子の組み合わせから１つの前記振動素子を選択する選択器と、を含む超音波診断装置の制御方法であって、複数の前記選択器において選択された前記振動素子によって超音波ビームを送信又は受信するための開口を構成し、複数の前記選択器を組み合わせたブロックの各々に含まれる前記選択器では前記ブロックの各々における遅延差が変化しないように前記振動素子を選択させることを特徴とする超音波診断装置の制御方法である。

【0017】

ここで、前記ブロックの各々に対して前記開口を構成する前記振動素子を前記振動素子部における並び順に沿って割り当てる第１のステップと、前記ブロックの全体において前記振動素子部の並び順に沿って割り当てられる前記振動素子をシフトさせるチャンネルローテーションを繰り返す第２のステップと、前記ブロックの各々に割り当てられている前記振動素子の数だけチャンネルローテーションを行った後、最初のブロックが最後のブロックとなるように前記ブロックのローテーションを行う第３のステップと、を含み、前記第３のステップの後、前記第１のステップから処理を繰り返すことが好適である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、超音波診断装置の回路規模を小さくし、超音波診断装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る送受信部の構成を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る送受信部における選択器と振動素子との関係及び送受信部における処理を説明する図である。

【図4】本発明の実施形態に係る送受信部における選択器と振動素子との関係及び送受信部における処理を説明する図である。

【図5】本発明の実施形態に係る送受信部における選択器と振動素子との関係及び送受信部における処理を説明する図である。

【図6】本発明の実施形態に係る送受信部における選択器と振動素子との関係及び送受信部における処理を説明する図である。

【図7】本発明の実施形態に係る送受信部における遅延加算器での処理を説明する図である。

【図8】本発明の実施形態に係る送受信部における選択器と振動素子との関係の別例を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に係る送受信部における選択器と振動素子との関係の別例を示す図である。

【図10】整相加算回路の構成例を示す図である。

【図11】アナログ遅延回路の構成例を示す図である。

【図12】プローブの振動素子における走査を説明する図である。

【図13】従来の送受信部の構成を示す図である。

【図14】従来の送受信部における遅延加算器での処理を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施形態に係る超音波診断装置１００は、図１に示すように、超音波プローブ１０２及び表示部１０４を含んで構成される。超音波プローブ１０２は、振動素子部１０、送受信部１２、アナログ／デジタル変換回路１４、信号処理部１６、制御部１８及び操作部２０を含んで構成される。

【0021】

振動素子部１０は、複数の振動素子を備える。振動素子部１０において、複数の振動素子は１次元又は２次元に配置される。振動素子部１０では、振動素子は１次元又は２次元に番号順に並べてアレイ状に配置されているものとする。振動素子部１０の各振動素子は、送受信部１２から出力された送信信号に応じて、送信信号を超音波に変換して被検体に送信する。また、振動素子部１０の各振動素子は、被検体で反射された超音波を受信し、電気信号に変換して送受信部１２に出力する。

【0022】

本実施の形態では、振動素子部１０に含まれる複数の振動素子の中でビームの位置に応じて使用する振動素子を含む開口を走査するチャンネルローテーションを行う。本実施の形態におけるチャンネルローテーションについては後述する。

【0023】

送受信部１２は、振動素子部１０の各振動素子に対して超音波を送信させるための送信信号を生成して出力する。送受信部１２は、振動素子部１０において送信超音波ビームを出力する開口部となる振動素子を選択する。送受信部１２によって送信のための開口を構成する振動素子は走査され、チャンネルローテーションが行われる。また、送受信部１２は、開口を構成する各振動素子から発せられる超音波が被検体内の特定の位置で強め合うように、各振動素子に出力する送信信号の遅延時間を調整して振動素子部１０へ出力する。送信超音波ビームを出力するタイミングは、信号処理部１６から入力される送信タイミング信号ＳＴによって設定される。これによって、振動素子部１０の各振動素子からその特定の位置に向けて超音波による送信超音波ビームが出力される。

【0024】

また、送受信部１２は、被検体で反射され、振動素子部１０の各振動素子において受信された超音波の受信信号を受けて、受信信号に処理を施してアナログ／デジタル変換回路１４へ出力する。送受信部１２は、受信においても超音波ビームを受信する開口部となる振動素子を選択する。すなわち、送受信部１２によって受信のための開口を構成する振動素子は走査され、チャンネルローテーションが行われる。開口を構成する振動素子は、送信及び受信においてそれぞれ独立に選択することができる。送受信部１２は、受信された超音波に基づく電気信号が強め合うように、各振動素子から出力された電気信号をアナログ整相加算して出力信号を生成する。送受信部１２は、当該出力信号をアナログ／デジタル変換回路１４へ出力する。すなわち、送受信部１２における整相加算によって受信超音波ビームが形成され、その受信超音波ビームに応じた出力信号ＳＲが送受信部１２からアナログ／デジタル変換回路１４に出力される。

【0025】

なお、以下の説明では、送信超音波ビーム及び受信超音波ビームを総称して「超音波ビーム」とする。

【0026】

アナログ／デジタル変換回路１４は、送受信部１２からの出力信号ＳＲをアナログ信号からデジタル信号に変換して出力する。アナログ／デジタル変換回路１４の出力信号ＳＤは、信号処理部１６に入力される。アナログ／デジタル変換回路１４での処理は、信号処理部１６から制御される。

【0027】

信号処理部１６は、アナログ／デジタル変換回路１４から入力された信号に対してデジタル処理を施す。信号処理部１６は、例えば、デジタル信号を処理するデジタル回路やプログラムによって処理を実行するコンピュータ、これらの組み合わせとして構成することができる。

【0028】

信号処理部１６は、送受信部１２においてアナログ整相加算された信号について、さらにデジタル整相加算処理を適用する。また、信号処理部１６は、デジタル整相加算された信号に対して、ビームプロセスを適用することによって画像の輝度データを生成し、カラープロセスを適用することによって画像の流速データ及び分散データを生成する。ビームプロセス及びカラープロセスには、既存の超音波診断装置の画像処理技術を適用することができる。信号処理部１６によって生成された輝度データ、流速データ及び分散データは、データ圧縮処理等された後に制御部１８を介して表示部１０４へ出力される。

【0029】

さらに、信号処理部１６は、送受信部１２及びアナログ／デジタル変換回路１４に対して制御信号を生成して出力する。信号処理部１６は、送受信部１２に対して開口を構成する振動素子を設定するための選択情報を出力する。また、信号処理部１６は、アナログ／デジタル変換回路１４におけるアナログ整相加算を行う際にどれだけ信号をさせるかを設定するための遅延情報を出力する。また、信号処理部１６は、アナログ／デジタル変換回路１４におけるアナログ信号からデジタル信号への変換のためのパラメータを設定する制御信号を出力する。

【0030】

制御部１８は、超音波プローブ１０２の各部の制御を統合的に行う。制御部１８は、プログラムによって処理を実行するコンピュータにより構成することができる。制御部１８は、操作部２０を用いたユーザの操作情報に基づいて超音波プローブ１０２の全体的な制御を行う。例えば、操作部２０の診断ボタンがオンにされると信号処理部１６に対して超音波ビームを送出して診断を開始するように制御信号を出力し、診断ボタンがオフにされると信号処理部１６に対して超音波ビームを停止するように制御信号を出力する。また、制御部１８は、信号処理部１６から輝度データ、流速データ及び分散データを受信し、表示部１０４へ転送する処理を行う。表示部１０４との通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。

【0031】

操作部２０は、超音波プローブ１０２に対するユーザの操作を受け付ける。操作部２０は、スイッチ、ボタン、回転ツマミ、レバー等を含むことができる。操作部２０は、ユーザの操作に基づく操作情報を制御部１８に出力する。

【0032】

表示部１０４は、超音波診断の画像を表示する。表示部１０４は、ディスプレイ装置を含んで構成される。表示部１０４は、信号処理部１６において生成された輝度データ、流速データ及び分散データに基づいて被検体から得られた超音波画像を表示する。

【0033】

［チャンネルローテーション処理］
以下、超音波診断装置１００におけるチャンネルローテーション処理について説明する。図２は、超音波プローブ１０２の送受信部１２に含まれる選択器（ＭＵＸ）１２ａと遅延加算器（ＡＤＬ）１２ｂの構成を示す。なお、図２では、送受信部１２においてチャンネルローテーションに必要な構成のみを示しており、送受信部１２には必要に応じて他の構成を含んでもよい。

【0034】

本実施の形態におけるチャンネルローテーションは、振動素子部１０に含まれる１２８個の振動素子から互いに隣り合う３２個の振動素子を開口に含まれるように選択していく例で説明する。すなわち、開口１として第１番目～第３２番目の振動素子、次に開口２として第２番目～第３３番目の振動素子・・・と、順に１つずつ振動素子をシフトさせながら開口チャンネルをローテーションさせるための構成及び処理について説明する。

【0035】

図３～図６は、３２個の選択器１２ａ（１２ａ－１～１２ａ－３２）について選択可能な振動素子と選択情報との関係を示す。図３～図６において、各行は選択器１２ａの各々において選択可能な振動素子を示す。選択器１２ａの各々は、それぞれ８個の振動素子のうち１つを選択して、選択された振動素子において受信された超音波信号を出力する。

【0036】

第１番目の選択器１２ａ－１は、選択情報に応じて第１２１番目、第１７番目、第２５番目、第４９番目、第５７番目、第８１番目、第８９番目及び第１１３番目のうち１つを選択できるように構成する。そして、第１番目の選択器１２ａ－１は、選択された振動素子に受信された超音波信号を出力信号１－１として出力する。また、第２番目の選択器１２ａ－２は、第１番目の選択器１２ａ－１で選択可能な第１２１番目、第１７番目、第２５番目、第４９番目、第５７番目、第８１番目、第８９番目及び第１１３番目のそれぞれについて１ずつ増加させた第１２２番目、第１８番目、第２６番目、第５０番目、第５８番目、第８２番目、第９０番目及び第１１４番目のうち１つを選択できるように構成する。そして、第２番目の選択器１２ａ－２は、選択された振動素子に受信された超音波信号を出力信号１－２として出力する。

【0037】

以下、同様に、第３番目の選択器１２ａ－２～第３２番目の選択器１２ａ－３２について第１番目～第１２８番目の振動素子をサイクリックに順にずらして選択できるように構成する。ここで、サイクリックに順にずらすとは、ある範囲内の番号をずらす際に、当該範囲の最大の番号からさらにずらす場合には最初の番号に戻すことを意味する。例えば、第１番目から第１２８番目の範囲を対象とした場合、第１２８番目からさらに番号をずらすときに第１番目に戻すようにずらすことを意味する。

【0038】

また、本実施の形態では、４個の遅延加算器１２ｂ（１２ｂ－１～１２ｂ－４）を用いて、３２個の選択器１２ａ（１２ａ－１～１２ａ－３２）で選択された３２個の振動素子の出力信号を遅延及び整相加算する。したがって、３２個の振動素子の出力信号を４つのブロックに分割して、４個の遅延加算器１２ｂ（１２ｂ－１～１２ｂ－４）の各々においてそれぞれ８個の振動素子の出力信号を遅延及び整相加算する構成とする。

【0039】

具体的には、第１番目～第８番目の選択器１２ａ－１～１２ａ－８からの出力を出力信号１－１～１－８として第１番目の遅延加算器１２ｂ－１で処理する。また、第９番目～第１６番目の選択器１２ａ－９～１２ａ－１６からの出力を出力信号２－１～２－８として第２番目の遅延加算器１２ｂ－２で処理する。また、第１７番目～第２４番目の選択器１２ａ－１７～１２ａ－２４からの出力を出力信号３－１～３－８として第３番目の遅延加算器１２ｂ－３で処理する。また、第１番目～第８番目の選択器１２ａ－１～１２ａ－８からの出力を出力信号１－１～１－８として第１番目の遅延加算器１２ｂ－１で処理する。

【0040】

以下、図３の網掛けした部分に示すように、開口チャンネルとして第４９番目～第８０番目の振動素子が選択された状態から、図６の網掛けした部分に示すように、開口チャンネルとして第５７番目～第８８番目の振動素子が選択された状態までチャンネルローテーションを行う処理を例として説明する。

【0041】

図３に示すように、信号処理部１６から選択情報“３”が出力され、第１番目～第３２番目の選択器１２ａ－１～１２ａ－３２へ選択情報“３”が入力される。これによって、第１番目の選択器１２ａ－１では、第１２１番目、第１７番目、第２５番目、第４９番目、第５７番目、第８１番目、第８９番目及び第１１３番目の振動素子のうち第４９番目の振動素子が選択される。また、第２番目の選択器１２ａ－２では、第１２２番目、第１８番目、第２６番目、第５０番目、第５８番目、第８２番目、第９０番目及び第１１４番目の振動素子のうち第５０番目の振動素子が選択される。同様に、第３番目の選択器１２ａ－３では第５１番目の振動素子、第４番目の選択器１２ａ－４では第５２番目の振動素子・・・と、図３において網掛けで示した振動素子が第１番目～第３２番目の選択器１２ａ－１～１２ａ－３２の各々において選択される。

【0042】

これによって、第１番目のブロックＢＬＫ１として第４９番目～第５６番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号１－１～１－８として出力され、第１番目の遅延加算器１２ｂ－１に入力される。また、第２番目のブロックＢＬＫ２として第５７番目～第６４番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号２－１～２－８として出力され、第２番目の遅延加算器１２ｂ－２に入力される。また、第３番目のブロックＢＬＫ３として第６５番目～第７２番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号３－１～３－８として出力され、第３番目の遅延加算器１２ｂ－３に入力される。同様に、第４番目のブロックＢＬＫ４として第７３番目～第８０番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号４－１～４－８として出力され、第４番目の遅延加算器１２ｂ－４に入力される。

【0043】

遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４では、図７（ａ）に示すように、信号処理部１６からの遅延情報に応じて遅延処理が施される。第１番目のブロックＢＬＫ１の遅延加算器１２ｂ－１では、第４９番目～第５６番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号１－１～１－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第４９番目の振動素子の出力信号１－１は遅延させず、第５０番目の振動の出力信号１－２は遅延時間ｔだけ遅延させ、第５１番目の振動の出力信号１－３は遅延時間２ｔだけ遅延させ、・・・第５６番目の振動素子の出力信号１－８は遅延時間７ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号１－１～１－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ１として出力する。第２番目のブロックＢＬＫ２の遅延加算器１２ｂ－２では、第５７番目～第６４番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号２－１～２－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第５７番目の振動素子の出力信号２－１は遅延させず、第５８番目の振動の出力信号２－２は遅延時間ｔだけ遅延させ、第５９番目の振動の出力信号２－３は遅延時間２ｔだけ遅延させ、・・・第６４番目の振動素子の出力信号２－８は遅延時間７ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号２－１～２－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ２として出力する。第３番目のブロックＢＬＫ３の遅延加算器１２ｂ－３では、第６５番目～第７２番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号３－１～３－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第６５番目の振動素子の出力信号３－１は遅延させず、第６６番目の振動の出力信号３－２は遅延時間ｔだけ遅延させ、第６７番目の振動の出力信号３－３は遅延時間２ｔだけ遅延させ、・・・第７２番目の振動素子の出力信号３－８は遅延時間７ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号３－１～３－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ３として出力する。第４番目のブロックＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－４では、第７３番目～第８０番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号４－１～４－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第７３番目の振動素子の出力信号４－１は遅延させず、第７４番目の振動の出力信号４－２は遅延時間ｔだけ遅延させ、第７５番目の振動の出力信号４－３は遅延時間２ｔだけ遅延させ、・・・第８０番目の振動素子の出力信号４－８は遅延時間７ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号４－１～４－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ４として出力する。

【0044】

ここで、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４における最大の遅延量は図７（ａ）において「ブロック内遅延差」と示す値となる。例えば、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４における最大の遅延量は７ｔとなる。

【0045】

なお、送受信部１２において、選択器１２ａの前段にタイム・ゲイン・コントロール回路（ＴＧＣ）を設けて、各振動素子における超音波信号の受信タイミングに応じて、当該超音波信号の振幅を調整する処理を施してもよい。また、遅延加算器１２ｂの後段にハイパスフィルタ（ＨＰＦ）やローパスフィルタ（ＬＰＦ）を設けて、出力信号ＳＲ１～ＳＲ４に対してフィルタ処理を施してもよい。

【0046】

また、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の間の遅延の調整は、信号処理部１６におけるデジタル整相加算処理にて行われる。例えば、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、図７（ａ）に示すように、開口チャンネルとして選択されている第５７番目～第８８番目の振動素子からの出力信号が全体として時間“ｔ”ずつ遅延されて加算されるようにブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の間の遅延時間を調整したうえでデジタル整相加算処理を施す。

【0047】

次に、開口チャンネルとして選択する振動素子を１つずらすチャンネルローテーションが行われる。すなわち、図３の網掛けした部分に示すように、開口チャンネルとして第４９番目～第８０番目の振動素子が選択された状態から、図４の網掛けした部分に示すように、開口チャンネルとして第５０番目～第８１番目の振動素子が選択された状態となるようにチャンネルローテーションが行われる。

【0048】

図４に示すように、信号処理部１６から第２番目～第８番目の選択器１２ａ－２～１２ａ－８、第１０番目～第１６番目の選択器１２ａ－１０～１２ａ－１６、第１８番目～第２４番目の選択器１２ａ－１８～１２ａ－２４、第２６番目～第３２番目の選択器１２ａ－２６～１２ａ－３２に対して選択情報“３”が出力される。また、信号処理部１６から第１番目の選択器１２ａ－１、第９番目の選択器１２ａ－９、第１７番目の選択器１２ａ－１７、第２５番目の選択器１２ａ－２５に対して選択情報“４”が出力される。

【0049】

これによって、第１番目の選択器１２ａ－１では、第１２１番目、第１７番目、第２５番目、第４９番目、第５７番目、第８１番目、第８９番目及び第１１３番目の振動素子のうち第５７番目の振動素子が選択される。また、第２番目の選択器１２ａ－２では、第１２２番目、第１８番目、第２６番目、第５０番目、第５８番目、第８２番目、第９０番目及び第１１４番目の振動素子のうち第５０番目の振動素子が選択される。同様に、第３番目の選択器１２ａ－３では第５１番目の振動素子、第４番目の選択器１２ａ－４では第５２番目の振動素子・・・と、図４において網掛けで示した振動素子が第１番目～第３２番目の選択器１２ａ－１～１２ａ－３２の各々において選択される。

【0050】

これによって、第１番目のブロックＢＬＫ１として第５７番目、第５０番目～第５６番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号１－１～１－８として出力され、第１番目の遅延加算器１２ｂ－１に入力される。また、第２番目のブロックＢＬＫ２として第６５番目、第５８番目～第６４番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号２－１～２－８として出力され、第２番目の遅延加算器１２ｂ－２に入力される。また、第３番目のブロックＢＬＫ３として第７３番目、第６６番目～第７２番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号３－１～３－８として出力され、第３番目の遅延加算器１２ｂ－３に入力される。同様に、第４番目のブロックＢＬＫ４として第８１番目、第７４番目～第８０番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号４－１～４－８として出力され、第４番目の遅延加算器１２ｂ－４に入力される。

【0051】

遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４では、図７（ｂ）に示すように、信号処理部１６からの遅延情報に応じて遅延処理が施される。第１番目のブロックＢＬＫ１の遅延加算器１２ｂ－１では、第５７番目、第５０番目～第５６番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号１－１～１－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第５７番目の振動素子の出力信号１－１は遅延時間７ｔだけ遅延させ、第５０番目の振動素子の出力信号１－２は遅延させず、第５１番目の振動の出力信号１－３は遅延時間ｔだけ遅延させ、第５２番目の振動の出力信号１－４は遅延時間２ｔだけ遅延させ、・・・第５６番目の振動素子の出力信号１－８は遅延時間６ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号１－１～１－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ１として出力する。すなわち、第５０番目～第５７番目の振動素子によって受信された超音波信号に対してそれぞれ時間ｔずつ順に遅延させて、整相加算するという処理が行われる。第２番目のブロックＢＬＫ２の遅延加算器１２ｂ－２では、第６５番目、第５８番目～第６４番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号２－１～２－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第６５番目の振動素子の出力信号２－１は遅延時間７ｔだけ遅延させ、第５８番目の振動の出力信号２－２は遅延させず、第５９番目の振動の出力信号２－３は遅延時間ｔだけ遅延させ、・・・第６４番目の振動素子の出力信号２－８は遅延時間６ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号２－１～２－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ２として出力する。すなわち、第５８番目～第６５番目の振動素子によって受信された超音波信号に対してそれぞれ時間ｔずつ順に遅延させて、整相加算するという処理が行われる。第３番目のブロックＢＬＫ３の遅延加算器１２ｂ－３では、第７３番目、第６６番目～第７２番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号３－１～３－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第７３番目の振動素子の出力信号３－１は遅延時間７ｆだけ遅延され、第６６番目の振動の出力信号３－２は遅延させず、第６７番目の振動の出力信号３－３は遅延時間ｔだけ遅延させ、・・・第７２番目の振動素子の出力信号３－８は遅延時間６ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号３－１～３－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ３として出力する。すなわち、第６６番目～第７３番目の振動素子によって受信された超音波信号に対してそれぞれ時間ｔずつ順に遅延させて、整相加算するという処理が行われる。第４番目のブロックＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－４では、第８１番目、第７４番目～第８０番目の振動素子によって受信された超音波信号がそれぞれ出力信号４－１～４－８として遅延処理が施された後、アナログ整相加算が行われる。具体的には、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、第８１番目の振動素子の出力信号４－１は遅延時間７ｔだけ遅延させ、第７４番目の振動の出力信号４－２は遅延させず、第７５番目の振動の出力信号４－３は遅延時間ｔだけ遅延させ、・・・第８０番目の振動素子の出力信号４－８は遅延時間６ｔだけ遅延させる処理を施す。そして、遅延後の出力信号４－１～４－８をアナログ整相加算して出力信号ＳＲ４として出力する。すなわち、第７４番目～第８１番目の振動素子によって受信された超音波信号に対してそれぞれ時間ｔずつ順に遅延させて、整相加算するという処理が行われる。

【0052】

ここで、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４における最大の遅延量は図７（ｂ）において「ブロック内遅延差」と示す値となる。例えば、遅延情報が時間“ｔ”ずつ遅延させるという情報である場合、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４における最大の遅延量は７ｔに保たれる。

【0053】

次に、図４の網掛けした部分に示すように開口チャンネルとして第５０番目～第８１番目の振動素子が選択された状態から、第５１番目～第８２番目の振動素子が選択された状態にチャンネルローテーションが行われる。具体的には、図４に示した状態から、第２番目の選択器１２ａ－２、第１０番目の選択器１２ａ－１０、第１８番目の選択器１２ａ－１８、第２６番目の選択器１２ａ－２６に対する選択情報を“３”から“４”に変更することで第５１番目～第８２番目の振動素子が選択された状態とする。この状態で、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。さらに、第３番目の選択器１２ａ－３、第１１番目の選択器１２ａ－１１、第１９番目の選択器１２ａ－１９、第２７番目の選択器１２ａ－２７に対する選択情報を“３”から“４”に変更することで第５２番目～第８３番目の振動素子が選択された状態とする。この状態で、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。

【0054】

このように、開口チャンネルとして選択する振動素子を順に１つずらすチャンネルローテーションが行われる。図３に示した状態から、７回のチャンネルローテーションが行われると、図５の網掛けした部分に示すように、開口チャンネルとして第５６番目～第８７番目の振動素子が選択された状態となる。この状態で、図７（ｃ）に示すように、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。

【0055】

そして、図３に示した状態から８回目のチャンネルローテーションにおいて、図６に示すように、選択器１２ａ－１～１２ａ－８に対して選択信号“５”が入力され、選択器１２ａ－９～１２ａ－３２に対して選択信号“３”が入力される。これによって、開口チャンネルとして第５７番目～第８８番目の振動素子が選択された状態となる。この状態で、図７（ｄ）に示すように、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。

【0056】

図３に示した第４９番目～第８０番目の振動素子が選択された状態から、図６に示した第５７番目～第８８番目の振動素子が選択された状態に至るまで、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４では連続して隣り合う８個の振動素子において受信された超音波信号に対して遅延処理が行われる。したがって、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４において最大の遅延量は一定に保つことができる。

【0057】

以下、同様に、開口チャンネルとして選択する振動素子を順に１つずらすチャンネルローテーションを行うことができる。すなわち、ブロックＢＬＫ１の選択器１２ａ－１～１２ａ－４については１つずつ順に選択信号“５”から“６”へ変更し、ブロックＢＬＫ２の選択器１２ａ－９～１２ａ－１６、ブロックＢＬＫ３の選択器１２ａ－１７～１２ａ－２４、ブロックＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－２５～１２ｂ－３２についてはそれぞれ１つずつ順に選択信号“３”から“４”へ変更し、その都度、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。そして、図６に示した状態から８回目のチャンネルローテーションにおいて、選択器１２ａ－１～１２ａ－１６に対して選択信号“５”が入力され、選択器１２ａ－１７～１２ａ－３２に対して選択信号“３”が入力される。これによって、開口チャンネルとして第６５番目～第９６番目の振動素子が選択された状態となる。この状態で、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。

【0058】

また、ブロックＢＬＫ１の選択器１２ａ－１～１２ａ－８及びブロックＢＬＫ２の選択器１２ａ－９～１２ａ－１６についてはそれぞれ１つずつ順に選択信号“５”から“６”へ変更し、ブロックＢＬＫ３の選択器１２ａ－１７～１２ａ－２４及びブロックＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－２５～１２ｂ－３２についてはそれぞれ１つずつ順に選択信号“３”から“４”へ変更するチャンネルローテーションが行われる。その都度、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。そして、８回目のチャンネルローテーションにおいて、選択器１２ａ－１～１２ａ－２４に対して選択信号“５”が入力され、選択器１２ａ－２５～１２ａ－３２に対して選択信号“３”が入力される。これによって、開口チャンネルとして第７３番目～第１０４番目の振動素子が選択された状態となる。この状態で、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。

【0059】

さらに、ブロックＢＬＫ１の選択器１２ａ－１～１２ａ－８、ブロックＢＬＫ２の選択器１２ａ－９～１２ａ－１６、ブロックＢＬＫ３の選択器１２ａ－１７～１２ａ－２４についてはそれぞれ１つずつ順に選択信号“５”から“６”へ変更し、ブロックＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－２５～１２ｂ－３２についてはそれぞれ１つずつ順に選択信号“３”から“４”へ変更するチャンネルローテーションが行われる。その都度、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理が行われる。そして、８回目のチャンネルローテーションにおいて、選択器１２ａ－１～１２ａ－３２に対して選択信号“５”が入力される。これによって、開口チャンネルとして第８１番目～第１１２番目の振動素子が選択された状態となる。この状態で、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４で遅延整相加算処理を行う。

【0060】

以降も同様に、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の選択器１２ａ－１～１２ａ－３２の選択信号を順に１ずつずらすようにチャンネルローテーションを行っていくことができる。すなわち、上記処理において選択信号“３”，“４”，“５”をそれぞれ“５”，“６”，“７”と読み替えて処理を行うことによって、開口チャンネルとして第８１番目～第１１２番目の振動素子が選択された状態から第１１３番目～第１２８番目，第１番目～第１６番目の振動素子が選択された状態となるように開口チャンネルのチャンネルローテーションを行うことができる。また、上記処理において選択信号“３”，“４”，“５”をそれぞれ“７”，“０”，“１”と読み替えて処理を行うことによって、開口チャンネルとして第１１３番目～第１２８番目，第１番目～第１６番目の振動素子が選択された状態から第１７番目～第４８番目の振動素子が選択された状態となるように開口チャンネルのチャンネルローテーションを行うことができる。さらに、上記処理において選択信号“７”，“０”，“１”をそれぞれ“１”，“２”，“３”と読み替えて処理を行うことによって、開口チャンネルとして第１７番目～第４８番目の振動素子が選択された状態から第４９番目～第８０番目の振動素子が選択された状態となるように開口チャンネルのチャンネルローテーションを行うことができる。

【0061】

上記処理は、以下のように説明することもできる。ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の各々には、開口を構成する振動素子が振動素子部１０における並び順（第４９番目～第８０番目）に沿って割り当てられる。そして、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ２の全体において振動素子部１０の並び順に沿って振動素子をシフトさせる処理を繰り返す。すなわち、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ２の全体において第４９番目～第８０番目の振動素子が並び順に沿って割り当てられている状態から、第５０番目～第８１番目の振動素子が並び順に沿って割り当てられている状態、第５１番目～第８２番目の振動素子が並び順に沿って割り当てられている状態・・・と振動素子部１０の並び順に沿って振動素子をシフトさせる処理を繰り返してチャンネルローテーションを行う。そして、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の各々に割り当てられている振動素子の数だけチャンネルローテーションを行った後、最初のブロックＢＬＫ１を最後のブロックとしてブロックＢＬＫ２，ＢＬＫ３，ＢＬＫ４，ＢＬＫ１の順となるようにブロックのローテーションを行い、このブロックＢＬＫ２，ＢＬＫ３，ＢＬＫ４，ＢＬＫ１の各々に開口を構成する振動素子が振動素子部１０における並び順（第５８番目～第８８番目）に沿って割り当てる。このように、ブロック全体に対する振動素子のチャンネルローテーションと、ブロック間のローテーションとを繰り返す。

【0062】

以上のチャンネルローテーションでは、いずれの状態においても各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４では連続して隣り合って配置された８個の振動素子において受信された超音波信号に対して遅延処理が行われる。すなわち、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の各々に含まれる選択器１２ａではブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の各々において選択された振動素子における遅延差が変化しないように振動素子が選択される。したがって、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４において最大の遅延量は小さく、一定に保つことができる。各ブロック内における遅延量を小さく保つことによって、図１１に示したようなアナログ遅延回路のコンデンサやスイッチの数を少なくすることができ、アナログ遅延回路の回路規模を小さくし、製造コストも抑えることができる。また、超音波プローブ１０２のサイズもコンパクトにすることができる。

【0063】

本実施の形態では、振動素子部１０に含まれる１２８個の振動素子に対して、３２個の選択器１２ａ（１２ａ－１～１２ａ－３２）と４個の遅延加算器１２ｂ（１２ｂ－１～１２ｂ－４）を設けた例を示している。ただし、振動素子部１０に含まれる振動素子の数、選択器１２ａの数、遅延加算器１２ｂの数はこれらに限定されるものではない。

【0064】

振動素子部１０に含まれる振動素子の個数Ｘに対して、個数Ｙの選択器１２ａと個数Ｚの遅延加算器１２ｂ（ブロックの個数Ｚ）によって送受信部１２を構成する場合には以下の条件を満たすことが好適である。

【0065】

［条件１］
（振動素子部１０に含まれる振動素子の個数Ｘ）≦（選択器１２ａの個数Ｙ）×（遅延加算器１２ｂの個数Ｚ）

【0066】

［条件２］
（１つの選択器１２ａで選択可能な振動素子の数Ａ）＝２×（振動素子部１０に含まれる振動素子の個数Ｘ）／（選択器１２ａの個数Ｙ）

【0067】

［条件３］
第１番目の選択器１２ａにおいて選択可能な振動素子の番号は、基準の番号をＭ番とすると、Ｍ番、（Ｍ＋Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋Ｙ）番、（Ｍ＋２Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋２Ｙ）番、（Ｍ＋３Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋３Ｙ）番・・・とする。すなわち、基準の番号を第１選択番号とし、第１選択番号に１つの選択器１２ａで選択可能な選択器１２ａの個数Ｙを足し振動素子の数Ａを引いた番号を第２選択番号、第２選択番号に振動素子の数Ａを足した番号を第３選択番号、第３選択番号に選択器１２ａの個数Ｙを足し振動素子の数Ａを引いた番号を第４選択番号、第４選択番号に振動素子の数Ａを足した番号を第５選択番号・・・と、前の選択番号に選択器１２ａの個数Ｙを足し１つの選択器１２ａで選択可能な振動素子の数Ａを引く、又は、１つの選択器１２ａで選択可能な振動素子の数Ａを足す、を交互に行った番号を次の選択番号とする。ただし、振動素子の番号は、振動素子部１０に含まれる振動素子の個数Ｘに対してサイクリックにカウントするものとする。

【0068】

言い換えると、Ｍ番を基準として、選択器１２ａの個数Ｙの倍数を足した（Ｍ＋Ｙ）番、（Ｍ＋２Ｙ）番、（Ｍ＋３Ｙ）番・・・、これらに１つの選択器１２ａで選択可能な振動素子の数Ａをそれぞれ引いた（Ｍ＋Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋２Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋３Ｙ－Ａ）番・・・を第１番目の選択器１２ａにおいて選択可能な振動素子の番号とする。すなわち、基準番号のＭ番に選択器１２ａの個数Ｙ×Ｋ（Ｋは、０以上の整数）を足した番号を第（１＋２Ｋ）選択番号とすると共に、基準番号のＭ番に選択器１２ａの個数Ｙ×（Ｋ＋１）を足し１つの選択器１２ａで選択可能な振動素子の数Ａを引いた番号を第（２＋２Ｋ）番号とする。

【0069】

［条件４］
第Ｎ番目（Ｎは、１以上の整数）の選択器１２ａにおいて選択可能な振動素子の番号は、第１番目の選択器１２ａにおいて選択可能な振動素子の番号にそれぞれ（Ｎ－１）を加えた番号とする。例えば、第１番目の選択器１２ａにおいて選択可能な振動素子の番号がＭ番、（Ｍ＋Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋Ｙ）番、（Ｍ＋２Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋２Ｙ）番、（Ｍ＋３Ｙ－Ａ）番、（Ｍ＋３Ｙ）・・・である場合、第２番目の選択器１２ａにおいて選択可能な振動素子の番号は（Ｍ＋１）番、（Ｍ＋Ｙ－Ａ＋１）番、（Ｍ＋Ｙ＋１）番、（Ｍ＋２Ｙ－Ａ＋１）番、（Ｍ＋２Ｙ＋１）番、（Ｍ＋３Ｙ－Ａ＋１）番、（Ｍ＋３Ｙ＋１）・・・とする。

【0070】

例えば、振動素子部１０に含まれる振動素子が６４個であり、選択器１２ａが１６個及び遅延加算器１２ｂが４個である場合、図８に示すように、送受信部１２を構成することが好適である。また、例えば、振動素子部１０に含まれる振動素子が３２個であり、選択器１２ａが１６個及び遅延加算器１２ｂが４個である場合、図９に示すように、送受信部１２を構成することが好適である。ただし、これらは一例であり、選択器１２ａの構成はこれらに限定されるものではない。

【0071】

上記条件を満たすように送受信部１２を構成することによって、いずれの状態においても各ブロックＢＬＫの遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－Ｚの各々において連続して隣り合って配置された振動素子を処理の対象とすることができる。すなわち、ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の各々に含まれる選択器１２ａではブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の各々において選択された振動素子の遅延差が変化しないように振動素子が選択される。したがって、各ブロックＢＬＫ１～ＢＬＫ４の遅延加算器１２ｂ－１～１２ｂ－４において最大の遅延量は小さく、一定に保つことができる。各ブロック内における遅延量を小さく保つことによって、アナログ遅延回路におけるコンデンサ及び選択スイッチの組み合わせ数を低減させることができる。したがって、アナログ遅延回路の回路規模を小さくでき、消費電力も低減することができる。また、超音波プローブのサイズをコンパクトにすることができる。

【0072】

なお、本実施の形態では、振動素子部１０において選択された振動素子によって超音波ビームを受信する際の開口チャンネルのチャンネルローテーションについて説明したが、振動素子部１０において選択された振動素子によって超音波ビームを送信する際の開口チャンネルのチャンネルローテーションも同様に行うことができる。

【符号の説明】

【0073】

１０ 振動素子部、１２ 送受信部、１２ａ 選択器、１２ｂ 遅延加算器、１４ アナログ／デジタル変換回路、１６ 信号処理部、１８ 制御部、２０ 操作部、１００ 超音波診断装置、１０２ 超音波プローブ、１０４ 表示部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】