信号処理装置、信号処理システム、プローブ、信号処理方法、および、プログラム
【課題】所望の範囲の超音波画像を簡単かつ効率よく取得する。
【解決手段】信号処理システムは、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、複数の振動子の相対位置に関する位置情報を検出する角度センサと、位置情報に基づいて、複数の振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する遅延計算部とを備える。本技術は、例えば、超音波画像の撮影を行う超音波診断装置に適用できる。
【解決手段】信号処理システムは、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、複数の振動子の相対位置に関する位置情報を検出する角度センサと、位置情報に基づいて、複数の振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する遅延計算部とを備える。本技術は、例えば、超音波画像の撮影を行う超音波診断装置に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、信号処理装置、信号処理システム、プローブ、信号処理方法、および、プログラムに関し、特に、超音波画像の撮影を行う場合に用いて好適な信号処理装置、信号処理システム、プローブ、信号処理方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波画像の撮影を行う超音波診断装置では、プローブ内の各振動子が超音波を送信または受信するタイミング（遅延量）を個別に制御することにより、送信波および受信波の焦点位置を制御するビームフォーミングが行われている。
【０００３】
そして、従来の超音波診断装置では、プローブ内の振動子の位置が固定されているため、例えば、その位置に基づいて、予めビームフォーミングを行うための遅延量を計算しておき、装置内の記憶装置に固定値として保持していた。
【０００４】
また、従来、プローブ内の振動子の配置情報に基づいて、ビームフォーミングを行うための遅延量を都度計算することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、従来、複数のプローブを連結し、連結部分に角度センサを設け、角度センサにより検出された角度に基づいて、各プローブを用いて撮影された超音波画像の相対的な位置関係を計算し、合成することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３１１０７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３７５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、プローブの種類に応じて、適切な遅延量が計算されるが、プローブ内の振動子の位置が固定されているため、撮影範囲を柔軟に変更することができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の発明では、各プローブが個別に超音波の送受信を行うため、撮影範囲が重複したり、撮影できない死角が生じたりする場合がある。
【０００９】
本技術は、所望の範囲の超音波画像を簡単かつ効率よく取得できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の第１の側面の信号処理装置は、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部を含む。
【００１１】
複数の前記振動子を、複数のプローブに分かれて配置し、前記位置情報を、複数の前記プローブの相対位置を示すようにすることができる。
【００１２】
前記焦点位置制御部には、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御させることができる。
【００１３】
複数の前記振動子を、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置し、前記位置情報を、前記プローブの変形度を示すようにすることができる。
【００１４】
前記焦点位置制御部には、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算させることができる。
【００１５】
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００１６】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部をさらに設けることができる。
【００１７】
本技術の第１の側面の信号処理方法は、信号処理装置が、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御するステップを含む。
【００１８】
本技術の第１の側面のプログラムは、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御するステップを含む処理をコンピュータに実行させる。
【００１９】
本技術の第２の側面の信号処理システムは、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、複数の前記振動子の相対位置に関する位置情報を検出するセンサと、前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部とを含む。
【００２０】
複数の前記振動子を、複数のプローブに分かれて配置し、前記センサには、複数の前記プローブの相対位置を検出させることができる。
【００２１】
前記焦点位置制御部には、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御させることができる。
【００２２】
複数の前記振動子を、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置し、前記センサには、前記プローブの変形度を検出させることができる。
【００２３】
前記焦点位置制御部には、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算させ、前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００２４】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部をさらに設けることができる。
【００２５】
複数の前記振動子が配置されている１つ以上のプローブおよび前記センサを備えるプローブユニットと、前記信号処理部を備える信号処理装置とを設け、前記焦点位置制御部、前記送信制御部、および、前記受信制御部を、それぞれ前記プローブユニットまたは前記信号処理装置のいずれかに配置するようにすることができる。
【００２６】
本技術の第３の側面のプローブは、超音波の振動子を備える複数のプローブと、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサとを含む。
【００２７】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００２８】
本技術の第４の側面のプローブは、複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブと、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサとを含む。
【００２９】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００３０】
本技術の第１の側面においては、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置が制御される。
【００３１】
本技術の第２の側面においては、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報が検出され、前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置が制御される。
【００３２】
本技術の第３の側面においては、複数のプローブに分かれて配置されている複数の超音波の振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報が検出される。
【００３３】
本技術の第４の側面においては、複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブの複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報が検出される。
【発明の効果】
【００３４】
本技術の第１乃至第４の側面によれば、所望の範囲の超音波画像を簡単かつ効率よく取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本技術を適用した信号処理システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】プローブの構成例を示す模式図である。
【図３】信号処理システムにより実行される超音波送受信処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】有効振動子の設定方法の例を説明するための図である。
【図５】信号処理システムにより実行される超音波信号処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】本技術の効果を説明するための図である。
【図７】本技術の効果を説明するための図である。
【図８】本技術の効果を説明するための図である。
【図９】プローブの変形例を模式的に示す断面図である。
【図１０】プローブの変形例を模式的に示す断面図である。
【図１１】コンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
【００３７】
＜１．実施の形態＞
［信号処理システム１０１の構成例］
図１は、本技術を適用した信号処理システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【００３８】
信号処理システム１０１は、超音波を用いて被写体の内部の画像（すなわち、超音波画像）を撮影し、表示する装置である。信号処理システム１０１は、例えば、医療用として患者の身体の内部や胎児などの撮影に用いたり、工業用として製品の内部の断面などの撮影に用いたりする。
【００３９】
信号処理システム１０１は、プローブユニット１１１、信号処理装置１１２、および、表示装置１１３を含むように構成される。
【００４０】
プローブユニット１１１は、信号処理装置１１２の制御の下に、被写体に対して超音波ビーム（以下、送信波とも称する）を送信するとともに、被写体からの反射波（以下、受信波とも称する）を受信し、受信した反射波の強度の検出を行う。
【００４１】
プローブユニット１１１は、プローブ１２１ａ、プローブ１２１ｂ、回転軸１２２、角度センサ１２３、送受信切替部１２４、送信ＢＦ（ビームフォーミング）部１２５、および、受信ＢＦ（ビームフォーミング）部１２６を含むように構成される。
【００４２】
プローブ１２１ａは、図２に示されるように、振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４を備えている。振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４はそれぞれ、送信ＢＦ部１２５の制御の下に超音波の送信を行う。また、振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４は、送信した超音波に対する反射波を受信し、受信した反射波の強度を示す受信信号を、送受信切替部１２４を介して受信ＢＦ部１２６に供給する。
【００４３】
プローブ１２１ｂは、図２に示されるように、プローブ１２１ａと同様の構成を有しており、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４を備えている。振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４はそれぞれ、送信ＢＦ部１２５の制御の下に超音波の送信を行う。また、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４は、送信した超音波に対する反射波を受信し、受信した反射波の強度を示す受信信号を、送受信切替部１２４を介して受信ＢＦ部１２６に供給する。
【００４４】
プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂは、回転軸１２２を含むヒンジ構造により連結されており、回転軸１２２を支点にして、プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂの間の相対角度を変化させることができる。その結果、プローブ１２１ａの振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４と、プローブ１２１ｂの振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４との間の相対位置が変化する。
【００４５】
また、回転軸１２２には、角度センサ１２３が内蔵されている。角度センサ１２３は、回転軸１２２の回転角を検出し、検出した回転角を示すセンサ信号を信号処理装置１１２の遅延計算部１３１に供給する。
【００４６】
なお、以下、プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂを個々に区別する必要がない場合、単にプローブ１２１と称する。また、振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４を個々に区別する必要がない場合、単に振動子１５１ａと称し、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４を個々に区別する必要がない場合、単に振動子１５１ｂと称する。さらに、振動子１５１ａ−１乃至１５１ｂ−４を個々に区別する必要がない場合、単に振動子１５１と称する。
【００４７】
送受信切替部１２４は、内蔵するスイッチを切り替えることにより、送信ＢＦ部１２５および受信ＢＦ部１２６のいずれかを選択して、プローブ１２１に接続する。
【００４８】
送信ＢＦ部１２５は、信号処理装置１１２の制御の下に、送信ビームフォーミングを行う。すなわち、送信ＢＦ部１２５は、プローブ１２１の各振動子１５１からの超音波の送信タイミング等を制御することにより、各振動子１５１から送信される超音波により形成される超音波ビームの波形を制御する。
【００４９】
受信ＢＦ部１２６は、信号処理装置１１２の制御の下に、受信ビームフォーミングを行う。すなわち、受信ＢＦ部１２６は、各プローブ１２１の各振動子１５１から供給される受信信号を時間をシフトして合成することにより、被写体の各位置からの反射波の強度を示す信号（以下、反射波検出信号と称する）を生成する。受信ＢＦ部１２６は、生成した反射波検出信号を信号処理装置１１２の信号処理部１３２に供給する。
【００５０】
信号処理装置１１２は、プローブユニット１１１の制御を行うとともに、プローブユニット１１１から供給される反射波検出信号に基づいて、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。
【００５１】
信号処理装置１１２は、遅延計算部１３１および信号処理部１３２を含むように構成される。
【００５２】
遅延計算部１３１は、角度センサ１２３による回転軸１２２の回転角の検出結果等に基づいて、プローブ１２１の各振動子１５１の送信の遅延時間を示す遅延量（以下、送信遅延量と称する）を計算する。そして、遅延計算部１３１は、送信遅延量を送信ＢＦ部１２５に供給することにより、送信ＢＦ部１２５による送信ビームフォーミングの制御を行う。
【００５３】
また、遅延計算部１３１は、角度センサ１２３による回転軸１２２の回転角の検出結果等に基づいて、プローブ１２１の各振動子１５１の受信の遅延時間を示す遅延量（以下、受信遅延量と称する）を計算する。そして、遅延計算部１３１は、受信遅延量を受信ＢＦ部１２６に供給することにより、受信ＢＦ部１２６による受信ビームフォーミングの制御を行う。
【００５４】
信号処理部１３２は、受信ＢＦ部１２６から供給される反射波検出信号に基づいて、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。信号処理部１３２は、生成した超音波画像を表示装置１１３に供給する。
【００５５】
表示装置１１３は、信号処理部１３２により生成された超音波画像を表示する。
【００５６】
［信号処理システム１０１の処理］
次に、図３乃至図５を参照して、信号処理システム１０１の処理について説明する。
【００５７】
［超音波受信処理］
まず、図３のフローチャートを参照して、信号処理システム１０１のプローブユニット１１１および信号処理装置１１２の遅延計算部１３１により実行される超音波送受信処理について説明する。
【００５８】
なお、この処理は、例えば、図示せぬ入力部を介して、処理の開始の指令が入力されたとき開始され、処理の終了の指令が入力されたとき終了する。
【００５９】
ステップＳ１において、遅延計算部１３１は、角度センサ１２３から供給されるセンサ信号に基づいて、プローブ１２１間の角度を読み取る。
【００６０】
ステップＳ２において、遅延計算部１３１は、送信遅延量を計算する。
【００６１】
ここで、プローブユニット１１１は、プローブ１２１の各振動子１５１により送信される超音波ビーム（送信波）を、所定の走査方向（例えば、放射状あるいは超音波ビームの進行方向に対して垂直方向）に走査する。
【００６２】
また、プローブユニット１１１は、超音波ビームの電子フォーカスを行う。すなわち、プローブユニット１１１は、超音波ビームの送受信に用いる振動子１５１（以下、有効振動子と称する）を切り替えるとともに、各有効振動子の送信タイミングを制御し、各有効振動子から送信される超音波の位相を制御する。これにより、有効振動子から送信される超音波により形成される超音波ビームの焦点位置（以下、送信焦点位置と称する）が制御される。
【００６３】
なお、１本の走査線について、送信焦点位置を１つ設定して、１回だけ超音波ビームを送信するようにしてもよいし、深度が異なる複数の送信焦点位置を設定して、複数回超音波ビームを送信する多段フォーカスを行うようにしてもよい。ただし、送信焦点位置を多く設定するほど、より詳細な超音波画像を得ることができる一方、超音波ビームの送受信回数が増えるため、フレームレートが低くなる。従って、送信焦点位置の設定数は、例えば、要求される画質やフレームレート等に基づいて設定される。
【００６４】
また、超音波ビームを走査する範囲である走査面の形状は、例えば、ユーザが設定するようにしてもよいし、プローブ１２１間の角度に基づいて自動的に設定するようにしてもよい。
【００６５】
そこで、遅延計算部１３１は、走査線の数、１走査線当たりの送信焦点位置の数等に基づいて、１フレームの超音波画像の撮影に用いる複数の送信焦点位置を設定する。そして、遅延計算部１３１は、それらの送信焦点位置の中から、次に送信する超音波ビームの送信焦点位置を選択する。
【００６６】
また、遅延計算部１３１は、選択した送信焦点位置に応じて、次の超音波ビームの送受信に用いる複数の有効振動子を選択する。このとき、有効振動子が、２つのプローブ１２１にまたがってもよい。
【００６７】
なお、有効振動子の数は、固定するようにしてもよいし、可変にするようにしてもよい。前者の場合、例えば、有効振動子の数が所定の値（例えば、４つ）に固定され、送信焦点位置に応じて、有効振動子の位置がシフトされる。
【００６８】
一方、後者の場合、例えば、送信焦点位置に応じて、有効振動子の位置だけでなく、有効振動子の数も変更される。例えば、図４に示されるように、最初に振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−３の組が有効振動子に設定された後、振動子１５１ａ−２乃至１５１ａ−４の組、振動子１５１ａ−４と１５１ｂ−１の組、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−３の組、振動子１５１ｂ−２乃至１５１ｂ−４の組の順に、有効振動子の数や位置を変更することが可能である。なお、図内のθは、プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂとの間の角度を示している。
【００６９】
あるいは、常にプローブ１２１ａおよび１２１ｂの全ての振動子１５１を有効振動子に設定するようにすることも可能である。
【００７０】
なお、送信に用いる振動子１５１と受信に用いる振動子１５１とを必ずしも一致させる必要はない。例えば、送信に用いる振動子１５１の組み合わせと異なる振動子１５１の組み合わせにより、超音波ビームの反射波を受信するようにしてもよい。
【００７１】
なお、以下では、特に記載がない限り、同じ振動子１５１を用いて超音波の送受信を行うものとする。
【００７２】
また、遅延計算部１３１は、プローブ１２１間の角度、および、既知のジオメトリ情報に基づいて、有効振動子間の相対位置を計算する。ここで、ジオメトリ情報には、例えば、各プローブ１２１における各振動子１５１間の距離、回転軸１２２から各振動子１５１までの距離等が含まれる。
【００７３】
さらに、遅延計算部１３１は、有効振動子間の相対位置に基づいて、各有効振動子と送信焦点位置との間の距離、あるいは、その距離の差を計算する。
【００７４】
そして、遅延計算部１３１は、各有効振動子から送信される超音波が送信焦点位置に到達する時間の差に基づいて、各有効振動子から超音波を送信するタイミングを遅らせる時間を示す送信遅延量を計算する。すなわち、遅延計算部１３１は、各有効振動子から送信される超音波により形成される焦点位置が、設定した送信焦点位置と一致するように、各有効振動子に対する送信遅延量を計算する。
【００７５】
なお、送信遅延量の計算には、上述したパラメータ以外にも、例えば、表示モードやゲイン設定などの他のパラメータを用いる場合もある。
【００７６】
遅延計算部１３１は、各有効振動子に対する送信遅延量を示す情報を送信ＢＦ部１２５に送信する。
【００７７】
ステップＳ３において、送信ＢＦ部１２５は、送信ビームフォーミングを行う。具体的には、送信ＢＦ部１２５は、遅延計算部１３１により計算された各有効振動子の送信遅延量に基づいて、各有効振動子から送信する超音波の波形の計算を行う。
【００７８】
ステップＳ４において、プローブユニット１１１は、超音波ビームを送信する。具体的には、送受信切替部１２４は、スイッチの位置を送信ＢＦ部１２５側に切り替える。送信ＢＦ部１２５は、送受信切替部１２４を介して、各有効振動子に制御信号を供給し、ステップＳ３で計算した波形の超音波を送信させる。
【００７９】
そして、各有効振動子から送信される超音波により形成される超音波ビームは、ステップＳ２で設定した送信焦点位置において焦点を形成する。
【００８０】
ステップＳ５において、プローブユニット１１１は、反射波を受信する。具体的には、送受信切替部１２４は、スイッチの位置を受信ＢＦ部１２６側に切り替える。そして、各有効振動子は、ステップＳ４において送信された超音波ビームに対する反射波を受信する。各有効振動子は、受信した反射波の強度を電気信号に変換し、受信した反射波の強度の時系列の変化を示す受信信号を、送受信切替部１２４を介して、受信ＢＦ部１２６に供給する。受信ＢＦ部１２６は、例えば、各有効振動子からの受信信号を増幅するとともに、デジタルの信号にＡ／Ｄ変換する。
【００８１】
ステップＳ６において、遅延計算部１３１は、ステップＳ１の処理と同様に、プローブ１２１間の角度を読み取る。
【００８２】
ステップＳ７において、遅延計算部１３１は、受信遅延量を計算する。
【００８３】
ここで、プローブユニット１１１は、１回の超音波ビームの送信につき、デジタル処理により焦点位置（以下、受信焦点位置と称する）を変えながら、有効振動子により受信される反射波（受信波）の受信を行うダイナミックフォーカスを行う。
【００８４】
そこで、遅延計算部１３１は、ステップＳ４において送信した超音波ビームの走査線上に、複数の受信焦点位置を設定する。
【００８５】
なお、受信焦点位置の設定数は、例えば、要求される画質やフレームレート等に基づいて設定される。なお、通常、受信焦点位置は送信焦点位置より多く設定される。
【００８６】
また、遅延計算部１３１は、プローブ１２１間の角度、および、既知のジオメトリ情報に基づいて、有効振動子間の相対位置を計算する。そして、遅延計算部１３１は、有効振動子間の相対位置に基づいて、設定した全ての受信焦点位置について、各有効振動子との間の距離、あるいは、各有効振動子との間の距離の差を計算する。
【００８７】
ここで、ある受信焦点位置からの反射波は、その受信焦点位置からの距離に応じた時間差で各有効振動子に到達する。従って、各有効振動子から供給される受信信号を、その時間差を設けて合成することにより、その受信焦点位置からの反射波の強度を示す反射波検出信号を生成することができる。
【００８８】
そして、遅延計算部１３１は、各受信焦点位置について、その受信焦点位置からの反射波が各有効振動子に到達する時間差に基づいて、各有効振動子で生成された受信信号を合成する際の各受信信号の時間方向のシフト量を示す受信遅延量を計算する。
【００８９】
ステップＳ８において、受信ＢＦ部１２６は、受信ビームフォーミングを行う。具体的には、受信ＢＦ部１２６は、受信焦点位置を１つ選択し、選択した受信焦点位置に対する受信遅延量に基づいて、各有効振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する。これにより、選択した受信焦点位置からの反射波の強度を示す反射波検出信号が生成される。
【００９０】
受信ＢＦ部１２６は、同様の処理を全ての受信焦点位置について実行する。これにより、現在の走査線上に設定されている各受信焦点位置に対する反射波検出信号が生成される。
【００９１】
受信ＢＦ部１２６は、各受信焦点位置における反射波検出信号を信号処理部１３２に送信する。
【００９２】
その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１乃至Ｓ８の処理が繰り返し実行される。
【００９３】
このように、送信焦点位置を移動させながら超音波ビームが走査され、その反射波に基づいて、各走査線上に設定された受信焦点位置からの反射波の強度を示す反射波検出信号が生成され、信号処理部１３２に供給される。
【００９４】
［超音波信号処理］
次に、図５のフローチャートを参照して、図３の超音波送受信処理に対応して、信号処理装置１１２の信号処理部１３２および表示装置１１３により実行される超音波信号処理について説明する。
【００９５】
ステップＳ５１において、信号処理部１３２は、超音波画像を生成する。具体的には、信号処理部１３２は、１フレーム分の反射波検出信号が蓄積された時点で、各反射波検出信号に基づいて、各受信焦点位置からの反射波の強度を計算する。そして、信号処理部１３２は、各受信焦点位置における反射波の強度に基づいて、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。信号処理部１３２は、生成した超音波画像を表示装置１１３に供給する。
【００９６】
ステップＳ５２において、表示装置１１３は、信号処理部１３２により生成された超音波画像を表示する。
【００９７】
その後、処理はステップＳ５１に戻り、ステップＳ５１およびＳ５２の処理が繰り返し実行される。
【００９８】
以上のようにして、プローブ１２１間の相対位置をリアルタイムに検出し、プローブ１２１間の相対位置により間接的に求まる振動子１５１間の相対位置に基づいて、送信遅延量および受信遅延量が逐次計算される。そして、その送信遅延量および受信遅延量を用いて、プローブ１２１（振動子１５１）間の相対位置に応じて、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングが適切に行われる。
【００９９】
また、異なるプローブ１２１に分かれて配置されている振動子１５１を協調させて、ビームフォーミングを行うことができる。
【０１００】
ここで、図６乃至図８を参照して、信号処理システム１０１のように、各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合の効果を、従来のように各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合と比較しながら説明する。
【０１０１】
なお、図６乃至図８の左側の図は、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合の例を示しており、右側の図は各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合の例を示している。また、図６乃至図８内の斜線の部分は、超音波ビームの走査範囲を示している。
【０１０２】
例えば、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合、図６の左側に示されるように、各プローブ１２１が互いに内側に向けられることにより、超音波ビームの走査範囲が重なる領域が生じることがある。この走査範囲が重なる領域では、超音波ビームが無駄に走査されることになり、その結果処理時間の遅延が発生する。
【０１０３】
また、例えば、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合、図７の左側に示されるように、各プローブ１２１が互いに外側に向けられることにより、超音波ビームが走査されずに、死角となる領域が生じることがある。
【０１０４】
一方、各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合、図６および図７の右側に示されるように、各プローブ１２１の向きに関わらず、走査範囲の重複や死角を発生させずに、効率よく所望の範囲内で超音波ビームを走査することが可能になる。また、ユーザは、プローブ１２１の間の角度を調整するだけで、簡単の所望の範囲内で超音波を走査させることができる。これにより、所望の範囲の超音波画像を簡単かつ効率よく取得することができる。
【０１０５】
また、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合、図８の左側に示されるように、振動子１５１を最大４素子までしか協調して動作させることができない。一方、各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合、図８の右側に示されるように、振動子１５１を最大８素子まで協調して動作させることができる。
【０１０６】
その結果、得られる情報量が増え、ノイズに強く安定した画質の超音波画像を得ることができる。また、送信焦点位置や受信焦点位置の設定位置の自由度が高くなり、多段フォーカスの効果をより精細に得ることができる。
【０１０７】
また、複数のプローブを用いる場合、一般的に複数のプローブの送信と受信のタイミングを適切に制御しないと、送信波と受信波が混じり合いデータの信頼性が低下する。
【０１０８】
従って、従来のように各プローブ１２１が独立して制御される場合、送信波と受信波の混信を防ぐためには、最も安全なシーケンシャル処理を行う必要がある。すなわち、１つのプローブ１２１で超音波ビームの走査を行った後、次のプローブ１２１で超音波ビームの走査を行う必要がある。
【０１０９】
一方、各プローブ１２１を協調して制御する場合、干渉が問題になる超音波ビーム同士の混信を避ければよく、効率的に送信と受信のスケジューリングを行うことができる。また、ジオメトリ情報に基づいて、混信シミュレーションを行うことができ、受信信号から混信成分を除去することも可能である。
【０１１０】
＜２．変形例＞
以下、本技術の実施の形態の変形例について説明する。
【０１１１】
［変形例１］
プローブ１２１間の相対位置を変化させる機構は、上述した例に限定されるものではなく、他の機構を採用することが可能である。
【０１１２】
また、プローブ１２１間の相対位置を検出する手段やその数も、上述した例に限定されるものではない。すなわち、プローブ１２１間の相対位置を検出し、間接的に各振動子１５１間の相対位置を検出することが可能な他のパラメータ、例えば、距離、向き、曲げ、歪み、ねじり、並進運動、回転運動等を検出する手段を採用することが可能である。
【０１１３】
［変形例２］
また、プローブの数は、上述した例に限定されるものではなく、本技術は、３以上のプローブを協調して用いる場合にも適用することが可能である。
【０１１４】
また、プローブ内の振動子の数も、上述した例に限定されるものではなく、１以上の任意の数に設定することができる。また、必ずしも、各プローブの振動子の数を一致させる必要はない。
【０１１５】
［変形例３］
さらに、以上の説明では、プローブ間の相対位置が変化し、プローブ内での振動子の相対位置が固定されている例を示したが、本技術は、プローブ内で振動子の相対位置が変化する場合にも適用できる。
【０１１６】
図９および図１０は、プローブ内で振動子の相対位置が変化するプローブの例を模式的に示す断面図である。
【０１１７】
プローブ２０１は、可撓性素材または弾性素材からなる筐体２１１の中に、振動子２１２−１，２１２−２が設けられている。振動子２１２−１，２１２−２は、可撓性素材からなる板状の部材２１３に取り付けられている。また、振動子２１２−１，２１２−２は、制御線２１４を介して他の装置や部品（例えば、図１の送受信切替部１２４）に接続される。
【０１１８】
また、部材２１３には、部材２１３の曲がり具合を検出する曲げセンサ２１５が設けられている。曲げセンサ２１５は、制御線２１６を介して他の装置や部品（例えば、図１の遅延計算部１３１）に接続される。
【０１１９】
プローブ２０１は、筐体２１１が可撓性または弾性を有しており、部材２１３が可撓性を有している。従って、図１０に示されるように、例えば、筐体２１１を曲げたり、ひねったりして変形させることにより、プローブ２０１内で、振動子２１２−１と振動子２１２−２の間の相対位置を変化させることができる。
【０１２０】
この振動子２１２−１と振動子２１２−２の間の相対位置の変化は、曲げセンサ２１５の検出値とジオメトリ情報に基づいて検出することが可能である。そして、振動子２１２−１と振動子２１２−２の間の相対位置に基づいて、上述したように送信遅延量および受信遅延量を計算し、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングを行うことが可能である。
【０１２１】
なお、この例では、説明を簡単にするために、２つの振動子を備える例を示しているが、３つ以上の振動子を備え、各振動子間の相対位置を検出するようにすることも可能である。
【０１２２】
また、プローブ内の振動子の相対位置を変化させる機構は、この例に限定されるものではない。例えば、１つのプローブ内に、図１のプローブユニット１１１と同様のヒンジ機構を設け、そのヒンジ機構によりプローブ内の振動子の相対位置を変化させるようにしてもよい。
【０１２３】
さらに、プローブ内の振動子の相対位置を検出する手段やその数は、この例に限定されるものではない。例えば、曲げセンサ２１５以外の手段により、部材２１３の変形度を検出するようにしてもよい。
【０１２４】
さらに、図１のプローブユニット１１１と同様に、複数のプローブ２０１を接続し、各プローブ間の相対位置を検出するようにしてもよい。そして、プローブ内の振動子の相対位置だけでなく、プローブ間の振動子の相対位置に基づいて、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングを行うようにしてもよい。
【０１２５】
また、プローブ１２１のようにプローブ内の振動子の位置が固定されているプローブと、プローブ２０１のようにプローブ内の振動子の位置が変化するプローブを組み合わせて用いることも可能である。
【０１２６】
［変形例５］
また、以上の説明では、超音波ビームの送信、および、反射波の受信を１回行う毎に、プローブ１２１間の角度を読み取り、送信遅延量および受信遅延量を更新する例を示したが、更新頻度を少なくするようにしてもよい。例えば、１フレーム毎あるいは数フレーム毎に送信遅延量および受信遅延量を更新するようにしてもよい。
【０１２７】
なお、送信遅延量よりも、受信遅延量の更新頻度を多く設定することが望ましい。
【０１２８】
［変形例６］
さらに、信号処理システム１０１の構成は、図１に示される例に限定されるものではなく、他の構成をとるようにしてもよい。
【０１２９】
例えば、プローブユニット１１１、信号処理装置１１２、および、表示装置１１３のうちの２つ、あるいは、全てを１つの装置により構成するようにしてもよい。
【０１３０】
また、例えば、プローブユニット１１１の構成要素の一部を、信号処理装置１１２に配置したり、信号処理装置１１２の構成要素の一部を、プローブユニット１１１に配置するようにすることが可能である。例えば、遅延計算部１３１をプローブユニット１１１に設けたり、送信ＢＦ部１２５および受信ＢＦ部１２６を信号処理装置１１２に設けたりすることが可能である。
【０１３１】
［変形例７］
また、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングの手法は、上述した例に限定されるものではなく、任意の手法を採用することができる。
【０１３２】
例えば、以上の説明では、デジタル処理によりビームフォーミングを行う例を示したが、本技術は、アナログ処理によりビームフォーミングを行う場合にも適用することが可能である。
【０１３３】
［変形例８］
さらに、本技術は、超音波ビームを２次元に走査する場合に限定されるものではなく、３次元に走査する場合にも適用できる。また、超音波ビームを３次元に走査する手法は、特定のものに限定されるものではなく、例えは、振動子を３次元に配列するようにしてもよいし、２次元に配列したプローブを機械的に移動させるようにしてもよい。
【０１３４】
［コンピュータの構成例］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０１３５】
図１１は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０１３６】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）４０１，ROM（Read Only Memory）４０２，RAM（Random Access Memory）４０３は、バス４０４により相互に接続されている。
【０１３７】
バス４０４には、さらに、入出力インタフェース４０５が接続されている。入出力インタフェース４０５には、入力部４０６、出力部４０７、記憶部４０８、通信部４０９、及びドライブ４１０が接続されている。
【０１３８】
入力部４０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部４０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部４０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部４０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ４１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア４１１を駆動する。
【０１３９】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU４０１が、例えば、記憶部４０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース４０５及びバス４０４を介して、RAM４０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１４０】
コンピュータ（CPU４０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア４１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１４１】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア４１１をドライブ４１０に装着することにより、入出力インタフェース４０５を介して、記憶部４０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部４０９で受信し、記憶部４０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM４０２や記憶部４０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１４２】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１４３】
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。
【０１４４】
さらに、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１４５】
また、例えば、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０１４６】
（１）
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部を
含む信号処理装置。
（２）
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記位置情報は、複数の前記プローブの相対位置を示す
前記（１）に記載の信号処理装置。
（３）
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
前記（２）に記載の信号処理装置。
（４）
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記位置情報は、前記プローブの変形度を示す
前記（１）に記載の信号処理装置。
（５）
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６）
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
前記（５）に記載の信号処理装置。
（７）
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む前記（６）に記載の信号処理装置。
（８）
信号処理装置が、
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む信号処理方法。
（９）
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
（１０）
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、
複数の前記振動子の相対位置に関する位置情報を検出するセンサと、
前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部と
を含む信号処理システム。
（１１）
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記センサは、複数の前記プローブの相対位置を検出する
前記（１０）に記載の信号処理システム。
（１２）
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
前記（１１）に記載の信号処理システム。
（１３）
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記センサは、前記プローブの変形度を検出する
前記（１０）に記載の信号処理システム。
（１４）
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算し、
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む前記（１０）乃至（１３）のいずれかに記載の信号処理システム。
（１５）
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む前記（１４）に記載の信号処理システム。
（１６）
複数の前記振動子が配置されている１つ以上のプローブおよび前記センサを備えるプローブユニットと、
前記信号処理部を備える信号処理装置と
を含み、
前記焦点位置制御部、前記送信制御部、および、前記受信制御部は、それぞれ前記プローブユニットまたは前記信号処理装置のいずれかに配置される
前記（１５）に記載の信号処理システム。
（１７）
超音波の振動子を備える複数のプローブと、
複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
（１８）
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む前記（１７）に記載のプローブユニット。
（１９）
複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブと、
複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
（２０）
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む前記（１９）に記載のプローブユニット。
【符号の説明】
【０１４７】
１０１ 信号処理システム， １１１ プローブユニット， １１２ 信号処理装置， １１３ 表示装置， １２１ａ，１２１ｂ プローブ， １２２ 回転軸， １２３ 角度センサ， １２５ 送信ＢＦ部， １２６ 受信ＢＦ部， １３１ 遅延計算部， １３２ 信号処理部， １５１ａ−１乃至１５１ｂ−４ 振動子， ２０１ プローブ， ２１１ 筐体， ２１２−１，２１２−２ 振動子， ２１３ 部材， ２１５ 曲げセンサ
【技術分野】
【０００１】
本技術は、信号処理装置、信号処理システム、プローブ、信号処理方法、および、プログラムに関し、特に、超音波画像の撮影を行う場合に用いて好適な信号処理装置、信号処理システム、プローブ、信号処理方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波画像の撮影を行う超音波診断装置では、プローブ内の各振動子が超音波を送信または受信するタイミング（遅延量）を個別に制御することにより、送信波および受信波の焦点位置を制御するビームフォーミングが行われている。
【０００３】
そして、従来の超音波診断装置では、プローブ内の振動子の位置が固定されているため、例えば、その位置に基づいて、予めビームフォーミングを行うための遅延量を計算しておき、装置内の記憶装置に固定値として保持していた。
【０００４】
また、従来、プローブ内の振動子の配置情報に基づいて、ビームフォーミングを行うための遅延量を都度計算することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、従来、複数のプローブを連結し、連結部分に角度センサを設け、角度センサにより検出された角度に基づいて、各プローブを用いて撮影された超音波画像の相対的な位置関係を計算し、合成することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３１１０７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３７５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、プローブの種類に応じて、適切な遅延量が計算されるが、プローブ内の振動子の位置が固定されているため、撮影範囲を柔軟に変更することができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の発明では、各プローブが個別に超音波の送受信を行うため、撮影範囲が重複したり、撮影できない死角が生じたりする場合がある。
【０００９】
本技術は、所望の範囲の超音波画像を簡単かつ効率よく取得できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の第１の側面の信号処理装置は、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部を含む。
【００１１】
複数の前記振動子を、複数のプローブに分かれて配置し、前記位置情報を、複数の前記プローブの相対位置を示すようにすることができる。
【００１２】
前記焦点位置制御部には、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御させることができる。
【００１３】
複数の前記振動子を、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置し、前記位置情報を、前記プローブの変形度を示すようにすることができる。
【００１４】
前記焦点位置制御部には、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算させることができる。
【００１５】
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００１６】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部をさらに設けることができる。
【００１７】
本技術の第１の側面の信号処理方法は、信号処理装置が、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御するステップを含む。
【００１８】
本技術の第１の側面のプログラムは、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御するステップを含む処理をコンピュータに実行させる。
【００１９】
本技術の第２の側面の信号処理システムは、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、複数の前記振動子の相対位置に関する位置情報を検出するセンサと、前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部とを含む。
【００２０】
複数の前記振動子を、複数のプローブに分かれて配置し、前記センサには、複数の前記プローブの相対位置を検出させることができる。
【００２１】
前記焦点位置制御部には、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御させることができる。
【００２２】
複数の前記振動子を、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置し、前記センサには、前記プローブの変形度を検出させることができる。
【００２３】
前記焦点位置制御部には、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算させ、前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００２４】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部をさらに設けることができる。
【００２５】
複数の前記振動子が配置されている１つ以上のプローブおよび前記センサを備えるプローブユニットと、前記信号処理部を備える信号処理装置とを設け、前記焦点位置制御部、前記送信制御部、および、前記受信制御部を、それぞれ前記プローブユニットまたは前記信号処理装置のいずれかに配置するようにすることができる。
【００２６】
本技術の第３の側面のプローブは、超音波の振動子を備える複数のプローブと、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサとを含む。
【００２７】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００２８】
本技術の第４の側面のプローブは、複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブと、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサとを含む。
【００２９】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部とをさらに設けることができる。
【００３０】
本技術の第１の側面においては、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置が制御される。
【００３１】
本技術の第２の側面においては、相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報が検出され、前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置が制御される。
【００３２】
本技術の第３の側面においては、複数のプローブに分かれて配置されている複数の超音波の振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報が検出される。
【００３３】
本技術の第４の側面においては、複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブの複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報が検出される。
【発明の効果】
【００３４】
本技術の第１乃至第４の側面によれば、所望の範囲の超音波画像を簡単かつ効率よく取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本技術を適用した信号処理システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】プローブの構成例を示す模式図である。
【図３】信号処理システムにより実行される超音波送受信処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】有効振動子の設定方法の例を説明するための図である。
【図５】信号処理システムにより実行される超音波信号処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】本技術の効果を説明するための図である。
【図７】本技術の効果を説明するための図である。
【図８】本技術の効果を説明するための図である。
【図９】プローブの変形例を模式的に示す断面図である。
【図１０】プローブの変形例を模式的に示す断面図である。
【図１１】コンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
【００３７】
＜１．実施の形態＞
［信号処理システム１０１の構成例］
図１は、本技術を適用した信号処理システムの一実施の形態を示すブロック図である。
【００３８】
信号処理システム１０１は、超音波を用いて被写体の内部の画像（すなわち、超音波画像）を撮影し、表示する装置である。信号処理システム１０１は、例えば、医療用として患者の身体の内部や胎児などの撮影に用いたり、工業用として製品の内部の断面などの撮影に用いたりする。
【００３９】
信号処理システム１０１は、プローブユニット１１１、信号処理装置１１２、および、表示装置１１３を含むように構成される。
【００４０】
プローブユニット１１１は、信号処理装置１１２の制御の下に、被写体に対して超音波ビーム（以下、送信波とも称する）を送信するとともに、被写体からの反射波（以下、受信波とも称する）を受信し、受信した反射波の強度の検出を行う。
【００４１】
プローブユニット１１１は、プローブ１２１ａ、プローブ１２１ｂ、回転軸１２２、角度センサ１２３、送受信切替部１２４、送信ＢＦ（ビームフォーミング）部１２５、および、受信ＢＦ（ビームフォーミング）部１２６を含むように構成される。
【００４２】
プローブ１２１ａは、図２に示されるように、振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４を備えている。振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４はそれぞれ、送信ＢＦ部１２５の制御の下に超音波の送信を行う。また、振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４は、送信した超音波に対する反射波を受信し、受信した反射波の強度を示す受信信号を、送受信切替部１２４を介して受信ＢＦ部１２６に供給する。
【００４３】
プローブ１２１ｂは、図２に示されるように、プローブ１２１ａと同様の構成を有しており、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４を備えている。振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４はそれぞれ、送信ＢＦ部１２５の制御の下に超音波の送信を行う。また、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４は、送信した超音波に対する反射波を受信し、受信した反射波の強度を示す受信信号を、送受信切替部１２４を介して受信ＢＦ部１２６に供給する。
【００４４】
プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂは、回転軸１２２を含むヒンジ構造により連結されており、回転軸１２２を支点にして、プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂの間の相対角度を変化させることができる。その結果、プローブ１２１ａの振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４と、プローブ１２１ｂの振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４との間の相対位置が変化する。
【００４５】
また、回転軸１２２には、角度センサ１２３が内蔵されている。角度センサ１２３は、回転軸１２２の回転角を検出し、検出した回転角を示すセンサ信号を信号処理装置１１２の遅延計算部１３１に供給する。
【００４６】
なお、以下、プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂを個々に区別する必要がない場合、単にプローブ１２１と称する。また、振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−４を個々に区別する必要がない場合、単に振動子１５１ａと称し、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−４を個々に区別する必要がない場合、単に振動子１５１ｂと称する。さらに、振動子１５１ａ−１乃至１５１ｂ−４を個々に区別する必要がない場合、単に振動子１５１と称する。
【００４７】
送受信切替部１２４は、内蔵するスイッチを切り替えることにより、送信ＢＦ部１２５および受信ＢＦ部１２６のいずれかを選択して、プローブ１２１に接続する。
【００４８】
送信ＢＦ部１２５は、信号処理装置１１２の制御の下に、送信ビームフォーミングを行う。すなわち、送信ＢＦ部１２５は、プローブ１２１の各振動子１５１からの超音波の送信タイミング等を制御することにより、各振動子１５１から送信される超音波により形成される超音波ビームの波形を制御する。
【００４９】
受信ＢＦ部１２６は、信号処理装置１１２の制御の下に、受信ビームフォーミングを行う。すなわち、受信ＢＦ部１２６は、各プローブ１２１の各振動子１５１から供給される受信信号を時間をシフトして合成することにより、被写体の各位置からの反射波の強度を示す信号（以下、反射波検出信号と称する）を生成する。受信ＢＦ部１２６は、生成した反射波検出信号を信号処理装置１１２の信号処理部１３２に供給する。
【００５０】
信号処理装置１１２は、プローブユニット１１１の制御を行うとともに、プローブユニット１１１から供給される反射波検出信号に基づいて、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。
【００５１】
信号処理装置１１２は、遅延計算部１３１および信号処理部１３２を含むように構成される。
【００５２】
遅延計算部１３１は、角度センサ１２３による回転軸１２２の回転角の検出結果等に基づいて、プローブ１２１の各振動子１５１の送信の遅延時間を示す遅延量（以下、送信遅延量と称する）を計算する。そして、遅延計算部１３１は、送信遅延量を送信ＢＦ部１２５に供給することにより、送信ＢＦ部１２５による送信ビームフォーミングの制御を行う。
【００５３】
また、遅延計算部１３１は、角度センサ１２３による回転軸１２２の回転角の検出結果等に基づいて、プローブ１２１の各振動子１５１の受信の遅延時間を示す遅延量（以下、受信遅延量と称する）を計算する。そして、遅延計算部１３１は、受信遅延量を受信ＢＦ部１２６に供給することにより、受信ＢＦ部１２６による受信ビームフォーミングの制御を行う。
【００５４】
信号処理部１３２は、受信ＢＦ部１２６から供給される反射波検出信号に基づいて、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。信号処理部１３２は、生成した超音波画像を表示装置１１３に供給する。
【００５５】
表示装置１１３は、信号処理部１３２により生成された超音波画像を表示する。
【００５６】
［信号処理システム１０１の処理］
次に、図３乃至図５を参照して、信号処理システム１０１の処理について説明する。
【００５７】
［超音波受信処理］
まず、図３のフローチャートを参照して、信号処理システム１０１のプローブユニット１１１および信号処理装置１１２の遅延計算部１３１により実行される超音波送受信処理について説明する。
【００５８】
なお、この処理は、例えば、図示せぬ入力部を介して、処理の開始の指令が入力されたとき開始され、処理の終了の指令が入力されたとき終了する。
【００５９】
ステップＳ１において、遅延計算部１３１は、角度センサ１２３から供給されるセンサ信号に基づいて、プローブ１２１間の角度を読み取る。
【００６０】
ステップＳ２において、遅延計算部１３１は、送信遅延量を計算する。
【００６１】
ここで、プローブユニット１１１は、プローブ１２１の各振動子１５１により送信される超音波ビーム（送信波）を、所定の走査方向（例えば、放射状あるいは超音波ビームの進行方向に対して垂直方向）に走査する。
【００６２】
また、プローブユニット１１１は、超音波ビームの電子フォーカスを行う。すなわち、プローブユニット１１１は、超音波ビームの送受信に用いる振動子１５１（以下、有効振動子と称する）を切り替えるとともに、各有効振動子の送信タイミングを制御し、各有効振動子から送信される超音波の位相を制御する。これにより、有効振動子から送信される超音波により形成される超音波ビームの焦点位置（以下、送信焦点位置と称する）が制御される。
【００６３】
なお、１本の走査線について、送信焦点位置を１つ設定して、１回だけ超音波ビームを送信するようにしてもよいし、深度が異なる複数の送信焦点位置を設定して、複数回超音波ビームを送信する多段フォーカスを行うようにしてもよい。ただし、送信焦点位置を多く設定するほど、より詳細な超音波画像を得ることができる一方、超音波ビームの送受信回数が増えるため、フレームレートが低くなる。従って、送信焦点位置の設定数は、例えば、要求される画質やフレームレート等に基づいて設定される。
【００６４】
また、超音波ビームを走査する範囲である走査面の形状は、例えば、ユーザが設定するようにしてもよいし、プローブ１２１間の角度に基づいて自動的に設定するようにしてもよい。
【００６５】
そこで、遅延計算部１３１は、走査線の数、１走査線当たりの送信焦点位置の数等に基づいて、１フレームの超音波画像の撮影に用いる複数の送信焦点位置を設定する。そして、遅延計算部１３１は、それらの送信焦点位置の中から、次に送信する超音波ビームの送信焦点位置を選択する。
【００６６】
また、遅延計算部１３１は、選択した送信焦点位置に応じて、次の超音波ビームの送受信に用いる複数の有効振動子を選択する。このとき、有効振動子が、２つのプローブ１２１にまたがってもよい。
【００６７】
なお、有効振動子の数は、固定するようにしてもよいし、可変にするようにしてもよい。前者の場合、例えば、有効振動子の数が所定の値（例えば、４つ）に固定され、送信焦点位置に応じて、有効振動子の位置がシフトされる。
【００６８】
一方、後者の場合、例えば、送信焦点位置に応じて、有効振動子の位置だけでなく、有効振動子の数も変更される。例えば、図４に示されるように、最初に振動子１５１ａ−１乃至１５１ａ−３の組が有効振動子に設定された後、振動子１５１ａ−２乃至１５１ａ−４の組、振動子１５１ａ−４と１５１ｂ−１の組、振動子１５１ｂ−１乃至１５１ｂ−３の組、振動子１５１ｂ−２乃至１５１ｂ−４の組の順に、有効振動子の数や位置を変更することが可能である。なお、図内のθは、プローブ１２１ａとプローブ１２１ｂとの間の角度を示している。
【００６９】
あるいは、常にプローブ１２１ａおよび１２１ｂの全ての振動子１５１を有効振動子に設定するようにすることも可能である。
【００７０】
なお、送信に用いる振動子１５１と受信に用いる振動子１５１とを必ずしも一致させる必要はない。例えば、送信に用いる振動子１５１の組み合わせと異なる振動子１５１の組み合わせにより、超音波ビームの反射波を受信するようにしてもよい。
【００７１】
なお、以下では、特に記載がない限り、同じ振動子１５１を用いて超音波の送受信を行うものとする。
【００７２】
また、遅延計算部１３１は、プローブ１２１間の角度、および、既知のジオメトリ情報に基づいて、有効振動子間の相対位置を計算する。ここで、ジオメトリ情報には、例えば、各プローブ１２１における各振動子１５１間の距離、回転軸１２２から各振動子１５１までの距離等が含まれる。
【００７３】
さらに、遅延計算部１３１は、有効振動子間の相対位置に基づいて、各有効振動子と送信焦点位置との間の距離、あるいは、その距離の差を計算する。
【００７４】
そして、遅延計算部１３１は、各有効振動子から送信される超音波が送信焦点位置に到達する時間の差に基づいて、各有効振動子から超音波を送信するタイミングを遅らせる時間を示す送信遅延量を計算する。すなわち、遅延計算部１３１は、各有効振動子から送信される超音波により形成される焦点位置が、設定した送信焦点位置と一致するように、各有効振動子に対する送信遅延量を計算する。
【００７５】
なお、送信遅延量の計算には、上述したパラメータ以外にも、例えば、表示モードやゲイン設定などの他のパラメータを用いる場合もある。
【００７６】
遅延計算部１３１は、各有効振動子に対する送信遅延量を示す情報を送信ＢＦ部１２５に送信する。
【００７７】
ステップＳ３において、送信ＢＦ部１２５は、送信ビームフォーミングを行う。具体的には、送信ＢＦ部１２５は、遅延計算部１３１により計算された各有効振動子の送信遅延量に基づいて、各有効振動子から送信する超音波の波形の計算を行う。
【００７８】
ステップＳ４において、プローブユニット１１１は、超音波ビームを送信する。具体的には、送受信切替部１２４は、スイッチの位置を送信ＢＦ部１２５側に切り替える。送信ＢＦ部１２５は、送受信切替部１２４を介して、各有効振動子に制御信号を供給し、ステップＳ３で計算した波形の超音波を送信させる。
【００７９】
そして、各有効振動子から送信される超音波により形成される超音波ビームは、ステップＳ２で設定した送信焦点位置において焦点を形成する。
【００８０】
ステップＳ５において、プローブユニット１１１は、反射波を受信する。具体的には、送受信切替部１２４は、スイッチの位置を受信ＢＦ部１２６側に切り替える。そして、各有効振動子は、ステップＳ４において送信された超音波ビームに対する反射波を受信する。各有効振動子は、受信した反射波の強度を電気信号に変換し、受信した反射波の強度の時系列の変化を示す受信信号を、送受信切替部１２４を介して、受信ＢＦ部１２６に供給する。受信ＢＦ部１２６は、例えば、各有効振動子からの受信信号を増幅するとともに、デジタルの信号にＡ／Ｄ変換する。
【００８１】
ステップＳ６において、遅延計算部１３１は、ステップＳ１の処理と同様に、プローブ１２１間の角度を読み取る。
【００８２】
ステップＳ７において、遅延計算部１３１は、受信遅延量を計算する。
【００８３】
ここで、プローブユニット１１１は、１回の超音波ビームの送信につき、デジタル処理により焦点位置（以下、受信焦点位置と称する）を変えながら、有効振動子により受信される反射波（受信波）の受信を行うダイナミックフォーカスを行う。
【００８４】
そこで、遅延計算部１３１は、ステップＳ４において送信した超音波ビームの走査線上に、複数の受信焦点位置を設定する。
【００８５】
なお、受信焦点位置の設定数は、例えば、要求される画質やフレームレート等に基づいて設定される。なお、通常、受信焦点位置は送信焦点位置より多く設定される。
【００８６】
また、遅延計算部１３１は、プローブ１２１間の角度、および、既知のジオメトリ情報に基づいて、有効振動子間の相対位置を計算する。そして、遅延計算部１３１は、有効振動子間の相対位置に基づいて、設定した全ての受信焦点位置について、各有効振動子との間の距離、あるいは、各有効振動子との間の距離の差を計算する。
【００８７】
ここで、ある受信焦点位置からの反射波は、その受信焦点位置からの距離に応じた時間差で各有効振動子に到達する。従って、各有効振動子から供給される受信信号を、その時間差を設けて合成することにより、その受信焦点位置からの反射波の強度を示す反射波検出信号を生成することができる。
【００８８】
そして、遅延計算部１３１は、各受信焦点位置について、その受信焦点位置からの反射波が各有効振動子に到達する時間差に基づいて、各有効振動子で生成された受信信号を合成する際の各受信信号の時間方向のシフト量を示す受信遅延量を計算する。
【００８９】
ステップＳ８において、受信ＢＦ部１２６は、受信ビームフォーミングを行う。具体的には、受信ＢＦ部１２６は、受信焦点位置を１つ選択し、選択した受信焦点位置に対する受信遅延量に基づいて、各有効振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する。これにより、選択した受信焦点位置からの反射波の強度を示す反射波検出信号が生成される。
【００９０】
受信ＢＦ部１２６は、同様の処理を全ての受信焦点位置について実行する。これにより、現在の走査線上に設定されている各受信焦点位置に対する反射波検出信号が生成される。
【００９１】
受信ＢＦ部１２６は、各受信焦点位置における反射波検出信号を信号処理部１３２に送信する。
【００９２】
その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１乃至Ｓ８の処理が繰り返し実行される。
【００９３】
このように、送信焦点位置を移動させながら超音波ビームが走査され、その反射波に基づいて、各走査線上に設定された受信焦点位置からの反射波の強度を示す反射波検出信号が生成され、信号処理部１３２に供給される。
【００９４】
［超音波信号処理］
次に、図５のフローチャートを参照して、図３の超音波送受信処理に対応して、信号処理装置１１２の信号処理部１３２および表示装置１１３により実行される超音波信号処理について説明する。
【００９５】
ステップＳ５１において、信号処理部１３２は、超音波画像を生成する。具体的には、信号処理部１３２は、１フレーム分の反射波検出信号が蓄積された時点で、各反射波検出信号に基づいて、各受信焦点位置からの反射波の強度を計算する。そして、信号処理部１３２は、各受信焦点位置における反射波の強度に基づいて、被写体の内部を示す超音波画像を生成する。信号処理部１３２は、生成した超音波画像を表示装置１１３に供給する。
【００９６】
ステップＳ５２において、表示装置１１３は、信号処理部１３２により生成された超音波画像を表示する。
【００９７】
その後、処理はステップＳ５１に戻り、ステップＳ５１およびＳ５２の処理が繰り返し実行される。
【００９８】
以上のようにして、プローブ１２１間の相対位置をリアルタイムに検出し、プローブ１２１間の相対位置により間接的に求まる振動子１５１間の相対位置に基づいて、送信遅延量および受信遅延量が逐次計算される。そして、その送信遅延量および受信遅延量を用いて、プローブ１２１（振動子１５１）間の相対位置に応じて、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングが適切に行われる。
【００９９】
また、異なるプローブ１２１に分かれて配置されている振動子１５１を協調させて、ビームフォーミングを行うことができる。
【０１００】
ここで、図６乃至図８を参照して、信号処理システム１０１のように、各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合の効果を、従来のように各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合と比較しながら説明する。
【０１０１】
なお、図６乃至図８の左側の図は、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合の例を示しており、右側の図は各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合の例を示している。また、図６乃至図８内の斜線の部分は、超音波ビームの走査範囲を示している。
【０１０２】
例えば、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合、図６の左側に示されるように、各プローブ１２１が互いに内側に向けられることにより、超音波ビームの走査範囲が重なる領域が生じることがある。この走査範囲が重なる領域では、超音波ビームが無駄に走査されることになり、その結果処理時間の遅延が発生する。
【０１０３】
また、例えば、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合、図７の左側に示されるように、各プローブ１２１が互いに外側に向けられることにより、超音波ビームが走査されずに、死角となる領域が生じることがある。
【０１０４】
一方、各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合、図６および図７の右側に示されるように、各プローブ１２１の向きに関わらず、走査範囲の重複や死角を発生させずに、効率よく所望の範囲内で超音波ビームを走査することが可能になる。また、ユーザは、プローブ１２１の間の角度を調整するだけで、簡単の所望の範囲内で超音波を走査させることができる。これにより、所望の範囲の超音波画像を簡単かつ効率よく取得することができる。
【０１０５】
また、各プローブ１２１が独立してビームフォーミングを行う場合、図８の左側に示されるように、振動子１５１を最大４素子までしか協調して動作させることができない。一方、各プローブ１２１が協調してビームフォーミングを行う場合、図８の右側に示されるように、振動子１５１を最大８素子まで協調して動作させることができる。
【０１０６】
その結果、得られる情報量が増え、ノイズに強く安定した画質の超音波画像を得ることができる。また、送信焦点位置や受信焦点位置の設定位置の自由度が高くなり、多段フォーカスの効果をより精細に得ることができる。
【０１０７】
また、複数のプローブを用いる場合、一般的に複数のプローブの送信と受信のタイミングを適切に制御しないと、送信波と受信波が混じり合いデータの信頼性が低下する。
【０１０８】
従って、従来のように各プローブ１２１が独立して制御される場合、送信波と受信波の混信を防ぐためには、最も安全なシーケンシャル処理を行う必要がある。すなわち、１つのプローブ１２１で超音波ビームの走査を行った後、次のプローブ１２１で超音波ビームの走査を行う必要がある。
【０１０９】
一方、各プローブ１２１を協調して制御する場合、干渉が問題になる超音波ビーム同士の混信を避ければよく、効率的に送信と受信のスケジューリングを行うことができる。また、ジオメトリ情報に基づいて、混信シミュレーションを行うことができ、受信信号から混信成分を除去することも可能である。
【０１１０】
＜２．変形例＞
以下、本技術の実施の形態の変形例について説明する。
【０１１１】
［変形例１］
プローブ１２１間の相対位置を変化させる機構は、上述した例に限定されるものではなく、他の機構を採用することが可能である。
【０１１２】
また、プローブ１２１間の相対位置を検出する手段やその数も、上述した例に限定されるものではない。すなわち、プローブ１２１間の相対位置を検出し、間接的に各振動子１５１間の相対位置を検出することが可能な他のパラメータ、例えば、距離、向き、曲げ、歪み、ねじり、並進運動、回転運動等を検出する手段を採用することが可能である。
【０１１３】
［変形例２］
また、プローブの数は、上述した例に限定されるものではなく、本技術は、３以上のプローブを協調して用いる場合にも適用することが可能である。
【０１１４】
また、プローブ内の振動子の数も、上述した例に限定されるものではなく、１以上の任意の数に設定することができる。また、必ずしも、各プローブの振動子の数を一致させる必要はない。
【０１１５】
［変形例３］
さらに、以上の説明では、プローブ間の相対位置が変化し、プローブ内での振動子の相対位置が固定されている例を示したが、本技術は、プローブ内で振動子の相対位置が変化する場合にも適用できる。
【０１１６】
図９および図１０は、プローブ内で振動子の相対位置が変化するプローブの例を模式的に示す断面図である。
【０１１７】
プローブ２０１は、可撓性素材または弾性素材からなる筐体２１１の中に、振動子２１２−１，２１２−２が設けられている。振動子２１２−１，２１２−２は、可撓性素材からなる板状の部材２１３に取り付けられている。また、振動子２１２−１，２１２−２は、制御線２１４を介して他の装置や部品（例えば、図１の送受信切替部１２４）に接続される。
【０１１８】
また、部材２１３には、部材２１３の曲がり具合を検出する曲げセンサ２１５が設けられている。曲げセンサ２１５は、制御線２１６を介して他の装置や部品（例えば、図１の遅延計算部１３１）に接続される。
【０１１９】
プローブ２０１は、筐体２１１が可撓性または弾性を有しており、部材２１３が可撓性を有している。従って、図１０に示されるように、例えば、筐体２１１を曲げたり、ひねったりして変形させることにより、プローブ２０１内で、振動子２１２−１と振動子２１２−２の間の相対位置を変化させることができる。
【０１２０】
この振動子２１２−１と振動子２１２−２の間の相対位置の変化は、曲げセンサ２１５の検出値とジオメトリ情報に基づいて検出することが可能である。そして、振動子２１２−１と振動子２１２−２の間の相対位置に基づいて、上述したように送信遅延量および受信遅延量を計算し、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングを行うことが可能である。
【０１２１】
なお、この例では、説明を簡単にするために、２つの振動子を備える例を示しているが、３つ以上の振動子を備え、各振動子間の相対位置を検出するようにすることも可能である。
【０１２２】
また、プローブ内の振動子の相対位置を変化させる機構は、この例に限定されるものではない。例えば、１つのプローブ内に、図１のプローブユニット１１１と同様のヒンジ機構を設け、そのヒンジ機構によりプローブ内の振動子の相対位置を変化させるようにしてもよい。
【０１２３】
さらに、プローブ内の振動子の相対位置を検出する手段やその数は、この例に限定されるものではない。例えば、曲げセンサ２１５以外の手段により、部材２１３の変形度を検出するようにしてもよい。
【０１２４】
さらに、図１のプローブユニット１１１と同様に、複数のプローブ２０１を接続し、各プローブ間の相対位置を検出するようにしてもよい。そして、プローブ内の振動子の相対位置だけでなく、プローブ間の振動子の相対位置に基づいて、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングを行うようにしてもよい。
【０１２５】
また、プローブ１２１のようにプローブ内の振動子の位置が固定されているプローブと、プローブ２０１のようにプローブ内の振動子の位置が変化するプローブを組み合わせて用いることも可能である。
【０１２６】
［変形例５］
また、以上の説明では、超音波ビームの送信、および、反射波の受信を１回行う毎に、プローブ１２１間の角度を読み取り、送信遅延量および受信遅延量を更新する例を示したが、更新頻度を少なくするようにしてもよい。例えば、１フレーム毎あるいは数フレーム毎に送信遅延量および受信遅延量を更新するようにしてもよい。
【０１２７】
なお、送信遅延量よりも、受信遅延量の更新頻度を多く設定することが望ましい。
【０１２８】
［変形例６］
さらに、信号処理システム１０１の構成は、図１に示される例に限定されるものではなく、他の構成をとるようにしてもよい。
【０１２９】
例えば、プローブユニット１１１、信号処理装置１１２、および、表示装置１１３のうちの２つ、あるいは、全てを１つの装置により構成するようにしてもよい。
【０１３０】
また、例えば、プローブユニット１１１の構成要素の一部を、信号処理装置１１２に配置したり、信号処理装置１１２の構成要素の一部を、プローブユニット１１１に配置するようにすることが可能である。例えば、遅延計算部１３１をプローブユニット１１１に設けたり、送信ＢＦ部１２５および受信ＢＦ部１２６を信号処理装置１１２に設けたりすることが可能である。
【０１３１】
［変形例７］
また、送信ビームフォーミングおよび受信ビームフォーミングの手法は、上述した例に限定されるものではなく、任意の手法を採用することができる。
【０１３２】
例えば、以上の説明では、デジタル処理によりビームフォーミングを行う例を示したが、本技術は、アナログ処理によりビームフォーミングを行う場合にも適用することが可能である。
【０１３３】
［変形例８］
さらに、本技術は、超音波ビームを２次元に走査する場合に限定されるものではなく、３次元に走査する場合にも適用できる。また、超音波ビームを３次元に走査する手法は、特定のものに限定されるものではなく、例えは、振動子を３次元に配列するようにしてもよいし、２次元に配列したプローブを機械的に移動させるようにしてもよい。
【０１３４】
［コンピュータの構成例］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０１３５】
図１１は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【０１３６】
コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）４０１，ROM（Read Only Memory）４０２，RAM（Random Access Memory）４０３は、バス４０４により相互に接続されている。
【０１３７】
バス４０４には、さらに、入出力インタフェース４０５が接続されている。入出力インタフェース４０５には、入力部４０６、出力部４０７、記憶部４０８、通信部４０９、及びドライブ４１０が接続されている。
【０１３８】
入力部４０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部４０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部４０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部４０９は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ４１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア４１１を駆動する。
【０１３９】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU４０１が、例えば、記憶部４０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース４０５及びバス４０４を介して、RAM４０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０１４０】
コンピュータ（CPU４０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア４１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０１４１】
コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア４１１をドライブ４１０に装着することにより、入出力インタフェース４０５を介して、記憶部４０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部４０９で受信し、記憶部４０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM４０２や記憶部４０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１４２】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１４３】
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。
【０１４４】
さらに、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１４５】
また、例えば、本技術は以下のような構成も取ることができる。
【０１４６】
（１）
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部を
含む信号処理装置。
（２）
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記位置情報は、複数の前記プローブの相対位置を示す
前記（１）に記載の信号処理装置。
（３）
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
前記（２）に記載の信号処理装置。
（４）
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記位置情報は、前記プローブの変形度を示す
前記（１）に記載の信号処理装置。
（５）
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の信号処理装置。
（６）
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
前記（５）に記載の信号処理装置。
（７）
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む前記（６）に記載の信号処理装置。
（８）
信号処理装置が、
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む信号処理方法。
（９）
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
（１０）
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、
複数の前記振動子の相対位置に関する位置情報を検出するセンサと、
前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部と
を含む信号処理システム。
（１１）
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記センサは、複数の前記プローブの相対位置を検出する
前記（１０）に記載の信号処理システム。
（１２）
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
前記（１１）に記載の信号処理システム。
（１３）
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記センサは、前記プローブの変形度を検出する
前記（１０）に記載の信号処理システム。
（１４）
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算し、
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む前記（１０）乃至（１３）のいずれかに記載の信号処理システム。
（１５）
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む前記（１４）に記載の信号処理システム。
（１６）
複数の前記振動子が配置されている１つ以上のプローブおよび前記センサを備えるプローブユニットと、
前記信号処理部を備える信号処理装置と
を含み、
前記焦点位置制御部、前記送信制御部、および、前記受信制御部は、それぞれ前記プローブユニットまたは前記信号処理装置のいずれかに配置される
前記（１５）に記載の信号処理システム。
（１７）
超音波の振動子を備える複数のプローブと、
複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
（１８）
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む前記（１７）に記載のプローブユニット。
（１９）
複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブと、
複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
（２０）
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む前記（１９）に記載のプローブユニット。
【符号の説明】
【０１４７】
１０１ 信号処理システム， １１１ プローブユニット， １１２ 信号処理装置， １１３ 表示装置， １２１ａ，１２１ｂ プローブ， １２２ 回転軸， １２３ 角度センサ， １２５ 送信ＢＦ部， １２６ 受信ＢＦ部， １３１ 遅延計算部， １３２ 信号処理部， １５１ａ−１乃至１５１ｂ−４ 振動子， ２０１ プローブ， ２１１ 筐体， ２１２−１，２１２−２ 振動子， ２１３ 部材， ２１５ 曲げセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部を
含む信号処理装置。
【請求項２】
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記位置情報は、複数の前記プローブの相対位置を示す
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記位置情報は、前記プローブの変形度を示す
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
信号処理装置が、
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む信号処理方法。
【請求項９】
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、
複数の前記振動子の相対位置に関する位置情報を検出するセンサと、
前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部と
を含む信号処理システム。
【請求項１１】
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記センサは、複数の前記プローブの相対位置を検出する
請求項１０に記載の信号処理システム。
【請求項１２】
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
請求項１１に記載の信号処理システム。
【請求項１３】
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記センサは、前記プローブの変形度を検出する
請求項１０に記載の信号処理システム。
【請求項１４】
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算し、
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項１０に記載の信号処理システム。
【請求項１５】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む請求項１４に記載の信号処理システム。
【請求項１６】
複数の前記振動子が配置されている１つ以上のプローブおよび前記センサを備えるプローブユニットと、
前記信号処理部を備える信号処理装置と
を含み、
前記焦点位置制御部、前記送信制御部、および、前記受信制御部は、それぞれ前記プローブユニットまたは前記信号処理装置のいずれかに配置される
請求項１５に記載の信号処理システム。
【請求項１７】
超音波の振動子を備える複数のプローブと、
複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
【請求項１８】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項１７に記載のプローブユニット。
【請求項１９】
複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブと、
複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
【請求項２０】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項１９に記載のプローブユニット。
【請求項１】
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部を
含む信号処理装置。
【請求項２】
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記位置情報は、複数の前記プローブの相対位置を示す
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記位置情報は、前記プローブの変形度を示す
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
信号処理装置が、
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む信号処理方法。
【請求項９】
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子の相対位置に関する位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
相対位置を変更可能な複数の超音波の振動子と、
複数の前記振動子の相対位置に関する位置情報を検出するセンサと、
前記位置情報に基づいて、複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置を制御する焦点位置制御部と
を含む信号処理システム。
【請求項１１】
複数の前記振動子は、複数のプローブに分かれて配置され、
前記センサは、複数の前記プローブの相対位置を検出する
請求項１０に記載の信号処理システム。
【請求項１２】
前記焦点位置制御部は、複数の前記プローブの相対位置に基づいて、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の前記送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の前記受信焦点位置を制御する
請求項１１に記載の信号処理システム。
【請求項１３】
複数の前記振動子は、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブに配置され、
前記センサは、前記プローブの変形度を検出する
請求項１０に記載の信号処理システム。
【請求項１４】
前記焦点位置制御部は、前記位置情報に基づいて、各前記振動子の送信の遅延時間を示す送信遅延量、および、各前記振動子の受信の遅延時間を示す受信遅延量を計算し、
前記送信遅延量に基づいて、各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
前記受信遅延量に基づいて、各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項１０に記載の信号処理システム。
【請求項１５】
前記受信信号を合成することにより得られる信号に基づいて、超音波画像を生成する信号処理部を
さらに含む請求項１４に記載の信号処理システム。
【請求項１６】
複数の前記振動子が配置されている１つ以上のプローブおよび前記センサを備えるプローブユニットと、
前記信号処理部を備える信号処理装置と
を含み、
前記焦点位置制御部、前記送信制御部、および、前記受信制御部は、それぞれ前記プローブユニットまたは前記信号処理装置のいずれかに配置される
請求項１５に記載の信号処理システム。
【請求項１７】
超音波の振動子を備える複数のプローブと、
複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記プローブに分かれて配置されている複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記プローブの相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
【請求項１８】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項１７に記載のプローブユニット。
【請求項１９】
複数の超音波の振動子を備え、変形させることにより複数の前記振動子の相対位置が変化するプローブと、
複数の前記振動子により送信される送信波の焦点位置である送信焦点位置、および、複数の前記振動子により受信される受信波の焦点位置である受信焦点位置の制御に用いられる情報であって、複数の前記振動子の相対位置を示す情報である位置情報を検出するセンサと
を含むプローブユニット。
【請求項２０】
各前記振動子の送信タイミングを制御する送信制御部と、
各前記振動子からの受信信号を時間をシフトして合成する受信制御部と
をさらに含む請求項１９に記載のプローブユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２３９８１３（Ｐ２０１２−２３９８１３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５８８０（Ｐ２０１１−１１５８８０）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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