JP2002315748A

JP2002315748A - 超音波診断装置用送信回路

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Publication number: JP2002315748A
Application number: JP2001125509A
Authority: JP
Inventors: Morio Nishigaki; 森雄西垣; Takao Suzuki; 隆夫鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-10-29
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: JP3897991B2

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波診断装置用送信回路において、高調波
の発生を減らし、生体内あるいは造影剤から発生する高
調波を用いて得られる画像の画質の劣化をおさえること
ができる送信回路を実現すること。【解決手段】１次巻線の巻線数を２等分するセンター
タップを有するトランス７と、１次巻線の各端に１つず
つ接続された第１のスイッチ５と第２のスイッチ６と、
第１のスイッチ５と第２のスイッチ６とを介して１次巻
線に電気的に接続された第１の電源１５と、第１の電源
の１つの電極とセンタータップとの間に電気的に接続さ
れ第２の電源１４と、トランス７の２次巻線に発生する
電圧を第１のスイッチ５と第２のスイッチ６のオン−オ
フによって制御する制御手段４とを備えた構成や、１次
巻線の複数の中間タップに１つずつスイッチを設け、２
次巻線に発生する電圧を超音波診断装置の使用モードに
応じて各スイッチのオン−オフを制御する等の構成を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置に
用いられる超音波診断装置用送信回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】振動子を電気信号で駆動して超音波を発
生し、被検体内で反射した信号を前記振動子により電気
信号に変換し、信号処理を行ない、表示する超音波診断
装置の原理はすでに公知のものとなっている。

【０００３】送信回路は、高耐圧ＦＥＴスイッチを用
い、振動子に与える電圧を切り換えるものが一般的であ
る。図１６は、送信回路のブロック図の一例である。送
信回路は、電気信号−超音波信号の相互変換を行う振動
子１、スイッチ２、３、スイッチ２、３のＯＮ−ＯＦＦ
を制御する制御回路４、および電源１４によって構成さ
れる。

【０００４】図１７に、図１６に示した送信回路の動作
タイミング図を示す。図１７において、図１６に示した
スイッチ２に出力される制御信号を記号Ａで引用する。
この制御信号において、ハイはＯＮである（以下同
様）。この制御信号Ａによって、スイッチ２の切換タイ
ミングが示される。同様に、スイッチ３の制御信号は記
号Ｃで引用され、この制御信号Ｃによってスイッチ３の
切換タイミングが示される。送信回路の出力信号は記号
Ｅによって引用され、スイッチ２およびスイッチ３の切
換により得られる出力信号の波形が示される。

【０００５】図１７では、繰返し時間Ｔで送信が繰り返
される。時刻ｔ００において、まず、スイッチ２の制御
信号Ａがハイになり、図１６のスイッチ２がＯＮにな
り、振動子１には、＋ＢＶの電圧が伝わる。次に、時刻
ｔ０１において、スイッチ２の制御信号Ａはロー（スイ
ッチ２がＯＦＦ）になり、スイッチ３の制御信号Ｃがハ
イ（スイッチ３がＯＮ）となり、振動子１の端子電圧は
急速に０に引き落とされる。

【０００６】このような動作により、振動子１にはユニ
ポーラのパルスが伝えられる。なお、スイッチ３の制御
信号は、記号Ｃ２で引用される信号によるものであって
もよい。この場合、スイッチ３は、ｔ０１−ｔ０２間で
ＯＮ、その後はＯＦＦとなる。ｔ０２から次の送信パル
スの開始時刻であるｔ１０までの間、振動子１の負荷が
軽くなるため、受信信号をロスすることがないというメ
リットがある。

【０００７】図１８に、バイポーラの送信波形を発生す
る送信回路の一例を示す。この回路は、図１６に示した
回路と比較してスイッチ３の一端がマイナス電源に接続
されている点で異なる。図１９に、図１８に示した送信
回路の動作タイミング図を示す。スイッチ２の制御信号
は記号Ａで、スイッチ３の制御信号は記号Ｃで、出力信
号は記号Ｅで引用される。ｔ００−ｔ０１間でスイッチ
２がＯＮ、ｔ０１−ｔ０２間でスイッチ３がＯＮするこ
とで、バイポーラ波形の信号が発生する。

【０００８】図２０は、トランスを用いた送信回路の一
例である。送信回路は、電気信号−超音波信号の相互変
換を行う振動子１、スイッチ５、６、スイッチ５、６の
ＯＮ−ＯＦＦを制御する制御回路４、トランス７、およ
び電源１４によって構成される。トランス７は、１次側
のセンタータップに＋ＢＶが引加されており、スイッチ
５ないし６がＯＮすると、１次側の巻線に電流が流れ２
次側に誘導し、振動子１に電圧が加えられる。

【０００９】図２１に、図２０に示した送信回路の動作
タイミング図を示す。スイッチ５の制御信号は記号Ａ
で、スイッチ６の制御信号は記号Ｃで、出力信号または
波形は記号Ｅで引用される。ｔ００−ｔ０１間でスイッ
チ５がＯＮし、ｔ０１−ｔ０２間でスイッチ５がＯＦＦ
し、スイッチ６がＯＮする。スイッチ５がＯＮしたとき
とスイッチ６がＯＮしたときでは、１次側を流れる電流
の向きが逆になるため、２次側に発生する電圧の向きが
逆になる。その結果、記号Ｅに示すようなバイポーラの
パルスが発生する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
送信回路では、以下に示すようないくつかの問題があっ
た。従来の送信回路では、出力の送信パルスに高調波を
含むという問題がある。最近の超音波診断装置では、被
検体内、あるいは被検体内に注入された造影剤で発生す
る高調波エコーを検出して信号処理を行う機能があり、
送信回路に含まれる高調波は、この機能の使用時に画質
を劣化させる要因となる。図２２にユニポーラパルスの
基本波と高調波、図２３にバイポーラパルスの基本波と
高調波を示す。それぞれにおいてＦが基本波、Ｈ２が２
次高調波、Ｈ３が３次高調波である。

【００１１】また、従来のバイポーラパルス発生回路で
は、両方のスイッチがＯＦＦとなった後、振動子の出力
端のインピーダンスが高くなることにより、図２４に示
すように電圧減衰に時間がかかり（以下、この現象を
「尾引き」という）、送信波形の時間長が長くなり、深
さ方向の分解能が損なわれるという問題がある。

【００１２】また、診断装置における信号処理モードを
異なる信号処理モードに高速で切り換えるには送信電圧
を高速で切り換える必要があるが、従来の装置では、そ
の実現には大規模な回路を必要とし、また、多くの電力
を消費してしまうという問題がある。

【００１３】また、近年のプリアンプを内蔵した探触子
を用いる診断装置では、プリアンプに適合する信号がユ
ニポーラであったりバイポーラであったりして統一され
ておらず、例えば、ユニポーラ用のプリアンプを内蔵し
た探触子をバイポーラの送信回路で駆動してプリアンプ
を破壊してしまうなどの問題があった。

【００１４】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、送信回路で発生する送信信号の高調波
成分を低減することができ、バイポーラ駆動の送信回路
での尾引きを減少することができ、大規模な回路や大き
な消費電力を必要とすることなく異なる信号処理モード
に高速で切り換えることができ、また、ユニポーラ、バ
イポーラのいずれの特性の探触子にも適応することがで
きる送信回路を実現し、画質の優れた使い勝手のよい超
音波診断装置用送信回路を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
用送信回路は、１次巻線の巻線数を２等分するセンター
タップを有するトランスと、前記１次巻線の各端に１つ
ずつ接続された第１のスイッチと第２のスイッチと、前
記第１のスイッチと第２のスイッチとを介して前記１次
巻線に電気的に接続された第１の電源と、前記第１の電
源の１つの電極と前記センタータップとの間に電気的に
接続され第２の電源と、前記トランスの２次巻線に発生
する電圧を前記第１のスイッチと第２のスイッチのオン
−オフによって制御する制御手段とを備えた構成を有し
ている。この構成により、トランスのセンタータップと
一方の端にかかる電圧およびセンタータップと他方の端
にかかる電圧を変えることで、従来例の送信回路からの
出力信号の波形に比べて高調波成分が少ない波形の出力
信号を発生することができるため、生体内あるいは造影
剤から発生する高調波を用いて信号処理するモードにお
いて、画質の劣化をおさえることができる送信回路を実
現することができる。

【００１６】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、１次巻線の途中に中間タップを有するトランスと、
前記１次巻線の両端を接続する相互に直列接続された第
１のスイッチと第２のスイッチと、前記第１のスイッチ
と第２のスイッチの接続部と前記中間タップとの間に接
続された電源と、前記トランスの２次巻線に発生する電
圧を前記第１のスイッチと第２のスイッチのオン−オフ
によって制御する制御手段とを備え、前記１次巻線の両
端と中間タップとの間の各巻線数が異なる構成を有して
いる。この構成により、トランスのセンタータップから
一方の端までの巻数と、センタータップから他方の端ま
での巻数とを変えることで、従来例の送信回路からの出
力信号の波形に比べて高調波成分が少ない波形の出力信
号を発生することができるため、生体内あるいは造影剤
から発生する高調波を用いて信号処理するモードにおい
て、画質の劣化をおさえることができる送信回路を実現
することができる。

【００１７】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、１次巻線の巻線数を２等分するセンタータップおよ
び前記１次巻線の途中に複数の中間タップを有するトラ
ンスと、各一端が前記複数の中間タップに接続され、他
端が相互に接続された複数のスイッチと、前記相互に接
続された複数のスイッチの他端と前記センタータップと
の間に接続された電源と、前記トランスの２次巻線に発
生する電圧を前記複数のスイッチのオン−オフによって
制御する制御手段とを備えた構成を有している。この構
成により、トランスの１次側に複数の中間タップを設
け、これらにスイッチを接続し制御することで、従来例
の送信回路からの出力信号の波形に比べて高調波成分が
少ない波形の出力信号を発生することができるため、生
体内あるいは造影剤から発生する高調波を用いて信号処
理するモードにおいて、画質の劣化をおさえることがで
きる送信回路を実現することができる。

【００１８】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、複数のパルスからなるパルス列の中心パルスから両
端のパルスに向かう程、各パルスのデューティが小さく
なる前記パルス列を振動子駆動用パルスとして出力する
構成を有している。この構成により、発生する送信パル
ス列中の中心に近いほどデューティを高くすることによ
り、従来例の送信回路からの出力信号の波形に比べて高
調波成分が少ない波形の出力信号を発生することができ
るため、生体内あるいは造影剤から発生する高調波を用
いて信号処理するモードにおいて、画質の劣化をおさえ
ることができる送信回路を実現することができる。

【００１９】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、複数のパルスからなるバイポーラパルスの最終パル
スと極性が反対であり、デューティが半分以下の短パル
スを前記バイポーラパルスの終了直後に付加したものを
振動子駆動用パルスとして出力する構成を有している。
この構成により、パルス信号発生直後のわずかな時間に
それまでＯＮしていたスイッチと反対側のスイッチをＯ
Ｎすることで、短パルスを用いて出力波形の尾引きをキ
ャンセルすることができるため、送信信号の時間長を短
くすることが可能な送信回路を実現することができる。

【００２０】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、複数のパルスからなるバイポーラパルスの最終パル
スと極性が反対であり、デューティが半分以下の短パル
スを前記バイポーラパルスの終了直前に付加したものを
振動子駆動用パルスとして出力する構成を有している。
この構成により、短パルスを用いて出力波形の尾引きを
キャンセルすることができるため、送信信号の時間長を
短くすることが可能な送信回路を実現することができ
る。

【００２１】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、１次巻線の巻線数を２等分するセンタータップを有
するトランスと、前記１次巻線の両端を接続する相互に
直列接続された第１のスイッチと第２のスイッチと、前
記第１のスイッチと第２のスイッチの接続部と前記セン
タータップとの間に接続された第１の電源と、１次巻線
の一端と１つの端子が接続された第３のスイッチと、前
記第１のスイッチと第２のスイッチの接続部と前記第３
のスイッチの他の端子に接続された第２の電源と、前記
トランスの２次巻線に発生する電圧を前記第１のスイッ
チ、第２のスイッチおよび前記第３のスイッチのオン−
オフによって制御する制御手段とを備え、前記第１の電
源と前記第２の電源とが概同性能の電源である構成を有
している。この構成により、出力波形の尾引きがトラン
スの１次側に吸収されるため、送信信号の時間長を短く
することが可能な送信回路を実現することができる。

【００２２】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、１次巻線の巻線数を２等分するセンタータップを有
するトランスと、前記１次巻線の各端に１つずつ接続さ
れた第１のスイッチと第２のスイッチと、前記第１のス
イッチと第２のスイッチとを介して前記１次巻線に電気
的に接続された第１の電源と、前記第１の電源の１つの
電極と前記センタータップとの間に電気的に接続され第
２の電源と、前記トランスの２次巻線に発生する電圧を
前記第１のスイッチと第２のスイッチのオン−オフによ
って制御する制御手段とを備え、前記第１の電源と第２
の電源とは同負号の端子に接続され、前記制御手段は、
前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのいずれ
かをオン−オフ制御し、前記オン−オフ制御される前記
第１のスイッチまたは前記第２のスイッチを切り換える
ことが可能な構成を有している。この構成により、トラ
ンスのセンタータップと一方の端にかかる電圧とセンタ
ータップと他方の端にかかる電圧を変えることで、大振
幅の送信と小振幅の送信を少ない回路規模で高速に切り
換えることが可能な送信回路を実現することができる。

【００２３】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、１次巻線の途中に中間タップを有するトランスと、
前記１次巻線の両端を接続する相互に直列接続された第
１のスイッチと第２のスイッチと、前記第１のスイッチ
と第２のスイッチの接続部と前記中間タップとの間に接
続された電源と、前記トランスの２次巻線に発生する電
圧を前記第１のスイッチと第２のスイッチのオン−オフ
によって制御する制御手段とを備え、前記１次巻線の両
端と中間タップとの間の各巻線数は異り、前記制御手段
は、前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチのい
ずれかをオン−オフ制御し、前記オン−オフ制御される
前記第１のスイッチまたは前記第２のスイッチを切り換
えることが可能な構成を有している。この構成により、
大振幅の信号を取り出す場合はスイッチ６を用い、小振
幅の信号を用いる場合にはスイッチ５を用いることで、
大振幅信号の送信と小振幅信号の送信を、少ない回路規
模で高速に切り換えることが可能な送信回路を実現する
ことができる。

【００２４】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、１次巻線の巻線数を２等分するセンタータップおよ
び前記１次巻線の途中に複数の中間タップを有するトラ
ンスと、各一端が前記複数の中間タップに接続され、他
端が相互に接続された複数のスイッチと、前記相互に接
続された複数のスイッチの他端と前記センタータップと
の間に接続された電源と、前記トランスの２次巻線に発
生する電圧を前記複数のスイッチのオン−オフによって
制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記１次
巻線の両端に接続された２つのスイッチからなる第１の
スイッチ対または前記センタータップを挟む２つの前記
中間タップに接続された２つのスイッチからなる第２の
スイッチ対のいずれかをオン−オフ制御し、前記オン−
オフ制御される前記第１のスイッチ対または前記第２の
スイッチ対を切り換えることが可能な構成を有してい
る。この構成により、複数の中間タップにスイッチを設
け、信号処理毎に異なるスイッチを使用することで、大
振幅の送信と小振幅の送信を少ない回路規模で高速に切
り換えることが可能な送信回路を実現することができ
る。

【００２５】また、本発明の超音波診断装置用送信回路
は、各１つの出力端子が相互に接続され、出力電圧が可
変な２つの電源と、前記２つの各電源の他の出力端子間
を相互に接続する直列接続された２つのスイッチと、前
記２つのスイッチのオン−オフを制御する制御手段とを
備え、前記直列接続された２つのスイッチ間の接続部か
らパルス信号を出力する構成を有している。この構成に
より、スイッチに接続する電源の電圧を切り換えること
で、ユニポーラパルスとバイポーラパルスのいずれにも
適合可能な送信回路を実現することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。図１に示すように、本発明
の第１の実施の形態の超音波診断装置用送信回路１００
０は、超音波の送受信を行う振動子１、ＦＥＴスイッチ
等のスイッチ５、６、スイッチ５、６のＯＮ−ＯＦＦを
制御する制御器４、トランス７、および電源１４、１５
から構成される。

【００２７】次に、第１の実施の形態の、超音波診断装
置用送信回路１０００の動作について説明する。本実施
の形態の送信回路１０００は、スイッチ５が電源１５を
介してグランドに接続されている点が図２０示した従来
の送信回路と異なっている。図２に、本実施の形態にお
ける、スイッチ５、６の制御のタイミング図を示す。図
２において、スイッチ５の制御信号は記号Ａで、スイッ
チ６の制御信号は記号Ｃで、出力信号は記号Ｅで引用さ
れる。

【００２８】スイッチ６がＯＮしたとき（ｔ０−ｔ１間
およびｔ２−ｔ３間）のトランス２次側の出力振幅と、
スイッチ５がＯＮしたとき（ｔ１−ｔ２間）の出力振幅
とでは、後者のほうが大きい。このため、出力信号Ｅが
示す波形の信号が出力される。

【００２９】以上説明したように、本発明の第１の実施
の形態の送信回路は、トランスのセンタータップと一方
の端にかかる電圧およびセンタータップと他方の端にか
かる電圧を変えることで、従来例の送信回路からの出力
信号の波形に比べて高調波成分が少ない波形の出力信号
を発生することができるため、生体内あるいは造影剤か
ら発生する高調波を用いて信号処理するモードにおい
て、画質の劣化をおさえることができる送信回路を実現
することができる。

【００３０】図３は、本発明の第２の実施の形態の、超
音波診断装置用送信回路の一例を示す図である。超音波
診断装置用送信回路２０００は、超音波の送受信を行う
振動子１、ＦＥＴスイッチ等のスイッチ５、６、スイッ
チ５、６のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御器４、トランス
１６、および電源１４から構成される。トランス１６
は、１次側の巻線比がｎ１４：ｎ１３のものである。

【００３１】以下に、第２の実施の形態の、超音波診断
装置用送信回路の動作について説明する。本実施の形態
では、トランス１６の１次側の巻線比がｎ１４：ｎ１３
である点で、図２０に示す従来例と異なっている。ここ
で、ｎ１３＞ｎ１４である。スイッチ５、６の動作タイ
ミングは、本発明の第１の実施の形態における図２に示
すものと同様である。スイッチ６、スイッチ５、スイッ
チ６の順番にＯＮするが、巻線比の関係からスイッチ５
がＯＮしたときの方が２次側に発生する電圧が高くな
り、結果として本発明の第１の実施の形態における出力
信号の波形と同様な波形の出力信号が得られる。

【００３２】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態の送信回路は、トランスのセンタータップから一
方の端までの巻数と、センタータップから他方の端まで
の巻数とを変えることで、従来例の送信回路からの出力
信号の波形に比べて高調波成分が少ない波形の出力信号
を発生することができるため、生体内あるいは造影剤か
ら発生する高調波を用いて信号処理するモードにおい
て、画質の劣化をおさえることができる送信回路を実現
することができる。

【００３３】図４は、本発明の第３の実施の形態の、超
音波診断装置用送信回路の一例を示す図である。超音波
診断装置用送信回路３０００は、超音波の送受信を行う
振動子１、ＦＥＴスイッチ等のスイッチ９−１２、スイ
ッチ９−１２のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御器１３、ト
ランス８、および電源１４から構成される。なお、トラ
ンス８の１次側に複数の中間タップを有する。

【００３４】図５に、第３の実施の形態の、超音波診断
装置用送信回路におけるスイッチ９−１２のＯＮ−ＯＦ
Ｆに関するタイミング図を示す。スイッチ９−１２に
は、それぞれ、制御器１３から制御信号Ａ−Ｄが出力さ
れる。トランス８の２次側には記号Ｅで引用される波形
の出力信号が生成される。中間タップから、スイッチ１
０、１１に接続されているタップまでの巻線数は、スイ
ッチ９、１２に接続されているタップまでの巻線数に比
べて少ない。そのため、スイッチ１０、１１がＯＮした
ときには２次側に発生する電圧の振幅は大きくなる。そ
の結果、図４に示したような制御順序によりスイッチ９
−１２をＯＮ−ＯＦＦすることにより、記号Ｅで引用さ
れる信号のようなパルス信号が発生し、このパルス信号
は従来例に比べて高調波の発生が少ない。

【００３５】以上説明したように、本発明の第３の実施
の形態の送信回路は、トランスの１次側に複数の中間タ
ップを設け、これらにスイッチを接続し制御すること
で、従来例の送信回路からの出力信号の波形に比べて高
調波成分が少ない波形の出力信号を発生することができ
るため、生体内あるいは造影剤から発生する高調波を用
いて信号処理するモードにおいて、画質の劣化をおさえ
ることができる送信回路を実現することができる。

【００３６】図６は、本発明の第４の実施の形態の、超
音波診断装置用送信回路におけるスイッチのＯＮ−ＯＦ
Ｆ動作を示すタイミング図である。本実施の形態の送信
回路の構成は、図１６に示すものと同様の回路構成を有
する送信回路である。本実施の形態においては、制御器
４から複数種類のパルスからなるパルス列を発生し、各
パルスのデューティを少しずつ変化させる。このパルス
列中の時間的に中心に近いパルス程、ＯＮの時間が長く
なるようにデューティを高くする。

【００３７】以上説明したように、本発明の第４の実施
の形態の送信回路は、発生する送信パルス列中の中心に
近いほどデューティを高くすることにより、従来例の送
信回路からの出力信号の波形に比べて高調波成分が少な
い波形の出力信号を発生することができるため、生体内
あるいは造影剤から発生する高調波を用いて信号処理す
るモードにおいて、画質の劣化をおさえることができる
送信回路を実現することができる。

【００３８】図７は、本発明の第５の実施の形態の、超
音波診断装置用送信回路におけるスイッチのＯＮ−ＯＦ
Ｆ動作を示すタイミング図である。本実施の形態の送信
回路の構成は、図１８または図２０に示すものと同様の
回路構成を有する送信回路である。

【００３９】本実施の形態においては、スイッチ６がＯ
ＦＦに切り替わった直後の短い時間Δｔだけスイッチ５
をＯＮする。これによって、図２４に示したような過渡
現象による尾引きをキャンセルし、防ぐことができる。
なお、Δｔの長さは過渡現象が最小になるように調整さ
れる。

【００４０】以上説明したように、本発明の第５の実施
の形態の送信回路は、パルス信号発生直後のわずかな時
間にそれまでＯＮしていたスイッチと反対側のスイッチ
をＯＮすることで、短パルスを用いて出力波形の尾引き
をキャンセルすることができるため、送信信号の時間長
を短くすることが可能な送信回路を実現することができ
る。

【００４１】図８は、本発明の第６の実施の形態の、超
音波診断装置用送信回路におけるスイッチのＯＮ−ＯＦ
Ｆ動作を示すタイミング図である。本実施の形態の送信
回路の構成は、図１８または図２０に示すものと同様の
回路構成を有する送信回路である。

【００４２】本実施の形態においては、スイッチ６がＯ
ＦＦに切り替わる直前の短い時間Δｔだけスイッチ５が
ＯＮする。これによって、図２４に示したような過渡現
象による尾引きをキャンセルし、防ぐことができる。な
お、Δｔの長さは過渡現象が最小になるように調整され
る。

【００４３】以上説明したように、本発明の第６の実施
の形態の送信回路は、短パルスを用いて出力波形の尾引
きをキャンセルすることができるため、送信信号の時間
長を短くすることが可能な送信回路を実現することがで
きる。

【００４４】図９は、本発明の第７の実施の形態の、超
音波診断装置用送信回路の一例を示す図である。超音波
診断装置用送信回路７０００は、超音波の送受信を行う
振動子１、ＦＥＴスイッチ等のスイッチ５、６、１９、
スイッチ５、６、１９のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御器
４、トランス７、および電源１４、２０、から構成され
る。

【００４５】本実施の形態の送信回路７０００は、図２
０に示す従来例の送信回路と比較して、スイッチ１９が
増え、電源２０を介してグランドに接続されている点で
相違する。図１０に、本実施の形態におけるスイッチ
５、６、１９の制御タイミングの図を示す。スイッチ
５、６、１９には、それぞれ、制御器４から制御信号Ａ
−Ｃが出力される。

【００４６】本実施の形態では、従来例と同様にスイッ
チ５、６がＯＮしたのち、スイッチ１９がＯＮする。電
源２０の電圧と電源１４の電圧は、ほとんど同じ値に設
定される。このため、スイッチ１９がＯＮしたときには
トランス７の１次側にはほとんど電流が流れず、かつ、
短絡した状態に近くなるため、図１０に示した過渡現象
による波形成分Ｚはトランス７の１次側に吸収され、解
消される。

【００４７】以上説明したように、本発明の第７の実施
の形態の送信回路は、出力波形の尾引きがトランスの１
次側に吸収されるため、送信信号の時間長を短くするこ
とが可能な送信回路を実現することができる。

【００４８】図１１は、本発明の第８の実施の形態の、
超音波診断装置用送信回路の一例を示す図である。超音
波診断装置用送信回路８０００は、超音波の送受信を行
う振動子１、ＦＥＴスイッチ等のスイッチ５、６、スイ
ッチ５、６のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御器４、トラン
ス７、および電源１４、１７から構成される。

【００４９】本実施の形態の送信回路８０００は、第１
の実施の形態における図１に示す送信回路１０００に類
似しているが、図からわかるように、図１に示した電源
１５と図１１に示した電源１７とでは極性が異なる。し
たがって、図１に示した送信回路１０００では、電源１
５により出力信号の振幅が増加するのに対し、本実施の
形態の図１１に示した送信回路８０００では小さくなる
方向に働く。また、以下に述べるように動作も異なる。

【００５０】超音波診断装置ではさまざまな信号処理モ
ードがあり、波数の少ないパルスを用いるものもあれ
ば、波数を多くあるいは連続波を用いるものもある。生
体内に放射される超音波の強度は規格により規制されて
おり、波数を多くあるいは連続波にした場合はそれだけ
小さい振幅で送信する必要がある。本実施の形態は、こ
の点を鑑みたものであり、図１２のタイミング図に示す
ように、波数の少ない場合はスイッチ６を制御信号Ａの
ように制御し、出力信号Ｅのような振幅の大きな波形の
送信パルスを発生する。波数の多いあるいは連続波の場
合にはスイッチ５を制御信号Ａ’のように制御し、出力
信号Ｅ’のような振幅の小さい波形の信号を送信する。

【００５１】以上説明したように、本発明の第８の実施
の形態の送信回路は、トランスのセンタータップと一方
の端にかかる電圧とセンタータップと他方の端にかかる
電圧を変えることで、大振幅の送信と小振幅の送信を少
ない回路規模で高速に切り換えることが可能な送信回路
を実現することができる。

【００５２】図１３は、本発明の第９の実施の形態の、
超音波診断装置用送信回路の一例を示す図である。超音
波診断装置用送信回路９０００は、超音波の送受信を行
う振動子１、ＦＥＴスイッチ等のスイッチ５、６、スイ
ッチ５、６のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御器４、トラン
ス１６、および電源１４から構成される。ここでトラン
ス１６は、１次側の巻線がｎ１１：ｎ１２であり、か
つ、ｎ１１＞＞ｎ１２である。

【００５３】以上説明したように、本発明の第９の実施
の形態の送信回路は、大振幅の信号を取り出す場合はス
イッチ６を用い、小振幅の信号を用いる場合にはスイッ
チ５を用いることで、大振幅信号の送信と小振幅信号の
送信を、少ない回路規模で高速に切り換えることが可能
な送信回路を実現することができる。

【００５４】図１４は、本発明の第１０の実施の形態
の、超音波診断装置用送信回路におけるスイッチのＯＮ
−ＯＦＦ動作を示すタイミング図である。本実施の形態
の送信回路の構成は、本発明の第３の実施の形態におけ
る図４に示すものと同様の回路構成を有する送信回路で
ある。

【００５５】本実施の形態においては、大振幅の信号を
必要とするときには、スイッチ１０および１１を、小振
幅の信号を必要とするときにはスイッチ９および１２を
用いて送信パルスを発生させる。スイッチ９−１２には
それぞれ、制御器４から制御信号Ａ−Ｄが出力される。
大振幅の送信パルスを発生させるときの例がｔ００−ｔ
０２間におけるパルスであり、小振幅の送信パルスを発
生させるときの例がｔ１０−ｔ１６間におけるパルスで
ある。

【００５６】以上説明したように、本発明の第１０の実
施の形態の送信回路は、複数の中間タップにスイッチを
設け、信号処理毎に異なるスイッチを使用することで、
大振幅の送信と小振幅の送信を少ない回路規模で高速に
切り換えることが可能な送信回路を実現することができ
る。

【００５７】図１５は、本発明の第１１の実施の形態
の、超音波診断装置用送信回路の一例を示す図である。
超音波診断装置用送信回路１１０００は、超音波の送受
信を行う振動子１、ＦＥＴスイッチ等のスイッチ５、
６、スイッチ５、６のＯＮ−ＯＦＦを制御する制御器
４、電源電圧を選択する電源選択スイッチ２１、２２、
および電源２３−２５から構成される。

【００５８】ユニポーラパルスを発生する場合には、電
源選択スイッチ２１は電源２４側に、電源選択スイッチ
２２はグランド側に切り換えられる。この状態における
回路構成は、図１６に示す従来例の送信回路の回路構成
と同様である。バイポーラパルスを発生する場合には、
電源選択スイッチ２１は電源２３側に、電源選択スイッ
チ２２は電源２５側に切り換えられる。この状態におけ
る回路構成は、図１８における従来例の送信回路の回路
構成と同様である。

【００５９】以上説明したように、本発明の第１１の実
施の形態の送信回路１１０００は、スイッチに接続する
電源の電圧を切り換えることで、ユニポーラパルスとバ
イポーラパルスのいずれにも適合可能な送信回路を実現
することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、トラン
スのセンタータップと一方の端にかかる電圧とセンター
タップと他方の端にかかる電圧を変えることで、あるい
は、トランスのセンタータップから一方の端までの巻数
と、センタータップから他方の端までの巻数を変えるこ
とで、あるいは、トランス１次側の中間タップを複数設
け、これらにスイッチを接続し制御することで、あるい
は、スイッチのＯＮするデューティを変化させること
で、送信信号波形に含まれる高調波成分を減らし、生体
内ないしは造影剤により発生する高調波を用いた信号処
理モードにおいて優れた画質を提供することができる送
信回路を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の、超音波診断装置
用送信回路の構成を示すブロック図

【図２】本発明の第１の実施の形態の、スイッチ制御を
示すタイミング図

【図３】本発明の第２の実施の形態の、超音波診断装置
用送信回路の構成を示すブロック図

【図４】本発明の第３の実施の形態の、超音波診断装置
用送信回路の構成を示すブロック図

【図５】本発明の第３の実施の形態の、スイッチ制御を
示すタイミング図

【図６】本発明の第４の実施の形態の、スイッチ制御を
示すタイミング図

【図７】本発明の第５の実施の形態の、スイッチ制御を
示すタイミング図

【図８】本発明の第６の実施の形態の、スイッチ制御を
示すタイミング図

【図９】本発明の第７の実施の形態の、超音波診断装置
用送信回路の構成を示すブロック図

【図１０】本発明の第７の実施の形態の、スイッチ制御
を示すタイミング図

【図１１】本発明の第８の実施の形態の、超音波診断装
置用送信回路の構成を示すブロック図

【図１２】本発明の第８の実施の形態の、スイッチ制御
を示すタイミング図

【図１３】本発明の第９の実施の形態の、超音波診断装
置用送信回路の構成を示すブロック図

【図１４】本発明の第１０の実施の形態の、スイッチ制
御を示すタイミング図

【図１５】本発明の第１１の実施の形態の、超音波診断
装置用送信回路の構成を示すブロック図

【図１６】本発明の第１の従来例の、超音波診断装置用
送信回路の構成を示すブロック図

【図１７】本発明の第１の従来例の、スイッチ制御を示
すタイミング図

【図１８】本発明の第２の従来例の、超音波診断装置用
送信回路の構成を示すブロック図

【図１９】本発明の第２の従来例の、スイッチ制御を示
すタイミング図

【図２０】本発明の第３の従来例の、超音波診断装置用
送信回路の構成を示すブロック図

【図２１】本発明の第３の従来例の、スイッチ制御を示
すタイミング図

【図２２】ユニポーラパルスの周波数特性の例を示す図

【図２３】バイポーラパルスの周波数特性の例を示す図

【図２４】送信信号の波形における尾引きを示す図

【符号の説明】

１振動子４、１３制御器２、３、５、６、９−１２、１９スイッチ７、８、１６トランス１４、１５、１７、２０、２３−２５電源２１、２２電源選択スイッチ１０００、２０００、３０００、７０００超音波診断
装置用送信回路８０００、９０００、１１０００超音波診断装置用送
信回路

フロントページの続きＦターム(参考） 4C301 AA01 EE07 EE13 EE15 EE18 EE20 HH01 HH02 HH45 JA14 LL20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次巻線の巻線数を２等分するセンター
タップを有するトランスと、前記１次巻線の各端に１つ
ずつ接続された第１のスイッチと第２のスイッチと、前
記第１のスイッチと第２のスイッチとを介して前記１次
巻線に電気的に接続された第１の電源と、前記第１の電
源の１つの電極と前記センタータップとの間に電気的に
接続され第２の電源と、前記トランスの２次巻線に発生
する電圧を前記第１のスイッチと第２のスイッチのオン
−オフによって制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする超音波診断装置用送信回路。
【請求項２】１次巻線の途中に中間タップを有するト
ランスと、前記１次巻線の両端を接続する相互に直列接
続された第１のスイッチと第２のスイッチと、前記第１
のスイッチと第２のスイッチの接続部と前記中間タップ
との間に接続された電源と、前記トランスの２次巻線に
発生する電圧を前記第１のスイッチと第２のスイッチの
オン−オフによって制御する制御手段とを備え、前記１
次巻線の両端と中間タップとの間の各巻線数が異なるこ
とを特徴とする超音波診断装置用送信回路。
【請求項３】１次巻線の巻線数を２等分するセンター
タップおよび前記１次巻線の途中に複数の中間タップを
有するトランスと、各一端が前記複数の中間タップに接
続され、他端が相互に接続された複数のスイッチと、前
記相互に接続された複数のスイッチの他端と前記センタ
ータップとの間に接続された電源と、前記トランスの２
次巻線に発生する電圧を前記複数のスイッチのオン−オ
フによって制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る超音波診断装置用送信回路。
【請求項４】複数のパルスからなるパルス列の中心パ
ルスから両端のパルスに向かう程、各パルスのデューテ
ィが小さくなる前記パルス列を振動子駆動用パルスとし
て出力することを特徴とする超音波診断装置用送信回
路。
【請求項５】複数のパルスからなるバイポーラパルス
の最終パルスと極性が反対であり、デューティが半分以
下の短パルスを前記バイポーラパルスの終了直後に付加
したものを振動子駆動用パルスとして出力することを特
徴とする超音波診断装置用送信回路。
【請求項６】複数のパルスからなるバイポーラパルス
の最終パルスと極性が反対であり、デューティが半分以
下の短パルスを前記バイポーラパルスの終了直前に付加
したものを振動子駆動用パルスとして出力することを特
徴とする超音波診断装置用送信回路。
【請求項７】１次巻線の巻線数を２等分するセンター
タップを有するトランスと、前記１次巻線の両端を接続
する相互に直列接続された第１のスイッチと第２のスイ
ッチと、前記第１のスイッチと第２のスイッチの接続部
と前記センタータップとの間に接続された第１の電源
と、１次巻線の一端と１つの端子が接続された第３のス
イッチと、前記第１のスイッチと第２のスイッチの接続
部と前記第３のスイッチの他の端子に接続された第２の
電源と、前記トランスの２次巻線に発生する電圧を前記
第１のスイッチ、第２のスイッチおよび前記第３のスイ
ッチのオン−オフによって制御する制御手段とを備え、
前記第１の電源と前記第２の電源とが概同性能の電源で
あることを特徴とする超音波診断装置用送信回路。
【請求項８】前記第１の電源と第２の電源とは同負号
の端子に接続され、前記制御手段は、前記第１のスイッ
チまたは前記第２のスイッチのいずれかをオン−オフ制
御し、前記オン−オフ制御される前記第１のスイッチま
たは前記第２のスイッチを切り換えることが可能なこと
を特徴とする請求項１記載の超音波診断装置用送信回
路。
【請求項９】前記制御手段は、前記第１のスイッチま
たは前記第２のスイッチのいずれかをオン−オフ制御
し、前記オン−オフ制御される前記第１のスイッチまた
は前記第２のスイッチを切り換えることが可能なことを
特徴とする請求項２記載の超音波診断装置用送信回路。
【請求項１０】前記制御手段は、前記１次巻線の両端
に接続された２つのスイッチからなる第１のスイッチ対
または前記センタータップを挟む２つの前記中間タップ
に接続された２つのスイッチからなる第２のスイッチ対
のいずれかをオン−オフ制御し、前記オン−オフ制御さ
れる前記第１のスイッチ対または前記第２のスイッチ対
を切り換えることが可能なことを特徴とする請求項３記
載の超音波診断装置用送信回路。
【請求項１１】各１つの出力端子が相互に接続され、
出力電圧が可変な２つの電源と、前記２つの各電源の他
の出力端子間を相互に接続する直列接続された２つのス
イッチと、前記２つのスイッチのオン−オフを制御する
制御手段とを備え、前記直列接続された２つのスイッチ
間の接続部からパルス信号を出力することを特徴とする
超音波診断装置用送信回路。