JP6993847B2 - 超音波撮像装置、超音波プローブ、および、送信装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態の超音波撮像装置について、具体的に説明する。
第2の実施形態の超音波撮像装置について説明する。上述した第1の実施形態では、電圧波形が、ゼロと、正の電圧Voutの間で変化する駆動信号を生成したが、第2の実施形態では、電圧波形が、負の電圧VOUTLと、正の電圧VOUTHとゼロレベルの3値で変化する駆動信号を生成する。これにより、正負対称な波形を生成可能になり、パルスインバージョンを用いたTHI撮像が可能となる。
第2の実施形態では、可変電圧電源121は、正の電圧と負の電圧をそれぞれ出力する。振幅制御電圧生成部100は、振幅制御電圧として、正側の振幅制御電圧と負側の振幅制御電圧の2種類を生成する。送信回路部102は、可変電圧電源121が出力する正の電圧の絶対値を、正側の振幅制御電圧に対応する値まで低下させ、負の電圧の絶対値を、負側の振幅制御電圧に対応する値まで低下させ、低下後の正の電圧を正側の振幅とし、低下後の負の電圧を負側の振幅とする駆動信号を生成する。
続いて、第3の実施の形態について説明する。第1の実施形態において、振幅制御電圧VAMPは、式(6)のように可変電圧電源121の出力電圧HVDDを設定された減衰度合で減衰させた電圧値となる。しかしながら、超音波振動子103に印加される電圧VOUTは、送信回路部102の振幅制御部5で発生するオフセット電圧により、振幅制御電圧VAMPと異なる場合がある。例えば、図5に示した送信回路部102においては、出力電圧VOUTのHレベルVOUTHは、High区間において振幅制御部5にも電流源33の電流が流れるため、振幅制御部5のNMOSトランジスタのゲート端子とソース端子に電位差が発生する。そのため、このゲート・ソース間電圧をVGSとすると、VOUTHとVAMPの関係は式(9)のようになる。
VOUTH=HVDD(1-n×R2/(R1+R2))+R2×Ioff-VGS ・・・(11)
VOUTH=HVDD(1-n×R2/(R1+R2))
となり、送信回路部102の出力電圧を、設定された減衰度合に応じて、より正確に減衰させることができる。
第4の実施の形態として、超音波撮像装置の外観の一例を図11に示す。
第5の実施の形態として、超音波撮像装置の外観の別の例を図11に示す。
Claims (9)
- 超音波を送信する複数の振動子と、前記複数の振動子にそれぞれ駆動信号を供給する送信部とを有し、
前記送信部は、振幅制御電圧生成部と、送信回路部とを含み、前記振幅制御電圧生成部と前記送信回路部は、共通の電圧電源に接続され、
前記振幅制御電圧生成部は、前記電圧電源の出力電圧と、前記駆動信号の重み付けのために前記振動子ごとの前記駆動信号の減衰度合を指示する減衰度合設定信号とを受け取って、前記電圧電源の出力電圧を前記減衰度合で減衰させた振幅制御電圧を生成し、
前記送信回路部は、前記電圧電源の出力電圧の絶対値を前記振幅制御電圧に対応する値まで低下させ、低下後の電圧を振幅とする所定の波形の駆動信号を前記振動子ごとに生成し、
前記振幅制御電圧生成部は、前記電圧電源の出力電圧を低下させた基準電圧V0を生成する基準電圧生成回路と、前記基準電圧V0の値に線形な関係の値を有する基準電流I0を生成する電圧電流変換回路と、前記基準電流I0を前記減衰度合設定信号に応じた電流I0'に変化させる電流制御回路と、前記電圧電源の出力電圧を前記電流I0'に応じて低減させて前記振幅制御電圧を生成する電流電圧変換回路とを備え、
前記電流制御回路は、増幅率の異なる複数の電流増幅回路と、前記複数の電流増幅回路にそれぞれ接続されたスイッチとを含み、
前記スイッチは、前記減衰度合設定信号により1以上が選択的にオンにされ、オンにされたスイッチに接続された前記電流増幅回路は、それぞれ前記基準電流I 0 を増幅して出力した後、出力した電流を束ねることにより、オンにされたスイッチに接続されている前記電流増幅回路の増幅率の和により前記基準電流I 0 を増幅した電流I 0 'を生成することを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記電圧電源の出力電圧は可変であり、撮像モードによって変更されることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記送信回路部と前記振幅制御電圧生成部は、前記振動子ごとに配置されていることを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記振動子ごとに前記減衰度合設定信号を生成し、前記振幅制御電圧生成部へ出力する送信制御部をさらに有することを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記電圧電源は、正の電圧と負の電圧をそれぞれ出力し、
前記振幅制御電圧生成部は、前記振幅制御電圧として、正側の振幅制御電圧と負側の振幅制御電圧の2種類を生成し、
前記送信回路部は、前記電圧電源が出力する前記正の電圧の絶対値を、前記正側の振幅制御電圧に対応する値まで低下させ、前記負の電圧の絶対値を、前記負側の振幅制御電圧に対応する値まで低下させ、低下後の前記正の電圧を正側の振幅とし、低下後の前記負の電圧を負側の振幅とする前記駆動信号を生成することを特徴とする超音波撮像装置。 - 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記電流制御回路の出力する電流に、前記送信回路部で生じるオフセット電圧をキャンセルするための電流を加算する電流源をさらに有することを特徴とする超音波撮像装置。
- 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、装置本体と、前記装置本体に対してケーブルで接続された超音波プローブとを有し、前記振動子、前記送信回路部および前記振幅制御電圧生成部は、前記超音波プローブ内に配置されていることを特徴とする超音波撮像装置。
- 超音波を送信する複数の振動子と、前記複数の振動子にそれぞれ駆動信号を供給する送信部とを有し、
前記送信部は、振幅制御電圧生成部と、送信回路部とを含み、前記振幅制御電圧生成部と前記送信回路部は、共通の電圧電源に接続され、
前記振幅制御電圧生成部は、前記電圧電源の出力電圧と、前記駆動信号の重み付けのために前記振動子ごとの前記駆動信号の減衰度合を指示する減衰度合設定信号とを受け取って、前記電圧電源の出力電圧を前記減衰度合で減衰させた振幅制御電圧を生成し、
前記送信回路部は、前記電圧電源の出力電圧の絶対値を前記振幅制御電圧に対応する値まで低下させ、低下後の電圧を振幅とする所定の波形の駆動信号を前記振動子ごとに生成し、
前記振幅制御電圧生成部は、前記電圧電源の出力電圧を低下させた基準電圧V0を生成する基準電圧生成回路と、前記基準電圧V0の値に線形な関係の値を有する基準電流I0を生成する電圧電流変換回路と、前記基準電流I0を前記減衰度合設定信号に応じた電流I0'に変化させる電流制御回路と、前記電圧電源の出力電圧を前記電流I0'に応じて低減させて前記振幅制御電圧を生成する電流電圧変換回路とを備え、
前記電流制御回路は、増幅率の異なる複数の電流増幅回路と、前記複数の電流増幅回路にそれぞれ接続されたスイッチとを含み、
前記スイッチは、前記減衰度合設定信号により1以上が選択的にオンにされ、オンにされたスイッチに接続された前記電流増幅回路は、それぞれ前記基準電流I 0 を増幅して出力した後、出力した電流を束ねることにより、オンにされたスイッチに接続されている前記電流増幅回路の増幅率の和により前記基準電流I 0 を増幅した電流I 0 'を生成することを特徴とする超音波プローブ。 - 超音波を送信する複数の振動子にそれぞれ駆動信号を供給する送信装置であって、
振幅制御電圧生成部と、送信回路部とを含み、前記振幅制御電圧生成部と前記送信回路部は、共通の電圧電源に接続され、
前記振幅制御電圧生成部は、前記電圧電源の出力電圧と、前記駆動信号の重み付けのために前記振動子ごとの前記駆動信号の減衰度合を指示する減衰度合設定信号とを受け取って、前記電圧電源の出力電圧を前記減衰度合で減衰させた振幅制御電圧を生成し、
前記送信回路部は、前記電圧電源の出力電圧の絶対値を前記振幅制御電圧に対応する値まで低下させ、低下後の電圧を振幅とする所定の波形の駆動信号を前記振動子ごとに生成し、
前記振幅制御電圧生成部は、前記電圧電源の出力電圧を低下させた基準電圧V0を生成する基準電圧生成回路と、前記基準電圧V0の値に線形な関係の値を有する基準電流I0を生成する電圧電流変換回路と、前記基準電流I0を前記減衰度合設定信号に応じた電流I0'に変化させる電流制御回路と、前記電圧電源の出力電圧を前記電流I0'に応じて低減させて前記振幅制御電圧を生成する電流電圧変換回路とを備え、
前記電流制御回路は、増幅率の異なる複数の電流増幅回路と、前記複数の電流増幅回路にそれぞれ接続されたスイッチとを含み、
前記スイッチは、前記減衰度合設定信号により1以上が選択的にオンにされ、オンにされたスイッチに接続された前記電流増幅回路は、それぞれ前記基準電流I 0 を増幅して出力した後、出力した電流を束ねることにより、オンにされたスイッチに接続されている前記電流増幅回路の増幅率の和により前記基準電流I 0 を増幅した電流I 0 'を生成することを特徴とする送信装置。
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