JP2008289780A - Ultrasonic diagnostic device and ultrasonic probe - Google Patents

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Toshio Shirasaka
俊夫 白坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To lessen the difference between the rise time and the fall time of ultrasonic signals. <P>SOLUTION: Constant current setting devices 9, 10 generate voltage VCP and VCN respectively. A resistant element 6 induces charging current. A resistant element 7 induces discharging current. A transistor 3 supplies the charging current to an ultrasonic transducer 5 while applying the current to the gate of VCP. A transistor 4 outputs the discharging current from the ultrasonic transducer 5 while applying the current to the gate of VCN. Drivers 1, 2 switch ON/OFF the applied current of VCP and VCN to the gates of transistors 3, 4. Transistors 13, 14 receive VCP and VCN to their gates respectively and apply the current generated in resistant elements 11, 12 between source-drain. The constant current setting devices 9, 10 set the voltage value of VCP and VCN respectively in order to set the current values, which are generated in the resistance elements 11, 12 respectively, as the first and second setting values. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波振動子から送信される超音波を利用して被検体の診断を行う超音波診断装置およびこの超音波診断装置で利用可能な超音波プローブに関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that diagnoses a subject using ultrasonic waves transmitted from an ultrasonic transducer, and an ultrasonic probe that can be used in the ultrasonic diagnostic apparatus.

近年、超音波プローブ内の振動子から超音波を送信する手段として、電流吐き出し用の正方向スイッチと吸い込み用の負方向スイッチとを備え、それらを交互に切り替えることにより矩形パルスを発生させる回路構成を備えた超音波診断装置が一般的に用いられている。   In recent years, as a means for transmitting ultrasonic waves from a transducer in an ultrasonic probe, a circuit configuration has been provided with a positive direction switch for current discharge and a negative direction switch for suction, and generates a rectangular pulse by alternately switching them. In general, an ultrasonic diagnostic apparatus including the above is used.

図5はこのような超音波診断装置における超音波プローブ内の回路構成の一部を示す図である。図5には上記の特徴的な構成に関連する送信部のみについて示している。   FIG. 5 is a diagram showing a part of a circuit configuration in the ultrasonic probe in such an ultrasonic diagnostic apparatus. FIG. 5 shows only the transmission unit related to the above characteristic configuration.

なお、以下の説明の中で、FET(field-effect transistor)の状態としてONおよびOFFという表現を便宜上使うが、ON状態とはソース−ドレイン間インピーダンスが低い状態を示し、OFF状態とは逆にインピーダンスが高い状態を示す。またロジック波形においては、信号レベルの高い状態をH、低い状態をLとそれぞれ記す。   In the following description, the expression “ON” and “OFF” is used as a state of the FET (field-effect transistor) for convenience. However, the ON state indicates a state where the impedance between the source and the drain is low, and is opposite to the OFF state. It shows a state where the impedance is high. In the logic waveform, a high signal level is indicated as H, and a low state is indicated as L.

図5においては図示を省略している基準信号発生器からの基準信号に基づく信号をそれぞれ有する信号S1,S2がドライバ1,2にそれぞれ加えられる。ドライバ1は、電圧1VHPH,1VHPLを選択するスイッチ構成から成っており、信号S1がLの時に電圧1VHPHを出力し、Hの時に電圧1VHPLを出力する。ドライバ1の出力電圧は、P-CH MOSFETを用いたトランジスタ3のゲート端子に加えられる。電圧1VHPLとしては、トランジスタ3がONするに必要な電圧値が与えられており、よって信号S1がHの時にトランジスタ3がONになる。ドライバ2は、信号S2がLの時に電圧1VHNLを出力し、Hの時に電圧1VHNLを出力する。ドライバ2の出力電圧は、N-CH MOSFETを用いたトランジスタ4のゲート端子に加えられる。トランジスタ4は、信号S2がLの時ONになり、Hの時OFFになる。信号S1,S2は、L状態の電圧値は異なるが、波形のHおよびLの時相は同じになっている。かくして、電圧1VHPHと電圧1VHNHとで超音波振動子5に電荷が充放電される。この結果、超音波振動子5に供給される電圧の波形は、信号S1,S2に同期したパルス状となり、そのパルス幅は通常、送信する超音波周波数の1/2周期に設定される。超音波振動子5に供給される電圧の立ち上がり時間はトランジスタ3のゲート−ソース間電圧によるドレイン電流と超音波振動子5のインピーダンスとで決まり、立ち下がり時間はトランジスタ4のゲート−ソース間電圧によるドレイン電流と超音波振動子5のインピーダンスとで決まる。
特開2004−89694
In FIG. 5, signals S1 and S2 each having a signal based on a reference signal from a reference signal generator (not shown) are applied to the drivers 1 and 2, respectively. The driver 1 has a switch configuration for selecting voltages 1VHPH and 1VHPL, and outputs a voltage 1VHPH when the signal S1 is L, and outputs a voltage 1VHPL when the signal S1 is H. The output voltage of the driver 1 is applied to the gate terminal of the transistor 3 using P-CH MOSFET. As the voltage 1VHPL, a voltage value necessary for turning on the transistor 3 is given. Therefore, when the signal S1 is H, the transistor 3 is turned on. The driver 2 outputs a voltage 1VHNL when the signal S2 is L, and outputs a voltage 1VHNL when the signal S2 is H. The output voltage of the driver 2 is applied to the gate terminal of the transistor 4 using N-CH MOSFET. The transistor 4 is turned on when the signal S2 is L and turned off when the signal S2 is H. The signals S1 and S2 have different voltage values in the L state, but the time phases of the waveforms H and L are the same. Thus, the ultrasonic vibrator 5 is charged and discharged with the voltage 1VHPH and the voltage 1VHNH. As a result, the waveform of the voltage supplied to the ultrasonic transducer 5 has a pulse shape synchronized with the signals S1 and S2, and the pulse width is usually set to ½ period of the ultrasonic frequency to be transmitted. The rise time of the voltage supplied to the ultrasonic transducer 5 is determined by the drain current due to the gate-source voltage of the transistor 3 and the impedance of the ultrasonic transducer 5, and the fall time depends on the gate-source voltage of the transistor 4. It is determined by the drain current and the impedance of the ultrasonic transducer 5.
JP 2004-89694 A

近年、画像診断で重要視されてきているハーモニックイメージ画像を構築する上では、超音波の信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間との差を可能な限り小さくすることが望ましい。なお、ハーモニックイメージ画像とは、生体内で発生する波形歪みを検出して画像を構築することにより得られるコントラスト分解能の良い画像である。従って、信号そのものが歪むと生体内歪みとの識別が非常に難しくなるため歪みのない信号で超音波を送信することが重要である。   In recent years, in constructing a harmonic image that has been regarded as important in image diagnosis, it is desirable to reduce the difference between the rise time and the fall time of an ultrasonic signal as much as possible. Note that a harmonic image is an image with good contrast resolution obtained by constructing an image by detecting waveform distortion generated in a living body. Therefore, when the signal itself is distorted, it is very difficult to discriminate it from in-vivo strain, so it is important to transmit ultrasonic waves with a signal without distortion.

しかしながら、上記したような従来の構成の送信部によると、トランジスタ3とトランジスタ4とが、材料となっている半導体の物性そのものが異なるために特性を揃えることが難しく、立ち上がり時間と立ち下がり時間との差を小さくすることが困難であった。   However, according to the transmission unit having the conventional configuration as described above, it is difficult to align the characteristics of the transistor 3 and the transistor 4 because the physical properties of the semiconductor material itself are different. It was difficult to reduce the difference.

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、超音波の信号における立ち上がり時間と立ち下がり時間との差を小さくすることにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce the difference between the rise time and the fall time in an ultrasonic signal.

本発明の第1の態様による超音波診断装置は、超音波振動子から送信される超音波を利用して被検体の診断を行うものであって、第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、前記超音波振動子を充電するための充電電流を生じさせるための第1の抵抗素子と、前記超音波振動子を放電させるための放電電流を生じさせるための第2の抵抗素子と、前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記充電電流を前記超音波振動子に供給するP形チャネルの第1の電界効果トランジスタと、前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記放電電流を前記超音波振動子から出力させるN形チャネルの第2の電界効果トランジスタと、前記第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をON/OFFする第1のドライバと、前記第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をON/OFFする第2のドライバと、第3の抵抗素子と、前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、第4の抵抗素子と、前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを備え、前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定する。   An ultrasonic diagnostic apparatus according to a first aspect of the present invention performs diagnosis of a subject using ultrasonic waves transmitted from an ultrasonic transducer, and generates a first driving voltage. Generating means; second generating means for generating a second drive voltage; first resistance element for generating a charging current for charging the ultrasonic vibrator; and discharging the ultrasonic vibrator A second resistance element for generating a discharge current for generating a first current and a P-type channel for supplying the charging current to the ultrasonic transducer when the first drive voltage is applied to a gate. Field-effect transistors, an N-channel second field-effect transistor that outputs the discharge current from the ultrasonic transducer when the second drive voltage is applied to the gate, and the first electric field. Before the gate of the effect transistor A first driver that turns on / off application of the first drive voltage; a second driver that turns on / off application of the second drive voltage to the gate of the second field effect transistor; And the first field effect transistor, the first driving voltage is applied to the gate, and a current generated in the third resistance element flows between the source and the drain. The field effect transistor, the fourth resistance element, and the second field effect transistor have the same characteristics and the second drive voltage is applied to the gate, and the current generated in the fourth resistance element is reduced. A fourth field-effect transistor that flows between the source and the drain, and the first generation unit is configured to cause the current value of the current generated in the third resistance element to be a first set value. The second generation means sets the voltage value of the second drive voltage so that the current value of the current generated in the fourth resistance element becomes the second set value. Set.

本発明の第2の態様による超音波診断装置は、複数の超音波振動子からそれぞれ送信される超音波を利用して被検体の診断を行うものであって、第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、前記複数の超音波振動子をそれぞれ充電するための充電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第1の抵抗素子と、前記複数の超音波振動子をそれぞれ放電させるための放電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第2の抵抗素子と、前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記充電電流を前記複数の超音波振動子にそれぞれ供給するP形チャネルの複数の第1の電界効果トランジスタと、前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記放電電流を前記複数の超音波振動子からそれぞれ出力させるN形チャネルの複数の第2の電界効果トランジスタと、前記複数の第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第1のドライバと、前記複数の第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第2のドライバと、第3の抵抗素子と、前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、第4の抵抗素子と、前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを備え、前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定する。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the second aspect of the present invention diagnoses a subject using ultrasonic waves respectively transmitted from a plurality of ultrasonic transducers, and generates a first drive voltage. A first generating means; a second generating means for generating a second drive voltage; and a plurality of first resistors for respectively generating charging currents for charging the plurality of ultrasonic transducers. An element, a plurality of second resistance elements for generating discharge currents for discharging the plurality of ultrasonic transducers, respectively, and a plurality of elements when the first drive voltage is applied to the gate A plurality of P-channel first field effect transistors for supplying the charging current to the plurality of ultrasonic transducers, and a plurality of the discharge currents when the second drive voltage is applied to the gate. The multiple ultra A plurality of N-channel second field effect transistors output from the wave vibrators, and a plurality of ON / OFF switches for applying the first drive voltage to the gates of the plurality of first field effect transistors, respectively. A plurality of second drivers that respectively turn on / off application of the second drive voltage to the gates of the plurality of second field effect transistors, a third resistance element, A third field effect transistor having the same characteristics as the first field effect transistor, the first drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the third resistance element flowing between a source and a drain; The fourth resistance element has the same characteristics as the second field effect transistor and the second driving voltage is applied to the gate, and the fourth resistance element And a fourth field effect transistor for causing a current generated in the child to flow between the source and the drain, and the first generation means is configured such that the current value of the current generated in the third resistance element becomes the first set value. The second drive voltage is set to the second drive voltage so that the current value of the current generated in the fourth resistance element becomes the second set value. Set the voltage value of.

本発明の第3の態様による超音波プローブは、超音波振動子と、第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、前記超音波振動子を充電するための充電電流を生じさせるための第1の抵抗素子と、前記超音波振動子を放電させるための放電電流を生じさせるための第2の抵抗素子と、前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記充電電流を前記超音波振動子に供給するP形チャネルの第1の電界効果トランジスタと、前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記放電電流を前記超音波振動子から出力させるN形チャネルの第2の電界効果トランジスタと、前記第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をON/OFFする第1のドライバと、前記第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をON/OFFする第2のドライバと、第3の抵抗素子と、前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、第4の抵抗素子と、前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを備え、前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定する。   An ultrasonic probe according to a third aspect of the present invention includes an ultrasonic transducer, first generation means for generating a first drive voltage, second generation means for generating a second drive voltage, A first resistance element for generating a charging current for charging the ultrasonic transducer; a second resistance element for generating a discharge current for discharging the ultrasonic transducer; and the first A P-channel first field-effect transistor that supplies the charging current to the ultrasonic transducer when the drive voltage is applied to the gate, and the second drive voltage is applied to the gate A second N-channel field effect transistor for outputting the discharge current from the ultrasonic transducer, and a first for turning on / off the application of the first drive voltage to the gate of the first field effect transistor. 1 driver, The second driver that turns ON / OFF the application of the second drive voltage to the gate of the second field effect transistor, the third resistance element, and the first field effect transistor have the same characteristics. The first driving voltage is applied to the gate, and a third field effect transistor that causes a current generated in the third resistance element to flow between a source and a drain, a fourth resistance element, and the second electric field A fourth field effect transistor having the same characteristics as the effect transistor, the second drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the fourth resistance element flowing between the source and the drain. 1 generating means sets the voltage value of the first drive voltage so that the current value of the current generated in the third resistance element becomes the first set value, and the second generating means First Current value of the occurring resistance element current sets the voltage value of the to be a second set value the second driving voltage.

本発明の第4の態様による超音波プローブは、複数の超音波振動子と、第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、前記複数の超音波振動子をそれぞれ充電するための充電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第1の抵抗素子と、前記複数の超音波振動子をそれぞれ放電させるための放電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第2の抵抗素子と、前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記充電電流を前記複数の超音波振動子にそれぞれ供給するP形チャネルの複数の第1の電界効果トランジスタと、前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記放電電流を前記複数の超音波振動子からそれぞれ出力させるN形チャネルの複数の第2の電界効果トランジスタと、前記複数の第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第1のドライバと、前記複数の第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第2のドライバと、第3の抵抗素子と、前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、第4の抵抗素子と、前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを備え、前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定する。   An ultrasonic probe according to a fourth aspect of the present invention includes a plurality of ultrasonic transducers, first generation means for generating a first drive voltage, and second generation means for generating a second drive voltage. A plurality of first resistance elements for generating charging currents for charging the plurality of ultrasonic vibrators, respectively, and a discharge current for discharging the plurality of ultrasonic vibrators, respectively. A plurality of second resistance elements for generating and a plurality of P-type channels for supplying the plurality of charging currents to the plurality of ultrasonic transducers when the first drive voltage is applied to the gate, respectively. A plurality of second field-effect transistors that output a plurality of discharge currents from the plurality of ultrasonic transducers when the second drive voltage is applied to the gate, respectively. Field effect A plurality of first drivers that respectively turn on / off application of the first drive voltage to gates of the plurality of first field effect transistors, and gates of the plurality of second field effect transistors. A plurality of second drivers that respectively turn ON / OFF application of the second drive voltage to the first resistor, a third resistance element, and the first field effect transistor, and the first drive A voltage is applied to the gate, and the same characteristics as those of the third field-effect transistor, the fourth resistance element, and the second field-effect transistor in which a current generated in the third resistance element flows between the source and the drain And the second driving voltage is applied to the gate, and a fourth field-effect transistor that causes a current generated in the fourth resistance element to flow between the source and the drain. The first generation means sets the voltage value of the first drive voltage so that the current value of the current generated in the third resistance element becomes the first set value, and the second The generating means sets the voltage value of the second drive voltage so that the current value of the current generated in the fourth resistance element becomes the second set value.

本発明によれば、超音波の信号における立ち上がり時間と立ち下がり時間との差を小さくすることができる。   According to the present invention, the difference between the rise time and the fall time in an ultrasonic signal can be reduced.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は第1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。なお、図1において図5と同一部分には同一の符号を付している。また図1では、超音波の送信に関連する部分のみの構成について表している。また近年の超音波診断装置は、2次元アレイまたは3次元アレイの多チャネル振動子を備えて、リアルタイムに断層像を表示する構成が一般的である。このため、送信部もそれに対応したチャネル数を備えているが、図1ではそのうちの1チャネル分のみについて表している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. Further, FIG. 1 shows only the configuration related to the transmission of ultrasonic waves. In recent years, an ultrasonic diagnostic apparatus generally includes a two-dimensional array or a three-dimensional array of multichannel transducers and displays a tomographic image in real time. For this reason, the transmitting unit also has a corresponding number of channels, but FIG. 1 shows only one of them.

第1の実施形態の超音波診断装置は、装置本体100および超音波プローブ200を含む。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment includes an apparatus main body 100 and an ultrasonic probe 200.

装置本体100はさらに、基準信号発生器21を含む。超音波プローブ200はさらに、ドライバ1,2、トランジスタ3,4、超音波振動子5、抵抗素子6,7、送信波形発生器8、定電流設定器9,10、抵抗素子11,12、トランジスタ13,14および電流制御部15を含む。   The apparatus main body 100 further includes a reference signal generator 21. The ultrasonic probe 200 further includes drivers 1 and 2, transistors 3 and 4, an ultrasonic transducer 5, resistance elements 6 and 7, a transmission waveform generator 8, constant current setting devices 9 and 10, resistance elements 11 and 12, transistors 13 and 14 and a current control unit 15.

基準信号発生器21は、基準信号を発生する。この基準信号は、装置本体100と超音波プローブ200とを接続するケーブル内の信号線を介して超音波プローブ200へと伝送される。そして基準信号は、送信波形発生器8に入力される。   The reference signal generator 21 generates a reference signal. This reference signal is transmitted to the ultrasonic probe 200 via a signal line in a cable connecting the apparatus main body 100 and the ultrasonic probe 200. The reference signal is input to the transmission waveform generator 8.

ドライバ1には、送信波形発生器8から出力される信号S1、電力線PL1を介して供給される電圧2VHPHおよび定電流設定器9から出力される電圧VCPがそれぞれ入力される。ドライバ1は、電圧2VHPH,VCPを選択するスイッチ構成から成っており、送信波形発生器8から出力される信号S1がLの時に電圧2VHPHを出力し、Hの時に電圧VCPを出力する。ドライバ1の出力電圧は、トランジスタ3のゲート端子に加えられる。   The driver 1 receives the signal S1 output from the transmission waveform generator 8, the voltage 2VHPH supplied via the power line PL1, and the voltage VCP output from the constant current setter 9. The driver 1 has a switch configuration for selecting voltages 2VHPH and VCP, and outputs a voltage 2VHPH when the signal S1 output from the transmission waveform generator 8 is L, and outputs a voltage VCP when it is H. The output voltage of the driver 1 is applied to the gate terminal of the transistor 3.

ドライバ2には、送信波形発生器8から出力される信号S2、電力線PL2を介して供給される電圧2VHNHおよび定電流設定器10から出力される電圧VCNがそれぞれ入力される。ドライバ2は、電圧2VHNL,VCNを選択するスイッチ構成から成っており、送信波形発生器8から出力される信号S2がLの時に電圧VCNを出力し、Hの時に電圧2VHNHを出力する。ドライバ2の出力電圧は、トランジスタ4のゲート端子に加えられる。   The driver 2 receives the signal S2 output from the transmission waveform generator 8, the voltage 2VHNH supplied via the power line PL2, and the voltage VCN output from the constant current setter 10. The driver 2 has a switch configuration for selecting voltages 2VHNL and VCN, and outputs a voltage VCN when the signal S2 output from the transmission waveform generator 8 is L, and outputs a voltage 2VHNH when the signal S2 is H. The output voltage of the driver 2 is applied to the gate terminal of the transistor 4.

トランジスタ3としては、典型的にはP形チャネルのMOS形FETが使用される。トランジスタ3のドレイン端子は、超音波振動子5の端子の1つに接続されている。トランジスタ3のソース端子は、抵抗素子6の端子の1つに接続されている。   As the transistor 3, a P-channel MOS FET is typically used. The drain terminal of the transistor 3 is connected to one of the terminals of the ultrasonic transducer 5. The source terminal of the transistor 3 is connected to one of the terminals of the resistance element 6.

トランジスタ4としては、典型的にはN形チャネルのMOS形FETが使用される。トランジスタ4のドレイン端子は、超音波振動子5の端子の1つにトランジスタ3のドレイン端子と共通に接続されている。トランジスタ4のソース端子は、抵抗素子7の端子の1つに接続されている。   As the transistor 4, an N-type channel MOS type FET is typically used. The drain terminal of the transistor 4 is connected to one of the terminals of the ultrasonic transducer 5 in common with the drain terminal of the transistor 3. The source terminal of the transistor 4 is connected to one of the terminals of the resistance element 7.

超音波振動子5は、トランジスタ3,4が接続されていない端子が設置されている。超音波振動子5は、トランジスタ3,4を介して供給される電流によって充放電されることにより、超音波を放射する。   The ultrasonic transducer 5 is provided with a terminal to which the transistors 3 and 4 are not connected. The ultrasonic transducer 5 emits ultrasonic waves by being charged and discharged by the current supplied through the transistors 3 and 4.

抵抗素子6は、トランジスタ3のソース端子が接続されているのとは異なる端子が電力線PL1に接続されている。抵抗素子6は、電力線PL1からトランジスタ3のソース端子へと一定の電流を供給する。   Resistive element 6 has a terminal connected to power line PL1 different from the source terminal of transistor 3 connected to. Resistive element 6 supplies a constant current from power line PL1 to the source terminal of transistor 3.

抵抗素子7は、トランジスタ4のソース端子が接続されているのとは異なる端子が電力線PL2に接続されている。抵抗素子7は、電力線PL2からトランジスタ4のソース端子へと一定の電流を供給する。   The resistor element 7 has a terminal different from that connected to the source terminal of the transistor 4 connected to the power line PL2. Resistance element 7 supplies a constant current from power line PL2 to the source terminal of transistor 4.

送信波形発生器8は、基準信号に基づいて信号をそれぞれ有する信号S1,S2を発生する。信号S1,S2は、L状態の電圧値は異なるが、波形のHおよびLの時相は同じになっている。   The transmission waveform generator 8 generates signals S1 and S2 each having a signal based on the reference signal. The signals S1 and S2 have different voltage values in the L state, but the time phases of the waveforms H and L are the same.

定電流設定器9は、第1乃至第3の3つの入力端子を有する。第1の入力端子は、電力線PL1に直接に接続されている。第2の入力端子は、抵抗素子11を介して電力線PL1に接続される。第3の入力端子には、電流制御部15から出力される設定電圧が加えられる。定電流設定器9は、これらの3つの入力端子に加えられる電圧に基づいて、電圧VCPを発生する。   The constant current setting device 9 has first to third input terminals. The first input terminal is directly connected to power line PL1. The second input terminal is connected to power line PL1 through resistance element 11. A set voltage output from the current control unit 15 is applied to the third input terminal. The constant current setter 9 generates a voltage VCP based on the voltages applied to these three input terminals.

定電流設定器10は、第1乃至第3の3つの入力端子を有する。第1の入力端子は、電力線PL2に直接に接続されている。第2の入力端子は、抵抗素子12を介して電力線PL2に接続される。第3の入力端子には、電流制御部15から出力される設定電圧が加えられる。定電流設定器10は、これらの3つの入力端子に加えられる電圧に基づいて、電圧VCNを発生する。   The constant current setting device 10 has first to third input terminals. The first input terminal is directly connected to power line PL2. The second input terminal is connected to power line PL2 through resistance element 12. A set voltage output from the current control unit 15 is applied to the third input terminal. The constant current setter 10 generates a voltage VCN based on the voltages applied to these three input terminals.

抵抗素子11は、電力線PL1から流れ出る電流の大きさに応じた電圧降下を発生させる。   Resistance element 11 generates a voltage drop corresponding to the magnitude of the current flowing out from power line PL1.

抵抗素子12は、電力線PL2から流れ出る電流の大きさに応じた電圧降下を発生させる。   Resistance element 12 generates a voltage drop corresponding to the magnitude of the current flowing out from power line PL2.

トランジスタ13としては、トランジスタ3と同じ特性を持った素子を使用する。トランジスタ13は、ゲート端子が定電流設定器9の出力端子に、ソース端子が定電流設定器9の第2の入力端子に、そしてドレイン端子が電力線PL3にそれぞれ接続されている。   As the transistor 13, an element having the same characteristics as the transistor 3 is used. The transistor 13 has a gate terminal connected to the output terminal of the constant current setter 9, a source terminal connected to the second input terminal of the constant current setter 9, and a drain terminal connected to the power line PL3.

トランジスタ14としては、トランジスタ4と同じ特性を持った素子を使用する。トランジスタ14は、ゲート端子が定電流設定器10の出力端子に、ソース端子が定電流設定器10の第2の入力端子に、そしてドレイン端子が電力線PL4にそれぞれ接続されている。   As the transistor 14, an element having the same characteristics as the transistor 4 is used. The transistor 14 has a gate terminal connected to the output terminal of the constant current setting device 10, a source terminal connected to the second input terminal of the constant current setting device 10, and a drain terminal connected to the power line PL4.

電流制御部15は、定電流設定器9,10のそれぞれへ設定電圧を与える。この設定電圧は、超音波振動子5に供給される電圧の立ち上がり時間および立ち下がり時間を調節するために変更が可能である。   The current control unit 15 gives a set voltage to each of the constant current setting devices 9 and 10. This set voltage can be changed to adjust the rise time and fall time of the voltage supplied to the ultrasonic transducer 5.

図2は定電流設定器9の具体的な構成例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration example of the constant current setting unit 9.

図2に示すように定電流設定器9は、演算増幅器9a,9bを含む。   As shown in FIG. 2, the constant current setting device 9 includes operational amplifiers 9a and 9b.

演算増幅器9aの非反転入力端子が定電流設定器9の第1の入力端子に相当し、反転入力端子が第2の入力端子に相当する。演算増幅器9aの出力端子は、演算増幅器9bの非反転入力端子に接続されている。演算増幅器9bの反転入力端子は、定電流設定器9の第3の入力端子に相当する。そして演算増幅器9bの出力端子からの出力が電圧VCPとされる。   The non-inverting input terminal of the operational amplifier 9a corresponds to the first input terminal of the constant current setting device 9, and the inverting input terminal corresponds to the second input terminal. The output terminal of the operational amplifier 9a is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 9b. The inverting input terminal of the operational amplifier 9 b corresponds to the third input terminal of the constant current setting device 9. The output from the output terminal of the operational amplifier 9b is the voltage VCP.

定電流設定器10も、上記のような定電流設定器9の構成と同様な構成をなす。   The constant current setter 10 also has a configuration similar to the configuration of the constant current setter 9 as described above.

次に以上のように構成された超音波診断装置の動作について説明する。   Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described.

送信波形発生器8は、基準信号に基づいて送信波形を有した信号S1,S2を発生させる。これらの信号S1,S2は、ドライバ3,4にそれぞれ加えられる。   The transmission waveform generator 8 generates signals S1 and S2 having a transmission waveform based on the reference signal. These signals S1 and S2 are applied to the drivers 3 and 4, respectively.

ドライバ1は、信号S1がLの時に電圧2VHPHを出力し、Hの時に電圧VCPを出力する。このようにドライバ1が出力する電圧は、トランジスタ3のゲート端子に加えられる。電圧VCPの値は、トランジスタ3がONするに必要な電圧値が与えられており、よって信号S1がHの時にトランジスタ3はONになる。トランジスタ3がONになると、電力線PL1から抵抗素子6およびトランジスタ3を介して超音波振動子5へと電流が供給されて、超音波振動子5が充電される。   The driver 1 outputs a voltage 2VHPH when the signal S1 is L, and outputs a voltage VCP when the signal S1 is H. Thus, the voltage output from the driver 1 is applied to the gate terminal of the transistor 3. As the value of the voltage VCP, a voltage value necessary for turning on the transistor 3 is given. Therefore, when the signal S1 is H, the transistor 3 is turned on. When the transistor 3 is turned on, current is supplied from the power line PL1 to the ultrasonic transducer 5 via the resistance element 6 and the transistor 3, and the ultrasonic transducer 5 is charged.

このときに超音波振動子5へと供給される電流の大きさは、トランジスタ3のゲート−ソース間電圧によるドレイン電流の大きさに応じて決まる。トランジスタ3のソース端子には、電圧2VHPHが抵抗素子6を介して加えられているだけであるから、その電位は常に一定である。トランジスタ3がONになるときには、トランジスタ3のゲート端子には電圧VCPが加えられるから、この状態におけるゲート端子の電位は電圧VCPによって決まる。   At this time, the magnitude of the current supplied to the ultrasonic transducer 5 is determined according to the magnitude of the drain current due to the gate-source voltage of the transistor 3. Since the voltage 2VHPH is only applied to the source terminal of the transistor 3 via the resistance element 6, the potential is always constant. Since the voltage VCP is applied to the gate terminal of the transistor 3 when the transistor 3 is turned on, the potential of the gate terminal in this state is determined by the voltage VCP.

電圧VCPは、定電流設定器9によって次に説明するように生成される。   The voltage VCP is generated by the constant current setter 9 as described below.

電力線PL3の電圧2VHPLは、トランジスタ13のゲート電圧値より低い値に設定されている。ここで、抵抗素子11の両端電圧値が定電流設定器9の演算増幅器9aによって検出される。さらに定電流設定器9の演算増幅器9bにより、演算増幅器9aによる検出電圧値と電流制御部15から出力される設定電圧の値との差分に相当する値の電圧として電圧VCPが生成される。なお、定電流設定器9は高い増幅率を持っており、トランジスタ13を通して負帰還が掛かっている。したがって、トランジスタ13のゲート−ソース間電圧の影響を受けることなく抵抗素子11間電圧を一定とするように、すなわち抵抗素子11およびトランジスタ13のソース−ドレイン間を流れる電流の大きさを一定とするように電圧VCPの値が調整される。このように調整された電圧VCPがトランジスタ3のゲート端子に加えられることによって、トランジスタ3のゲート−ソース間電圧の影響を受けることなく抵抗素子6間電圧が一定に維持される。   The voltage 2VHPL of the power line PL3 is set to a value lower than the gate voltage value of the transistor 13. Here, the voltage value across the resistance element 11 is detected by the operational amplifier 9 a of the constant current setter 9. Further, the operational amplifier 9b of the constant current setting device 9 generates the voltage VCP as a voltage having a value corresponding to the difference between the detected voltage value by the operational amplifier 9a and the set voltage value output from the current control unit 15. The constant current setter 9 has a high amplification factor, and negative feedback is applied through the transistor 13. Therefore, the voltage across the resistance element 11 is kept constant without being affected by the gate-source voltage of the transistor 13, that is, the magnitude of the current flowing between the resistance element 11 and the source-drain of the transistor 13 is kept constant. Thus, the value of the voltage VCP is adjusted. The voltage VCP adjusted in this way is applied to the gate terminal of the transistor 3, so that the voltage across the resistance element 6 is kept constant without being affected by the gate-source voltage of the transistor 3.

一方、ドライバ2は、信号S2がLの時に電圧VCNを出力し、Hの時に電圧2VHNLを出力する。してトランジスタ4のゲート端子に出力信号を加える。トランジスタ4は波形S2がLの時ONになりHの時OFF状態になる。このようにドライバ2が出力する電圧は、トランジスタ4のゲート端子に加えられる。電圧VCNの値は、トランジスタ4がONするに必要な電圧値が与えられており、よって信号S2がLの時にトランジスタ4はONになる。トランジスタ4がONになると、超音波振動子5から電力線PL2へと電流が吸い込まれて、超音波振動子5が放電される。   On the other hand, the driver 2 outputs the voltage VCN when the signal S2 is L, and outputs the voltage 2VHNL when the signal S2 is H. Then, an output signal is applied to the gate terminal of the transistor 4. The transistor 4 is turned on when the waveform S2 is L, and is turned off when the waveform S2 is H. Thus, the voltage output from the driver 2 is applied to the gate terminal of the transistor 4. As the value of the voltage VCN, a voltage value necessary for turning on the transistor 4 is given. Therefore, when the signal S2 is L, the transistor 4 is turned on. When the transistor 4 is turned on, current is sucked from the ultrasonic vibrator 5 into the power line PL2, and the ultrasonic vibrator 5 is discharged.

電圧VCNも、定電流設定器10によって電圧VCPと同様に、トランジスタ14のゲート−ソース間電圧の影響を受けることなく抵抗素子12間電圧を一定とするように、すなわちトランジスタ14のドレイン−ソース間および抵抗素子12を流れる電流の大きさを一定とするように値が調整される。このように調整された電圧VCNがトランジスタ4のゲート端子に加えられることによって、トランジスタ4のゲート−ソース間電圧の影響を受けることなく抵抗素子7間電圧が抵抗素子6間電圧と同じ値で一定に維持される。   Similarly to the voltage VCP, the voltage VCN is also not affected by the voltage between the gate and the source of the transistor 14 by the constant current setting device 10, so that the voltage between the resistance elements 12 is constant, that is, between the drain and the source of the transistor 14. The value is adjusted so that the magnitude of the current flowing through the resistance element 12 is constant. By applying the voltage VCN adjusted in this way to the gate terminal of the transistor 4, the voltage across the resistance element 7 is kept constant at the same value as the voltage across the resistance element 6 without being affected by the gate-source voltage of the transistor 4. Maintained.

さて、信号S1,S2は、波形のHおよびLの時相が同じになっている。このためトランジスタ3,4は、図3に示すようにいずれか一方のみがON状態となる。かくして、上記のような超音波振動子5の充電および放電はそれぞれ別のタイミングにて実行される。この結果、超音波振動子5に供給される電圧の波形は図3に示すようにパルス状となる。そして、トランジスタ3がONであるときの抵抗素子6間電圧と、トランジスタ4がONであるときの抵抗素子7間電圧とが一致していることにより、超音波振動子5に供給される電圧の波形における立ち上がり時間TLと立ち下がり時間TFとは互いに等しくなる。   Now, the signals S1 and S2 have the same time phases of the waveforms H and L. Therefore, only one of the transistors 3 and 4 is turned on as shown in FIG. Thus, charging and discharging of the ultrasonic transducer 5 as described above are executed at different timings. As a result, the waveform of the voltage supplied to the ultrasonic transducer 5 has a pulse shape as shown in FIG. The voltage between the resistance elements 6 when the transistor 3 is ON and the voltage between the resistance elements 7 when the transistor 4 is ON match, so that the voltage supplied to the ultrasonic transducer 5 is reduced. The rise time TL and the fall time TF in the waveform are equal to each other.

このように第1の実施形態によれば、立ち上がり時間TLと立ち下がり時間TFとの差が非常に小さい波形によって超音波振動子5を充放電することができる。そしてこの結果として得られる立ち上がりと立ち下がりとの対称性の高い超音波を利用することにより、生体内で発生する波形歪みを良好に検出することが可能となり、非常に良質なハーモニックイメージ画像を得ることが可能となる。   As described above, according to the first embodiment, the ultrasonic vibrator 5 can be charged and discharged with a waveform having a very small difference between the rise time TL and the fall time TF. By using ultrasonic waves with high symmetry between the rise and fall obtained as a result, it becomes possible to detect the waveform distortion generated in the living body and obtain a very good harmonic image. It becomes possible.

なお、抵抗素子11およびトランジスタ13のソース−ドレイン間を流れる電流の大きさおよびトランジスタ14のドレイン−ソース間および抵抗素子12を流れる電流の大きさに応じて超音波振動子5の充電電流の大きさおよび放電電流の大きさがそれぞれ決まる。そして抵抗素子11およびトランジスタ13のソース−ドレイン間を流れる電流の大きさおよびトランジスタ14のドレイン−ソース間および抵抗素子12を流れる電流の大きさは、電流制御部15が出力する設定電圧大きさに応じて決まる。従って、立ち上がり時間TLの大きさおよび立ち下がり時間TFの大きさは、設定電圧によって任意に調整することができる。   Note that the magnitude of the charging current of the ultrasonic transducer 5 depends on the magnitude of the current flowing between the source and drain of the resistance element 11 and the transistor 13 and the magnitude of the current flowing between the drain and source of the transistor 14 and the resistance element 12. And the magnitude of the discharge current are determined. The magnitude of the current flowing between the source and drain of the resistor element 11 and the transistor 13 and the magnitude of the current flowing between the drain and source of the transistor 14 and the resistor element 12 are set to the set voltage magnitude output by the current control unit 15. It depends on it. Therefore, the magnitude of the rise time TL and the magnitude of the fall time TF can be arbitrarily adjusted by the set voltage.

(第2の実施形態)
図4は第1の実施形態における超音波プローブ200と同等な機能を有した超音波プローブをASIC(application-specific integrated circuit)を適用して実現する場合の構成図である。なお、図4において図1と同一の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また図1では1チャネル分の構成を示していたが、図4ではn個の超音波振動子5-1〜5-nを持つ多チャネルの構成を示している。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram in a case where an ultrasonic probe having a function equivalent to that of the ultrasonic probe 200 in the first embodiment is realized by applying an application-specific integrated circuit (ASIC). In FIG. 4, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Although FIG. 1 shows a configuration for one channel, FIG. 4 shows a multi-channel configuration having n ultrasonic transducers 5-1 to 5-n.

図4において符号210を付して示す枠線の内部がASICを適用して構成される部分である。図1におけるドライバ1,2、トランジスタ3,4、抵抗素子6,7、定電流設定器9,10、抵抗素子11,12およびトランジスタ13,14に相当する要素がASICを適用して実現される。   The inside of the frame line denoted by reference numeral 210 in FIG. 4 is a portion configured by applying ASIC. Elements corresponding to the drivers 1 and 2, transistors 3 and 4, resistance elements 6 and 7, constant current setting devices 9 and 10, resistance elements 11 and 12, and transistors 13 and 14 in FIG. 1 are realized by applying the ASIC. .

パルサ211-1〜211-nは、超音波振動子5-1〜5-nにそれぞれ対応する。パルサ211-1〜211-nは、互いに共通の構成を持ち、それぞれドライバ1,2、トランジスタ3,4、抵抗素子6,7を含む。なおドライバ1は、P形チャネルのMOS形FETであるトランジスタ1aとN形チャネルのMOS形FETであるトランジスタ1bとを、ドレイン端子どうしを接続したC級動作接続して構成される。ドライバ2は、P形チャネルのMOS形FETであるトランジスタ2aとN形チャネルのMOS形FETであるトランジスタ2bとを、同じくC級動作接続して構成される。   The pulsars 211-1 to 211-n correspond to the ultrasonic transducers 5-1 to 5-n, respectively. The pulsars 211-1 to 211-n have a common configuration, and include drivers 1 and 2, transistors 3 and 4, and resistance elements 6 and 7, respectively. The driver 1 is configured by connecting a transistor 1a, which is a P-channel MOS FET, and a transistor 1b, which is an N-channel MOS FET, in a class C operation in which drain terminals are connected to each other. The driver 2 is configured by connecting a transistor 2a, which is a P-type channel MOS type FET, and a transistor 2b, which is an N-type channel MOS type FET, in the same class C operation.

ドライバ電圧発生部212は、パルサ211-1〜211-nに共通の1つが設けられている。ドライバ電圧発生部212には、演算増幅器9c,10c、定電流回路9d,10d、抵抗素子11a,11b,12a,12bおよびトランジスタ13,14が含まれる。演算増幅器9c、定電流回路9dおよび抵抗素子11a,11bによって、第1の実施形態において定電流設定器9および抵抗素子11により構成されるのと同等の機能を持った回路が構成される。また演算増幅器10c、定電流回路10dおよび抵抗素子12a,12bによって、第1の実施形態において定電流設定器10および抵抗素子12により構成されるのと同等の機能を持った回路が構成される。   The driver voltage generator 212 is provided in common with the pulsers 211-1 to 211-n. The driver voltage generator 212 includes operational amplifiers 9c and 10c, constant current circuits 9d and 10d, resistance elements 11a, 11b, 12a and 12b, and transistors 13 and 14. The operational amplifier 9c, the constant current circuit 9d, and the resistance elements 11a and 11b constitute a circuit having a function equivalent to that of the constant current setting device 9 and the resistance element 11 in the first embodiment. Further, the operational amplifier 10c, the constant current circuit 10d, and the resistance elements 12a and 12b constitute a circuit having a function equivalent to that of the constant current setting device 10 and the resistance element 12 in the first embodiment.

ドライバ電圧発生部212では、第1の実施形態と同様な電圧VCP、VCNが生成される。これらの電圧VCP,VCNは、パルサ211-1〜211-nのそれぞれで共通に使用される。   The driver voltage generation unit 212 generates the same voltages VCP and VCN as in the first embodiment. These voltages VCP and VCN are commonly used in each of the pulsers 211-1 to 211-n.

一般的にASIC内部の同じ構成の素子特性は非常に近いものが得られることが知られている。このため、上述のように電圧VCP,VCNをパルサ211-1〜211-nのそれぞれで共通に使用することができ、回路を小型化できる。   It is generally known that the element characteristics of the same configuration inside the ASIC can be very close. For this reason, as described above, the voltages VCP and VCN can be commonly used in each of the pulsars 211-1 to 211-n, and the circuit can be miniaturized.

もちろん、電圧VCP,VCNによってトランジスタ3,4をそれぞれONさせることにより、第1の実施形態で説明したように立ち上がりと立ち下がりとの対称性の高い超音波を送信することが可能である。   Of course, by turning on the transistors 3 and 4 with the voltages VCP and VCN, respectively, it is possible to transmit ultrasonic waves having high symmetry between rising and falling as described in the first embodiment.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1中の定電流設定器9の具体的な構成例を示す図。The figure which shows the specific structural example of the constant current setting device 9 in FIG. 図1中のトランジスタ3,4の動作状態と超音波振動子5の端子電圧の変化とを示す図。The figure which shows the operation state of the transistors 3 and 4 in FIG. 1, and the change of the terminal voltage of the ultrasonic transducer | vibrator 5. FIG. 第1の実施形態における超音波プローブ200と同等な機能を有した超音波プローブをASICを適用して実現する場合の構成図。The block diagram in the case of implement | achieving the ultrasonic probe which has a function equivalent to the ultrasonic probe 200 in 1st Embodiment by applying ASIC. 従来の超音波診断装置における超音波プローブ内の回路構成の一部を示す図。The figure which shows a part of circuit structure in the ultrasonic probe in the conventional ultrasonic diagnostic apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,2…ドライバ、1a,1b,2a,2b,3,4,13,14…トランジスタ、5,5-1〜5-n…超音波振動子、6,7,11,12,11a,11b,12a,12b…抵抗素子、8…送信波形発生器、9a,9b,9c,10c…演算増幅器、9d,10d…定電流回路、9,10…定電流設定器、15…電流制御部、21…基準信号発生器、100…装置本体、200…超音波プローブ、211-1〜211-n…パルサ、212…ドライバ電圧発生部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,2 ... Driver 1a, 1b, 2a, 2b, 3, 4, 13, 14 ... Transistor, 5,5-1-5-n ... Ultrasonic vibrator, 6, 7, 11, 12, 11a, 11b , 12a, 12b ... resistive elements, 8 ... transmission waveform generator, 9a, 9b, 9c, 10c ... operational amplifier, 9d, 10d ... constant current circuit, 9, 10 ... constant current setter, 15 ... current control unit, 21 Reference signal generator, 100, main body, 200, ultrasonic probe, 211-1 to 211-n, pulser, 212, driver voltage generator.

Claims (4)

超音波振動子から送信される超音波を利用して被検体の診断を行う超音波診断装置において、
第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、
第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、
前記超音波振動子を充電するための充電電流を生じさせるための第1の抵抗素子と、
前記超音波振動子を放電させるための放電電流を生じさせるための第2の抵抗素子と、
前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記充電電流を前記超音波振動子に供給するP形チャネルの第1の電界効果トランジスタと、
前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記放電電流を前記超音波振動子から出力させるN形チャネルの第2の電界効果トランジスタと、
前記第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をON/OFFする第1のドライバと、
前記第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をON/OFFする第2のドライバと、
第3の抵抗素子と、
前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、
第4の抵抗素子と、
前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを具備し、
前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、
前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定することを特徴とする超音波診断装置。
In an ultrasonic diagnostic apparatus that diagnoses a subject using ultrasonic waves transmitted from an ultrasonic transducer,
First generating means for generating a first drive voltage;
Second generating means for generating a second drive voltage;
A first resistance element for generating a charging current for charging the ultrasonic vibrator;
A second resistance element for generating a discharge current for discharging the ultrasonic vibrator;
A P-channel first field effect transistor that supplies the charging current to the ultrasonic transducer when the first drive voltage is applied to a gate;
An N-channel second field effect transistor for outputting the discharge current from the ultrasonic transducer when the second drive voltage is applied to the gate;
A first driver for turning on / off application of the first drive voltage to a gate of the first field effect transistor;
A second driver for turning on / off application of the second drive voltage to the gate of the second field effect transistor;
A third resistance element;
A third field effect transistor having the same characteristics as the first field effect transistor, the first drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the third resistance element flowing between a source and a drain; ,
A fourth resistance element;
A fourth field effect transistor having the same characteristics as the second field effect transistor, the second drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the fourth resistance element flowing between a source and a drain; Comprising
The first generation means sets the voltage value of the first drive voltage so that the current value of the current generated in the third resistance element becomes the first set value,
The ultrasonic diagnostics characterized in that the second generation means sets the voltage value of the second drive voltage so that the current value of the current generated in the fourth resistance element becomes a second set value. apparatus.
複数の超音波振動子からそれぞれ送信される超音波を利用して被検体の診断を行う超音波診断装置において、
第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、
第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、
前記複数の超音波振動子をそれぞれ充電するための充電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第1の抵抗素子と、
前記複数の超音波振動子をそれぞれ放電させるための放電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第2の抵抗素子と、
前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記充電電流を前記複数の超音波振動子にそれぞれ供給するP形チャネルの複数の第1の電界効果トランジスタと、
前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記放電電流を前記複数の超音波振動子からそれぞれ出力させるN形チャネルの複数の第2の電界効果トランジスタと、
前記複数の第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第1のドライバと、
前記複数の第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第2のドライバと、
第3の抵抗素子と、
前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、
第4の抵抗素子と、
前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを具備し、
前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、
前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定することを特徴とする超音波診断装置。
In an ultrasound diagnostic apparatus that diagnoses a subject using ultrasound transmitted from each of a plurality of ultrasound transducers,
First generating means for generating a first drive voltage;
Second generating means for generating a second drive voltage;
A plurality of first resistance elements for generating a charging current for charging each of the plurality of ultrasonic transducers;
A plurality of second resistance elements for generating discharge currents for discharging the plurality of ultrasonic transducers, respectively;
A plurality of P-channel first field-effect transistors that respectively supply a plurality of the charging currents to the plurality of ultrasonic transducers when the first driving voltage is applied to a gate;
A plurality of N-channel second field effect transistors that respectively output a plurality of discharge currents from the plurality of ultrasonic transducers when the second drive voltage is applied to a gate;
A plurality of first drivers that respectively turn on / off application of the first drive voltage to the gates of the plurality of first field effect transistors;
A plurality of second drivers that respectively turn ON / OFF application of the second drive voltage to the gates of the plurality of second field effect transistors;
A third resistance element;
A third field effect transistor having the same characteristics as the first field effect transistor, the first drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the third resistance element flowing between a source and a drain; ,
A fourth resistance element;
A fourth field effect transistor having the same characteristics as the second field effect transistor, the second drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the fourth resistance element flowing between a source and a drain; Comprising
The first generation means sets the voltage value of the first drive voltage so that the current value of the current generated in the third resistance element becomes the first set value,
The ultrasonic diagnostic, wherein the second generation means sets the voltage value of the second drive voltage so that the current value of the current generated in the fourth resistance element becomes a second set value. apparatus.
超音波振動子と、
第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、
第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、
前記超音波振動子を充電するための充電電流を生じさせるための第1の抵抗素子と、
前記超音波振動子を放電させるための放電電流を生じさせるための第2の抵抗素子と、
前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記充電電流を前記超音波振動子に供給するP形チャネルの第1の電界効果トランジスタと、
前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに前記放電電流を前記超音波振動子から出力させるN形チャネルの第2の電界効果トランジスタと、
前記第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をON/OFFする第1のドライバと、
前記第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をON/OFFする第2のドライバと、
第3の抵抗素子と、
前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、
第4の抵抗素子と、
前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを具備し、
前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、
前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定することを特徴とする超音波プローブ。
An ultrasonic transducer,
First generating means for generating a first drive voltage;
Second generating means for generating a second drive voltage;
A first resistance element for generating a charging current for charging the ultrasonic vibrator;
A second resistance element for generating a discharge current for discharging the ultrasonic vibrator;
A P-channel first field effect transistor that supplies the charging current to the ultrasonic transducer when the first drive voltage is applied to a gate;
An N-channel second field effect transistor for outputting the discharge current from the ultrasonic transducer when the second drive voltage is applied to the gate;
A first driver for turning on / off application of the first drive voltage to a gate of the first field effect transistor;
A second driver for turning on / off application of the second drive voltage to the gate of the second field effect transistor;
A third resistance element;
A third field effect transistor having the same characteristics as the first field effect transistor, the first drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the third resistance element flowing between a source and a drain; ,
A fourth resistance element;
A fourth field effect transistor having the same characteristics as the second field effect transistor, the second drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the fourth resistance element flowing between a source and a drain; Comprising
The first generation means sets the voltage value of the first drive voltage so that the current value of the current generated in the third resistance element becomes the first set value,
The ultrasonic probe characterized in that the second generation means sets the voltage value of the second drive voltage so that the current value of the current generated in the fourth resistance element becomes a second set value. .
複数の超音波振動子と、
第1の駆動電圧を発生する第1の発生手段と、
第2の駆動電圧を発生する第2の発生手段と、
前記複数の超音波振動子をそれぞれ充電するための充電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第1の抵抗素子と、
前記複数の超音波振動子をそれぞれ放電させるための放電電流をそれぞれに生じさせるための複数の第2の抵抗素子と、
前記第1の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記充電電流を前記複数の超音波振動子にそれぞれ供給するP形チャネルの複数の第1の電界効果トランジスタと、
前記第2の駆動電圧がゲートに印加されているときに複数の前記放電電流を前記複数の超音波振動子からそれぞれ出力させるN形チャネルの複数の第2の電界効果トランジスタと、
前記複数の第1の電界効果トランジスタのゲートへの前記第1の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第1のドライバと、
前記複数の第2の電界効果トランジスタのゲートへの前記第2の駆動電圧の印加をそれぞれにON/OFFする複数の第2のドライバと、
第3の抵抗素子と、
前記第1の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第1の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第3の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第3の電界効果トランジスタと、
第4の抵抗素子と、
前記第2の電界効果トランジスタと同一特性を有するとともに前記第2の駆動電圧がゲートに印加されており、前記第4の抵抗素子に生じる電流をソース−ドレイン間に流す第4の電界効果トランジスタとを具備し、
前記第1の発生手段は、前記第3の抵抗素子に生じる電流の電流値が第1の設定値となるように前記第1の駆動電圧の電圧値を設定し、
前記第2の発生手段は、前記第4の抵抗素子に生じる電流の電流値が第2の設定値となるように前記第2の駆動電圧の電圧値を設定することを特徴とする超音波プローブ。
A plurality of ultrasonic transducers;
First generating means for generating a first drive voltage;
Second generating means for generating a second drive voltage;
A plurality of first resistance elements for generating a charging current for charging each of the plurality of ultrasonic transducers;
A plurality of second resistance elements for generating discharge currents for discharging the plurality of ultrasonic transducers, respectively;
A plurality of P-channel first field-effect transistors that respectively supply a plurality of the charging currents to the plurality of ultrasonic transducers when the first driving voltage is applied to a gate;
A plurality of N-channel second field effect transistors that respectively output a plurality of discharge currents from the plurality of ultrasonic transducers when the second drive voltage is applied to a gate;
A plurality of first drivers that respectively turn on / off application of the first drive voltage to the gates of the plurality of first field effect transistors;
A plurality of second drivers that respectively turn ON / OFF application of the second drive voltage to the gates of the plurality of second field effect transistors;
A third resistance element;
A third field effect transistor having the same characteristics as the first field effect transistor, the first drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the third resistance element flowing between a source and a drain; ,
A fourth resistance element;
A fourth field effect transistor having the same characteristics as the second field effect transistor, the second drive voltage being applied to the gate, and a current generated in the fourth resistance element flowing between a source and a drain; Comprising
The first generation means sets the voltage value of the first drive voltage so that the current value of the current generated in the third resistance element becomes the first set value,
The ultrasonic probe characterized in that the second generation means sets the voltage value of the second drive voltage so that the current value of the current generated in the fourth resistance element becomes a second set value. .
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