專利名稱：超聲波探測器和超聲波診斷設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種超聲波探測器，其目的是通過接收超聲回波來獲得三維回波數據，該超聲回波是向活體等中的組織發射的超聲波束的反射而產生的，本發明涉及還涉及一種使用該超聲波探測器的超聲波診斷設備。
背景技術：
通常，作為用在意圖三維顯示活體組織的狀況的超聲波診斷設備中的用于獲得三維數據的超聲波傳感器，已知一種超聲波探測器，包括用于掃描超聲波束的超聲波收發器(transducer)，其如此配置以機械地擺動(swing)該超聲波收發器從而在與波束掃描方向的交叉方向上執行擺動掃描(swingscanning)(例如，參見JP3(1991)-184532 A)。通過同時執行超聲波束掃描(下文稱主截面掃描(Principal cross-section scanning)和擺動掃描，能夠得到與瞬間移動的兩個掃描平面的相交線對應的回波數據，即，三維回波數據。
所得到的三維回波數據經過三維圖像處理，從而在看起來具有深度的平面內顯示圖像，顯示所需要的截面(cross section)等。
對于這種三維圖像處理來說，每個回波數據在三維空間中的方向分量都必須是已知的。
在超聲波收發器由多個元件陣列組成的情況下，電動地執行波束掃描，因而通過掃描位置、組成超聲波收發器的收發器元件的布置以及波束方向，能夠獲得回波數據在波束掃描平面內的方向分量。
同時，超聲波探測器如此配置以便通過計數來自被設置到用于擺動超聲波收發器的電機的轉軸上的旋轉編碼器的脈沖，來得到被機械掃描的擺動掃描平面的角度。
近年來，用超聲波診斷設備形成的三維圖像已被用于觀察活體的組織狀況、在監視三維圖像的同時穿刺(Puncturing)及指導(guideline)，或者測量器官、腫瘤、胎兒等等的的距離和角度，從而提高其可用性。
從這些醫療目的的需要出發，超聲波診斷設備必須形成比常規超聲波診斷設備具有更高精度的三維圖像，即，形成空間位置正確的圖像。
但是，在上述常規超聲波診斷設備中，形成三維圖像所必需的擺動掃描角度(swing scanning angle)是僅僅通過計數從超聲波探測器內的被設置在擺動電機的轉軸上的旋轉編碼器輸出的脈沖而得到的。一般，在使用電機的機械掃描中，對應于通過計數來自旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角是隨著不同的超聲波探測器而變化的，這歸因于在電機的轉軸和旋轉編碼器之間的安裝精度的變化、旋轉傳動機構(ratoation transmission mechanism)的抖動(wobbling)、在超聲波收發器和旋轉傳動機構之間的安裝精度的變化、旋轉編碼器自身的變化等等。
例如，已知一種超聲波探測器，其基于編碼器信息，校正隨超聲波探測器的掃描負載量的變化而出現的掃描誤差(旋轉傳動機構對應于速度的彎曲或伸長)(例如參見JP 2(1990)-57242 A)。但是，這種超聲波探測器要求具有用于校正的電源、開關等，并且需要中斷其操作，這將導致超聲波診斷設備的尺寸增大，以及在可使用性和成本方面產生問題。
即使在超聲波診斷設備的主單元具有校正上述變化的裝置的情況下，也必須在所使用的超聲波探測器每次改變時執行校正處理，比如輸入對應于每個計數值的超聲波收發器實際擺動掃描角度。
還有，在通過往復(reciorocation)進行的擺動掃描而獲得三維數據的情況下，對應于通過計數來自旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角度在其前進路徑(forward path)上和在其返回路徑(return path)上的可能不相同，這是由于旋轉傳動機構等的抖動引起的。
也就是說，對應每個計數值的擺動掃描角度隨各個超聲波探測器而變，并且在其擺動的前進路徑上和其返回路徑上也不相同。因此，取決于所使用的超聲波探測器，由于其往復擺動等，引起所形成的三維圖像扭曲變形，偏移，顫動，這些可能導致比如在偏離操作者所期望的方向上穿刺這類的問題，以及導致距離和角度的測量結果產生很大的誤差。
而且，如果想要對所使用的每個超聲波探測器校正這些變化，為解決這些問題，操作者就不得不在超聲波探測器每次改變時執行校正處理，而這會使處理能力的降低。
關于這一點，例如，已知一種超聲波診斷設備，其通過預先將回差(backlash)校正信號加到編碼器的輸出信號上來執行校正(參見JP1(1989)-227743 A)。但是，這種設備有一個問題，就是其只能夠校正在擺動往復中擺動掃描角的固定偏差。
發明內容
本發明的目的是為解決上述常見問題，從而提供一種優良的超聲波診斷設備，其不管使用什么樣的超聲波探測器都能夠以更準確的空間位置形成三維圖像，而不會導致處理能力的降低，以及提供一種適合于在這些超聲波診斷設備中使用的超聲波探測器。
為達到上述目的，根據本發明的超聲波探測器包括掃描超聲波束的超聲波收發器；允許超聲波收發器在與超聲波束的掃描方向相交的方向上執行擺動掃描的收發器擺動電機；根據收發器擺動電機的旋轉位置產生脈沖的旋轉編碼器；以及編碼器校正ROM，其存儲對應于通過計數來自旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角度，并將已存儲的超聲波收發器的實際擺動掃描角輸出到外部。
根據這種配置，對應于通過計數來自所述旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角預先存儲在編碼器校正ROM中，從而可以知道對應于每個計數值的超聲波收發器實際擺動掃描角，取決于機械掃描的方法，該實際擺動掃描角隨各個超聲波探測器而變。
而且，在根據本發明的超聲波探測器中，編碼器校正ROM優選存儲在擺動掃描的前進路徑上和在擺動掃描的返回路徑上是不相同的擺動方向角度。
根據這種配置，對應通過計數來自旋轉編碼器的脈沖而得到的計數值的超聲波收發器在擺動的前進路徑上和在其返回路徑上的實際擺動掃描角，可以被預先存儲在編碼器校正ROM中，從而可以得到對應于每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角，取決于機械掃描的方法，該實際擺動掃描角隨各個超聲波探測器而變，且在擺動的前進路徑上和在其返回路徑上是不相同的。
而且，為了達到上述目標，根據本發明的第一種超聲波診斷設備包括根據本發明的超聲波探測器；發射/催收裝置，其激勵超聲波收發器的振子并接收對象反射回來的超聲波回波；編碼器計數器，其計數來自旋轉編碼器的脈沖數；主控制裝置，其從在超聲波探測器內的編碼器校正ROM中讀出對應于每個計數值的超聲波收發器餓實際擺動掃描角；電機控制裝置，其根據來自編碼計器數器的計數值，執行對收發器擺動電機的驅動控制；三維圖像處理裝置，其基于由發射/接收裝置得到的超聲波回波數據、來自編碼器計數器的計數值和由主控制裝置提供的對應每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角，形成三維圖像；以及顯示三維圖像的圖像顯示裝置。
根據這種配置，可以形成三維圖像，而該三維圖像是基于隨各個超聲波探測器而變化的對應于每個計數值的超聲波傳感器的實際擺動掃描角被校正過的。
為了達到上述目標，根據本發明的第二種超聲波診斷設備包括根據本發明的超聲波探測器；發躺接收裝置，其激勵超聲波收發器的振子并接收對象反射回來的超聲波回波；編碼器計數器，其計數來自旋轉編碼器的脈沖數；主控制裝置，其從在超聲波探測器內的編碼器校正ROM中讀出對應于每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角；電機控制裝置，其根據來自編碼器計數器的計數值和由主控制裝置提供的對應每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角，執行對收發器擺動電機的驅動控制；三維圖像處理裝置，其基于由發射/接收裝置得到的超聲波回波數據，形成三維圖像；以及顯示三維圖像的圖像顯示裝置。
根據這種配置，基于隨不同的超聲波探測器而變化的對應于每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角，來校正擺動掃描方向，同時就控制了擺動。
根據上述配置，能夠得到一種優良的超聲波診斷設備，不管使用什么樣的超聲波探測器都能夠以更準確的空間位置形成三維圖像，而不會導致處理能力的降低。
而且，因使用可低價購得且尺寸較小的閃存ROM或E-square ROM作為編碼器校正ROM，因此可實現成本低、小尺寸的超聲波探測器。
此外，由于非易失性的校正數據被預先存儲在編碼器校正ROM中，所以用于獲得校正所必需的數據的時間就不再需要了。
再者，與常規實例不同，根據超聲波收發器的擺動掃描角(即，編碼器的輸出值)，在擺動的前進路徑上和在其返回路徑上的角度的偏差能夠靈活地加以校正。
圖1是表示根據本發明的相應實施例的超聲波診斷設備的配置的實例的方塊圖；圖2是表示圖1的旋轉編碼器4的配置的視圖，及由此得到的Z-脈沖和A-脈沖的波形圖；圖3是表示存儲在圖1的編碼器校正ROM中的內容(content)的視圖；圖4是表示在本發明的實施例中形成三維圖像的狀態的視圖；圖5是表示在本發明的實施例中編碼器校正ROM的內容的視圖，在編碼器校正ROM中存儲了在擺動掃描的前進路徑是和在其返回路徑上各不相同的編碼器校正值；圖6是表示在本發明的實施例中形成三維圖像的狀態的視圖，該三維圖像是經過分別對在擺動掃描的前進路徑上和在其返回路徑上的擺動掃描角校正后得到的。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細說明本發明的優選實施例。
實施例1圖1是表示根據本發明的實施例1的超聲波診斷設備的配置的例子的方塊圖。圖1中所示的超聲波診斷設備也將被用在下文中所描述的各個實施例中。
在圖1中，根據本實施例的超聲波診斷設備包括具有布置成陣列的多個收發器元件2的超聲波收發器1，收發器元件2將超聲波束發射到活體內，并且將來自活體內組織的超聲波回波轉換成電信號。每個收發器元件2受到由發射/接收裝置8提供的發射脈沖激勵。發射/接收裝置8被控制以提供具有不同相位的發射脈沖給布置在超聲波收發器1中的部分或全部收發器元件2，以便使發射脈沖集中在活體內的預定深度上，即，形成發射波束。
上面提到的發射到活體的超聲波束作為回波瞬間就從活體內的相應組織上返回來。在針對與各收發器元件2形成的各個接收角度而提供不同的延遲時間后，發射/接收裝置8對被超聲波收發器1的收發器元件2轉換成電信號的超聲波回波執行加法運算，以便在預定的方向上形成各個接收波束。通過發射/接收，前面所述的發射波束和這個接收波束形成一個聲波掃描線，即，發射/接收裝置8沿這個聲波掃描線產生并輸出超聲波回波數據。
如上面所提到的，通過按順序切換用于發射/接收的收發器元件的組，或者改變發射/接收波束的方向，來執行發射/接收以便在不同方向上形成聲波掃描線。最終，形成一個主截面掃描平面。
此外，根據本實施例的超聲波診斷設備包括收發器擺動電機5，其使得超聲波收發器1能夠在與上面提到的主截面掃描平面相交的方向上執行擺動掃描，收發器擺動電機5受到電機控制裝置6驅動控制。通過同時執行主截面掃描和擺動掃描，發射/接收裝置8能夠產生與主截面掃描平面和擺動掃描平面的相交線對應的超聲波回波數據。一般，這兩個掃描平面不被獨立地掃描，而是被掃描以便同等地獲得在有機體內特定三維部分的超聲波回波數據。也就是說，執行主截面掃描和擺動掃描，使得每一次擺動掃描過程中主截面掃描平面的數量都保持常量，在各個主截面掃描平面之間的角度也基本相同。
因此，電機控制裝置6需要去控制擺動，同時持續地監視連接到收發器擺動電機5上的超聲波收發器1的擺動掃描角。為了得到這個擺動掃描角，根據本實施例的超聲波診斷設備包括旋轉編碼器4，其設置在收發器擺動電機5的轉軸上。圖2中示出了旋轉編碼器4的一優選實例。該旋轉編碼器4包括設置在轉軸20上的Z-脈沖轉子21以便在轉軸20轉到一定角度時輸出一個脈沖(下文稱Z-脈沖)。例如，在磁編碼器中，Z-脈沖轉子21被磁化以致于每轉動一周就產生一個Z-脈沖，Z-脈沖傳感器23檢測Z-脈沖轉子21的磁化部分并輸出Z-脈沖。同樣，旋轉編碼器4包括A-脈沖轉子22和A-脈沖傳感器24，使得轉軸20每轉動一周就固定地產生數百個脈沖(下文稱A-脈沖)。
在上面的說明中舉例說明了磁編碼器，但光學編碼器或者機械編碼器可以用在本發明的配置中。
編碼器計數器7由來自旋轉編碼器4的Z-脈沖重置，由A-脈沖進行加法功減法計數。并且，其計數值與收發器擺動電機5的轉軸的角度，即，超聲波收發器1的擺動掃描角相對應。正如上述，根據編碼器計數器7提供的計數值，電機控制裝置6可以得到超聲波收發器1當前的擺動掃描角，因而能夠控制收發器擺動電機5以便移動超聲波收發器1到達下一個預定的擺動掃描角。
通過如上所述同步執行主截面掃描和擺動掃描得到的在活體內特定三維部分上的超聲波回波數據，從發射/接收裝置8發射到三維圖像處理裝置11。在三維圖像處理裝置11中，對所得到的超聲波回波數據執行三維圖像處理，從而可以將活體內特定三維部分的結構顯示成好似有一定深度，或者在具有平坦的或者輕微彎曲的顯示表面的圖像顯示裝置12上顯示從某一方向的觀察點觀看的該結構。為了執行這個三維圖像處理，需要已知所得到的每個聲波掃描線的超聲波回波數據在三維空間中的方向分量。三維圖像處理裝置11根據組成超聲波收發器1的收發器元件2的布置和發射/接收波束的方向的布置，得到在主截面掃描平面上的掃描方向的角度的方向分量。然而，三維圖像處理裝置11根據編碼器計數器7提供的計數值，得到在擺動掃描平面上的掃描方向的角度的方向分量。
一般來說，在使用機械掃描方法的超聲波診斷設備中，對應于通過計數來自旋轉編碼器4的脈沖而得到的每個計數值的超聲波收發器1的實際擺動掃描角隨超聲波診斷設備而改變，這歸因于在收發器擺動電機5的轉軸和旋轉編碼器4之間的安裝精度、旋轉傳動機構3相對收發器擺動電機5的轉軸和超聲波收發器1的精度、在超聲波收發器1和旋轉傳動機構3之間的安裝精度、用于產生Z-脈沖的旋轉編碼器4的角度精度、A-脈沖的數量相對轉軸的角度的線性度等各個變量的累加。
提供編碼器校正ROM 9用于存儲對應從編碼器計數器7得到的每個計數值的超聲波收發器1的實際擺動掃描角，或者存儲對應該擺動掃描角的數值。在超聲波診斷設備中的電流為OFF之后，編碼器校正ROM 9保存該已存儲值，在電流再次變為ON之前不會丟失該值。
存儲在編碼器校正ROM中的值由主控制裝置10讀取，該值或經適當值校正過的值隨后經主控制裝置10傳送到三維圖像處理裝置11，電機控制裝置6，或者向三維圖像處理裝置11和電機控制裝置6二者都傳送。
一般在超聲波診斷設備中，超聲波收發器1或具有與其成一體的外圍部分的超聲波收發器1可以與超聲波診斷設備的主體部分分離開來，是可移動的，稱之為超聲波探測器。即，某個超聲波探測器不必總是和同一超聲波診斷設備的主體部分設置在一起。
在根據本實施例的超聲波診斷設備中，超聲波收發器1、旋轉編碼器4、收發器擺動電機5和編碼器校正ROM 9組成超聲波探測器13，該超聲波傳感器13能夠與超聲波診斷設備的主體部分分離開。這是因為，由于基本上所有可能導致對應旋轉編碼器4的計數值的擺動掃描角出現變化的部分都被包含在內，因而，即使在超聲波探測器被應用到不同超聲波診斷設備的主體部分的情況下，編碼器校正ROM 9也可以一起校正該變化的累加。
所以，不必說，除上述組件之外的其它超聲波診斷設備組件被添加到超聲波探測器13內的配置也是可行的。
實施例2接下來，將參考附圖1和實施例1詳細說明本發明的實施例2。
一般，擺動掃描大多數是作為往復(reciprocating)掃描執行。使用這個方法的目的是更實時地形成三維圖像。也在這種情況下，即使在由編碼器計數器7提供的計數值在擺動掃描的前進路徑上和在其返回路徑上是相等的時候，其實際擺動掃描角也經常是不相同的，這是除上面提到的問題之外，由機械掃描方法引起的另一個問題。
這主要是由連接收發器擺動電機5的轉軸和超聲波收發器1的旋轉傳動機構引起的。例如，在使用齒輪的旋轉傳動機構中，在所述齒輪向前轉動和向后轉動時，從動齒輪相對電機的轉軸的轉動角度的轉角是不相同的，這是由于在所述齒輪和從動輪相互配合的位置存在空轉。而且，在使用傳動帶或金屬絲的情況下，由于傳動帶或金屬絲的延長，會出現相同的現象。
在通過執行擺動掃描形成三維圖像的情況下，如果將由編碼器計數器7提供的計數值直接提供給三維圖像處理裝置11，則上述現象導致形成的在前進路徑和返回路徑上三維圖像的位置不相同，即，三維圖像顫動的問題，或者在前進路徑和返回路徑上形成的三維圖像的變形不相同的問題。
在根據本實施例的超聲波診斷設備中，由于編碼器校正ROM 9可以存儲在旋轉掃描的前進路徑上和其返回路徑上的不同校正數據，用于前進路徑的校正數據可以用在擺動的前進路徑上，用于返回路徑的校正數據可以用在擺動的返回路徑上，從而解決了上述問題。
實施例3接下來，參考附圖2至6詳細說明作為本發明的實施例3的超聲波診斷設備，該超聲波診斷設備利用包括上面提到的編碼器校正ROM 9等的超聲波探測器13形成更精確的三維圖像。
在根據本實施例的超聲波診斷設備的編碼器校正ROM 9中，預先存儲圖3所示的校正值31。在圖3中，直線30表示對應編碼器計數器7的計數值的超聲波收發器1的擺動掃描角為理想值的情況，并且其中編碼器計數器7是使用旋轉編碼器4加法計數器，該旋轉編碼器4在收發器擺動電機5的轉軸旋轉一周的過程中產生N個A-脈沖，當轉軸的角度是0度時，產生一個Z-脈沖。此外，本例舉例說明轉軸的角度與超聲波收發器1的角度相同時的情況，但也可以采用旋轉傳動機構3的旋轉速度傳動比不是1∶1的情況。
然而，圖3中的校正值31表示對應于由編碼器計數器7提供的計數值的超聲波收發器1的實際擺動掃描角，其表示，例如，當計數值為“j”時，這個超聲波探測器的實際角度是“a’”，盡管其理想角度是“a”。同理，對應于計數值“k”的實際角度是“b’”而理想角度是“b”。
從存儲這些校正值31的編碼器校正ROM 9中，主控制裝置10讀出校正值31，并將讀出的校正值31傳送到三維圖像處理裝置11。
接著，除圖3外再參考圖4詳細說明三維圖像處理裝置11使用校正值31形成三維圖像的方法。例如，由編碼器計數器7提供的計數值為“j”，除非提供校正值，否則僅僅能夠在圖4內的擺動掃描方向上的角度“a”形成主截面掃描平面40。另一方面，由于實際角度“a’”是從主控制裝置10中事先獲得的，所以可以在偏離了差值為“a’-a”的方向上形成主截面掃描平面41。同樣，當從編碼器計數器7得到計數值“k”時，形成從主截面掃描平面42移開的主截面掃描平面43。
如上面所提到的，三維圖像處理裝置11預先獲得對于所用超聲波探測器13的編碼器校正值，并可以以實際擺動掃描角形成主截面掃描平面的圖像，同時對所得到的超聲波回波數據校正編碼器計數值，從而形成更精確的活體組織的三維圖像。
而且，圖5和6示出了執行往復擺動掃描的實例。如圖5所示，具有增加編碼器計數值的方向的前進路徑校正值51和具有減小編碼器計數值的方向的返回路徑校正數據52預先存儲在編碼器校正ROM 9中。理想情況為，兩個校正值在如直線50所示的相同軌跡上。圖5中的編碼器校正值51和52表示，例如，當編碼器計數值為“k”時，超聲波收發器的實際擺動掃描角在前進路徑上的為“c’”，而其在返回路徑上的為“c””。
因前進路徑校正值51和返回路徑校正值52由主控制裝置10預先傳送到三維圖像處理裝置11，當由編碼器計數器7提供的計數值為“k”時，如果沒有提供校正值，則僅僅在前進路徑和返回路徑兩者上的擺動掃描方向以角度“c”形成主截面掃描平面60，如圖6的例子所示。但是，三維圖像處理裝置11從主控制裝置10預先得到了在前進路徑上的實際角度“c’”，因而沿偏移了大小為“c’-c”的方向形成在前進路徑上的主截面掃描平面的圖像63，沿偏移了大小為“c-c””的方向形成在返回路徑上的主截面掃描平面的圖像61。
如上所述，根據本發明的超聲波診斷設備，三維圖像處理裝置11預先得到了所應用的超聲波探測器13在擺動掃描的前進路徑上和其返回路徑上的兩個編碼器校正值，對所獲得的超聲波回波數據將在前進路徑上和返回路徑上的編碼器計數值校正為不同值，因而同時可以以實際擺動掃描角形成主截面掃描平面的圖像，因此形成活體組織的更精確的三維圖像。
實施例4接下來，將詳細說明作為本發明的實施例4的超聲波診斷設備，其能夠使用編碼器校正ROM9，依靠電機控制裝置6形成更精確的三維圖像。
在實施例3中，三維圖像處理裝置11基于編碼器校正值，校正將要形成的三維圖像的角度，而依靠電機控制裝置6也能夠得到同樣的效果。如前所述，在圖3中的校正值31為對應于由編碼器計數器7提供的計數值的超聲波收發器1的實際擺動掃描角。這個校正值由主控制裝置10預先傳送到電機控制裝置6(圖1中用虛線箭頭表示)。
例如，當所期望的超聲波收發器1的擺動掃描角為“a”時，除非電機控制裝置6有一個校正值，否則除控制收發器擺動電機5外再無其它手段以使由編碼器計數器7提供的計數值可以是“j”。這里，由于當計數值為“j”是實際擺動掃描角是“a’”，超聲波收發器1在偏離期望值“a’-a”的方向上。但是，根據本發明的超聲波診斷設備的電機控制裝置6事先得到了編碼器校正值，因而可以控制收發器擺動電機5以使對應于期望值“a”的編碼器計數值是“j’”。
如果將要形成的每個主截面掃描的角度由主控制裝置10事先提供給三維圖像處理裝置11，則三維圖像處理裝置11在所提供的角度的方向上形成圖像，因為所得到的超聲波回波數據已經對應于所期望的擺動掃描角的主截面掃描平面。因此，根據本實施例的超聲波診斷設備，可以形成活體組織的更精確的三維圖像。
如上所述，本發明能夠提供優良的超聲波診斷設備，其能夠校正在電機的轉軸和旋轉編碼器之間的安裝精度的變化、旋轉傳動機構的精度的變化、在超聲波收發器和旋轉傳動機構之間的安裝精度的變化、以及旋轉編碼器自身的變化(它們可以隨著各個超聲波探測器而變化)，因而，不管使用什么樣的超聲波探測器，可以形成空間位置更準確的三維圖像。
另外，由于上面所描述的各種變化的校正是針對每個超聲波探測器執行的，并且超聲波診斷設備的主體部分可以獲得該校正數據，并校正超聲波收發器的擺動掃描角，因此能夠提供優良的超聲波診斷設備，即使當所用探測器改變時，該超聲波診斷設備不要求操作者執行任何校正處理，并以高精度顯示三維圖像。
此外，編碼器校正ROM能夠存儲在擺動掃描的前進路徑上和返回路徑上是不相同的擺動方向角度，因而可以校正對應編碼器計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角，該超聲波收發器的實際擺動掃描角在前進路徑上和在其返回路徑上是不相同的，這是由于旋轉傳動機構的抖動等造成的，由此提供一優良的超聲波診斷設備，不管使用什么樣的超聲波探測器，都能夠抑止依賴于往復擺動的圖像的閃爍或者變形的問題。
而且，通過使用可以低價格得到的且尺寸小的閃存ROM或E-squareROM作為編碼器校正ROM，能夠實現低成本、尺寸小的超聲波探測器。
另外，由于非易失的校正數據被預先存儲在編碼器校正ROM中，所以不再額外需要用于獲得用于該校正所必需的數據的時間。
另外，與傳統實例不同，根據超聲波收發器的擺動掃描角(即，編碼器的輸出值)，在擺動的前進路徑上和在其返回路徑上的角度的偏差可以靈活地加以校正。
權利要求
1.一種超聲波探測器，包括超聲波傳感器，其掃描超聲波束；傳感器擺動電機，其使得所述超聲波傳感器能夠在與所述超聲波束的掃描方向相交的方向上執行擺動掃描；旋轉編碼器，其根據所述傳感器擺動電機的旋轉位置產生脈沖；和編碼器校正ROM，其存儲對應通過計數來自所述旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波傳感器的實際擺動掃描角，并將所存儲的超聲波傳感器的實際擺動掃描角輸出到外部。
2.根據權利要求1的超聲波探測器，其中所述編碼器校正ROM存儲擺動方向角度，該擺動方向角度在擺動掃描的前進路徑上和在所述擺動掃描的返回路徑上是不相同的。
3.一種超聲波診斷設備，包括超聲波探測器，其包括超聲波傳感器，其掃描超聲波束；傳感器擺動電機，其使得所述超聲波傳感器能夠在與所述超聲波束的掃描方向相交的方向上執行擺動掃描；旋轉編碼器，其根據所述傳感器擺動電機的旋轉位置產生脈沖；編碼器校正ROM，其存儲對應于通過計數來自旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波傳感器的實際擺動掃描角，并將所存儲的超聲波傳感器的實際擺動掃描角輸出到外部；發射/接收裝置，其激勵所述超聲波傳感器的振子并接收被對象反射回來的超聲波回波；編碼器計數器，其計數來自所述旋轉編碼器的脈沖數；主控制裝置，其從在所述超聲波探測器內的所述編碼器校正ROM中讀出對應每個所述計數值的所述超聲波傳感器的實際擺動掃描角；電機控制裝置，其根據來自所述編碼器計數器的計數值，執行所述傳感器擺動電機的驅動控制；三維圖像處理裝置，其基于由所述發射/接收裝置得到的超聲波回波數據、來自所述編碼器計數器的計數值和由所述主控制裝置提供的對應每個所述計數值的所述超聲波傳感器的實際擺動掃描角，而形成三維圖像；以及圖像顯示裝置，其顯示該三維圖像。
4.根據權利要求3的超聲波診斷設備，其中所述編碼器校正ROM存儲擺動方向角度，該擺動方向角度在所述擺動掃描的前進路徑上和在所述擺動掃描的返回路徑上是不相同的。
5.一種超聲波診斷設備，包括超聲波探測器，其包括超聲波傳感器，其掃描超聲波束；傳感器擺動電機，其使得所述超聲波傳感器能夠在與所述超聲波束的掃描方向相交的方向上執行擺動掃描；旋轉編碼器，其根據所述傳感器擺動電機的旋轉位置產生脈沖；編碼器校正ROM，其存儲對應通過計數來自旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波傳感器的實際擺動掃描角，并將所存儲的該超聲波傳感器的實際擺動掃描角輸出到外部；發射/接收裝置，其激勵所述超聲波傳感器的振子并接收被對象反射回來的超聲波回波；編碼器計數器，其計數來自所述旋轉編碼器的脈沖數；主控制裝置，其從在所述超聲波探測器內的所述編碼器校正ROM中讀出對應每個所述計數值的所述超聲波傳感器的實際擺動掃描角；電機控制裝置，其根據來自所述編碼器計數器的所述計數值和由所述主控制裝置提供的對應每個所述計數值的所述超聲波傳感器的實際擺動掃描角，對所述傳感器擺動電機執行驅動控制；三維圖像處理裝置，其基于由所述發射/接收裝置得到的超聲波回波數據，形成三維圖像；以及圖像顯示裝置，其顯示該三維圖像。
6.根據權利要求5的超聲波診斷設備，其中所述編碼器校正ROM存儲擺動方向角度，該擺動方向角度在擺動掃描的前進路徑上和在所述擺動掃描的返回路徑上是不相同的。
全文摘要
提供一種優良的超聲波診斷設備，不管使用什么樣的超聲波探測器都能夠以更準確的空間位置形成三維圖像，而不會導致處理能力的降低。一種超聲波探測器，包括超聲波收發器，旋轉傳動機構，旋轉編碼器，收發器擺動電機，和編碼器校正ROM。對應通過計數來自旋轉編碼器的脈沖而得到的每個計數值的超聲波收發器的實際擺動掃描角預先存儲在編碼器校正ROM中。三維圖像處理裝置在實際擺動掃描角的方向上形成主截面掃描平面的三維圖像，同時根據由主控制裝置讀出的編碼器校正ROM的內容，校正來自編碼器計數器的編碼器計數值。
文檔編號A61B8/00GK1761428SQ200480007578
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月19日 優先權日2003年3月20日
發明者秋山恒, 藤井清 申請人:松下電器產業株式會社