JP4377480B2 - 超音波診断装置の送信回路及び送信制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置の送信回路及び送信制御方法に係り、とくに、少なくとも波形振幅及び遅延時間に関して送信チャンネル毎に任意波形の超音波信号を送信できる超音波診断装置の送信回路及び送信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波信号の医学的な応用は今や多岐に渡り、超音波診断装置もその１つである。超音波診断装置は被検体との間で超音波信号の送受を行って画像信号を得る装置であり、超音波信号の非侵襲性など、様々な特徴を活かして種々の診断に利用されている。
【０００３】
この超音波診断装置は、超音波プローブを駆動して超音波信号を被検体内に送信するための送信回路（送信器、送信ユニット、又は送信装置などと呼ばれることもある）を備えている。この送信回路として、従来では、例えば特開平８−６２８号記載の「超音波断層装置」に搭載されているものが知られている。この装置に搭載の送信回路は、任意波形の超音波信号を各送信チャンネルに送信する機能を備えている。この機能を実現するため、送信回路は各チャンネル毎にあてがった、送信チャンネル数分の複数個の任意波形発生回路を備えている。この任意波形発生回路の夫々は、図１３に例示する如く、波形データを記憶する波形メモリ、この波形メモリから波形データを所定遅延時間分（粗調）遅らせて読み出す波形メモリ制御回路、この読み出した波形データを所定の遅延時間分（微調）遅らせる遅延回路、読み出した波形データをアナログ波形信号に変換するＤ／Ａコンバータ、及び変換したアナログ波形信号を所定の高電圧値まで増幅する増幅器を備えている。このように電圧増幅されたアナログ波形信号が駆動信号として超音波プローブのチャンネル毎の振動子に印加される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した送信回路にあっては、複数の送信チャンネル夫々について波形メモリ、波形メモリ制御回路、遅延回路、Ｄ／Ａコンバータ、及び増幅回路を備える構成であることから、以下のような様々な問題があった。
【０００５】
第１に、送信チャンネル毎に任意波形発生回路が必要になるので、どうしても、回路規模が大きくなるという問題がある。とくに、波形メモリは高集積化を図るときに、コスト低減や回路規模の抑制のネックになっていた。
【０００６】
第２に、回路要素の冗長性の問題がある。各任意波形発生回路により制御される送信波形の特性には、一例として、（ａ）送信波形の振幅（チャンネル毎に制御される）、（ｂ）送信波形の遅延時間（チャンネル毎に制御される）、（ｃ）送信波形の波数（全チャンネル共通に制御される）、（ｄ）送信波形の周波数（全チャンネル共通に制御される）、及び（ｅ）送信波形の波形それ自体（全チャンネル共通に制御される）が挙げられる。このリストから分かるように、送信チャンネル毎に制御すべき特性が「送信波形の振幅」及び「送信波形の遅延時間」のみである場合において、各チャンネル毎に波形メモリを備えることは冗長性が高いと言わざるを得ない。
【０００７】
一方、波形メモリを１個だけ用いて複数チャンネルＮ分の送信超音波信号を発生させる手法も考えられる。例えば、この全チャンネル共通の１個の波形メモリに共通の波形データを記憶させ、この波形データから「所定「Ｎ×Ｍ」ビット数（Ｍ：Ｄ／Ａコンバータのビット数）のデータ幅ずつ、各チャンネル毎に時分割処理によりデータを読み出すようにする。しかし、この場合、遅延可能な最小時間幅は送信チャンネル数Ｎに対応する時間幅に決まってしまい、それ以下の細かな時間幅の遅延時間制御はできない。この結果、遅延時間制御が粗くなり、超音波送信ビームの方向制御の精度や空間分解能が低下するという事態を招くことになる。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもので、回路規模及び回路構成の冗長性を抑え、送信チャンネル毎により精細な遅延時間制御を行うことができ、高集積化に好適で且つ低コスト化が可能な送信回路を備えた超音波診断装置を提供することを、その目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した種々の目的を達成するため、本願の第１の発明は、１種類の経時的に変化する波形データをデジタル量で予め記憶している１個のメモリを備え、且つこのメモリの波形データを読み出して複数の送信チャンネル夫々の送信信号を発生させる超音波診断装置の送信回路において、この送信回路は、前記メモリから送信チャンネル毎に時分割で波形データを読み出す読出し手段と、この読出し手段により読み出された波形データに対して前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間に応じた所定時間だけ送信チャンネル毎に時間調整する時間調整手段と、この時間調整手段より時間調整された波形データをアナログ量の波形信号に生成して前記送信信号として出力する波形生成手段とを備えた、ことを特徴とする。この場合、基本構成として、前記読出し手段は、前記複数の送信チャンネル数Ｎ及び前記波形生成手段におけるＤ／Ａ変換のビット数をＭとするとき、「Ｎ×Ｍ」ビットの前記波形データを同時に読み出す手段であることが望ましい。
【００１０】
この場合、例えば、前記読出し手段は、前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間とその各送信チャンネル値との関係に応じて決まるタイミングで前記メモリから送信チャンネル毎に時分割で前記波形データを読み出す読出し制御手段と、この読み出した波形データを保持するデータ保持手段とを備る。また、前記読出し制御手段は、前記遅延時間をカウントする第１のカウンタ手段と、前記複数の送信チャンネル数をカウントする第２のカウンタ手段と、前記第１のカウンタ手段のカウント値が送信チャンネル数以下であって前記第２のカウンタ手段のカウント値が自己の送信チャンネルを指したときに前記波形データの読出し開始を指令する読出し指令手段とを備えていてもよい。
【００１１】
前記基本構成において、例えば、前記調整手段は、前記読出し手段により読み出された波形データに互いに異なる複数の遅延時間値の遅延を掛ける複数の遅延要素と、この複数の遅延要素が出力した波形データを前記所定時間に応じて選択する遅延時間選択手段とを備えることができる。これに代えて、前記調整手段は、前記読出し手段により読み出された波形データに１つの遅延時間値の遅延を掛ける１個の遅延要素と、この遅延要素からの前記波形データの出力タイミングを前記所定時間に応じて制御するタイミング制御手段とを備えていてもよい。
【００１２】
このとき、好適には、前記調整手段は、前記時間調整のための前記所定時間をソフトウエアに拠るアルゴリズムに基づき演算する演算手段を備える。さらに好適には、前記時間調整手段は、前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間をカウントする第１のカウンタ手段と、前記複数の送信チャンネル数をカウントする第２のカウンタ手段と、前記第１のカウンタ手段による前記遅延時間の終了に応答して数をカウントする第３のカウンタ手段とを備えるとともに、前記演算手段は、前記第２のカウンタ手段のカウント値、前記第３のカウンタ手段のカウント値、及びその各送信チャンネル値を前記アルゴリズムに適用して前記所定時間を演算する手段である。
【００１３】
とくに、好適には、前記アルゴリズムは、前記第２のカウンタ手段のカウント値をＡ、前記第３のカウンタ手段のカウント値をＢ、及びその各送信チャンネル値をＣとするとき、「Ａ−Ｂ−Ｃ」の差分を用いて前記所定時間を求める解法であることである。
【００１４】
さらに前記基本構成において、前記時間調整手段は、前記読出し手段より読み出された波形データに複数種の遅延時間値の遅延を掛ける複数の遅延手段と、この複数の遅延手段よる遅延結果を入力し且つセレクト信号によりその内の１つの入力信号を選択可能な選択手段と、この選択手段が前記所定時間に相当する遅延時間量を持った遅延波形データを選択するように前記セレクト信号を送信チャンネル毎に制御する制御手段とを備えていてもよい。
【００１５】
また、前記波形生成手段は、送信チャンネル毎に、前記「Ｎ×Ｍ」ビットの時間調整されたパラレル波形データをＭビット毎のシリアル波形データに変換する変換手段と、ビット数が前記Ｍビットであり且つ前記変換手段により変換された波形データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータと、このＤ／Ａ変換されたアナログ波形信号を増幅し且つ送信チャンネル毎にそのゲインを変更可能な増幅器とを備えることも好適な態様の１つである。
【００１６】
一方、本願の第２の発明は、１種類の経時的に変化する波形データをデジタル量で予め記憶している１個のメモリからその波形データを読み出して複数の送信チャンネル夫々の送信信号を発生させる超音波診断装置の送信制御方法において、前記メモリから送信チャンネル毎に時分割で波形データを読み出し、前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間に応じた所定時間だけ送信チャンネル毎に時間調整し、この時間調整された波形データをアナログ量の波形信号に生成して前記送信信号として出力することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
以下に説明する超音波診断装置は、複数チャンネルの各送信系それぞれについて超音波信号の送信波形の振幅及び遅延時間を各チャンネル毎に制御するタイプの送信回路を有する装置であれば、どのようなタイプの超音波診断装置にも適用できる。つまり、Ｂモード断層用、ドプラモード用等の種類を問わず、かかる送信回路を有する超音波診断装置全て適用できる。
【００１９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態を図１〜図９に基づき説明する。
【００２０】
図１に、この実施形態に係る超音波診断装置の全体構成を概略的に示す。
【００２１】
この超音波診断装置は、被検体の体表に当接させて使用する超音波探触子（プローブ）１１と、この探触子１１に接続された任意波形送信回路１２及び受信回路１３と、この受信回路１３の出力を受けるＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１４と、このＤＳＣの出力を受けて画像表示を行う表示部１５と、送受信の遅延時間制御や各回路の動作タイミングの制御などを担うシステム制御回路１６とを備える。また、この装置には、図示していないが、オペレータが操作情報を入力する操作器も設けられている。
【００２２】
この内、任意波形送信回路１２は本発明を適用して構成されており、１つの波形メモリで任意波形の駆動信号を送信Ｎチャンネルの夫々に発生させることができる。ここでの「任意波形」とは時間軸上において波形振幅及び送信チャンネル毎の遅延時間がいかなる形状であってもよいことを意味しており、その他の送信波数、送信周波数、及び波形自体（正弦波であるなど）は全送信チャンネルで共通になっている。つまり、波形は同一であっても、個々の送信チャンネル毎に振幅値と送信遅延時間を独立して制御できるようになっている。この送信回路１２で発生させた駆動信号は、送信Ｎチャンネル毎に、超音波探触子１１に印加される。
【００２３】
この送信回路１２の詳細な構成及び動作は、装置全体の概略説明が終わった段階で、再度、説明するが、本発明を適用することで、送信回路に搭載する波形メモリは１個で済み、且つ、従来の波形メモリ１個で済む構成の装置よりも格段に精細な送信遅延時間制御を行うことができる。
【００２４】
超音波探触子１１は、被検体との間で超音波信号の送受信を担うデバイスであり、電気／機械可逆的変換素子としての複数Ｎ本の振動子を１次元アレイ状に配列した構造を有する。このＮ本の振動子はＮチャンネルの送受信系を構成する。Ｎ本の振動子は、任意波形送信回路１２及び受信回路１３の夫々におけるＮチャンネルの回路に電気的に接続されている。
【００２５】
これにより、超音波探触子１１の振動子群は任意波形送信回路１２から与えられる送信チャンネル毎のパルス駆動電圧（駆動信号）を受けて超音波パルス信号に変換し、これを被検体内に送信する。送信された複数の超音波パルス信号は被検体内でビームフォーミングされ、超音波ビームを形成する。被検体内から反射してきた超音波エコー信号は、複数の振動子により受信された後、受信Ｎチャンネルそれぞれの電気量のエコー信号に変換される。
【００２６】
このＮチャンネルのエコー信号は、一例としてのＢモード用の受信回路１３に送られ、受信遅延加算によりビームフォーカスされたエコー信号が生成される。このエコー信号は、受信回路１３にて更に、対数増幅、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換などの処理を受け、画像データに変換される。この画像データはＤＳＣ１４に送られて、超音波スキャンのラスタ列のデータからビデオフォーマットスキャンのデータ列に変換される。この後、画像データはフレーム毎に所定タイミングで表示部１５に送られ、そこでアナログ量に戻された後、モニタに例えばＢモード断層像として表示される。
【００２７】
ここで、上述した任意波形送信回路１２の構成及び動作を図２〜図７に基づき詳述する。
【００２８】
この任意波形送信回路１２は、図２に示す如く、１個の波形メモリ２１、アドレス発生回路２２、Ｎチャンネル分の送信波形生成＆遅延制御回路２３（２３−１〜２３−Ｎ）、Ｎチャンネル分のＤ／Ａコンバータ２４（２４−１〜２４−Ｎ）、及び同じくＮチャンネル分のゲイン可変の増幅器２５（２５−１〜２５−Ｎ）備える。なお、この任意波形送信回路１２には、前述したシステム制御回路からクロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＥなどの各種の信号から成る制御信号ＣＳが供給されるようになっている。
【００２９】
アドレス発生回路２２は詳細には、図４に示す如く、チャンネルカウンタ３１とマルチプレクサ３２とを備える。チャンネルカウンタ３１は、システム制御回路１６から供給される基本クロック信号ＣＫをカウントアップして、そのカウンタ出力をセレクト信号ＳＬとしてマルチプレクサ３２のセレクトポートに与える。このカウントアップ値の上限値は送信回路のチャンネル数Ｎと同じであり、チャンネル数Ｎ＝８のときには、チャンネルカウンタ３１は０〜７（＝Ｎ−１）まで繰返しカウントする。
【００３０】
一方、マルチプレクサ３２の入力ポート０〜Ｎ−１には、送信チャンネル１〜Ｎ夫々の送信波形生成＆遅延制御回路２３−１〜２３−Ｎから読出しアドレス信号ＲＤがそれぞれ与えられている。このマルチプレクサ３２の出力ポートＯＵＴは波形メモリ２１のアドレスポートに与えられる。これにより、セレクト信号ＳＬの値が順次アップすることによりマルチプレクサ３２の入力ポート０〜Ｎ−１が順次選択されから、読出しアドレス信号ＲＤがアドレス信号ＡＤとして選択される。この結果、アドレス信号ＡＤが時分割で波形メモリ２１に与えられる。
【００３１】
波形メモリ２１は、図３に示す如く、所望の電圧駆動信号として送信波形（矩形波形、サイン波形など）を形成する波形データを１組、記憶したＳＲＡＭから成る。この波形データは、模式的には、予め所望の送信波形を所定のサンプリングレートで量子化した各振幅値を、Ｍビットのデジタル量に変換し、これを送信チャンネルＮ数分ずつ並列に並べて形成した「（Ｎ×Ｍ）ビット×サンプリング回数分」のデータである。ここで、Ｍビットは、Ｄ／Ａコンバータ２４のビット数を表す。なお、この波形メモリ２１をＳＲＡＭで形成すれば波数などを書きかえるときに都合が良いが、そのような事態を考慮しなくても済むときには、ＲＯＭで形成してもよい。
【００３２】
波形メモリ２１の読出しポートは「Ｎ×Ｍ」ビットで構成されるとともに、「Ｎ×Ｍ」ビットのバス構成を介して送信波形生成＆遅延制御回路２３−１〜２３−Ｎ夫々に並列に接続されている。
【００３３】
このため、波形メモリ２１の読出しアドレスを指定すると、その読出しポートから「Ｍ×Ｎ」ビットのデータ幅の波形データを一定時間毎に読み出すことができる。アドレスは、前述したように、アドレス発生回路２２からアドレス信号ＡＤとして供給される。読み出された「Ｍ×Ｎ」ビットの波形データはＮチャンネルの送信波形生成＆遅延制御回路２３−１〜２３−Ｎ夫々にＮクロック分のクロック信号に同期して順次、時分割で供給される。
【００３４】
送信波形生成＆遅延制御回路２３−１〜２３−Ｎの夫々は、「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データを一定時間毎に入力し、この波形データに各送信チャンネル固有の送信遅延制御を施してＤ／Ａコンバータ２４−１〜２４−Ｎに夫々供給する。この送信波形生成＆遅延制御回路２３−１〜２３−Ｎは本発明の特徴を成す回路構成の主要部分に対応するもので、各回路は、図４に示す如く、ラッチ回路３３、３４_１〜３４_Ｎ−１、マルチプレクサ３５、３６、ディレイコントローラ３７、波形データカウンタ３８、及び波形データコントローラ３９を備えている。また、ディレイコントローラ３７にはディレイカウンタ３７ａが備えられ、一方、波形データコントローラ３９には波形データ読出カウンタ３９ａが備えられている。
【００３５】
この内、入力段に設けられているラッチ回路３３は、その入力ポート及び出力ポートが共に「Ｎ×Ｍ」ビットで成る。入力ポートには波形メモリ２１からの「Ｎ×Ｍ」ビットのバス構成が接続される。出力ポートは後述するように「Ｎ×Ｍ」ビットのバス構成を介してラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１、マルチプレクサ３５に接続されている。このラッチ回路３３は、波形データコントローラ３９から供給されるラッチクロックＬＨ_１に同期して波形メモリ２１から「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データ読出しを行う。つまり、「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データが１個のラッチクロックＬＨ_１に同期して一度に読み出される。
【００３６】
このラッチ回路３３の出力ポート側にはＮ組の分岐回路が並列に構成されている。これらの分岐回路も夫々、「Ｎ×Ｍ」ビットのバス構成で成る。これらの分岐回路の内、１組はそのまま第１段目のマルチプレクサ３５の１つの入力ポート０に接続されている。残りのＮ−１組の分岐回路には、入力ポート及び出力ポートが共に「Ｎ×Ｍ」ビットのラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１が夫々挿入され、その出力ポート側の「Ｎ×Ｍ」ビットのバス構成がマルチプレクサ３５の残りの入力ポート１〜Ｎ−１にそれぞれ接続されている。これらのＮ−１個のラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１には、ラッチしたデータを所定クロック数分、遅延して出力する遅延要素が組み込まれている。
【００３７】
具体的には、マルチプレクサ３５の入力ポート１に接続されているラッチ回路３４_１は、１クロック分遅らせる遅延要素（×１）を備える。また、マルチプレクサ３５の入力ポート２に接続されているラッチ回路３４_２は、２クロック分遅らせる遅延要素（×２）を備える。同様に、マルチプレクサ３５の入力ポート３，…，Ｎ−２，Ｎ−１に夫々接続されているラッチ回路３４_３，…，３４_Ｎ−２，３４_Ｎ−１は、３、…、Ｎ−２，Ｎ−１クロック分それぞれ遅らせる遅延要素（×３，…，×Ｎ−２，×Ｎ−１）を備える。
【００３８】
各ラッチ回路３４には、波形データコントローラ３９からラッチクロックＬＨ_２が夫々与えられる。このため、ラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１の夫々は、ラッチクロックＬＨ_２に同期して「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データをラッチするとともに、そのビットデータを指定クロック数分遅らせて出力する。
【００３９】
このラッチ回路群の出力側には、Ｎ個の入力から１個の出力を選択する第１段目のマルチプレクサ３５が図示の如く設けられる。このＮ個の入力ポート０〜Ｎ−１には上述の如く、ラッチ回路３３及び３４_１〜３４_Ｎ−１の出力信号が入力する。このマルチプレクサ３５の選択ポートには波形データコントローラ３９から選択信号ＳＴ_１が与えられる。このため、マルチプレクサ３５は選択信号ＳＴ_１により指定された入力ポートの信号のみを選択し、その出力ポートＯＵＴから出力する。このため、マルチプレクサ３５から出力される波形データは、時間調整用のラッチ回路を通らないで選択された入力ポート０の「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データ、又は、時間調整用のラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１のいずれかを通して選択された入力ポート１〜Ｎ−１の何れかの「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データである。
【００４０】
この第１段目のマルチプレクサ３５の出力側には、図示の如く、直並列変換用の第２段目のマルチプレクサ３６が設けられている。このマルチプレクサ３６の入力ポート夫々は「Ｎ×Ｍ」ビットで構成される。このため、かかる入力ポート側では、第１段目のマルチプレクサ３５の出力ポートに接続された「Ｎ×Ｍ」ビットのバス構成は、その先頭からＭビット毎に順次分かれ、後段のマルチプレクサ３６のＮ個の入力ポートに夫々接続されている。一方、後段のマルチプレクサ３６の出力ポートＯＵＴはＭビットで構成され、Ｍビットのバス構成でそのままＤ／Ａコンバータ２４−１（〜２４−Ｎ）に接続されている。
【００４１】
この第２段目のマルチプレクサ３６は、時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データをそのＮ個の入力端０〜Ｎ−１に入力させ、この内の何れかの入力ポートを選択信号ＳＴ_２により選択して出力ポートＯＵＴからＭビットの波形データとして出力する。このマルチプレクサ３６には、波形データカウンタ３８から選択信号ＳＴ_２与えられる。
【００４２】
さらに、ディレイコントローラ３７は送信チャンネル毎に送信波形の遅延を制御するための回路である。このディレイコントローラ３７は、システム制御回路１６から与えられる基本クロック信号ＣＫに同期して、指定遅延時間のカウントダウンを行うディレイカウンタ３７ａを有する。このディレイカウンタ３７ａの出力ＤＬは波形データカウンタ３８及び波形データコントローラ３９に送られる。例えば、送信チャンネル０の遅延時間が９クロックであるとすると、送信チャンネル０用に装備されたディレイカウンタ３７ａは、スタート信号に応答としてカウント開始し、カウント値９〜０まで基本クロック信号ＣＫに同期してカウントダウンする（図８、９参照）。
【００４３】
波形データカウンタ３８は、ディレイカウンタ３７ａのカウント出力ＤＬが零になると、これに応答してカウント開始し、０からカウント可能な値まで累積的にカウントアップする。このカウントアップ値ＵＤは波形メモリ２１のアドレス制御用信号として波形データコントローラ３９に送られる。その一方で、波形データカウンタ３８はそのカウント値ＵＤの下位所定ビットから前記選択信号ＳＴ２を生成し、これを第２段目のマルチプレクサ３６に出力する。
【００４４】
波形データコントローラ３９は、前述したように波形データ読出しカウンタ３９ａを有する一方で、例えば制御及び演算処理用のＣＰＵ、メモリ（図示せず）を有して構成される。そして波形データコントローラ３９は、入力する制御信号ＣＳ（基本クロック信号ＣＫ、リセット信号など各種の制御用信号）、チャンネルカウンタ３１のカウント値（チャンネル選択信号）ＳＬ、ディレイカウンタ３７ａのカウント値ＤＬ、及び波形データカウンタ３８のカウント値ＵＤを用いて、ラッチ回路３３、３４_１〜３４_Ｎ−１及びマルチプレクサ３２、３５の動作を制御する。
【００４５】
具体的には、波形データコントローラ３９は、１段目及び２段目のラッチ回路３３、３４_１〜３４_Ｎ夫々に波形データ読出し用のラッチクロックＬＨ_１、ＬＨ_２を夫々送る。つまり、コントローラ３９は、図８，９に示す如く、ディレイカウンタ３７ａの出力ＤＬが送信チャンネル数Ｎ（例えばＮ＝８）以下であり、且つ、チャンネルカウンタ３１の出力ＳＬが自己チャンネル値を示している（例えば、送信チャンネル０の対してはＳＬ＝０）状態を例えばソフトウエア処理により常時モニタしており、この状態を検知できたときにラッチクロックＬＨ_１、ＬＨ_２をラッチ回路３３、３４_１〜３４_Ｎに送る。
【００４６】
また、波形データコントローラ３９は、第１段目のマルチプレクサ３５に、時間調整値に対応した入力ポートを選択する選択信号ＳＴ_１を送る。具体的には、コントローラ３９は、チャンネルカウンタ３１の出力値ＳＬ、波形データカウンタ３８の出力値ＵＤ、及び自己チャンネル値ＣＳからソフトウエア演算により又はハード演算により時間調整値Ｅを求め、この調整値Ｅに対応した遅延要素を持つラッチ回路３４_１（〜３４_Ｎ）に繋がっている及びラッチ回路に関与していない入力端０〜Ｎ−１の内の何れかを選択する選択信号ＳＴ_１をマルチプレクサ３５に送る。
【００４７】
この時間調整値Ｅの演算アルゴリズムの例を図５に、その演算の例を図６に、ハードウエア演算による演算例を図７夫々に示す。
【００４８】
いま、送信チャンネル数Ｎ＝８と仮定して、チャンネルカウンタ３１の出力値ＳＬ＝Ａ、波形データカウンタ３８の出力値ＵＤ＝Ｂ、及び自己チャンネル値ＣＳ＝Ｃとおくと、差分値「Ａ−Ｂ−Ｃ−１」の値から求める。具体的には、図５、６に示す如く、
（１）Ａ−Ｂ≧０が成立するならば、Ｄ＝Ａ−Ｂとおき、
そうでない場合は、Ｄ＝Ａ−Ｂ＋８を演算する； さらに、
（２）Ｄ−Ｃ≧０が成立するならば、Ｅ＝Ｄ−Ｃとおき、
そうでない場合は、Ｅ＝Ｄ−Ｃ＋８を演算する；さらに、
（３）Ｅ−１≧０が成立するならば、Ｆ＝Ｅ−１とおき、
そうでない場合は、Ｆ＝Ｅ−１＋８を演算する；
の処理を行って、最終的に時間調整値Ｅを得る。
【００４９】
そこで、このアルゴリズムを、Ｄ／Ａコンバータのビット数＝Ｍ、送信チャンネル数Ｎ＝８で例示する図８，９のタイミングチャートに適用すると、指定遅延時間＝９クロックの送信チャンネル０に対する時間調整値Ｅ＝１クロック、指定遅延時間＝１１クロックの送信チャンネル１に対する時間調整値Ｅ＝２クロック、及び指定遅延時間８クロックの送信チャンネル２に対する時間調整値Ｅ＝６クロック、及び指定遅延時間１０クロックの送信チャンネル３に対する時間調整値Ｅ＝７クロックとなる。
【００５０】
このソフトウエア演算に代えて、図７に示す如く、ハード演算を行って時間調整値Ｅを求めておいてもよい。この場合、Ａ，Ｂ，Ｃ夫々の３ビットの値を符号拡張して４ビットにし、その後で、「Ａ−Ｂ−Ｃ−１」をハード的に行う。
【００５１】
また、この波形データコントローラ３９に搭載している波形データ読出しカウンタ３９ａは、このコントローラ３９のＣＰＵが自己チャンネルの指定を検出したときに、これ以降の波形データ読出しタイミングを決めるためにカウント可能な値まで累積的にカウントアップするカウンタである。このカウント値ＣＮのカウントタイミングの例を図８，９に示す。
【００５２】
次に、本実施形態の送信回路の作用効果を、図８，９を用いて説明する。両図は、送信チャンネル数Ｎ＝８、遅延時間＝９、１１、８及び１０の送信チャンネル０〜３を分けて例示している。
【００５３】
スタート信号は超音波送信を指令する信号であり、所定レート毎にスタート信号がオンになる。スタート信号がオンになると、全送信チャンネルに対して、波形メモリ２１からの波形データ読出しが開始される（時刻ｔ_０）。この開始に応答して、チャンネルカウンタ３１は周期的に０〜７までカウントアップを繰り返すので、マルチプレクサ３２では読出しアドレスＲＤの選択先が送信チャンネル０〜７まで順次選択される。これにより、波形メモリ２１から時分割の波形データ読出しが指令される。
【００５４】
このチャンネルカウンタ３１のカウント動作と並行して、全送信チャンネル夫々のディレイカウンタ３７ａはカウントダウンを開始する。いまの例の場合、送信チャンネル０では９〜０まで、送信チャンネル１では１１〜０まで、送信チャンネル２では８〜０まで、さらに送信チャンネル３では１０〜０まで夫々カウントダウンされる。
【００５５】
まず、送信チャンネル０について説明する。ディレイカウンタ３７ａの出力値ＤＬが「チャンネル数Ｎ−１＋１」＝８以下であって、チャンネルカウンタ３１の出力値ＳＬが自己チャンネル値＝０を示す時刻ｔ_０１´なると、波形データコントローラ３９の波形データ読出しカウンタ３９ａはカウントアップを開始する。このカウント値ＣＮに付勢されて、波形メモリ２１から送信波形の０〜７番目のサンプリングによる波形データが「Ｎ×Ｍ」ビット（Ａ／Ｄコンバータが８ビット（＝Ｍ）とすると、例えば８×８＝６４（Ｎ×Ｍ）ビットである）で同時に出力される。
【００５６】
この出力タイミングから１クロック置いた次の時刻ｔ_０１なると、波形データコントローラ３９からラッチクロックＬＨ_１が１段目のラッチ３３に出力される。これにより、全部で「Ｎ×Ｍ」ビットの０〜７番目のデータがラッチされる。このように、「Ｎ×Ｍ」ビットの時間調整前の波形データが一度に波形メモリ２１から読み出され、ラッチされる。
【００５７】
この読み出された「Ｎ×Ｍ」ビットのデータは、ラッチクロックＬＨ_２と伴に、次段のラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１により１〜「Ｎ−１」クロックまで細かい遅延が夫々掛けられる。与えられた遅延制御が終了した「Ｎ×Ｍ」ビットのデータは、マルチプレクサ３５の入力ポート１〜Ｎ−１に順次用意される。なお、ラッチされたままの遅延量＝０の「Ｎ×Ｍ」ビットのデータもマルチプレクサ３５の入力ポート０に用意される。
【００５８】
次に、波形データコントローラ３９は、前述した図５のアルゴリズムで演算した時間調整値Ｅ＝１クロックに対応した入力ポートを選択するセレクト信号ＳＴ_１をマルチプレクサ３５に与える。この送信チャンネル０の場合、時間調整値Ｅ＝１クロックであるから、遅延要素＝「×１」の入力端１を選択する選択信号ＳＴ_１がマルチプレクサ３５に適宜なタイミングで与えられる。この結果、調整開始の時刻ｔ_０１から１クロック分遅れた時刻ｔ_０２にて、時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データがマルチプレクサ３５により一度に選択される。
【００５９】
このように時間調整され、読み出された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データは第２番目のマルチプレクサ３６の入力ポート０〜Ｎ−１に用意される。このとき、入力ポート０〜Ｎ−１の夫々には、「Ｎ×Ｍ」ビットのデータをＭビットずつに分けた、各サンプリングによる１個のデータが夫々順番に用意される。このマルチプレクサ３６には、波形データカウンタ３８から０〜Ｎ−１を周期的に繰り返す選択信号ＳＴ_２が供給されているので、入力ポート０〜Ｎ−１の夫々に用意されたＭビットのデータが時系列に順次、選択され、出力ポートＯＵＴからＤ／Ａコンバータ２４−１に送られる。つまり、ＭビットのパラレルデータがＤ／Ａコンバータ２４−１に送られる。
【００６０】
Ａ／Ｄコンバータ２４−１は、順次入力するＭビットのデータをアナログ量の波形信号に変換して、増幅器２５−１に送る。増幅器２５−１は、順次入力するアナログ波形信号を、各送信チャンネル独立に制御されるゲインで増幅し、所望電圧値の送信波形信号として出力する。
【００６１】
送信チャンネル１の場合、ディレイカウンタ３７ａの出力値ＤＬが「チャンネル数Ｎ−１＋１」＝８以下であって、チャンネルカウンタ３１の出力値ＳＬが自己チャンネル値＝１を示す時刻ｔ_１１´なると、波形データ読出しカウンタ３９ａはカウントアップを開始する。このカウント値ＣＮに付勢されて、波形メモリ２１から送信波形の０〜７番目の波形データが「Ｎ×Ｍ」ビットで同時に出力される。この出力タイミングから１クロック置いた次の時刻ｔ_１１なると、ラッチクロックＬＨ_１が１段目のラッチ３３に出力される。これにより、全部で「Ｎ×Ｍ」ビットの０〜７番目のデータがラッチされる。この読み出された「Ｎ×Ｍ」ビットのデータは、ラッチクロックＬＨ_２と伴に、次段のラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１により１〜「Ｎ−１」クロックまで細かい遅延が夫々掛けられる。
【００６２】
次に、波形データコントローラ３９は、前述した時間調整値Ｅ＝２クロックに対応した入力ポートを選択するセレクト信号ＳＴ_１をマルチプレクサ３５に与える。この送信チャンネル１の場合、時間調整値Ｅ＝１クロックであるから、遅延要素＝「×２」の入力端２を選択する選択信号ＳＴ_１がマルチプレクサ３５に適宜なタイミングで与えられる。この結果、調整開始の時刻ｔ_１１から２クロック分遅れた時刻ｔ_１２にて、時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データがマルチプレクサ３５により一度に選択される。
【００６３】
このように時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データは第２番目のマルチプレクサ３６の入力ポート０〜Ｎ−１夫々にＭビットのデータとして前述と同様に用意される。そして、選択信号ＳＴ_２により、前述と同様に、入力ポート０〜Ｎ−１夫々に与えられるＭビットのデータが時系列に順次、選択され、Ｄ／Ａコンバータ２４−２に送られる。このデータはＡ／Ｄコンバータ２４−２より前述と同様にアナログ量に変換され、さらに、増幅器２５−２により増幅され、所望電圧値の送信波形信号として出力される。
【００６４】
送信チャンネル２の場合、ディレイカウンタ３７ａの出力値ＤＬが「チャンネル数Ｎ−１＋１」＝８以下であって、チャンネルカウンタ３１の出力値ＳＬが自己チャンネル値＝２を示す時刻ｔ_２１´なると、波形データ読出しカウンタ３９ａはカウントアップを開始する。このカウント値ＣＮに付勢されて、波形メモリ２１から送信波形の０〜７番目の波形データが「Ｎ×Ｍ」ビットで同時に出力される。この出力タイミングから１クロック置いた次の時刻ｔ_２１なると、ラッチクロックＬＨ_１が１段目のラッチ３３に出力される。これにより、全部で「Ｎ×Ｍ」ビットの０〜７番目のデータがラッチされる。この読み出された「Ｎ×Ｍ」ビットのデータは、ラッチクロックＬＨ_２と伴に、次段のラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１により１〜「Ｎ−１」クロックまで細かい遅延が夫々掛けられる。
【００６５】
次に、波形データコントローラ３９は、前述した時間調整値Ｅ＝６クロックに対応した入力ポートを選択するセレクト信号ＳＴ_１をマルチプレクサ３５に与える。この送信チャンネル２の場合、時間調整値Ｅ＝６クロックであるから、遅延要素＝「×６」の入力端６を選択する選択信号ＳＴ_１がマルチプレクサ３５に適宜なタイミングで与えられる。この結果、調整開始の時刻ｔ_２１から６クロック分遅れた時刻ｔ_２２にて、時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データがマルチプレクサ３５により一度に選択される。
【００６６】
このように時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データは第２番目のマルチプレクサ３６の入力ポート０〜Ｎ−１夫々にＭビットのデータとして前述と同様に用意される。そして、選択信号ＳＴ_２により、前述と同様に、入力ポート０〜Ｎ−１夫々に与えられるＭビットのデータが時系列に順次、選択され、Ｄ／Ａコンバータ２４−３に送られる。このデータはＡ／Ｄコンバータ２４−３より前述と同様にアナログ量に変換され、さらに、増幅器２５−３により増幅され、所望電圧値の送信波形信号として出力される。
【００６７】
さらに、送信チャンネル３の場合、ディレイカウンタ３７ａの出力値ＤＬが「チャンネル数Ｎ−１＋１」＝８以下であって、チャンネルカウンタ３１の出力値ＳＬが自己チャンネル値＝３を示す時刻ｔ_３１´なると、波形データ読出しカウンタ３９ａはカウントアップを開始する。このカウント値ＣＮに付勢されて、波形メモリ２１から送信波形の０〜７番目の波形データが「Ｎ×Ｍ」ビットで同時に出力される。この出力タイミングから１クロック置いた次の時刻ｔ_３１なると、ラッチクロックＬＨ_１が１段目のラッチ３３に出力される。これにより、全部で「Ｎ×Ｍ」ビットの０〜７番目のデータがラッチされる。この読み出された「Ｎ×Ｍ」ビットのデータは、ラッチクロックＬＨ_２と伴に、次段のラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１により１〜「Ｎ−１」クロックまで細かい遅延が夫々掛けられる。
【００６８】
次に、波形データコントローラ３９は、前述した時間調整値Ｅ＝７クロックに対応した入力ポートを選択するセレクト信号ＳＴ_１をマルチプレクサ３５に与える。この送信チャンネル３の場合、時間調整値Ｅ＝７クロックであるから、遅延要素＝「×７」の入力端７を選択する選択信号ＳＴ_１がマルチプレクサ３５に適宜なタイミングで与えられる。この結果、調整開始の時刻ｔ_３１から２クロック分遅れた時刻ｔ_３２にて、時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データがマルチプレクサ３５により一度に選択される。
【００６９】
このように時間調整された「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データは第２番目のマルチプレクサ３６の入力ポート０〜Ｎ−１夫々にＭビットのデータとして前述と同様に用意される。そして、選択信号ＳＴ_２により、前述と同様に、入力ポート０〜Ｎ−１夫々に与えられるＭビットのデータが時系列に順次、選択され、Ｄ／Ａコンバータ２４−２に送られる。このデータはＡ／Ｄコンバータ２４−２より前述と同様にアナログ量に変換され、さらに、増幅器２５−２により増幅され、所望電圧値の送信波形信号として出力される。
【００７０】
そのほかの送信チャンネル３〜７についても全く同様に時間調整され、送信波形信号に生成される。
【００７１】
また、波形データ読出しカウンタ３９ａが既にカウント開始しているので、各送信チャンネルにおいて、このカウント値ＣＮが「ｎ×８Ｎ」（ｎは正の整数）に達する度に、次のサイクルに係る波形データ（８〜１５番目、１６〜２３番目、…）といった具合に上述したデータ読出し及び遅延制御が実施される。さらに、次にスタート信号がオンになったときにも前述と同様にデータ読出し及び遅延制御が実施される。
【００７２】
このように生成された送信波形信号は、その送信チャンネル毎の駆動電圧信号として、接続されている超音波探触子１１の各振動子に送られ、その振動子を励振する。この結果、電気量の駆動信号が超音波パルス信号に変換され、被検体内に送信されていく。この送信過程において、送信遅延に拠ってビームフォーカスが行われ、ラスタ信号を成す超音波ビームを形成することができる。
【００７３】
このように、本実施形態の任意波形送信回路１２によれば、波形データコントローラ３９の遅延制御に特徴を有する。つまり、ディレイカウンタ３７ａが零となる前に、必要な分量ずつ（ここでは送信チャンネル数Ｎに対応する「Ｎ×Ｍ」ビットずつ）の波形データが波形メモリ２１から各送信チャンネルに対して時分割で読み出される（なお、一度開始された読出しは、ディレイカウンタ３７ａのカウント値が零になった後も続けられる）。
【００７４】
この読出しによって順次送られてくる波形データを実際に使うタイミングまで遅らせる必要がある。この時間調整を担うのがラッチ回路３４_１〜３４_Ｎ−１とマルチプレクサ３５による切換動作である。つまり、読み出した波形データを一律にクロック１〜７個分、夫々遅らせておき、時間調整しない波形データと合わせて、全部で０〜Ｎ−１（＝７）までの８種類の「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データを生成する。この８種類の波形データから、演算してある時間調整値Ｅ（＝クロック数）に対応した入力ポートの波形データが選択され、この波形データがＭビットずつに変換された後、アナログ量に変換される。
【００７５】
したがって、１個の波形メモリ２１から複数チャンネル分の波形データを時分割処理により読み出すことができ、且つ、送信チャンネル毎に指定された遅延時間だけ遅らせた波形データを生成して、Ｄ／Ａ変換することができる。
【００７６】
とくに、この遅延時間制御において、事前に波形データを読み出し、Ｎ種類の遅延波形データを作成し、この中から所望の時間調整値Ｅに対応した遅延波形データを選択する。このため、時間調整値Ｅを介在させることによって、１つのメモリに対する送信回路のチャンネル数Ｎの時間幅よりも微細なクロック数で遅延時間制御ができる。
【００７７】
波形メモリ１個を用いた従来技術との対比で言えば、従来の場合は、送信チャンネル毎の最小の遅延時間制御幅は８クロック（Ｎ＝８のとき）である。つまり、８クロック分、１６クロック分、２４クロック分、…の単位でしか遅延時間を制御できなかった。これに対して、本実施形態の回路では、波形メモリは１個でありながら、８クロックよりも細かい９クロック、１１クロックといった微細な遅延時間制御を行うことができる。その分、送信超音波ビームによるラスタ角制御も正確且つ微細に行うことができ、高品質の超音波画像を得ることができる。
【００７８】
同時に、１個の波形メモリから複数チャンネル分の送信波形を得ることができるため、波形メモリの回路規模をチャンネル数分の１に止めることができる。例えば、送信チャンネル数＝６４ｃｈ、波形メモリの深さ（時間方向のデータ量）＝５１２、Ｄ／Ａコンバータのビット数Ｍ＝８ビットとすると、波形メモリに必要な容量は、
従来の場合：６４ｃｈ×５１２×８ビット＝２６２，１４４ビット
であるのに対し、
本発明の場合：１×５１２×８ビット＝４，０９６ビット
で済む。
【００７９】
つまり、チャンネル数に関係無く、最小の１ｃｈに相当する分のメモリ容量で済む。
【００８０】
このため、波形メモリ又は波形データをチャンネル毎に備える従来構成に比べて、回路規模は大幅に小さくなり、コスト低減を図ることができる。高集積化を行う場合にも回路規模を大幅に縮小してコスト低減を図ることができる。とくに、この本実施形態において、図２の破線Ｘで囲って示すシステム制御回路１６、アドレス発生回路２２、波形メモリ２１、及び全チャンネルの送信波形生成＆遅延制御回路２３−１〜２３−Ｎの部分をＡＳＩＣ化して構成するので、上述した回路規模の大幅縮小のメリットは極めて大きいものとなる。
【００８１】
さらに、メモリ容量がチャンネル数分の１で済むので、波形メモリへのアクセス時間が短くなるという利点もある。
【００８２】
上述した実施形態において、本発明の読出し手段は、ラッチ回路３３、波形データコントローラ３９（波形データ読出しカウンタ３９ａ）、アドレス発生回路２２（チャンネルカウンタ３１、マルチプレクサ３２）、ディレイカウンタ３７ａ、及び波形データカウンタ３８を要部として構成される。また、本発明の時間調整手段は、マルチプレクサ３４_１〜３４_Ｎ−１及び３５、波形データコントローラ３９、チャンネルカウンタ３１、ディレイコントローラ３７（ディレイカウンタ３７ａ）、並びに波形データカウンタ３８を要部として構成される。さらに、本発明の波形生成手段は、マルチプレクサ３６、ディレイカウンタ３７ａ、波形データカウンタ３８、Ｄ／Ａコンバータ２４、及び増幅器２５を要部として構成される。
【００８３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図１０〜図１２に基づき説明する。この実施形態に係る構成要素の内、上述した実施形態と同一又は同等の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。
【００８４】
本実施形態に係る任意波形送信回路１２は、第１の実施形態のものと同一の微細な遅延制御を、ラッチ回路へのラッチクロックの出力タイミングの制御によって達成しようとするものである。これにより、ラッチクロックの出力タイミング制御のための処理はその分、必要になるものの、ラッチ回路の数が非常に少なくて済み、とくに送信チャンネル数Ｎが多くなったときに、係る効果は顕著になる。
【００８５】
これを達成するため、本実施形態の任意波形送信回路１２は図１０に示す如く構成される。同図の任意波形送信回路１２は、図４に示した送信回路と対比されるべき回路である。
【００８６】
図１０に示すように、第１の実施形態のときと同様に読み出した「Ｍ×Ｎ」ビットの波形データを時間調整する回路として、１個のラッチ回路３４のみを設けている。なお、ラッチ回路３３とマルチプレクサ３５との間には、ラッチ回路を経由しない「Ｎ×Ｍ」ビットのバス構成も構築されている。
【００８７】
ラッチ回路３４は、波形データコントローラ３９から、ラッチデータを時間調整するラッチクロックＬＨ_２が供給される（図１１，１２参照）。このラッチクロックＬＨ_２の出力タイミングは、波形データコントローラ３９により制御されるもので、遅延制御しないタイミングに比して、（Ｎ−ｋ）クロック（ｋ＝７〜１：Ｎ＝８のとき）間のいずれかのタイミングで出力される。
【００８８】
この（Ｎ−ｋ）クロック分遅延された出力タイミングは、波形データコントローラ３９により実行される第１の実施形態のときと同様のアルゴリズムで決められる。すなわち、時間調整値Ｅ＝クロック数で決められる。コントローラ３９はこの時間調整値Ｅに相当するクロックが「Ｎ×Ｍ」ビットの波形データラッチ出力（ラッチ回路３３へのラッチクロックＬＨ１の出力）から経過すると、時間調整用のラッチクロックＬＨ２をラッチ回路３４に出力する。
【００８９】
図１１，１２は、図８，９のときと同様に、Ｄ／Ａコンバータのビット数＝Ｍ、送信チャンネル数Ｎ＝８、チャンネル０、１，２，３の指定遅延時間が夫々、９クロック、１１クロック、８クロック、１０クロックのときの波形データ読出し及び遅延動作のタイミングを代表的に示している。
【００９０】
調整時間値Ｅは送信チャンネル０に対して１クロック、送信チャンネル１に対して２クロック、送信チャンネル２に対して６クロック、及び送信チャンネル３に対して７クロックとなる（図６参照）。したがって、ラッチクロックＬＨ_１を波形データラッチ用のラッチ回路３３に出力した後、この調整時間値Ｅ（クロック数）が経過した後、後段のラッチ回路３４に時間調整用のラッチクロックＬＨ_２が供給される（例えば送信チャンネル０の時刻ｔ_０１〜ｔ_０２参照；他の送信チャンネルも同様である）。
【００９１】
これに並行して、波形データコントローラ３９はマルチプレクサ３５に選択信号ＳＴ_１を送出する。このときの選択信号ＳＴ_１は、ラッチにより遅延調整した一方の入力ポートか、又は、遅延調整をしないもう一方の入力ポートかを二者択一で選択する信号である。このマルチプレクサ３５により選択された「Ｎ×Ｍ」ビットのデータは、その後、後段のマルチプレクサ３６、Ｄ／Ａコンバータ２４−１（〜２４−Ｎ）、及び増幅器２５−１（〜２５−Ｎ）を経て第１の実施形態のときと同様に処理され、所望の電圧駆動信号が送信チャンネル毎に任意の振幅値及び遅延時間で生成される。
【００９２】
これによっても、送信チャンネル夫々において、指定された細かい遅延時間だけ遅延動作が行われている。また、使用する波形メモリは１個である。したがって、本実施形態の任意波形送信回路１２によれば、第１の実施形態のものと同等の作用効果を得ることができるとともに、各送信チャンネルにおいて読み出した波形データの時間調整に必要なラッチ回路が１個で済むので、ラッチクロックＬＨ２の出力タイミングを決める処理が必要になるものの、回路構成を簡単にでき、高密度集積化に貢献できる。
【００９３】
上述した各実施形態およびその変形例は本発明を実施した代表的構成例の提示であって、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の記載にしたがって決まるもので、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱しない範囲において更に様々な態様の超音波診断装置を実施することが可能である。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、超音波診断装置の送信回路及び送信制御方法において、複数の送信チャンネル夫々のチャンネル値に基づき１個のメモリから送信チャンネル毎に時分割で波形データを読み出し、複数の送信チャンネル夫々に与えられる遅延時間に応じた時間だけ、読み出された波形データを時間調整し、この時間調整された波形データをアナログ量の波形信号に生成するようにしたため、回路規模及び回路構成の冗長性を抑え、送信チャンネル毎により精細な遅延時間制御を行うことができる一方で、高集積化に好適で且つ低コスト化が可能な超音波診断装置の送信回路及び送信制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す任意波形送信回路の概略構成のブロック図。
【図３】送信波形の一例と波形メモリのデータ記憶の様子を表す模式図。
【図４】図２に示すアドレス発生回路及び送信波形生成＆制御回路のより詳細な概略構成を表すブロック図。
【図５】送信チャンネル毎の時間調整値演算のアルゴリズムを示す概略フローチャート。
【図６】送信チャンネル毎の時間調整値の演算例を説明する図。
【図７】送信チャンネル毎の時間調整値をハード演算により演算する例を説明する図。
【図８】図９と協働して、送信チャンネル数＝８としたときの、送信チャンネル０，１を示したデータ読出しと遅延動作を説明するタイミングチャート。
【図９】図８と協働して、送信チャンネル数＝８としたときの、送信チャンネル２，３を示したデータ読出しと遅延動作を説明するタイミングチャート。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置のアドレス発生回路及び送信波形生成＆制御回路のより詳細な概略構成を表すブロック図。
【図１１】図１２と協働して表すタイミングチャートであって、送信チャンネル数＝８としたときに、送信チャンネル０，１のデータ読出しと遅延動作を説明するタイミングチャート。
【図１２】図１１と協働して表すタイミングチャートであって、送信チャンネル数＝８としたときに、送信チャンネル２，３のデータ読出しと遅延動作を説明するタイミングチャート。
【図１３】送信チャンネル毎に波形メモリを設ける構成の従来例に係る超音波診断装置の送信回路を示すブロック図。
【符号の説明】
１１ 超音波探触子
１２ 任意波形送信回路
１６ システム制御回路
２１ 波形メモリ
２２ アドレス発生回路
２３（２３−１、…、２３−Ｎ） 送信波形生成＆遅延制御回路
２４（２４−１、…、２４−Ｎ） Ｄ／Ａコンバータ
２５（２５−１、…、２５−Ｎ） 増幅器
３１ チャンネルカウンタ（第２のカウンタ手段）
３２ マルチプレクサ
３５ マルチプレクサ
３６ マルチプレクサ
３３ ラッチ回路
３４、３４_１〜３４_Ｎ ラッチ回路（遅延要素）
３７ ディレイコントローラ
３７ａ ディレイカウンタ（第１のカウンタ手段）
３８ 波形データカウンタ（第３のカウンタ手段）
３９ 波形データコントローラ
３９ａ 波形データ読出しカウンタ

Claims (12)

1. １種類の経時的に変化する波形データをデジタル量で予め記憶している１個のメモリを備え、且つこのメモリの波形データを読み出して複数の送信チャンネル夫々の送信信号を発生させる超音波診断装置の送信回路において、
   この送信回路は、前記メモリから送信チャンネル毎に時分割で波形データを読み出す読出し手段と、この読出し手段により読み出された波形データに対して前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間に応じた所定時間だけ送信チャンネル毎に時間調整する時間調整手段と、この時間調整手段より時間調整された波形データをアナログ量の波形信号に生成して前記送信信号として出力する波形生成手段とを備えた、ことを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
2. 請求項１に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記読出し手段は、前記複数の送信チャンネル数Ｎ及び前記波形生成手段におけるＤ／Ａ変換のビット数をＭとするとき、「Ｎ×Ｍ」ビットの前記波形データを同時に読み出す手段であることを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
3. 請求項２に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記読出し手段は、前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間とその各送信チャンネル値との関係に応じて決まるタイミングで前記メモリから送信チャンネル毎に時分割で前記波形データを読み出す読出し制御手段と、この読み出した波形データを保持するデータ保持手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項３に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記読出し制御手段は、前記遅延時間をカウントする第１のカウンタ手段と、前記複数の送信チャンネル数をカウントする第２のカウンタ手段と、前記第１のカウンタ手段のカウント値が送信チャンネル数以下であって前記第２のカウンタ手段のカウント値が自己の送信チャンネルを指したときに前記波形データの読出し開始を指令する読出し指令手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
5. 請求項２に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記調整手段は、前記読出し手段により読み出された波形データに互いに異なる複数の遅延時間値の遅延を掛ける複数の遅延要素と、この複数の遅延要素が出力した波形データを前記所定時間に応じて選択する遅延時間選択手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
6. 請求項２に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記調整手段は、前記読出し手段により読み出された波形データに１つの遅延時間値の遅延を掛ける１個の遅延要素と、この遅延要素からの前記波形データの出力タイミングを前記所定時間に応じて制御するタイミング制御手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
7. 請求項５又は６に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記調整手段は、前記時間調整のための前記所定時間をソフトウエアに拠るアルゴリズムに基づき演算する演算手段を備えることを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
8. 請求項７に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記時間調整手段は、前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間をカウントする第１のカウンタ手段と、前記複数の送信チャンネル数をカウントする第２のカウンタ手段と、前記第１のカウンタ手段による前記遅延時間の終了に応答して数をカウントする第３のカウンタ手段とを備えるとともに、
   前記演算手段は、前記第２のカウンタ手段のカウント値、前記第３のカウンタ手段のカウント値、及びその各送信チャンネル値を前記アルゴリズムに適用して前記所定時間を演算する手段であることを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
9. 請求項７に記載の超音波診断装置の送信回路において、
   前記アルゴリズムは、前記第２のカウンタ手段のカウント値をＡ、前記第３のカウンタ手段のカウント値をＢ、及びその各送信チャンネル値をＣとするとき、「Ａ−Ｂ−Ｃ」の差分を用いて前記所定時間を求める解法であることを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
10. 請求項２に記載の超音波診断装置の送信回路において、
    前記時間調整手段は、前記読出し手段より読み出された波形データに複数種の遅延時間値の遅延を掛ける複数の遅延手段と、この複数の遅延手段よる遅延結果を入力し且つセレクト信号によりその内の１つの入力信号を選択可能な選択手段と、この選択手段が前記所定時間に相当する遅延時間量を持った遅延波形データを選択するように前記セレクト信号を送信チャンネル毎に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の送信回路。
11. 請求項５又は６に記載の超音波診断装置の送信回路において、
    前記波形生成手段は、送信チャンネル毎に、前記「Ｎ×Ｍ」ビットの時間調整されたパラレル波形データをＭビット毎のシリアル波形データに変換する変換手段と、ビット数が前記Ｍビットであり且つ前記変換手段により変換された波形データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータと、このＤ／Ａ変換されたアナログ波形信号を増幅し且つ送信チャンネル毎にそのゲインを変更可能な増幅器とを備えたことを特徴とする超音波診断装置の送信回路。
12. １種類の経時的に変化する波形データをデジタル量で予め記憶している１個のメモリからその波形データを読み出して複数の送信チャンネル夫々の送信信号を発生させる超音波診断装置の送信制御方法において、
    前記メモリから送信チャンネル毎に時分割で波形データを読み出し、前記複数の送信チャンネル夫々に与えられた遅延時間に応じた所定時間だけ送信チャンネル毎に時間調整し、この時間調整された波形データをアナログ量の波形信号に生成して前記送信信号として出力することを特徴とする超音波診断装置の送信制御方法。

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