JP6552599B2 - 単一基板超音波撮像装置の構造、関連装置、及び方法 - Google Patents

単一基板超音波撮像装置の構造、関連装置、及び方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、代理人整理番号Ｂ１３４８．７００１１ＵＳ００に基づく２０１４年４月１８日出願の「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＯＦ ＳＩＮＧＬＥ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＩＭＡＧＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥＳ， ＲＥＬＡＴＥＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題された米国仮特許出願シリアル番号６１／９８１，４６９号の米国特許法第１１９条（ｅ）における利益を主張し、参照として全体が本明細書に組み込まれる。
[0002] 本明細書に記載の技術の態様は、単一基板超音波撮像装置の構造、関連装置、及び方法に関連する。
[0003] 超音波撮像業界において最も重要な従来の超音波スキャナは、個別のトランスデューサと制御電子部品を有する。トランスデューサは、圧電物質であることが多い。結果として、スキャナは、個々の圧電素子が切断された後、基板上に個々に配置されてトランスデューサプローブを形成する「ダイスアンドフィル」製造プロセスを使用して製造される。このようなプロセスは、加工及び配線の際にコストが掛かり、非均一性と非拡張性を示す傾向にある。制御電子部品は、通常、トランスデューサと一体化されず、別個に形成及び収容される。
[0004] 医療応用に使用される超音波トランスデューサは、通常、各々、医療応用のための超音波画像を作り出すのに使用される医療関連超音波音場をまとめて作り出す超音波信号を発するように構成される、多くの超音波要素を備える。通常、各超音波トランスデューサは、対応の波形生成器によって生成された超音波波形を発する。従って、多くの超音波要素を有する従来の超音波トランスデューサプローブによる超音波音場を作り出すには、多くの波形生成器が必要とされる。
[0005] 本明細書に記載の技術の態様には、単一の半導体基板上の超音波撮像システムの実質的一部、又は全部の一体化を促進してもよい構造及び技術が含まれる。従って本明細書に記載の特徴及び方法論の多くは、単一チップ超音波撮像ソリューション、又は超音波撮像システムの少なくとも実質的一部が単一チップ上に設けられる装置及びシステムに関連する。
[0006] 本技術の一態様によると、単一基板超音波撮像システムは、波形生成器と、遅延メッシュ回路と、及び超音波トランスデューサとを備え、これらはすべて基板と一体化される。遅延メッシュ回路は、波形生成器によって生成された波形を超音波トランスデューサに提供するように構成され、システムが超音波トランスデューサより少ない波形生成器を有するようにしてもよく、これにより、単一チップ上への撮像システムの提供を促進してもよい。このような目的で、遅延メッシュ回路は、波形生成器によって生成された波形に対応する入力信号を受信し、入力信号の複数の時間遅延バージョンを作り出し、結果として得られた信号を複数の超音波トランスデューサに提供してもよい。
[0007] いくつかの実施形態は、基板と、基板と一体化された第１超音波伝送部と、基板と一体化され、第１超音波伝送部の入力に連結され、第１超音波伝送部に、波形生成器によって生成された波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号の時間遅延バージョンを出力するように構成される遅延メッシュ回路とを備える装置を対象とする。
[0008] いくつかの実施形態は、基板と、基板と一体化された複数の超音波伝送部と、基板と一体化され、複数の超音波伝送部の入力に連結され、複数の超音波伝送部に、波形生成器によって生成された波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力するように構成される遅延メッシュ回路とを備える装置を対象とする。
[0009] いくつかの実施形態は、基板と、基板と一体化された複数の超音波伝送部と、基板と一体化され、複数の超音波伝送部の入力に連結され、第１遅延メッシュ制御信号の入力に応じて、複数の超音波伝送部に、波形生成器によって生成された波形に対応する第１遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力し、第１遅延メッシュ制御信号とは異なる第２遅延メッシュ制御信号の入力に応じて、複数の超音波伝送部に、波形生成器によって生成された波形に対応する第２の遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力するように構成される遅延メッシュ回路とを備え、第１の遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンは、第２の遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンとは異なる装置を対象とする。
[0010] いくつかの実施形態は、基板と、基板と一体化された複数の波形生成器と、基板と一体化された複数の超音波伝送部と、基板と一体化され、複数の超音波伝送部の入力に連結され、複数の超音波伝送部に、複数の波形生成器によって生成された複数の波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力するように構成される遅延メッシュ回路とを備える装置を対象とする。
[0011] いくつかの実施形態は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）基板と、ＣＭＯＳ基板と一体化され、少なくとも１個の初期波形を生成するように構成される少なくとも１個の波形生成器と、ＣＭＯＳ基板と一体化され、少なくとも１個の波形生成器の少なくとも１個の出力と連結され、少なくとも１個の初期波形を符号化して少なくとも１個の符号化波形を作り出すように構成される符号化回路と、ＣＭＯＳ基板と一体化され、符号化回路の少なくとも１個の出力と連結され、少なくとも１個の符号化波形の複数の時間遅延バージョンを生成するように構成される遅延メッシュ回路と、ＣＭＯＳ基板と一体化され、遅延メッシュ回路の複数の出力と連結される複数の超音波伝送部とを備え、複数の超音波伝送部は、少なくとも１個の符号化波形の複数の時間遅延バージョンを復号化して複数の復号化波形を作り出すように構成される復号化回路と、少なくとも部分的に、複数の復号化波形に対応する超音波信号を並行して送信することにより、超音波音場を生成するように構成される複数の超音波トランスデューサとを備える装置を対象とする。
[0012] いくつかの実施形態は、単一基板超音波装置を使用して、波形生成器によって生成された波形を符号化し、符号化波形を得ることと、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを作り出すことと、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを復号化し、複数の復号化波形を得ることと、少なくとも部分的に、複数の超音波要素を使用して、複数の復号化波形に対応する超音波信号を並列して送信することにより、超音波音場を生成することとを備える方法を対象とする。
[0013] 以下の図面を参照して、本技術の種々の態様及び実施形態を説明する。図面は必ずしも寸法を表すよう示されていないことを理解しなければならない。複数の図面に現れる項目は、それらが現れるすべての図面中、同一の参照符号で示される。
[0014]本明細書に記載の技術の種々の態様を実現した単一基板超音波装置の図である。 [0015]本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る単一基板超音波装置を使用した超音波音場の生成及び伝送を行う例示的プロセスのフローチャートである。 [0016]本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る単一基板超音波装置の基板と一体化された超音波トランスデューサの例示的配置を示している。 [0017]本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る複数の遅延メッシュ部を備えた遅延メッシュ回路を示している。 [0018]本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る遅延メッシュの例示的な遅延メッシュ部の入力及び出力を示している。 [0019]本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る例示的遅延メッシュ部の構造を示している。 [0020]本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る遅延メッシュ部を備えるように構成される遅延メッシュ回路の例示的構成を示している。 [0021]本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る単一基板超音波装置の回路の一部であってもよい符号化／復号化回路の動作を示している。 [0022]一実施形態に係る符号化回路の動作を示す有限状態機械図である。 [0023]図８Ａにその動作を示す符号化回路によって符号化された信号を復号化するように構成される一実施形態に係る復号化回路の動作を示す有限状態機械図である。 [0024]他の一実施形態に係る符号化回路の動作を示す有限状態機械図である。 [0025]図８Ｃにその動作を示す符号化回路によって符号化される信号を復号化するように構成される他の一実施形態に係る復号化回路の動作を示す有限状態機械図である。
[0026] 本明細書に記載の技術の態様は、例えば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）超音波トランスデューサ等の一体型超音波トランスデューサを有する単一基板超音波装置の一部を形成するような、超音波装置回路構造に関連する。従って回路構造は、いくつかの実施形態において、半導体基板等の基板と一体化（例えば、基板内に形成、又は基板とモノリシックに一体化）された一体型回路及び超音波トランスデューサを有する、超音波システムオンチップ（ＳｏＣ）の一部を形成する。
[0027] 以下に詳述の通り、本技術の態様は、一体型超音波トランスデューサ配置を電力効率及びデータ効率のよい方法で使用し、医療関連超音波波形の生成を促進する遅延、符号化、復号化回路構成を提供する。
[0028] 出願人は、ＣＭＯＳ基板等の単一基板上に超音波トランスデューサ及び一体型回路を有する超音波装置の実装は、このような装置の複雑さ故に、依然として困難であると理解している。超音波撮像に使用する複雑な医療関連の超音波波形を生成するには、通常、大量のデータが必要となるため、波形パラメータの記憶のため、大きなメモリ記憶が利用可能でなければならない。同時に、単一基板超音波装置の構成及び動作では、例えば、記憶量、データ、及び利用可能な電力の点で実用上の限度がある。
[0029] このような実用上の限度の１個として、基板と一体化された超音波トランスデューサの配置（例えば、配列）により発せられる波形の生成に用いられる波形生成器の数が挙げられる。各超音波トランスデューサに１個の波形生成器を設けると事情によっては有利となることもあるが、スペースや電力の要件により、波形生成器が超音波トランスデューサを備えた基板上に一体化されなければならない場合には実際的でない。従って、出願人は、そのような場合には、所望の波形の提供の対象である超音波トランスデューサの数よりも少ない数の波形生成器を一体化した単一基板超音波装置を提供することが好ましいと理解している。
[0030] 本技術の一態様によると、超音波装置の回路構造は、波形生成器により提供された単一の波形から超音波トランスデューサ配置の複数の超音波トランスデューサに提供可能な複数バージョンの波形を作り出し、所望の超音波音場を作り出すように構成される回路を備えてもよい。複数バージョンの波形には、時間遅延バージョンの波形及び／又は反転バージョンの波形が含まれてもよい。複数バージョンの波形は、少なくともいくつかの実施形態において、所望の（例えば、医療関連の）超音波音場が複数の超音波トランスデューサから発せられてもよい（例えば、平面波動場、円筒収束場、収束ビーム、仮想音源場等）ように、並列して提供される。
[0031] 本技術の一態様によると、回路は、複数バージョンの波形を作り出すタスクを達成する遅延メッシュを備えてもよく、遅延メッシュは、波形生成器によって生成した波形を受け取るように構成される入力と、複数の超音波トランスデューサに複数バージョンの波形を提供するように構成される複数の（並列）出力とを有する。遅延メッシュは、遅延メッシュに付与される異なる制御に応じて、波形生成器によって生成された異なるバージョンの波形を作り出すよう制御されてもよい。このように、超音波装置は、異なる種別の超音波音場を生成するよう制御され得るものであり、その例を以下に述べる。
[0032] 本技術の一態様によると、超音波装置の回路は、超音波トランスデューサ配置の複数の超音波トランスデューサに提供される波形を符号化及び復号化するように構成される符号化／復号化回路を備える。符号化／復号化回路は、波形に対応する超音波信号を送信するように構成される超音波トランスデューサに１個以上の波形生成器で生成した波形を提供するのに必要とするデータ量を低減し、引いては、単一基板超音波装置の要素間で所望の波形データを記憶及び通信するのに必要なメモリ量において価値ある減少をもたらしてもよい。いくつかの実施形態において、符号化／復号化回路は、波形生成器と、波形提供の対象である超音波トランスデューサとの間に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、符号化回路と復号化回路との間に配置されてもよく、これにより、遅延メッシュ回路の要素間で波形データを記憶及び通信するのに必要なメモリ量において価値ある減少をもたらしてもよい。
[0033] いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、複数の遅延メッシュ部を備えてもよく、各遅延メッシュ部は、入力信号を遅延し、入力信号の１個以上の時間遅延バージョンを得て、それらを出力信号として送信対象である１個以上の超音波伝送部、及び／又は、さらなる処理のために１個以上の他の遅延メッシュ部に提供してもよい。１個以上の他の遅延メッシュ部に提供された出力信号は、これらの遅延メッシュ部によってさらに時間遅延されて送信され、且つ／又は、さらに他の遅延メッシュ部によってさらに処理されてもよい。このように、遅延メッシュ回路に入力された信号は、複数の遅延メッシュ部を通って伝播されてもよく、信号を時間遅延する遅延メッシュ部のうちの１個以上が、送信のための１個以上の超音波要素に、結果として得られた時間遅延バージョンを提供してもよい。このように、遅延メッシュ回路は、入力信号の複数の時間遅延バージョンを生成し、送信のためのこれらのバージョンを、超音波音場の生成を行う単一基板超音波装置と一体化された超音波トランスデューサに提供してもよい。
[0034] 遅延メッシュ部は、バッファに入力された信号を記憶し、且つ／又はこれに操作を実施するためのバッファを備えてもよい。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、多数の遅延メッシュ部を備えてもよく、このように、各遅延メッシュ部のバッファのサイズを縮小することで、単一基板超音波装置上に遅延メッシュ回路を実装する空間要件及び電力要件の双方を低減してもよい。
[0035] 上記から理解されるように、本技術の態様は、医療関連超音波音場を作り出すことを可能にするため、超音波トランスデューサ配置へ所望の波形を提供する、空間効率及び電力効率のよい回路構成を提供するものである。この回路は、いくつかの実施形態においては、完全に電子化されてもよく、ＣＭＯＳ基板等の単一基板上の超音波トランスデューサと一体化されてもよい。
[0036] 上述の態様及び実施形態を、さらなる態様及び実施形態とともに以下に詳述する。これらの態様及び／又は実施形態は、個別に使用されてもよく、すべてともに使用されてもよく、又は２個以上の任意の組み合わせで使用されてもよく、本明細書に記載の技術はこの点において限定されるものでない。
[0037] 図１は、本明細書に記載の技術の種々の態様を実現した一例としての単一基板超音波装置１００を示している。超音波装置１００は、ＣＭＯＳ基板又はチップ（例えば、シリコン基板等の半導体基板）等の基板１０１と、その上に形成された集積回路とを備える。図示の通り、基板１０１と一体化された回路は、波形生成器１０２、符号化回路１０３、遅延メッシュ回路１０５、及び複数の超音波伝送部１０７を備えてもよい。超音波伝送部１０７は、復号化回路１０９と、１個以上の超音波要素１１１とを備えてもよい。このように、超音波装置１００は、複数の復号化回路（「復号化回路」とも称する）と、複数の超音波要素とを備えてもよく、超音波要素１１１は、１個以上の超音波トランスデューサ（「トランスデューサセル」とも称する）を備えてもよい。換言すると、超音波トランスデューサは、以下、図３を参照してより詳細に説明する通り、ともにグループ化されて超音波要素を形成してもよい。いくつかの実施形態において、上述の要素は単一の基板上に一体化されてもよいが、本技術の態様は、この点において限定されるものでなく、他の実施形態において、上述の要素のうちの少なくともいくつかは、互いに同一の基板に一体化されなくてもよいことを理解しなければならない。
[0038] 図１に示す例示的構成により、一体化された超音波トランスデューサと回路（例えば、超音波トランスデューサの動作、及び／又は、例えば、超音波画像の形成及び／又は表示を行うためこのようなトランスデューサによって作り出された信号の処理を制御するフロントエンド回路及び／又はバックエンド回路等のアナログ及び／又はデジタル回路）を備えた超音波システムオンチップ装置又は超音波サブシステムオンチップ装置の形成を促進してもよい。少なくともいくつかの実施形態において、超音波システムオンチップ装置は、単一基板上に、アナログ／デジタル回路と一体化された超音波トランスデューサの配置を備えてもよく、超音波の発信及び受信等の超音波撮像機能を実施し、受信した超音波を処理して超音波画像を作り出すことができてもよい。
[0039] 図１に示す通り、波形生成器１０２と超音波要素１１１との間に配置された回路は、空間効率及び電力効率のよい方法で、波形生成器１０２によって生成された波形を超音波要素１１１に提供する機能を有し、「コンパクトメッシュ構造」と称されてもよい。図示の実施形態において、コンパクトメッシュ構造は、符号化回路１０３、遅延メッシュ回路１０５、及び復号化回路１０９を備える。しかしながら、他の実施形態においては、コンパクトメッシュ構造は、遅延メッシュ回路を備えるものの、符号化回路又は復号化回路を備えなくてもよい。
[0040] いくつかの実施形態において、波形生成器１０２は、初期波形を生成し、初期波形を符号化回路１０３の入力に出力してもよい。符号化回路１０３は、初期波形を符号化して符号化波形を作り出し、符号化波形を遅延メッシュ回路１０５の入力に出力するように構成されてもよい。遅延メッシュ回路１０５は、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを生成し、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを並行して超音波伝送部１０７の入力に出力するように構成されてもよい。すなわち、遅延メッシュ回路は、受け取る入力バージョンより多い数の出力バージョンを作り出してもよい。超音波伝送部１０７は、復号化回路１０９を使用して、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを１個ずつ復号化して複数の復号化波形を作り出し、超音波要素１１１が復号化波形に対応する（例えば、これに基づく）超音波信号を送信するように、複数の復号化波形に基づいて超音波要素１１１を駆動するように構成されてもよい。このように、超音波要素１１１は、並列して動作し、所望の超音波を発してもよく、その例を以下に示す。以下、前述の要素及び対応の機能をより詳細に説明する。
[0041] 図示の実施形態において、図示の要素はすべて、単一の基板１０１上に形成されている。しかしながら、代替の実施形態において、図示の要素のうちの１個以上が基板１０１と連結されるもののこれと一体化されなくてもよいことを理解しなければならない。例えば、いくつかの実施形態において、波形生成器１０２は、代わりに、基板１０１の外部に配置されるものの、波形生成器１０２が符号化回路１０３と通信（例えば、これに入力信号を提供）するように、基板１０１に連結されてもよい。他の例として、コンパクトメッシュ構造（例えば、遅延メッシュ回路１０５と、任意で符号化回路１０３及び復号化回路１０９）は、基板１０１と一体化されてもよいが、波形生成器１０２及び／又は超音波要素１１１は基板１０１と一体化されず、これに連結されてもよい。
[0042] 上述の通り、いくつかの実施形態において、超音波装置１００は、単一の基板と、この基板と一体化された超音波トランスデューサと、この基板と一体化された回路（例えば、制御回路）とを備えてもよい。超音波トランスデューサは、基板と一体化された他の任意の回路（例えば、波形生成器１０２、符号化回路１０３、遅延メッシュ１０５、復号化回路１０９等）に対して任意の好適な方法で配置されてもよいことを理解しなければならない。いくつかの実施形態において、超音波装置の基板と一体化された少なくともいくつかの回路は、装置の超音波トランスデューサの下方に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、集積回路のうちのいくつかは、超音波装置に周辺領域（又は「タブ」）に配置されてもよい。例えば、超音波トランスデューサ又は超音波要素のうちの２個以上で共有される回路は、周辺領域に配置されてもよい。いくつかの実施形態において、ある超音波要素又は特定の超音波トランスデューサに固有の回路は、その超音波要素又は超音波トランスデューサの下方に配置されてもよい。
[0043] 波形生成器１０２は、超音波トランスデューサを励起するのに任意の好適な励起波形を生成するように構成されてもよい（すなわち、作り出してもよい）。波形生成器は、インパルス、連続波、チャープ波形（例えば、直線周波数変調（ＬＦＭ）チャープ）、及び符号化励起（例えば、２進符号化励起）を含む多数の可能な種別から所望の種別の波形を生成するよう構成されてもよい（例えば、プログラム可能であってもよい）。生成される波形がこのような柔軟性を有することにより、高度に改良された超音波撮像技術の使用を促進してもよい。いくつかの実施形態において、波形生成器は、可能な値のセットから各々選ばれた値のシーケンスとして波形を生成してもよい。可能な値のセットは、２個の値、３個の値、５個の値、少なくとも５個の値、３〜１０の値、又はその他の好適な数の値からなるものとしてよい。例えば、可能な値のセットは、ｎビットのデジタル−アナログ変換器（すなわち、２ｎビット）により生成されてもよい値からなってもよく、ここでｎは、いずれかの正の整数（例えば、２、４、８、１６、３２、６４等）である。いくつかの実施形態において、波形生成器は、バイポーラパルサのための出力を生成するように構成されてもよい。
[0044] 図示の通り、波形生成器１０２は、符号化回路１０３の入力に連結されている。このように、波形生成器は、生成したいかなる信号１０２ａも符号化回路１０３に提供してよい。波形生成器１０２は、いかなる好適な方法で符号化回路１０３の入力に連結されてもよく、本明細書に記載の技術の態様は、この点において限定されるものでない。
[0045] 符号化回路１０３は、波形生成器１０２によって生成された初期波形を符号化して符号化波形１０４を作り出し、符号化波形を入力信号として遅延メッシュ回路１０５に提供するように構成されてもよい。この目的のために、符号化回路１０３の入力は、波形生成器１０２の出力に連結されてもよく、符号化回路１０３の出力は、遅延メッシュ回路１０５の入力に連結されてもよい。符号化回路１０３の波形生成器１０２及び遅延メッシュ回路１０５への連結は、いかなる好適な方法で実施されてもよく、開示の技術の態様は、この点において限定されるものでない。
[0046] 符号化回路１０３は、符号化回路１０３が入力信号を符号化するとき、結果として符号化された信号が符号化された入力信号より少ないビット数からなるように、圧縮符号化を実施するように構成されてもよい。このようにデータを減らすことで、本明細書に記載のシステムを単一の基板上に一体化する実現可能性を高める。例えば、以下に詳述する通り、入力信号を圧縮符号化することにより、遅延メッシュ回路の遅延メッシュ部をより小さなメモリ量を使用して実装することができるようになり、結果として空間や電力を削減する。いくつかの実施形態において、符号化回路１０３は、符号化回路１０３がＢビットからなる入力信号を符号化するとき、結果として得られる符号化信号が約Ｂ＊Ｍ／Ｎビット（Ｂは正の整数）からなるように、Ｎ−Ｍビット符号器（Ｎ及びＭは、各々、正の整数であり、ＮはＭより大きい）を実現するように構成されてもよい。具体的な非限定的例として、符号化回路１０３は、符号化回路がＢビットからなる入力信号を符号化するとき、結果として得られる符号化信号が約Ｂ／２ビットからなるように２−１ビット符号器を実現するように構成されてもよい。他の具体的な非限定的例として、符号化回路１０３は、符号化回路がＢビットからなる入力信号を符号化するとき、結果として得られる符号化信号が約２Ｂ／３ビットからなるように、３−２ビット符号器を実現するように構成されてもよい。さらに他の具体的な非限定的例として、符号化回路１０３は、符号化回路がＢビットからなる入力信号を符号化するとき、結果として得られる信号が約Ｂ／３ビットからなるように、３−１ビット符号器を実現するように構成されてもよい。以下、図７、図８Ａ、及び図８Ｃを参照して、符号化回路１０３についてより詳細に説明する。
[0047] 遅延メッシュ回路１０５は、波形生成器によって生成された波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号１０４の複数の時間遅延バージョンを生成し、生成された波形の時間遅延バージョンを超音波伝送部１０７に提供するように構成されてもよい。図１に示す実施形態において、遅延メッシュ回路入力信号は、符号化回路１０３を使用することにより、波形生成器１０２によって生成された波形を符号化して得られた符号化波形であってもよい。他の実施形態（例えば、符号化回路１０３が使用されないか、超音波装置１００の一部でない）において、遅延メッシュ回路入力信号は、波形生成器１０２によって生成された波形１０２ａであってもよい。このような実施形態において、遅延メッシュは、非符号化入力信号を（例えば、適切なサイズのバッファで）受け取ることができる。
[0048] 図示の通り、遅延メッシュ回路１０５の入力は、符号化回路１０３の出力に連結されてもよく、遅延メッシュ回路１０５の出力は、超音波伝送部１０７の入力に連結されてもよい。或いは、遅延メッシュ回路１０５の入力は、波形生成器１０２の出力に連結されてもよい。遅延メッシュ回路１０５の符号化回路１０３（及び／又は波形生成器１０２）及び超音波伝送部１０７への連結は、任意の好適な方法で実装されてもよく、本明細書に開示の技術の態様は、この点において限定されるものでない。
[0049] 遅延メッシュ回路１０５は、少なくとも部分的に、遅延メッシュ回路の一部である相互接続遅延メッシュ部のネットワークを通じて入力信号を伝播させることにより、遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを生成するように構成されてもよい。各遅延メッシュ部は、入力信号を受信し、それを特定量遅延させ、入力信号の１個以上の遅延バージョンを１個以上の他の遅延メッシュ部及び／又は超音波伝送部に出力するように構成されてもよい。このように、遅延メッシュ部は、遅延メッシュ入力信号の時間遅延バージョンを１セット生成し、これらの信号を、所望の超音波音場を発するべく遅延メッシュ入力信号の時間遅延バージョンのうちの少なくともいくつかを並行して送信するよう動作する複数の超音波伝送部１０７に提供するよう動作する。理解される通り、各遅延メッシュ部は、複数の他の送信先に遅延メッシュ部によって受信した信号の１個以上の時間遅延バージョンを提供するように構成されてもよい（例えば、遅延メッシュ部は、他の遅延メッシュ部に一定量遅延させたバージョンの信号と、他の異なる量遅延させたバージョンの信号とを超音波伝送部に提供してもよい）。この柔軟性により、遅延メッシュが遅延メッシュ入力信号を複数例又は複数バージョン生成してもよい。
[0050] いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路１０５は、遅延メッシュ入力信号の時間遅延バージョン１０６を所望セット作り出すように制御されてもよい。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路１０５は、遅延メッシュ回路１０５内の１個以上の遅延メッシュ部が、制御可能な遅延メッシュ部に入力された信号を遅延メッシュ部に提供された制御信号に示される一定量（例えば、時間、ビット数等）遅延させるようプログラム可能となるよう、プログラム可能であってもよい。追加又は代替として、遅延メッシュ回路１０５は、１個以上の制御信号を使用して、いずれの遅延メッシュ部が互いに通信（例えば、入力及び出力の授受）してもよいかを特定してもよいように再構成されてもよい。例えば、遅延メッシュ回路１０５内の遅延メッシュ部は、遅延メッシュ部に提供される制御信号に示されたソース（例えば、他の遅延メッシュ部、波形生成器等）からの入力信号を受信するよう制御されてもよい。他の例として、遅延メッシュ回路１０５内の遅延メッシュ部は、入力信号の遅延バージョン１０６を、遅延メッシュ部に提供された制御信号によって示された遅延メッシュ部及び／又は超音波伝送部に提供するよう制御されてもよい。従って、遅延メッシュ入力信号が遅延メッシュ回路１０５を通じて伝播される方法は、遅延メッシュ回路入力信号の時間遅延バージョンを所望セット得るため、遅延メッシュ回路１０５内の１個以上の遅延メッシュ部に制御信号を提供することによって制御されてもよい。以下、図４、図５Ａ〜５Ｂ、及び図６を参照して、遅延メッシュ回路１０５の態様をさらに示す。
[0051] 超音波伝送部１０７は、遅延メッシュ回路１０５から遅延メッシュ回路信号の時間遅延バージョンを受信し、遅延メッシュ回路信号の時間遅延バージョンを復号化して複数の復号化波形を得て、少なくとも複数の復号化波形のサブセットに対応する超音波信号を送信するように構成されてもよい。図示の通り、超音波伝送部１０７の入力は、遅延メッシュ回路１０５の出力に連結されてもよい。超音波伝送部１０７と遅延メッシュ回路１０５との間の連結は、任意の好適な方法で実現されてもよく、本明細書に記載の技術の態様は、この点において限定されるものでない。超音波装置１００は、任意の好適な数の超音波伝送要素を備えてもよい。以下、図３を参照してこの点についてさらに詳細に説明する。
[0052] 図示の通り、超音波伝送部は、復号化回路１０９と、１個以上の超音波要素１１１とを備える。しかしながら、いくつかの実施形態において、超音波伝送部は、１個以上の増幅器（例えば、１個以上のトランスインピーダンス増幅器）、１個以上のパルサ（例えば、１個以上の３レベルパルサ、正電圧及び負電圧を駆動するように構成される１個以上のバイポーラパルサ、１個以上のユニポーラパルサ等）、及び／又はその他任意の好適な回路を含むがこれに限定されない追加回路を備えてもよいが、本明細書に記載の技術の態様は、超音波要素１１１の一部である回路の種別により限定されるものでない。
[0053] 超音波伝送部１０７は、復号化回路１０９を使用して、遅延メッシュ回路入力信号１０４の時間遅延バージョン１０６を復号化するように構成されてもよい。復号化回路１０９は、符号化回路１０３によって実施された符号化に対応する復号化を実施するように構成されてもよい。例えば、符号化回路１０３が、結果として得られる符号化信号が初期信号より少ないビット数からなるよう初期信号を符号化するように構成された実施形態において、復号化回路１０９は、復号化信号が符号化信号より大きいな数のビット数となるように符号化信号を復号化するように構成されてもよい（例えば、復号化信号は、符号化回路により符号化された初期信号と同一のビット数であってもよい）。
[0054] いくつかの実施形態において、復号化回路１０９は、復号化回路１０９がＢビットからなる符号化信号を復号化するとき、結果として得られる復号化信号が約Ｂ＊Ｎ／Ｍビットからなるように、Ｍ−Ｎビット復号器（Ｎ及びＭは正の整数であり、ＮはＭより大きい）を実現するように構成されてもよい。具体的な非限定的例として、復号化回路１０９は、復号化回路がＢビットからなる符号化信号を復号化するとき、結果として得られる復号化信号が約２Ｂビットからなるように、１−２ビット復号器を実現してもよい。他の具体的な非限定的例として、復号化回路１０９は、復号化回路がＢビットからなる符号化信号を復号化するとき、結果として得られる復号化信号が約３Ｂ／２ビットとなるように、２−３ビット復号器を実現するように構成されてもよい。このような復号器は、５−８レベルパルサに有用であってもよい。さらに他の具体的な非限定的例として、復号化回路１０９は、復号化回路がＢビットからなる符号化信号を復号化するとき、結果として得られる復号化信号が約３Ｂビットからなるように、１−３ビット復号器を実現するように構成されてもよい。以下、図７、図８Ｂ、及び図８Ｄを参照して、復号化回路１０９についてより詳細に説明する。
[0055] 超音波伝送部１０７は、超音波要素１１１を使用して、複数の復号化波形に対応する超音波信号を送信するように構成されてもよい。これは、任意の好適な方法によって実施されてもよい。例えば、超音波要素は、複数の復号化波形に対応する超音波信号を生成するため、複数の復号化波形に応じて駆動されてもよい。上述の通り、超音波要素１１１は、１個又は複数の超音波トランスデューサを備えてもよい。超音波トランスデューサは、任意の好適な種別のものであってもよく、いくつかの実施形態において、超音波トランスデューサはＣＭＯＳ基板に対応したものであり、ＣＭＯＳ集積回路を備えたＣＭＯＳ基板上にモノリシックに形成されてもよい。このように、一体型装置（例えば、超音波システムオンチップ）が形成されてもよい。
[0056] いくつかの実施形態において、超音波トランスデューサは、ＣＭＯＳウェーハ上に形成されてＣＭＯＳ集積回路とモノリシックに一体化された超音波トランスデューサを含む、ＣＭＯＳ超音波トランスデューサ（ＣＵＴ）であってもよい。ＣＵＴは、例えば、ＣＭＯＳウェーハに形成された空洞を備えて、膜（又はダイヤフラム）が空洞を覆っていてもよく、いくつかの実施形態においては、空洞を封止していてもよい。電極が設けられ、被覆空洞構造からトランスデューサセルを作り出してもよい。ＣＭＯＳウェーハは、トランスデューサセルが接続されてもよい集積回路を備えてもよい。
[0057] ＣＵＴは、トランスデューサのＩＣとの一体化を可能にする唯一の種別の超音波トランスデューサではない。いくつかの実施形態において、超音波トランスデューサは、容量性微小超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）であってもよい。
[0058] すべての実施形態が、本明細書に記載の種別の超音波トランスデューサ装置においてＣＵＴ又はＣＭＵＴを採用することに限定されない。本明細書に記載の技術のいくつかの態様は、実装される超音波トランスデューサの種別に関わらず、超音波トランスデューサ装置に適用される。例えば、いくつかの実施形態において、スピーカ、マイクの配列、又は任意の好適な超音波トランスデューサ配列が使用されてもよい。
[0059] いくつかの実施形態において、（遅延メッシュ回路１０５によって生成された）遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンは、各々、各超音波伝送部１０７（図１に示す通り、各々が復号化回路１０９及び超音波要素１１１を備える）に出力されてもよい。特定の超音波伝送部１０７の復号化回路１０９は、その特定の超音波伝送部に提供された遅延メッシュ回路入力信号の時間遅延バージョンを復号化するように構成されてもよい。従って、超音波伝送部１０７の復号化回路１０９は、複数の復号化波形を作り出すように構成されてもよい。その後、超音波伝送部１０７の超音波要素１１１は、複数の復号化波形に対応する超音波信号を送信するように構成されてもよい。
[0060] いくつかの実施形態において、超音波伝送部１０７の超音波要素１１１は、復号化波形を並列送信することにより、結果として、所望の超音波音場を単一基板超音波装置１００によって発することができるように、時間的に並列して複数の復号化波形に対応する超音波信号を送信するように構成されてもよい。例えば、発せられた超音波音場は、超音波要素１１１によって並列して送信された信号（例えば、復号化波形に対応する超音波信号）の重畳として形成されてもよい。
[0061] いくつかの実施形態において、２個の信号の並列送信は、並行的、略並行的、又は略同時であってもよい。信号が送信中、時間的に重複する部分があれば、２個の信号の送信は並行的である。信号送信は、時間的重複が少なくとも８０％、少なくとも９０％、又はそれ以上であれば略並行的である。２個の信号の送信は、時間的重複が約９５％以上であれば同時である。
[0062] 上記から理解される通り、超音波要素１１１の並列動作によって作り出される超音波音場の種別は、少なくとも部分的に、遅延メッシュ回路１０５が、符号化を行い、波形生成器１０２によって生成された波形について時間遅延バージョンを１セット作り出すよう制御される方法に依存している。遅延メッシュ回路１０５は、超音波要素の並列動作によって、平面波動場、方位対称性を有する音場、仰角対称性を有する音場、方位対称性と仰角対称性の双方を有する音場、円筒音場、方位対称性を有する円筒音場、仰角対称性を有する円筒音場、球状又は円筒状収束ビーム音場、球状又は円筒状発散波動場、３Ｄ平面波動場、任意の好適な医療関連超音波音場、及び／又はその他任意の好適な種別の超音波音場又は音場を含むがこれに限定されない、多数の種別の超音波音場のいずれかを生成するように構成され、制御されてもよい。非限定的な一例として、アダマール符号に応じて反転を波形に付与することにより、好適な音場のセットを作り出してもよい。
[0063] 遅延メッシュ回路１０５が波形生成器によって生成された一連の各音場について時間遅延バージョンを１セット生成する方法を制御することにより、対象の走査及び／又は超音波装置により発せられる音場のかじ取りを実施してもよいことを理解しなければならない。引いては、このような機能を使用して、３Ｄ撮像機能を実施してもよい。
[0064] 図１に示す単一基板超音波装置の構造は例示であり、この構造の変形も可能であることも理解されなければならない。例えば、図１に示す実施形態では、単一の波形生成器１０２が符号化回路１０３に連結されているが、他の実施形態において、超音波装置１００は符号化回路１０３に連結された複数の波形生成器を備えてもよい。このような実施形態において、符号化回路１０３は、各波形生成器に各々連結された複数の符号化回路を備えてもよく、複数の波形生成器が単一の符号化回路に連結されてもよい。各波形生成器は、１個以上の波形を生成するように構成されてもよい。波形生成器は、同時に１個動作してもよく、又は２個以上の波形生成器が並列で動作してもよい。
[0065] 従っていくつかの実施形態において、単一基板超音波装置は、任意の好適な数の波形生成器を備えてもよい。いくつかの実施形態において、単一基板超音波装置は、超音波伝送部より少ない数の波形生成器からなってもよい。上述の通り、各々１個以上の超音波トランスデューサを備えた超音波伝送部より少ない数の波形生成器を有することで、超音波伝送部を備えた単一の基板上に波形生成器を一体化するのに必要とされる空間及び電力を低減する機能を果たしてもよい（波形生成器の数が超音波伝送部の数と同一である場合とは対照的）。非限定的な一例として、単一基板超音波装置は、波形生成器より少なくとも２倍の数の超音波伝送部を備えてもよい。他の非限定的例として、単一基板超音波装置は、波形生成器の少なくとも４倍の数の超音波伝送部を備えてもよい。さらに他の非限定的な例として、単一基板超音波装置は、波形生成器の８倍（又は１６倍、３２倍、６４倍、少なくとも１００倍、少なくとも２５０倍、少なくとも５００倍、少なくとも１０００倍、少なくとも５０００倍、少なくとも１０，０００倍、５００〜１５，０００倍等）の数の超音波伝送部を備えてもよい。
[0066] 符号化／復号化回路を示している図１の構造の変形例の他の一例として、いくつかの実施形態において、単一基板超音波装置は、符号化／復号化回路を備えず実装されてもよい。このような実施形態において、基板と一体化された波形生成器は、基板と一体化された遅延メッシュ回路の入力に直接又は間接に連結されてもよく、次いで基板と一体化された超音波伝送部の入力に連結されてもよい。
[0067] 図１に示す要素は単一基板超音波装置１００の一部のみであってもよいことも理解されなければならない。例えば、図１に示す要素は、超音波装置１００の要素の単一の超音波回路モジュールであってもよいが、超音波装置１００は、各々、図１に示す要素からなる複数のこのようなモジュール（例えば、少なくとも２個のモジュール、少なくとも１０個のモジュール、少なくとも１００個のモジュール、少なくとも１０００個のモジュール、少なくとも５０００個のモジュール、少なくとも１０，０００個のモジュール、少なくとも２５，０００個のモジュール、少なくとも５０，０００個のモジュール、少なくとも１００，０００個のモジュール、少なくとも２５０，０００個のモジュール、少なくとも５００，０００個のモジュール、２〜１００万個のモジュール等）からなってもよい。複数の超音波回路モジュールは、互いから独立して、且つ／又は、互いと協働して動作するように構成されてもよい。以下、図３を参照してこのことについてさらに詳細に説明する。
[0068] いくつかの実施形態において、図１に示す要素の動作は、単一基板超音波装置１００の外部に配置された要素で制御されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、他の演算装置（例えば、ＦＰＧＡ、少なくとも１個の持続性コンピュータ可読媒体等に記憶された指示を使用してプログラム可能な少なくとも１個のコンピュータハードウェアプロセッサ）は、単一基板装置１００の１個以上の要素の動作を制御するように構成されてもよい。限定的な一例として、演算装置は、波形生成器１０２、符号化回路１０３、遅延メッシュ回路１０５、及び／又は少なくとも１個以上の超音波伝送部１０７の動作を制御する１個以上の制御信号を提供してもよい。追加又は代替として、単一基板超音波装置１００は、単一基板超音波装置１００の他の要素の動作を（例えば、１個以上の制御信号を介して）制御するように構成される１個以上の制御要素を備えてもよい。いくつかの実施形態において、単一基板超音波装置の１個以上の要素は、装置１００の１個以上の「オンチップ」要素と、装置１００の外側に配置された「オフチップ」要素との組み合わせによって制御されてもよい。
[0069] 以下、超音波音場を形成する１個以上の超音波波形を生成及び送信する単一基板超音波装置を使用して、超音波音場を生成及び送信する一例としてのプロセス２００のフローチャートである図２を参照して、図１に示す回路の動作の態様をさらに説明する。プロセス２００は、いかなる好適な単一基板超音波装置（例えば、図１を参照して説明した超音波装置１００）によって実施されてもよい。
[0070] プロセス２００は、２０２で開始し、波形生成器によって波形を生成する。波形生成器は、いかなる好適種別の生成器であってもよく、図１を参照して説明した波形生成器１０２のように、単一基板超音波装置の基板と一体化されてもよい。生成された波形は、いかなる好適な種別（例えば、１個以上のインパルス、連続波、チャープ、符号化励起等からなる波形）であってもよい。いくつかの実施形態において、波形は、プロセス２００の一部として生成されてもよい。他の実施形態において、波形は、（波形生成器又はその他の好適な回路により）プロセス２００の２０２の実施に先立って生成されてもよく、プロセス２００のステージ２０２の一部として投入（又はアクセス）されてもよい。
[0071] 次に、プロセス２００は２０４に進み、２０２で得られた波形を符号化回路で符号化し、符号化波形を得る。符号化回路は、いかなる好適な種別のものであってもよく、図１を参照して説明した符号化回路１０３のように、単一基板超音波装置の基板と一体化されてもよい。波形は、いかなる好適な符号化技術（例えば、圧縮技術、ロッシー符号化技術、ロスレス符号化技術、本明細書に記載の符号化技術のいずれか等）を使用して符号化されてもよい。いくつかの実施形態において、符号化波形は、２０２で得られた波形より少ないビット数からなる。
[0072] ２０４で符号化波形が得られた後、プロセス２００は２０６に進み、符号化波形の１個以上の時間遅延バージョン又は時間遅延例が得られてもよい。符号化波形のいかなる好適な数の時間遅延バージョンが得られてもよい。いくつかの実施形態において、符号化波形の時間遅延バージョンは、単一基板装置と一体化された複数の超音波伝送部の各々に対して得られてもよい。非限定的な一例として、符号化波形の時間遅延バージョンは、超音波装置の基板上に形成された超音波回路モジュールの超音波伝送部の一部又はすべての各々に対して得られてもよい。他の非限定的な例として、符号化波形の時間遅延バージョンは、超音波装置の基板上に形成された複数の超音波回路モジュールの超音波伝送部の一部又はすべての各々に対して得られてもよい。
[0073] いくつかの実施形態において、時間遅延例の符号化波形は、単一基板超音波装置の基板と一体化された遅延メッシュ回路を使用して得られてもよい。例えば、遅延メッシュ回路１０５は（図１を参照して説明）、プロセス２００のステージ２０６を実施するために使用されてもよい。遅延メッシュ回路は、複数の遅延メッシュ部からなってもよく、少なくとも部分的に、遅延メッシュ部間に符号化波形を伝播させることにより、符号化波形の時間遅延バージョンを生成するように構成されてもよい。各遅延メッシュ部は、自身を通過する波形を構成可能な量、遅延させるように構成されてもよい。以下に詳述する通り、遅延メッシュの動作は、遅延メッシュネットワーク内の遅延メッシュ部がいかに互いに通信を行うか、各遅延メッシュ部が動作し自身を通過する信号を遅延させる方法を制御する１個又は複数のパラメータによって制御されてもよい。
[0074] ２０６で符号化波形の時間遅延バージョンが得られた後、プロセス２００は２０８に進み、符号化波形の時間遅延バージョンが復号化回路によって復号化され、１個以上の復号化波形を得る。復号化回路は、いかなる好適な種別のものであってもよく、図１を参照して説明した復号化回路１０９のように、単一基板超音波装置の基板と一体化されてもよい。復号化は、いかなる好適な復号技術（その例をここで説明する）を使用して実施されてもよい。いくつかの実施形態において、復号化波形は、それを得るために使用した符号化波形の時間遅延バージョンより多いビット数からなってもよい。
[0075] ２０８で復号化波形が得られた後、プロセス２００は２１０に進み、復号化波形を使用して１個以上の超音波要素（例えば、図１を参照して説明した超音波要素１１１）を駆動し、超音波信号を生成する。復号化波形の少なくとも一部（例えば、全部）により、複数の超音波要素を並列して駆動し、所望の超音波を生成してもよい。このようにして生成されてもよい超音波の例については上述の通りである。
[0076] プロセス２００は例示であり、変形も可能であることを理解しなければならない。例えば、いくつかの実施形態において、プロセス２００は、２０４及び２０８で各々符号化と復号化を実施することなく実施されてもよい。このような実施形態において、生成波形は２０２で生成され、２０６で生成波形の１個以上の時間遅延バージョンが得られる。次いで生成波形の時間遅延バージョンは、送信のため、２１０で超音波トランスデューサに提供される。
[0077] プロセス２００は、複数のこのようなモジュールを備えた超音波装置の１個又は複数の超音波回路モジュールの各によって実施されてもよい。一実施形態に係る、複数の超音波回路モジュールを備えた単一基板超音波装置を図３に示す。
[0078] 図３は、複数の超音波回路モジュール３０４が上に形成された超音波装置の基板３０２（例えば、半導体基板）を示している。図示の通り、超音波回路モジュール３０４は、複数の超音波要素３０６を備えてもよい。超音波要素３０６は、複数の超音波トランスデューサ３０８を備えてもよい。
[0079] 図示の実施形態において、基板３０２は、７２行と２列の配列に配置された１４４のモジュールを備える。しかしながら、単一基板超音波装置の基板は、その他任意の好適な方法で任意の好適な数の行及び列の２次元配列モジュールとして配列されてもよい、任意の好適な数の超音波回路モジュール（例えば、少なくとも２個のモジュール、少なくとも１０個のモジュール、少なくとも１００個のモジュール、少なくとも１０００個のモジュール、少なくとも５０００個のモジュール、少なくとも１０，０００個のモジュール、少なくとも２５，０００個のモジュール、少なくとも５０，０００個のモジュール、少なくとも１００，０００個のモジュール、少なくとも２５０，０００個のモジュール、少なくとも５００，０００個のモジュール、２〜１００万個のモジュール等）を備えてもよいことを理解しなければならない。
[0080] 図示の実施形態において、各モジュールは、２行及び３２列の配列に配置された６４個の超音波要素を備える。しかしながら、超音波回路モジュールは、その他任意の好適な方法で任意の好適な数の行及び列の２次元超音波要素配列として配列されてもよい、任意の好適な数の超音波要素（例えば、１個の超音波要素、少なくとも２個の超音波要素、少なくとも４個の超音波要素、少なくとも８個の超音波要素、少なくとも１６個の超音波要素、少なくとも３２個の超音波要素、少なくとも６４個の超音波要素、少なくとも１２８個の超音波要素、少なくとも２５６個の超音波要素、少なくとも５１２個の超音波要素、２〜１０２４個の要素、少なくとも２５００個の要素、少なくとも５，０００個の要素、少なくとも１０，０００個の要素、少なくとも２０，０００個の要素、１０００〜２０，０００個の要素等）を備えてもよいことを理解しなければならない。
[0081] 図示の実施形態において、各超音波要素は、４行と４列の２次元配列に配置された１６個の超音波トランスデューサを備えている。しかしながら、超音波要素は、その他任意の好適な方法によって任意の好適な数の行及び列（四角すなわち矩形）を有する２次元配列に配列されてもよい、任意の好適な数の超音波トランスデューサ（例えば、１個、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも１６個、少なくとも２５個、少なくとも３６個、少なくとも４９個、少なくとも６４個、少なくとも８１個、少なくとも１００個、１〜２００個等）を備えてもよいことを理解しなければならない。
[0082] 上述の要素のいずれか（例えば、超音波伝送部、超音波要素、超音波トランスデューサ）は、１次元配列、２次元配列、又はその他任意の好適な方法で配置されてもよいことを理解しなければならない。
[0083] 上述の通り、超音波回路モジュールは、１個以上の超音波要素に加えて回路を備えてもよい。いくつかの実施形態において、超音波回路モジュールは、１個以上の波形生成器（例えば、２個の波形生成器、４個の波形生成器等）、符号化回路（例えば、符号化回路１０３）、遅延メッシュ回路（例えば、遅延メッシュ回路１０５）、及び／又は復号化回路（例えば、１個以上の復号化回路からなる復号化回路１０９）を備えてもよい。超音波回路モジュールの一部であってもよいこれらの例としての回路は、例示であり、限定を意図するものではなく、超音波回路は追加又は代替としてその他任意の好適な回路を備えてもよい。
[0084] いくつかの実施形態において、単一基板超音波装置は、基板と一体化され、超音波回路モジュールを互いに接続するように構成される、超音波回路モジュール間にデータを流すモジュール相互接続回路を備えてもよい。例えば、装置モジュール相互接続回路は、隣接する超音波回路モジュール間の接続を提供するように構成されてもよい。このように、超音波回路モジュールは、装置上の１個以上の他の超音波回路モジュールとデータの授受を行ってもよい。
[0085] 超音波回路モジュールが互いに通信するように構成される実施形態において、１個の超音波回路モジュールにおいて波形生成器により発生された（任意で符号化された）波形の時間遅延バージョンは、１個以上の他の超音波回路モジュールにおいて１個以上の超音波要素に伝播され、（符号化が実施された場合には復号化された後）１個以上の超音波要素によって送信される。非限定的な一例として、生成された波形をすべての超音波回路モジュールを通って外側に伝播させることにより、基板中央付近に配された単一の波形生成器を使用して超音波音場が生成されてもよい。第１超音波回路モジュールから始まる、第２回路モジュールへの信号伝播は、少なくとも部分的に、第１超音波回路モジュールの遅延メッシュ、第２回路モジュールの遅延メッシュ、及び第１超音波回路モジュール及び第２超音波回路モジュールとは別のいずれかの超音波回路モジュールの遅延メッシュを通じて信号を伝播させることによって実施されてもよい。このように、モジュール相互接続回路は、異なる超音波回路モジュールの遅延メッシュを接続する回路を備えてもよいことを理解しなければならない。
[0086] 遅延メッシュ回路（例えば、図１に示す遅延メッシュ回路１０５）の態様は、複数の遅延メッシュ部４０４を備えて遅延メッシュ回路４０３を示す図４を参照してさらに理解されてもよい。遅延メッシュ回路４０３は、入力回路４０２から入力信号を受信し、超音波伝送部４０６に出力信号を提供するように構成されてもよい。図示の実施形態において、各遅延メッシュ部４０４の入力は、遅延メッシュ部４０４に１個以上の入力信号を提供するように構成される入力信号回路４０２の出力に連結される。遅延メッシュ部４０４の出力は、対応する超音波伝送部４０６の入力に連結される。従って、遅延メッシュ回路４０３の遅延メッシュ部４０４は、入力信号回路４０２から入力信号を受信し、入力信号の複数の時間遅延バージョンを生成し、生成した入力信号の時間遅延バージョンを超音波伝送部４０６に提供するように構成されてもよい。
[0087] いくつかの実施形態において、入力信号回路４０２は、遅延メッシュ回路４０３への入力信号として符号化信号を提供するように構成される符号化回路（例えば、図１に示す符号化回路１０３）を備える。符号化回路は、遅延メッシュ部４０４への入力信号として、１個又は複数の波形生成器（例えば、図１の波形生成器１０２）によって生成された１個以上の波形を符号化することによって得られた１個以上の符号化波形を提供してもよい。追加又は代替として、入力信号回路４０２は、波形を生成し、それらを入力信号として遅延メッシュ部４０４に提供するように構成される１個又は複数の波形生成器（例えば、１個の波形生成器、２個の波形生成器、３個の波形生成器等）を備えてもよい。
[0088] 遅延メッシュ回路４０３は、任意の好適な数の超音波伝送部４０６（例えば、少なくとも１個の伝送部、少なくとも２個の伝送部、少なくとも４個の伝送部、少なくとも８個の伝送部、少なくとも１６個の伝送部、少なくとも３２個の伝送部、少なくとも６４個の伝送部、少なくとも１２８個の伝送部、少なくとも２５６個の伝送部、単一の超音波回路モジュールの超音波伝送部の一部又は全部、複数の超音波回路モジュールの超音波伝送部の一部又は全部等）を連結されてもよい。
[0089] 図示の実施形態において、各遅延メッシュ部４０４の出力は、対応する単一の超音波伝送部４０６の入力に連結される。しかしながら、いくつかの実施形態において、１つ又は複数の遅延メッシュ部４０４は、複数の超音波伝送部４０６に出力信号を提供するように構成されてもよく、本明細書に記載の技術の態様は、この点において限定されない。これについては、図５Ｂを参照してさらに検討する。
[0090] 遅延メッシュ回路４０３は、相互接続された遅延メッシュ部４０４のネットワークを備える。以下詳述の通り、各遅延メッシュ部４０４は、１つ以上のソース（例えば、１つ以上の他の遅延メッシュ部及び／又は入力信号回路４０２）から１つ以上の入力信号を受信し、１つ以上の制御信号を受信し、少なくとも部分的に１つ以上の出力信号を作り出す旨の制御信号に基づいて入力信号に１つ以上の動作を実施し、出力信号を１つ以上の送信先（例えば、１つ以上の他の遅延メッシュ部４０４及び／又は１つ以上の超音波伝送部４０６）に提供するように構成されてもよい。
[0091] 遅延メッシュ回路４０３は、任意の好適な数の遅延メッシュ部を備えてもよい。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路４０３は、遅延メッシュ回路４０３が連結される超音波伝送部と少なくとも同じ数の遅延メッシュ部を備えてもよい。非限定的な一例として、遅延メッシュ回路４０３は、遅延メッシュ回路４０３が連結される超音波伝送部の数と同一の数の遅延メッシュ部を備えてもよい。他の非限定的な例として、遅延メッシュ回路４０３は、遅延メッシュ回路４０３が連結される超音波伝送部の少なくとも２倍（又は３倍、４倍、５倍等）の数の遅延メッシュ部を備えてもよい。
[0092] 遅延メッシュ部は、入力信号に、１つ以上の送信先への出力に先立った入力信号の遅延、１つ以上の送信先への出力信号としての入力信号の一部の選択及び提供、入力信号への任意の好適なビットレベルの数学的及び／又は論理的演算の実施のいずれか１つ以上を含むがこれに限定されない多数の種別の動作のいずれかを実施するように構成されてもよい。
[0093] 遅延メッシュ部は、入力信号の異なるバージョンを異なる送信先に出力するように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、遅延メッシュ部は、入力信号を第１の量、遅延させ、結果として得られた遅延信号を１つ以上の遅延メッシュ部に提供し、入力信号を第２の量、遅延させ、結果として得られた遅延信号を１つ以上の超音波伝送部に提供するように構成されてもよい。
[0094] 遅延メッシュ部４０４は、互いに通信（例えば、入力を受信し、且つ／又は、出力を提供）するように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ部は、遅延メッシュ回路内の１つ以上の隣接の遅延メッシュ部と通信してもよい。例えば、図４に示す通り、遅延メッシュ部は、左隣及び右隣と通信を行うように構成されてもよい。他の例として、遅延メッシュ部が２次元格子状に配置される場合、遅延メッシュ部は、その左隣、右隣、上隣、下隣のうちの１つ以上と通信を行うように構成されてもよい。しかしながら、遅延メッシュ部は、それに隣接する遅延メッシュ部と通信を行うことに限定されず、追加又は代替として、遅延メッシュ回路のその他任意の遅延メッシュ部（例えば、斜隣、隣の隣、隣を間に挟んだ遅延メッシュ部、同一行の遅延メッシュ部、同一列の遅延メッシュ部等）と通信を行うように構成されてもよいことを理解しなければならない。
[0095] 遅延メッシュ回路は、１つ以上の遅延メッシュ回路制御信号に応じて、遅延メッシュ入力信号の時間遅延バージョンを所望セット作り出すよう制御されてもよい。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、異なる遅延メッシュ回路制御信号に応じて、同一の遅延メッシュ入力信号から時間遅延バージョンを異なるセット作り出すように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、異なる精度（例えば、所望の期間、所望の数のクロックサイクルの範囲まで、入力波形の特定位相の範囲まで等）で制御され、遅延メッシュ入力信号の遅延バージョンを作り出してもよい。
[0096] 遅延メッシュ回路制御信号は、遅延メッシュ内の個々の遅延メッシュ部を制御する１つ以上の遅延メッシュ部制御信号を備えてもよい。遅延メッシュ部制御信号は、遅延メッシュ部がいかに動作するかに関する種々の態様を制御してもよい。図５Ａは遅延メッシュ部５００（いずれかの遅延メッシュ回路の外側に図示）に付与される遅延メッシュ部制御信号の一部を示している。
[0097] いくつかの実施形態において、遅延メッシュ部制御信号は、遅延メッシュ部が入力信号を受信するソースを特定してもよい。例えば、ある遅延メッシュ部に対する遅延メッシュ部制御信号は、その遅延メッシュ部が入力信号を受信するソースとして他の遅延メッシュ部を特定してもよく、又は、その遅延メッシュ部が入力信号を受信するソースとして遅延メッシュ入力回路（例えば、波形生成器、波形生成器の出力を符号化する符号器等）を選択してもよい。例えば、図５Ａに示す通り、遅延メッシュ部制御信号は、遅延メッシュ部５００が入力信号を受信するソースの選択を制御するための部分５０２ａを備える。図５Ａの実施形態において、部分５０２ａは、４つの隣接する遅延メッシュ部と波形生成器からのソースの選択（例えば、マルチプレクサの制御による）を制御するものである。他の実施形態において、部分５０２ａは、任意の好適な数の遅延メッシュ部（隣接するか否かを問わず）及び／又は任意の好適な数の波形生成器からのソースの選択を制御するものであってもよいが、本明細書に記載の技術の態様は、この点において限定されない。
[0098] 遅延メッシュ部は、遅延メッシュ部によって受信された（例えば、他の遅延メッシュ部又は波形生成器等からの）１つ以上の入力信号を記憶するように構成されるバッファ（例えば、シフトレジスタ、連想メモリ、及び／又はその他任意の好適な手段として実装される）を備えてもよい。従って、いくつかの実施形態において、遅延メッシュ部制御信号は、バッファ内の入力信号を書き込むべき位置を特定してもよい。例えば、図５Ａに示す通り、遅延メッシュ部制御信号は、バッファ内の入力信号を書き込むべき位置を特定する部分５０２ｃ（「書き込み選択」と称する）を含む。非限定的な一例として、バッファがシフトレジスタとして実装される実施形態において、部分５０２ｃは、シフトレジスタ内の入力信号が書き込まれるべき位置を特定してもよい。他の非限定的な例として、バッファが連想メモリとして実装される実施形態において、部分５０２ｃは、バッファに隣接して入力信号の書き込みが開始される初期位置を特定するか、或いは部分５０２ｃは、入力信号を書き込むべき位置のセットを特定してもよい。
[0099] いくつかの実施形態において、遅延メッシュ部制御信号は、出力対象の信号が読み出されるバッファ内の位置を特定してもよい。例えば、図５Ａに示す通り、遅延メッシュ部制御信号は、入力信号を読み出すバッファ内の位置を特定する部分５０２ｂ（「読み出し選択」と称する）を備えてもよい。非限定的な一例として、バッファがシフトレジスタとして実装される実施形態において、部分５０２ｂは、出力信号の読み出されるシフトレジスタ内の位置を特定してもよい。他の非限定的な例として、バッファが連想メモリとして実装される実施形態において、部分５０２ｂは、バッファに隣接して入力信号の読み出しが開始される初期位置を特定するか、或いは部分５０２ｂは、出力信号を読み出すべき位置のセットを特定してもよい。
[0100] 上記から理解される通り、入力信号を書き込むべき遅延メッシュ部のバッファ内の位置と、バッファからの出力信号を読み出すべき位置を制御することにより、遅延メッシュ内に入ってくる信号を、送信先（例えば、他の遅延メッシュ部及び／又は超音波伝送部）への出力に先立って遅延させる時間量（例えば、クロックサンプルの数）を特定することができる。このように、遅延メッシュ回路の各遅延メッシュ部は、特定量、各入力信号を遅延させるよう制御されてもよい。異なる遅延メッシュ部が、異なる量、各々やってくる入力信号を遅延させるよう制御されてもよいことが理解されなければならないが、本明細書に記載の技術の態様は、この点において限定されない。
[0101] さらに、遅延メッシュ部制御信号は、遅延メッシュ部をリセットするリセット信号（例えば、図５Ａにおいて「ＲＳＴ」と示される部分５０２ｄ）、クロック信号（例えば、図５Ａにおいて「ＣＬＫ」と示される部分５０２ｅ）、超音波伝送部に出力されている波形を反転させるか否かを示す信号（例えば、図５Ａにおいて「反転」と示される部分５０２ｆ参照のこと）、遅延メッシュ部を有効化又は無効化するか否かを示す信号（例えば、図５Ａにおいて「遅延メッシュ部有効化」と示された部分５０２ｆ参照のこと）及び対応する超音波伝送部内のパルサ等の１つ以上の出力先又は１つ以上の他の遅延メッシュ部への出力を有効化又は無効化するか否かを示す信号（例えば、図５Ａにおいて「出力有効化」と示された部分５０２ｈ参照のこと）からなってもよい。遅延メッシュ部有効化信号及び出力有効化信号を使用して、遅延メッシュ部への出力を下げてもよく、又はバッファとしての使用を有効化しつつ、対応する超音波伝送部等の１つ以上の出力先への出力を抑えてもよい。
[0102] 図５Ｂは、本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る一例としての遅延メッシュ部５５０の構造を提供している。遅延メッシュ部５５０は、任意の好適な遅延メッシュ部であってもよく、例えば、図４を参照して説明した遅延メッシュ部４０４の１つであってもよい。遅延メッシュ部５５０は、１つ以上の遅延メッシュ部制御信号によって制御されてもよい。図示の通り、遅延メッシュ部５５０は、遅延メッシュ制御信号５５６によって制御される。遅延メッシュ制御信号５５６は、以下詳細に説明する部分５７６ａ、５７６ｂ、及び５７６ｃと、上述のクロック信号及びリセット信号からなる部分５７６ｄとを含む。遅延メッシュ部制御信号５５６は、単一基板超音波装置に連結されるものの、それと一体化されない１つ以上の演算装置等、１つ以上の「オフチップ」要素により、又は１つ以上のオンチップ要素と１つ以上のオフチップ要素とにより、遅延メッシュ部５５０が一体化された単一基板装置と一体化された１つ以上の「オンチップ」要素により、提供されてもよい。
[0103] 遅延メッシュ部５５０は、遅延メッシュ部５５０が入力を受信するソースを選択するための遅延メッシュ制御信号部分５７６ａ（「方向選択」と称する）によって制御される入力配線５６６を備える。いくつかの実施形態において、入力配線５６６は、入力ソースを選択する部分５７６ａによって制御可能な少なくとも１つのマルチプレクサを備えてもよい。図示の通り、遅延メッシュ部５５０は、隣接の遅延メッシュ部５５２の１つから、又は１つ以上の波形生成器（波形生成器５５４として図示）又は符号化回路（図示せず）等の他の入力回路からの入力信号を受信するよう制御されてもよい。遅延メッシュ部は、１つ以上の隣接する遅延メッシュ部（例えば、その遅延メッシュ部の左側、右側、上方、及び下方の遅延メッシュ部）からの入力を受信することに限定されず、例えば、単一基板超音波装置の遅延メッシュ回路のその他任意の遅延メッシュ部部分からの入力も受信するように構成されてもよいことを理解しなければならない。例えば、遅延メッシュ部が２次元格子状に配置される実施形態において、遅延メッシュ部は、その遅延メッシュ部の対角に配置される他の遅延メッシュ部からの入力を受信してもよい。
[0104] 遅延メッシュ部５５０はさらに、少なくとも部分的に、入力配線５６６を介して遅延メッシュ部５５０により受信された入力信号を記憶するために使用される遅延部５６５を備える。遅延部５６５でなく遅延メッシュ部５５０に設けられる回路は、「メッシュ結合」と称されてもよい。図５Ｂに示す通り、メッシュ結合は、入力配線５６６、出力配線５７４、及び出力配線５７５を備える。
[0105] 遅延部５６５は、バッファ５７０と、（「書き込み選択」遅延メッシュ部制御信号部分５７６ｂに応じて）遅延メッシュ部５５０によって受信された入力信号を書き込むべきバッファ５７０内の位置を制御するように構成される書き込み選択回路５６８と、（「読み出し選択」部分５７６ｃに応じて）出力信号として１つ以上の出力先に提供される信号を読み出すべきバッファ５７０内の位置を制御するように構成される読み出し選択回路５７２とを備える。遅延部５６５は、一実施形態に係る遅延部であり、遅延部は、その他任意の好適な方法によって実装されてもよいことを理解されなければならず、本明細書に記載の技術の態様は、この点において限定されない。
[0106] いくつかの実施形態において、バッファ５７０は、シフトレジスタとして実装されてもよい。このような実施形態において、書き込み選択回路５６８及び読み出し選択回路５７２は、各々、入力信号を書き込むべきバッファ５７０内の位置と、出力信号を読み出すべきバッファ５７０内の位置とを各々選択する１つ以上のマルチプレクサを使用して実装されるように構成されてもよい。他の実施形態において、バッファ５７０は、連想メモリとして実装されてもよい。いくつかの実施形態において、書き込み選択回路５６８及び読み出し選択回路５７２は、各々、入力信号を書き込むべきバッファ５７０内の位置と、出力信号を読み出すべきバッファ５７０内の位置とを選択する１つ以上のポインタを使用するように構成されてもよい。このポインタは、任意の好適な方法でインクリメントされてもよいが、本明細書に記載の技術の態様は、この点において限定されない。バッファ５７０は、シフトレジスタ又は連想メモリとして実装されることに限定されず、その他任意の好適な手段によって実装されてもよいことを理解しなければならない。
[0107] バッファ５７０の実装方法に関わらず、バッファ５７０は、任意の好適なサイズの入力信号を記憶するように構成されてもよい。非限定的な一例として、バッファ５７０は、１０個以下の値、２０個以下の値、ビット数以下の数の値、５０個以下の値、１００個以下で１０〜１００個の値、５０〜５００個の値、１００〜１０００個の値、５００〜１０００個の値、又はその他任意の好適な数の値を記憶するように構成されてもよい。次に、各値は、任意の好適なビット数（例えば、１ビット、２ビット、４ビット、８ビット、１６ビット、３２ビット、６４ビット、１２８ビット、２５６ビット等）からなってもよい。
[0108] 遅延メッシュ部５５０からの出力信号は、１つ以上の出力先に提供されてもよい。図示の通り、遅延メッシュ部５５０は、バッファ５７０から１つ以上の遅延メッシュ部５５８（遅延メッシュ部５５２と同一であっても異なってもよい）に出力信号を提供するように構成される出力配線５７４を備える。出力配線５７４は、任意の好適な数（例えば、１個、２個、３個、４個、５個等）の遅延メッシュ部に出力信号を提供することのできる任意の好適な数の配線を備えてもよい。
[0109] さらに、遅延メッシュ部５５０は、バッファ５７０から１つ以上の超音波伝送部５６０に出力信号を提供するように構成されてもよい。超音波伝送部は、任意の好適な超音波伝送部であってもよく、例えば、図４を参照して説明した超音波伝送部４０６であってもよい。図示の実施形態において、遅延メッシュ部５５０は、配線５７５を介して、バッファ５７０から、超音波伝送部５６０から出力信号を提供すべき１つを選択するよう制御されてもよいマルチプレクサ５５９に出力信号を提供するように構成されてもよい。マルチプレクサ５５９は、任意の好適な種別であってもよく、（任意の好適な数の）超音波伝送部５６０から出力信号を提供すべきいずれか１つを選択するように構成されてもよい。例えば、マルチプレクサ５５９は、２個、３個、４個、又は５個の超音波伝送部５６０のいずれか１つを選択するように構成されてもよい。他の実施形態において、遅延メッシュ回路は、（マルチプレクサ５５９の破線で示す通り）マルチプレクサ５５９を備えていなくてもよく、遅延メッシュ部５５０は、配線５７５を介して、バッファ５７０から超音波伝送部５６０に直接出力信号を提供するように構成されてもよい。
[0110] 遅延メッシュ部５５０は、遅延メッシュ部５５８と超音波伝送部５６０に異なる出力信号を提供してもよいことを理解しなければならない。例えば、遅延メッシュ部５５０は、遅延メッシュ部５５８に、入力信号を第１の量、遅延させて得られた出力信号を提供し、超音波伝送部５６０に、入力を第１の量とは異なる第２の量、遅延させて得られた異なる出力信号を提供してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、遅延メッシュ部は、同一の出力信号をすべての出力先に出力してもよい（例えば、同一の出力信号を、遅延メッシュ部５５８及び超音波伝送部５６０に提供してもよいが、本明細書の開示の態様は、この点において限定されない）。
[0111] 上述の通り、遅延メッシュ回路は、遅延メッシュ回路における複数の遅延メッシュ部を通じて入力信号を伝播させることにより、入力信号（例えば、波形生成器から出力された波形）を遅延させるように構成されてもよい。各遅延メッシュ部は、入力信号の１つのバージョンを特定量、遅延させるように構成されてもよい。このことについては、遅延メッシュ部６０２を備えた例示としての遅延メッシュ回路６００（図６の各行は、単一の遅延メッシュ部に対応する）を示す図６にさらに示す。各遅延メッシュ部６０２は、各超音波伝送部６０４に出力信号を提供するように構成されてもよい。各遅延メッシュ部６０２は、一連のシフトレジスタ及びマルチプレクサとして実装されるバッファを備える。第１遅延メッシュ部を出て第２遅延メッシュ部に入る破線矢印は、信号が読み出される第１遅延メッシュのバッファ内の位置と、第１遅延メッシュ部から読み出された信号が書き込まれる第２遅延メッシュ部のバッファ内の位置とを示す。上述の通り、読み出し位置及び書き込み位置は、遅延メッシュ部制御信号によって特定されてもよく、図６に示す矢印は、図６に示す遅延メッシュ部６０２の読み出し位置及び書き込み位置を特定する１セットの遅延メッシュ部制御信号を表している。すなわち、図６は、遅延メッシュ部６０２の読み出し位置及び書き込み位置が１セットの遅延メッシュ部制御信号によって特定されるメッシュ結合を示している。
[0112] これらの遅延メッシュ制御信号の最終結果は、図６に示す入力信号の遅延を導く。図示の通り、遅延メッシュ回路６００に入力された信号１つのバージョンは、最初の遅延メッシュ部６０２に沿って伝播し、最初の遅延メッシュ部における出力に伝播するまでに６時間単位（１時間単位が、例えば、１つ又は複数のクロック周期に対応する）遅延される。遅延メッシュ回路６００を通じて（例えば、最初の遅延メッシュ部から始まり、２〜５個目の遅延メッシュ部のうちの１つ以上を通じて）伝播し、２〜５個目の遅延メッシュ部のいずれかから出力される遅延メッシュ入力信号の複数バージョンが、７時間単位、遅延される。遅延メッシュ回路６００を通じて（例えば、最初の遅延メッシュ部から始まり、次いで２〜８個目の遅延メッシュ部の１つ以上を通じて）伝播し、６〜８個目の遅延メッシュ部のいずれかから出力される遅延メッシュ入力信号の複数バージョンは、８時間単位、遅延される。
[0113] 図７、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、及び８Ｄは、本明細書に記載のいくつかの実施形態に係る単一基板超音波装置の回路の一部であってもよい符号化回路及び復号化回路の動作を示している。上述の通り、符号化回路は、符号化信号が符号化された入力信号より少ないビット数からなるように、圧縮符号化を実施するように構成されてもよい。次に復号化回路は、符号化信号を展開し、符号化された入力信号と同一ビット数（又はそれより多いビット数）の復号化信号を得るように構成されてもよい。いくつかの実施形態において、符号化回路は、Ｋ個の状態の信号（Ｋは２以上の任意の整数）を符号化してＬ個の状態の符号化信号（Ｌは、１以上の任意の整数であり、Ｋより小さい）を得てもよい。次に復号化回路は、Ｌ個の状態の信号を復号化してＫ個の状態の符号化信号を得てもよい。
[0114] 図７に示す非限定的な一例として、符号化回路７０２は、３個の状態の信号（その状態が２ビットを使用して表現されてもよい信号）を符号化するように構成され２個の状態の信号（すなわち、その状態が１ビットを使用して表現されてもよい信号）を得てもよく、復号化回路７０４は、２個の状態の信号を復号化するように構成され３個の状態の信号を得てもよい。このような符号化／復号化は、遅延メッシュ回路の実装に必要な量のメモリを減らす役割を果たしてもよい。例えば、遅延メッシュ回路の遅延メッシュ部は、遅延メッシュ回路に提供される入力信号が圧縮符号化を使用して符号化されるとき、より小さなバッファを使用して実装されてもよい。
[0115] いくつかの実施形態において、符号化回路７０２及び復号化回路７０４は、図８Ａ及び８Ｂに示す有限状態機械として示される通り、動作してもよい。図８Ａは、いくつかの実施形態における符号化回路７０２の動作を示す有限状態機械（ＦＳＭ）８００を示している。図８Ｂは、いくつかの実施形態における復号化回路７０４の動作を示すＦＳＭ８１０を示している。
[0116] ＦＳＭ８００は、＋１，０、及び−１の値をとる３値波形を符号化するように構成され、値が状態推移を表す２値波形を得る。すなわち、各位置において、符号化されている波形は、＋１，０、又は−１の値をとり、符号化波形は０又は１の値をとる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載の実施形態に係る波形生成器によって生成された波形は、連続推移（これは、高周波要素を認めないため、基本的に３値波形の帯域幅に対する制約である）を含まなくてもよい。従って、いくつかの実施形態において、ＦＳＭ８００は、復号化に際して連続状態推移が回復不能となるように、波形を符号化することによって符号化されている波形の帯域限定性質を利用してもよく、結果として、符号化波形の長さを減らす（例えば、２００％）。このように、ＦＳＭ８００を使用して２個の連続推移を有する波形を符号化すると、これらの推移は、復号化に際して回復されなくてもよい。この意味において、符号化／復号化方式はロッシーである。例えば、波形「０＋１０−１０−１０」がＦＳＭ８００で符号化され、ＦＳＭ８１０で復号化されると、復号化波形は「０＋１＋１−１−１−１−１」であってよく、当初の波形が回復されない。
[0117] 図示の通り、ＦＳＭ８００は、４つの状態「０」、「００」、「ｓｇｎ」状態、及び「ｓｇｎ＊」状態を備える。「ｓｇｎ」状態は、ＦＳＭ８００を実装するのに使用されるビット値に対応し、０又は１の値をとる。「ｓｇｎ」ビットの値は、状態推移の２つに沿って変化することに留意する。「ｓｇｎ＊」状態は、対応の波形値「＋１」及び「−１」を表す。図面中の矢印は、状態間の状態変化を表す。各値の上の数字は符号化を表す。「Ｘ」の符号は、符号化の目的では関係のない値をいう。
[0118] ＦＳＭ８１０は、ＦＳＭ８００によって実施される符号化を逆転するように構成される。すなわち、ＦＳＭ８１０は、（波形の各位置で）０及び１の値をとる２値波形を（波形の各位置で）＋１、０、及び−１の値をとる３値波形に復号化するように構成される。図示する通り、ＦＳＭ８１０は、３つの状態、「０」、「ｓｇｎ」状態、及び「ｓｇｎ＊」状態からなる。ＦＳＭ８００の場合のように、「ｓｇｎ」状態は、０又は１の値をとり、「ｓｇｎ＊」状態は、対応波形状態「＋１」及び「−１」を表し、「Ｘ」の符号は、復号化の目的では関係のない値をいう。
[0119] いくつかの実施形態において、符号化回路７０２及び復号化回路７０４は、図８Ｃ及び図８Ｄに示す有限状態機械で示される通り、動作してもよい。図８Ｃは、いくつかの実施形態における符号化回路７０２の動作を表す有限状態機械（ＦＳＭ）８２０を示す。図８ＣのＦＳＭ８２０の動作を表す推移テーブルを以下の表１に示す。図８Ｄは、いくつかの実施形態における復号化回路７０４の動作を表すＦＳＭ８３０を示している。図８ＤのＦＳＭ８３０の動作を示す推移テーブルを以下の表２に示す。
[0120] 図８ＣのＦＳＭ８２０は、「０」の状態と「ｓｇｎ＊」の状態との間の推移が（１、！ｓｇｎ）及び（１、ｓｇｎ）から（１，１）及び（１，０）に各々変化する値を有する点で、図８ＡのＦＳＭ８００と異なる。図８ＤのＦＳＭ８３０も同様に、図８ＢのＦＳＭ８１０と異なる。符号化回路７０２及び復号化回路７０４が、各々、ＦＳＭ８２０及び８３０で示される通りに動作するとき、入力波形の１ビット（例えば、入力波形の第２ビット）を変化させると、結果として、波形が復号化に際して反転される（例えば、各値が−１、０、又は１の値をとる３値波形で、反転の効果として−１が各々＋１になり、＋１が各々−１になる）。このような機能は、超音波伝送部の復号化回路を使用して波形を反転する効率的方法が得られ、反転を実施するための追加回路を要しないため、符号化／復号化回路を備える実施形態において有利あってもよい。

[0121] 本明細書に記載の技術の態様は、１つ以上の利点を提供するものであってよく、そのうちのいくつかは上述したものである。さてこれらの利点の非限定的例をいくつか説明する。すべての態様及び実施形態がこれから説明する利点の必ずしもすべてを提供するものではないことを理解しなければならない。さらに、本明細書に記載の技術の態様は、これから説明する追加の利点を提供するものであってもよいことを理解しなければならない。
[0122] 本技術の態様は、医療関連超音波音場を作り出すのに使用される超音波トランスデューサに所望の波形を提供するため、空間効率及び電力効率のよい回路を備えた単一基板超音波装置を提供するものである。この回路は、いくつかの実施形態において、完全に電子化されてもよく、ＣＭＯＳ基板等の単一基板上の超音波トランスデューサと一体化されてもよい。この回路は、超音波装置に超音波トランスデューサより少ない数の波形生成器を一体化させる遅延メッシュを備える。
[0123] この適用態様によると、基板と、基板と一体化された第１超音波伝送部と、基板と一体化され、第１超音波伝送部の入力に連結され、第１超音波伝送部に、波形生成器によって生成された波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号の時間遅延バージョンを出力するように構成される遅延メッシュ回路とを備える装置を提供する。この態様の種々の実施形態をこれから説明するが、これらは個別又は組み合わせで使用されてもよい。
[0124] 一実施形態において、この装置はさらに、波形生成器を備え、このようないくつかの実施形態において、波形生成器が基板と一体化される。
[0125] 一実施形態において、この装置はさらに、基板と一体化された符号化回路を備える。符号化回路は、波形生成器によって生成される波形を符号化し、遅延メッシュ回路入力信号を作り出すように構成される。このようないくつかの実施形態において、波形生成器は、符号化回路の入力に連結される出力を有し、符号化回路は、遅延メッシュ回路の入力に連結される出力を有する。いくつかの実施形態において、符号化回路は、Ｎ−Ｍビット符号器を実現するように構成され、Ｎ及びＭは正の整数であり、ＮはＭより大きい。いくつかの実施形態において、符号化回路は、２−１ビット符号器を実現するように構成される。
[0126] 一実施形態において、遅延メッシュ回路はプログラム可能である。
[0127] 一実施形態において、遅延メッシュ回路は、遅延メッシュ部制御信号と遅延メッシュ部入力信号とを受信し、遅延メッシュ部入力信号をある時間量遅延して遅延メッシュ部出力信号を作り出すように構成される第１遅延メッシュ部を備え、この時間量は、少なくとも部分的に遅延メッシュ部制御信号に基づいて判定される。このようないくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路はさらに、第１遅延メッシュ部に連結され、少なくとも第２遅延メッシュ部と第３遅延メッシュ部とを含む複数の遅延メッシュ部を備える。第１遅延メッシュ部はさらに、第２遅延メッシュ部から遅延メッシュ部入力信号を受信し、第３遅延メッシュ部に遅延メッシュ部出力信号を提供するように構成される。
[0128] 一実施形態において、第１超音波伝送部は、少なくとも１つの超音波トランスデューサを備える少なくとも１つの超音波要素を備える。このようないくつかの実施形態において、少なくとも１つの超音波要素は、各々、少なくとも１つの超音波トランスデューサ、いくつかの実施形態においては複数の超音波トランスデューサを備える複数の超音波要素を備える。第１超音波伝送部は、遅延メッシュ回路入力信号の時間遅延バージョンを復号化するように構成され復号化波形を得る復号化回路を備える。復号化回路は、Ｍ−Ｎビット復号器を実現ように構成され、Ｎ及びＭは各々、正の整数であり、ＭはＮ未満である。いくつかの実施形態において、復号化回路は、１−２ビット復号器を実現するように構成される。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの超音波トランスデューサは、復号化波形に対応する超音波信号を送信するように構成される。
[0129] 一実施形態において、波形生成器は、インパルス、連続波、符号化励起、又はチャープ波形のうちの１つ以上を生成するよう構成可能である。いくつかの実施形態において、チャープ波形は、直線周波数変調（ＬＦＭ）チャープである。
[0130] 一実施形態において、基板は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）基板である。
[0131] 一実施形態において、この装置はさらに、基板と一体化された複数の超音波伝送部を備え、遅延メッシュ回路は、複数の超音波伝送部の各々の入力に連結される。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、複数の超音波伝送部の各々に、波形生成器によって生成された波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号の各時間遅延バージョンを出力するように構成される。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、複数の超音波伝送部に、波形生成器によって生成された波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力するように構成される。いくつかの実施形態において、複数の超音波伝送部は、複数の復号化回路と、複数の超音波トランスデューサとを備え、複数の超音波伝送部の各々は、複数の復号化回路のうちの少なくとも１つと、複数の超音波トランスデューサのうちの少なくとも１つとを備える。いくつかの実施形態において、複数の復号化回路は、遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを復号化するように構成され複数の復号化波形を得る。
[0132] いくつかの実施形態において、複数の超音波トランスデューサは、少なくとも部分的に、複数の復号化波形に対応する超音波信号を送信することにより、超音波音場を生成するように構成される。いくつかの実施形態において、複数の超音波トランスデューサは、並列して、複数の復号化波形の２つ以上の対応する超音波信号を送信することにより、超音波音場を生成するように構成される。いくつかの実施形態において、超音波音場は、方位対称性、仰角対称性、円筒対称性、球対称性を有する音場、又は平面波動場である。
[0133] 本出願の一態様によると、基板と、基板と一体化された複数の波形生成器と、基板と一体化された複数の超音波伝送部と、基板と一体化された遅延メッシュ回路とを備える装置を提供する。遅延メッシュ回路は、複数の超音波伝送部の入力と連結され、複数の超音波伝送部に、複数の波形生成器によって生成された複数の波形に対応する遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力するように構成される。この態様の種々の実施形態を説明するが、これらは個別又は組み合わせで使用されてもよい。
[0134] 一実施形態において、この装置はさらに、基板と一体化され、複数の符号化回路を備えた符号化回路を備え、各符号化回路は、複数の波形生成器のうちの少なくとも１つの出力と連結される。各符号化回路は、遅延メッシュ回路の入力に連結された出力を備える。いくつかの実施形態において、符号化回路は、少なくとも部分的に、複数の波形生成器によって生成された複数の波形を符号化することにより、遅延メッシュ回路入力信号を生成し、遅延メッシュ回路入力信号を遅延メッシュ回路に出力するように構成される。
[0135] 一実施形態において、複数の超音波伝送部は、複数の復号化回路と複数の超音波トランスデューサとを備え、複数の超音波伝送部の各々は、複数の復号化回路の少なくとも１つと、複数の超音波トランスデューサの少なくとも１つとを備える。いくつかの実施形態において、複数の復号化回路は、遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを復号化するように構成され複数の復号化波形を得る。いくつかの実施形態において、複数の超音波トランスデューサは、少なくとも部分的に、複数の復号化波形に対応する超音波信号を送信することにより、超音波音場を生成するように構成される。いくつかの実施形態において、複数の超音波トランスデューサは、並列して、複数の復号化波形の２つ以上に対応する超音波信号を送信することにより、超音波音場を生成するように構成される。一実施形態において、超音波音場は、方位対称性、仰角対称性、円筒対称性、球対称性を有する音場であるか、又は平面波動場である。
[0136] 一実施形態において、遅延メッシュ回路は、プログラム可能である。一実施形態において、遅延メッシュ回路は、再構成可能である。いくつかの実施形態において、遅延メッシュ回路は、１つ以上の遅延メッシュ制御信号によって制御されるように構成される。
[0137] 本願の一態様によると、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）基板、ＣＭＯＳ基板と一体化され、少なくとも１つの初期波形を生成するように構成される少なくとも１つの波形生成器、ＣＭＯＳ基板と一体化され、少なくとも１つの波形生成器の少なくとも１つの出力と連結され、少なくとも１つの初期波形を符号化するように構成され少なくとも１つの符号化波形を作り出す符号化回路とを備える装置を提供する。この装置はさらに、ＣＭＯＳ基板と一体化され、符号化回路の少なくとも１つの出力と連結され、少なくとも１つの符号化波形の複数の時間遅延バージョンを生成するように構成される遅延メッシュ回路を備える。この装置はさらに、ＣＭＯＳ基板と一体化され、遅延メッシュ回路の複数の出力に連結された複数の超音波伝送部を備える。複数の超音波伝送部は、少なくとも１つの符号化波形の複数の時間遅延バージョンを復号化して複数の復号化波形を作り出す復号化回路と、少なくとも部分的、複数の復号化波形に対応する超音波信号を並行的に送信することにより、超音波音場を生成するように構成される複数の超音波トランスデューサとを備える。この態様の種々の実施形態についてこれから説明するが、これは個別又は組み合わせで使用されてもよい。
[0138] 一実施形態において、少なくとも１つの波形生成器は、複数の波形生成器を備え、符号化回路は、複数の波形生成器の各々に対して１つの符号化回路を備える。
[0139] 一実施形態において、遅延メッシュ回路は、プログラム可能である。一実施形態において、遅延メッシュ回路は、再構成可能である。
[0140] 一実施形態において、この装置は、超音波伝送部より少ない数の波形生成器からなる。一実施形態において、この装置は、波形生成器の少なくとも２倍、少なくとも４倍、少なくとも８倍、少なくとも１６倍、少なくとも３２倍、少なくとも６４倍の数の超音波伝送部からなる。
[0141] 一実施形態において、超音波音場は、方位対称性、仰角対称性、円筒対称性、球対称性を有する音場であるか、又は平面波動場である。
[0142] 本願の一態様によると、単一基板超音波装置を使用して、波形生成器によって生成された波形を符号化し、符号化波形を得ることと、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを作り出すことと、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを復号化し、複数の復号化波形を得ることと、少なくとも部分的に、複数の超音波要素を使用して並列して複数の復号化波形に対応する超音波信号を送信することにより、超音波音場を生成することとを備える方法を提供する。これからこの態様の種々の実施形態を説明するが、これらは個別又は組み合わせで使用されてもよい。
[0143] 一実施形態において、波形生成器は、単一基板超音波装置と一体化され、この方法はさらに、波形を生成することを備える。
[0144] 一実施形態において、波形を符号化することは、２−１ビット符号器を使用することを備える。
[0145] 一実施形態において、符号化波形の複数の時間遅延バージョンを復号化することは、少なくとも１つの１−２ビット復号器を使用することを備える。
[0146] 一実施形態において、超音波音場は、方位対称性、仰角対称性、円筒対称性、球対称性を有する音場であるか、平面波動場である。
[0147] 本願の技術のいくつかの態様及び実施形態を説明したが、当業者により、種々の交替、変更、及び改良が容易になされることを理解しなければならない。このような交替、変更、及び改良は、本願に記載の技術の精神及び範囲に含まれるものとする。例えば、当業者は、本明細書に記載の機能を実施し、且つ／又は、結果及び／又は効果の１つ以上を得るための他の種々の手段及び／又は構造を容易に想定するが、このような変形及び／又は変更も本明細書に記載の実施形態の範囲内であるとみなされる。当業者は、本明細書に記載の特定の実施形態の同等物を、単なるルーチン実験を使用して認識又は確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は例示のみを目的とするものであり、添付の請求項及びその同等物の範囲内において、本発明の実施形態は、具体的に記載された以外の方法で実施されてもよい。また本明細書に記載の２つ以上の特徴、システム、項目、材料、キット、及び／又は方法の組み合わせは、互いに矛盾しない限り、本開示の範囲内に含まれる。
[0148] また上述の通り、いくつかの態様は、１つ以上の方法として実装されてもよい。この方法の一部として実施される動作は、任意の好適な方法で順序付けられてもよい。従って、図示とは異なる順に動作が実施され、図示の実施形態には連続動作として示されていたとしてもいくつかの動作の同時実施を含んでもよい実施形態を構築してもよい。
[0149] 本明細書で定義及び使用されるすべての定義は、辞書による定義、参照として組み込んだ文書中での定義、及び／又は定義した用語の通常の意味を支配するものと理解されなければならない。
[0150] 本明細書及び請求項において使用した不定冠詞「１つの」は、対照的に明示されない限り、「少なくとも１つの」という意味であると理解されなければならない。
[0151] 本明細書及び請求項において使用したフレーズ「及び／又は」は、これによって結合した要素の「いずれか又は双方」という意味であり、すなわち、場合によって結合的に存在したり非結合的に存在するという意味であると理解されなければならない。複数の要素が「及び／又は」を使用して列挙された場合も同様であり、すなわち、これによって結合した要素の「１つ以上」と解釈されなければならない。「及び／又は」という説で具体的に特定されていない要素は、具体的に特定された要素と関連しているか、していないかを問わず、任意で存在してもよい。従って、非限定的な例として、「Ａ及び／又はＢ」との言及を「備える」等のオープンエンドな言葉とともに使用した場合、一実施形態においてはＡのみ（任意でＢ以外の要素も含む）を意味することができ、他の実施形態においてはＢのみ（任意でＡ以外の要素も含む）を意味することができ、さらに他の実施形態においてはＡ及びＢの双方（任意で他の要素も含む）を意味することができる。
[0152] 本明細書及び請求項において、１つ以上の要素を列挙する際に使用するフレーズ「少なくとも１つの」は、列挙された要素のうちのいずれか１つ以上から選択された少なくとも１つの要素を意味するものの、必ずしも具体的に列挙された要素のうちのすべての各要素を少なくとも１つずつ含む必要はなく、列挙された要素のいずれの組み合わせも除外するものでないと理解されなければならない。この定義はまた、「少なくとも１つの」というフレーズで言及して列挙した要素のうち、具体的に特定した要素以外の要素が、具体的に特定した要素と関連するか否かを問わず、任意で存在してもよいことを認めるものである。従って非限定的な例として、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」（すなわち、「Ａ又はＢのうちの少なくとも１つ」と同等であり、或いは「Ａ及び／又はＢのうちの少なくとも１つ」と同等である）は、一実施形態において、少なくとも１つ、任意で２つ以上のＡを含み、Ｂを含まない（任意でＢ以外の要素を含む）場合をいい、他の実施形態において、少なくとも１つ、任意で２つ以上のＢを含み、Ａを含まない（任意でＡ以外の要素を含む）場合をいい、さらに他の実施形態において、少なくとも１つ、任意で２つ以上のＡと、少なくとも１つ、任意で２つ以上のＢとを含む（任意でその他の要素を含む）場合をいい得る。
[0153] また本明細書で使用される語句及び用語は、説明を目的とするものであり、限定とみなされてはならない。本明細書中に使用される「含む」、「備える」又は「有する」、「含有する」、「包含する」及びその変化形は、列挙された項目、その同等物、及び追加の項目を網羅することを意図されている。
[0154] 請求項及び以上の明細書において、「備える」、「含む」、「支持する」、「有する」、「含有する」、「包含する」、「保持する」、「〜により構成される」等の移行句はすべて、オープンエンドであると理解されなければならない。すなわち、これらを含むがそれに限定されるものでないという意味であると理解されなければならない。「〜により構成される」「本質的に〜により構成される」という移行句のみ、各々、クローズ又はセミクローズの移行句とされる。

Claims (22)

  1. 装置であって、
    基板と、
    前記基板と一体化された複数の超音波伝送部と、
    前記基板と一体化され、前記複数の超音波伝送部の入力に連結され、波形生成器によって生成された単一の波形から得られた遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを前記複数の超音波伝送部に出力するように構成される遅延メッシュ回路とを備え、
    前記遅延メッシュ回路は、少なくとも第１遅延部及び第２遅延部を備え、前記第１遅延部は、前記第２遅延部から入力信号を受信し、前記第２遅延部に出力信号を提供するように構成される、
    装置。
  2. 前記基板と一体化され、符号化回路の入力に連結された出力を有する前記波形生成器と、
    前記基板と一体化され、前記遅延メッシュ回路の入力に連結された出力を有する前記符号化回路とをさらに備える、請求項１に記載の装置。
  3. 前記符号化回路はさらに、
    少なくとも部分的に、前記波形生成器によって生成された前記波形を符号化することにより、前記遅延メッシュ回路入力信号を生成し、
    前記遅延メッシュ回路入力信号を前記遅延メッシュ回路に出力するように構成される、請求項２に記載の装置。
  4. 前記複数の超音波伝送部は、複数の復号化回路と、複数の超音波トランスデューサとを備え、
    前記複数の超音波伝送部は、各々、前記複数の復号化回路の少なくとも１個と、前記複数の超音波トランスデューサの少なくとも１個とを備える、請求項１に記載の装置。
  5. 前記複数の復号化回路の少なくとも１個は、前記遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンの少なくとも１個を復号化するように構成され、複数の復号化波形を得る、請求項４に記載の装置。
  6. 前記複数の超音波トランスデューサは、少なくとも部分的に、前記複数の復号化波形に対応する超音波信号を送信することにより、超音波音場を生成するように構成される、請求項５に記載の装置。
  7. 前記複数の超音波トランスデューサはさらに、前記複数の復号化波形の２個以上に対応する超音波信号を並列して送信することにより、超音波音場を生成するように構成される、請求項６に記載の装置。
  8. 前記超音波音場は方位対称性を有する、請求項６に記載の装置。
  9. 前記超音波音場は仰角対称性を有する、請求項６に記載の装置。
  10. 前記超音波音場は円筒対称性を有する、請求項６に記載の装置。
  11. 前記超音波音場は球対称性を有する、請求項６に記載の装置。
  12. 前記超音波音場は平面波動場である、請求項６に記載の装置。
  13. 前記遅延メッシュ回路はプログラム可能である、請求項１に記載の装置。
  14. 前記遅延メッシュ回路は再構成可能である、請求項１に記載の装置。
  15. 前記遅延メッシュ回路はさらに、
    第１遅延メッシュ制御信号の入力に応じて、前記複数の超音波伝送部に、前記遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力し、
    前記第１遅延メッシュ制御信号とは異なる第２遅延メッシュ制御信号の入力に応じて、前記複数の超音波伝送部に、前記遅延メッシュ回路入力信号の第２の複数の時間遅延バージョンを出力ように構成され、
    前記遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンは、前記第２の遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンとは異なる、請求項１に記載の装置。
  16. 前記複数の超音波伝送部は、複数の復号化回路と複数の超音波トランスデューサとを備え、
    前記複数の超音波伝送部は、各々、前記複数の復号化回路の少なくとも１個と、前記複数の超音波トランスデューサの少なくとも１個とを備える、請求項１５に記載の装置。
  17. 前記複数の復号化回路は、前記遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを復号化するように構成され複数の第１復号化波形を得て、さらに、前記第２の遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを復号化するように構成され複数の第２復号化波形を得る、請求項１６に記載の装置。
  18. 前記複数の超音波トランスデューサは、少なくとも部分的に、前記複数の第１復号化波形に対応する超音波信号を送信することにより、第１超音波音場を生成するように構成され、少なくとも部分的に、前記複数の第２復号化波形に対応する超音波信号を送信することにより、第２超音波音場を生成し、前記第１超音波音場は、前記第２超音波音場とは異なる種別の音場である、請求項１７に記載の装置。
  19. 前記基板と一体化され、前記波形生成器を含む複数の波形生成器をさらに備え、
    前記遅延メッシュ回路はさらに、前記複数の超音波伝送部に、前記複数の波形生成器によって生成される複数の波形のそれぞれから得られた、遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを出力するように構成され、前記遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンは、前記波形生成器によって生成される前記遅延メッシュ回路入力信号を含む、請求項１に記載の装置。
  20. 前記装置は、超音波伝送部よりも少ない波形生成器からなる、請求項１９に記載の装置。
  21. 前記波形生成器は、前記基板と一体化され、初期波形を生成するように構成され、
    前記装置はさらに、前記基板と一体化され、前記波形生成器の少なくとも１個の出力に連結され、前記初期波形を符号化して前記遅延メッシュ回路入力信号を作り出すように構成される符号化回路を備え、
    前記複数の超音波伝送部は、
    前記遅延メッシュ回路入力信号の複数の時間遅延バージョンを復号化して複数の復号化波形を作り出すように構成される復号化回路と、
    少なくとも部分的に、前記複数の復号化波形に対応する超音波信号を並行して送信することにより、超音波音場を生成するように構成される複数の超音波トランスデューサとを備える、請求項１に記載の装置。
  22. 前記基板は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）基板を備える、請求項１に記載の装置。
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