KR101460692B1 - 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 장치, 의료영상시스템 및 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법 - Google Patents

2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 장치, 의료영상시스템 및 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법 Download PDF

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Abstract

2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 장치, 의료영상시스템 및 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법에 따르면, 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 구동장치는 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들, 및 복수의 구동부들을 제어하는 구동 제어부를 포함한다.

Description

2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 장치, 의료영상시스템 및 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법{Apparatus for driving 2 dimensional transducer-array, medical imaging system and method for driving 2 dimensional transducer-array}
2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 장치, 의료영상시스템 및 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법이 개시된다.
2차원 트랜스듀서-어레이(transducer-array)는 m×n 개의 트랜스듀서들이 배열된 것으로서, 고해상도 3차원 영상을 획득하기 위한 다채널 빔포밍에 사용된다. 이때, 2차원 트랜스듀서-어레이는 구동장치에 의하여 구동된다. 즉, 구동장치는 트랜스듀서가 피사체와 초음파 신호를 송수신하도록 한다.
다채널 확장 및 제어가 용이한 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 장치, 의료영상시스템 및 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다. 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 구동장치는 상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들; 및 상기 복수의 구동부들을 제어하는 구동 제어부;를 포함하고, 상기 복수의 구동부들 각각은 레지스터, 비교기, 펄스 주파수 설정부, 다중 펄스 제어부, 송신신호 생성부, 신호 송수신부, 송수신 스위치 및 수신신호 증폭기를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 구동장치는 상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들; 및 상기 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보 및 상기 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보를 저장하는 메모리;를 포함하고, 상기 복수의 구동부들에서 상기 2차원 트랜스듀서-어레이로 송신신호를 송신한 후, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 상기 메모리에 저장된다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 의료영상시스템은 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 구동장치 및 상기 구동장치로부터 출력되는 수신신호들을 처리하는 전단처리장치를 포함하는 프로브; 및 상기 프로브로부터 출력되는 수신신호들을 합성하는 메인시스템을 포함하고, 상기 구동장치는 상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들을 포함하고, 상기 복수의 구동부들 각각은 레지스터, 비교기, 펄스 주파수 설정부, 다중 펄스 제어부, 송신신호 생성부, 신호 송수신부, 송수신 스위치 및 수신신호 증폭기를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 복수의 구동부들 및 구동 제어부를 포함하는 구동장치를 이용하여 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법은 상기 구동 제어부의 메모리에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 상기 복수의 구동부들 각각에 포함된 레지스터로 전송하는 단계; 상기 레지스터에서 출력되는 지연시간 제어정보를 상기 구동 제어부로부터 출력되는 기준코드와 비교하는 단계; 상기 비교결과에 따라, 상기 복수의 구동부들 중 상기 기준코드와 동일한 지연시간 제어정보를 가지는 구동부에 대응하는 트랜스듀서에서 송신신호를 송신하는 단계; 상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들에서 수신된 수신신호를 수신하는 단계; 및 상기 레지스터에서 출력되는 수신 트랜스듀서 제어정보를 참조하여, 상기 수신된 수신신호를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 수신신호를 수신하는 단계 및 상기 수신신호를 처리하는 단계 중 적어도 어느 하나를 수행하는 동안, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보를 상기 메모리에 저장한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 상기된 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기된 바에 따르면, 다채널 확장 및 확장 시 구동의 제어가 용이하고, 구동장치의 데이터 로딩 시간을 단축함으로써, 초당 획득 가능한 볼륨 수를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 구동장치의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 제어부의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 메모리에서 송수신 빔포밍 제어정보를 복수의 구동부들로 전달하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 구동장치의 타이밍도의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 전단처리장치, 메모리 및 복수의 구동부들 간의 데이터 로딩 시간의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 구동장치가 구현된 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의료영상시스템을 도시한 구성도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 구동장치(100)의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 구동장치(100)는 복수의 구동부들(110) 및 구동 제어부(120)로 구성되고, 복수의 구동부들(110) 중 어느 하나의 구동부(112)는 레지스터(1121), 비교기(1122), 펄스 주파수 설정부(1123), 다중 펄스 제어부(1124), 송신신호 생성부(125), 신호 송수신부(1126), 송수신 스위치(1127) 및 수신신호 증폭기(1128)로 구성된다.
도 1에 도시된 구동장치(100)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 복수의 구동부들(110), 구동 제어부(120), 레지스터(1121), 비교기(1122), 펄스 주파수 설정부(1123), 다중 펄스 제어부(1124), 신호 송수신부(1126), 송수신 스위치(1127) 및 수신신호 증폭기(1128)들은 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
본 실시예에 따른 구동장치(100)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)을 구동시킨다. 예를 들어 설명하면, 구동장치(100)는 2차원 트랜스듀서-어레이들(200)를 구동시키는 송신신호를 2차원 트랜스듀서-어레이(200)로 송신하거나, 또는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에서 수신된 수신신호를 수신한다. 이때, 수신신호는 피사체로부터 반사된 에코신호(echo signal)가 될 수 있다. 이때, 피사체는 인체의 유방, 간, 복부 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 실시예에 따른 복수의 구동부들(110) 각각은 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각에 대응 가능하다. 그러하기에, 복수의 구동부들(110) 각각은 대응하는 트랜스듀서를 구동시킨다.
좀 더 상세히 설명하면, m행 n열로 구성된 m×n 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 구동시키기 위하여, m행 n열로 구성된 m×n 복수의 구동부들(110)이 마련될 수 있다. 이에 따라, 복수의 구동부들(110) 중 (m,n) 위치에 있는 구동부(112)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200) 중 (m,n) 위치에 있는 트랜스듀서(212)를 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 구동시키기 위하여, 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들의 수와 동일한 수의 구동부를 포함하는 복수의 구동부들(110)이 마련될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 복수의 구동부들(110)에 포함된 어느 하나의 구동부(112)를 예로 들어 설명하나, 이러한 설명은 복수의 구동부들(110) 각각에 적용이 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 복수의 구동부들(110) 중 어느 하나의 구동부(112)는 레지스터(1121), 비교기(1122), 펄스 주파수 설정부(1123), 다중 펄스 제어부(1124), 송신신호 생성부(125), 신호 송수신부(1126), 송수신 스위치(1127) 및 수신신호 증폭기(1128)를 모두 포함한다.
따라서, 구동부(112) 내에 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 구동시키기 위한 유닛들이 집적되어 있기에, 복수의 구동부들(110) 각각이 독립적으로 구동될 수 있고, 이에 따라, 2차원 트랜스듀서-어레이(200)의 확장 및 제어가 용이하게 된다.
또한, 구동부(112) 내에 수신신호를 처리하기 위한 수신신호 증폭기(1128)가 포함되어 있다. 이에 따라, 구동장치(100)에서 수신된 수신신호를 이용하여 생성된 영상의 퀄리티(quality)가 향상될 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 복수 개 연결하여 확장하게 되면, 확장된 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 대응하여 복수의 구동부들(110)도 확장된다. 이때, 확장된 복수의 구동부들(110)에서 수신된 수신신호를 처리하는 경우, 복수의 구동부들(110) 복수 개가 연결됨에 따라 외부 잡음의 영향을 많이 받게 된다. 이에 따라, 구동장치(100)에서 수신된 수신신호를 이용하여 생성된 영상의 퀄리티가 저하될 수 있다.
그러하기에, 본 실시예에 따른 복수의 구동부들(110) 각각에 수신신호 증폭기(1128)를 포함하기에, 복수의 구동부들(110) 각각에서 수신신호에 대한 증폭작업을 수행할 수 있다. 이에 따라, 구동장치(100)에서 수신된 수신신호를 이용하여 생성된 영상의 퀄리티(quality)가 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 2차원 트랜스듀서-어레이(200)는 cMUT(capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer; 초소형 용량형 초음파센서)가 될 수 있고, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, cMUT는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems; 멤스) 방식에 의하여 제작될 수 있다. 그러하기에, cMUT는 2차원 배열에 의한 다채널 집적이 용이하기에, cMUT를 사용한 빔포밍에 따라 고해상도 3차원 영상을 획득할 수 있다.
본 실시예에 따른 복수의 구동부들(110)들은 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키고, 구동 제어부(120)는 복수의 구동부들(110)을 제어한다.
복수의 구동부들(110)에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 복수의 구동부들(110) 각각은 레지스터(1121), 비교기(1122), 펄스 주파수 설정부(1123), 다중 펄스 제어부(1124), 송신신호 생성부(125), 신호 송수신부(1126), 송수신 스위치(1127) 및 수신신호 증폭기(1128)를 포함한다.
레지스터(1121)는 제어정보들을 저장한다. 예를 들어 설명하면, 레지스터(1121)는 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보 및 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보 중 적어도 어느 하나를 저장한다. 이때, 레지스터(1121)에 저장되는 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보는 구동 제어부(120)로부터 출력되어, 레지스터(1121)에 저장될 수 있다.
예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 레지스터(1121)는 N 비트 시프트 레지스터(shift register)가 될 수 있다. 이때, N은 1 이상의 자연수가 될 수 있다. 이러한 경우, 지연시간 제어정보는 (N-1) 비트로 구성될 수 있고, 수신 트랜스듀서 제어정보는 1 비트로 구성될 수 있다.
지연시간 제어정보는 구동부(112)에서 트랜스듀서(212)로 송신되는 송신신호의 지연시간을 제어하기 위한 정보를 포함한다. 그러하기에, 지연시간 제어정보는 트랜스듀서(212)에서 피사체로 송신되는 송신신호의 지연시간을 제어하기 위한 정보가 될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 지연시간 제어정보는 지연시간 제어코드가 될 수도 있다.
수신 트랜스듀서 제어정보는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 정보를 포함한다. 예를 들어 설명하면, 수신 트랜스듀서 제어정보는 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대하여 수신을 수행할지 여부를 선택하기 위한 정보를 포함한다.
이에 따라, 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서 제어정보에 의하여 선택된 트랜스듀서에서 수신된 수신신호에 대하여 수신 빔포밍이 수행될 수 있다.
이에 따른, 레지스터(1121)에 저장되는 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보에 대하여, 이하 도 3에서 상세히 설명한다.
비교기(1122)는 구동 제어부(120)에서 출력되는 기준코드와 레지스터(1121)에서 출력되는 지연시간 제어정보를 비교한다. 이때, 기준코드는 구동 제어부(120)로부터 출력되어, 직접 또는 레지스터(1121)를 통하여 비교기(1122)로 입력될 수 있다. 기준코드에 대하여 예를 들어 설명하면, 기준코드는 송신신호를 송신하기 위한 기준 카운터(counter)가 될 수 있다.
이에 따라, 비교기(1122)는 기준코드와 레지스터(1121)에서 출력되는 지연시간 제어정보를 비교하여 송신 펄스 타이밍(Tx pulse timing)을 생성할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 비교기(1122)의 비교결과에 따라 기준코드와 레지스터(1121)에서 출력되는 지연시간 제어정보가 동일하면, 비교기(1122)는 펄스 주파수 설정부(1123) 및 다중 펄스 제어부(1124) 각각에서 송신신호 생성을 위한 펄스 주파수 설정 및 다중 펄스 제어를 수행하도록 한다.
다른 예를 들어 설명하면, 비교기(1122)의 비교결과에 따라 기준코드와 레지스터(1121)에서 출력되는 지연시간 제어정보가 동일하지 않으면, 구동부(112)는 트랜스듀서(212)로 송신신호를 송신하지 않는다.
이에 따라, 비교기(1122)는 구동부(112)에서 트랜스듀서(212)로 송신되는 송신신호에 대한 타이밍을 조정할 수 있고, 이에 따라, 구동부(112)에서 송신 빔포밍을 위하여 지연시간이 구현된 송신신호가 생성되도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 레지스터(1121) 및 비교기(1122)는 서로 별개의 장치로서 존재하는 것으로 설명하였으나, 레지스터(1121) 및 비교기(1122)의 동작을 수행하는 하나의 장치로 통합될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
펄스 주파수 설정부(1123)는 비교기(1122)의 비교결과에 따라 기준코드와 지연시간 제어정보가 동일하면, 송신 빔포밍을 위한 펄스 주파수를 설정한다. 이때, 펄스 주파수 설정부(1123)는 펄스 주파수 제어 데이터에 따라 펄스 주파수를 설정할 수 있고, 펄스 주파수 제어 데이터는 구동 제어부(120)로부터 출력되어, 직접 또는 레지스터(1121)를 통하여 펄스 주파수 설정부(1123)에 입력될 수 있다.
본 실시예에 따른 펄스 주파수 설정부(1123)는 디지털 원-샷 회로(digital one-shot circuit)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다중 펄스 제어부(1124)는 비교기(1122)의 비교결과에 따라 기준코드와 지연시간 제어정보가 동일하면, 송신 빔포밍을 위한 펄스의 개수를 제어한다. 이때, 다중 펄스 제어부(1124)는 펄스 개수 제어 데이터에 따라 동일한 조건의 펄스 생성 개수를 제어할 수 있고, 펄스 개수 제어 데이터는 구동 제어부(120)로부터 출력되어, 직접 또는 레지스터(1121)를 통하여 다중 펄스 제어부(1124)에 입력될 수 있다.
이에 따라, 다중 펄스 제어부(1124)는 펄스를 트레인(train)으로 출력할 수 있도록 제어하는 제어 블록(block)이 될 수 있다. 본 실시예에 따른 다중 펄스 제어부(1124)는 펄스 트레인 제어기(pulse train controller)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 레지스터(1121), 비교기(1122), 펄스 주파수 설정부(1123), 다중 펄스 제어부(1124)는 서로 별개의 장치로서 존재하는 것으로 설명하였으나, 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어, 수신작업의 수행여부 제어, 송신 빔포밍을 위한 주파수 설정 및 송신 빔포밍을 위한 펄스 개수 제어를 수행하는 하나의 제어 블럭(control blcok) 또는 하나의 장치로 통합될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
송신신호 생성부(1125)는 펄스 주파수 설정부(1123) 및 다중 펄스 제어부(1124)의 제어에 따른 소정의 주파수를 가지는 소정의 개수의 펄스에 따른 송신신호를 생성한다.
예를 들어 설명하면, 송신신호 생성부(1125)는 트랜스듀서(212)로 송신될 약 50 ~ 120 Volt의 고전압 펄스를 생성하는 아날로그 고전압 회로가 될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 송신신호 생성부(1125)는 고전압 MOS(Metal Oxide Semicaonductor)를 포함하는 고전압 펄서(pulser)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
신호 송수신부(1126)는 송신신호 생성부(1125)에서 생성된 송신신호를 트랜스듀서(212)에 송신하고, 트랜스듀서(212)로부터 수신신호를 수신한다. 이때, 트랜스듀서(212)로부터 수신되는 수신신호는 피사체로부터 반사된 에코신호가 될 수 있다.
본 실시예에 따른 신호 송수신부(1126)는 송신신호 생성부(1125)와 연결되고, 트랜스듀서(212)와 신호를 송수신하는 cMUT 패드(pad)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
송수신 스위치(1127)는 레지스터(1121)로부터 출력된 수신 트랜스듀서 제어정보를 참조하여, 온/오프(ON/OFF)된다. 즉, 송수신 스위치(1127)는 수신신호에 대하여 수신 빔포밍이 수행될 경우, 신호 송수신부(1126)에서 수신된 수신신호를 수신신호 증폭기(1128)로 전달한다. 이에 따라, 송수신 스위치(1127)는 고압의 송신신호가 수신신호 증폭기(1128)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 수신 트랜스듀서 제어정보가 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신을 수행하는 경우를 나타내면, 송수신 스위치(1127)는 턴-온(turn-on)된다.
다른 예를 들어 설명하면, 수신 트랜스듀서 제어정보가 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신을 수행하지 않는 경우를 나타내면, 송수신 스위치(1127)는 턴-오프(turn-off)된다.
본 실시예에 따른 송수신 스위치(1127)는 보호 회로(protection circuit) 또는 보호 스위치(protection switch)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
수신신호 증폭기(1128)는 송수신 스위치(1127)에서 출력된 수신신호를 증폭한다. 본 실시예에 따른 수신신호 증폭기(1128)는 전-증폭기(Preamp)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
수신신호 증폭기(1128)에서 증폭된 수신신호는 구동장치(100)를 제어하는 전단처리장치(front end processing apparatus)(미도시)로 전송되기 위하여 출력 버퍼(output buffer)(미도시)에 저장될 수 있다.
본 실시예에 따른 전단처리장치는 구동장치(100) 외부에 존재할 수 있고, 출력 버퍼는 구동 제어부(120)에 존재할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 복수의 구동부들(110)에 포함된 각각의 구동부(112)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 중 구동부(112)에 대응하는 트랜스듀서(212)를 구동시키기 위한 장치 또는 유닛을 모두 포함함에 따라, 2차원 트랜스듀서-어레이(200)의 확장이 용이할 수 있다.
즉, 구동부(112)에 레지스터(1121), 비교기(1122), 펄스 주파수 설정부(1123), 다중 펄스 제어부(1124), 송신신호 생성부(125), 신호 송수신부(1126), 송수신 스위치(1127) 및 수신신호 증폭기(1128)가 모두 집적됨에 따라, 복수의 구동부들(110)을 타일 형태로 복수 개 연결함에 따른 복수의 구동부들(110)의 확장 및 제어가 용이하다. 이는, 빔포밍을 수행하는 구경(aperture)의 형태를 사용환경에 따라 적절하게 구성하는 확장성을 향상시킨다.
또한, 본 실시예에 따른 구동장치(100)의 구조(architecture)에 따르면, 2차원 트랜스듀서-어레이의 각 채널을 개별적으로 제어할 수 있다. 즉, 구동장치(100)에서 피사체에 대한 소정의 위치를 빔포밍하기 위한 송신 펄스 지연시간을 각 채널 별로 부여할 수 있고, 또한, 송신 펄스의 주파수를 각 채널 별로 설정할 수 있고, 또한, 수신 빔포밍을 위한 수신작업을 수행할 지 여부를 각 채널 별로 설정할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 구동 제어부(120)의 일 예를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 구동 제어부(120)는 타이밍 제어기(122), 메모리(124), 기준코드 카운터(126) 및 출력 버퍼(128)로 구성된다.
도 2에 도시된 구동 제어부(120)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 타이밍 제어기(122) 및 기준코드 카운터(126)는 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당할 수 있다.
구동 제어부(120)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)의 전체 채널을 제어하기 위하여, 복수의 구동부들(110)을 제어한다. 즉, 구동 제어부(120)는 복수의 구동부들(110)을 제어하여, 복수의 구동부들(110)이 2차원 트랜스듀서-어레이들(200)을 구동시키도록 한다.
타이밍 제어기(122)는 전단제어장치(300)에서 출력된 구동장치(100)를 제어하는 제어신호를 복수의 구동부들(110), 메모리(124), 기준코드 카운터(126)로 출력한다. 또는, 타이밍 제어기(122)는 구동장치(100)를 제어하는 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 복수의 구동부들(110), 메모리(124), 기준코드 카운터(126)로 출력한다.
예를 들어 설명하면, 구동장치(100)를 제어하는 제어신호는 타이밍을 제어하는 클럭(clock), 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보, 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보, 송신 빔포밍을 위한 펄스 주파수에 대한 정보 및 송신 빔포밍을 위한 펄스의 개수에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 전단처리장치(300)는 아날로그 프론트 엔드(Analog Front-End) 보드(board)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
메모리(124)는 지연시간 제어정보, 수신 트랜스듀서 제어정보, 펄스 주파수에 대한 정보 및 펄스의 개수에 대한 정보 중 적어도 하나를 저장한다. 이때, 지연시간 제어정보, 수신 트랜스듀서 제어정보, 펄스 주파수에 대한 정보 및 펄스의 개수에 대한 정보는 타이밍 제어기(122)로부터 출력되어, 메모리(124)에 저장될 수 있다.
본 실시예에 따른 메모리(124)는 SRAM(Static Random Access Memory)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 메모리(124)는 통상적인 저장매체로서 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리(Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 모두 포함함을 알 수 있다.
메모리(124)는 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 레지스터(1121)로 전송하고, 펄스 주파수에 대한 정보를 직접 또는 레지스터(1121)를 통하여 펄스 주파수 설정부(1123)로 전송하고, 펄스의 개수에 대한 정보를 직접 또는 레지스터(1121)를 통하여 다중 펄스 제어부(1124)로 전송한다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 지연시간 제어정보, 수신 트랜스듀서 제어정보, 펄스 주파수에 대한 정보 및 펄스의 개수에 대한 정보를 송수신 빔포밍 제어정보라고 호칭한다.
좀 더 상세히 설명하면, 메모리(124)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 구성하는 모든 트랜스듀서들에 대한 송수신 빔포밍 제어정보를 저장할 수 있다.
m×n 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 구동시키기 위하여, m×n 복수의 구동부들(110)이 마련된 경우를 예로 들어 설명한다. 메모리(124)는 (1,1) 트랜스듀서에 대한 송수신 빔포밍 제어정보, (1,2) 트랜스듀서에 대한 송수신 빔포밍 제어정보, ... , (m,n) 트랜스듀서에 대한 송수신 빔포밍 제어정보를 저장한다.
이러한 경우, 메모리(124)는 (1,1) 트랜스듀서에 대한 송수신 빔포밍 제어정보를 (1,1) 구동부로 전송하고, (1,2) 트랜스듀서에 대한 송수신 빔포밍 제어정보를 (1,2) 구동부로 전송한다. 이와 같은 형식으로, 메모리(124)는 (m.n) 트랜스듀서에 대한 송수신 빔포밍 제어정보를 (m.n) 구동부로 전송한다.
이에 따라, 메모리(124)는 트랜스듀서(212)를 제어하는 송수신 빔포밍 제어정보를 상기 트랜스듀서(212)를 구동시키는 구동부에 전달할 수 있다.
또한, 메모리(124)에 저장된 송수신 빔포밍 제어정보는 복수의 구동부들(110)을 구성하는 열(column) 별로 병렬 출력되거나, 또는 복수의 구동부들(110)을 구성하는 행(row) 별로 병렬 출력된다. 이때, 본 실시예에 따른 열 별로 병렬 출력된다 함은 복수의 열들 각각에 대한 데이터 출력작업이 동시에 수행됨을 의미하고, 행 별로 병렬 출력된다 함은 복수의 행들 각각에 대한 데이터 출력작업이 동시에 수행됨을 의미할 수 있다. 이러한 경우, 데이터 출력작업은 로딩작업이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
메모리(124)에서 송수신 빔포밍 제어정보를 복수의 구동부들(110)로 전달하는 방법에 관하여 이하 도 4에서 좀 더 상세히 설명한다.
또한, 메모리(124)는 전단제어장치(300)로부터 타이밍 제어기(122)를 통하여 송수신 빔포밍 제어정보를 입력받아 저장하고, 저장된 송수신 빔포밍 제어정보를 복수의 구동부들(110)로 출력한다.
이때, 복수의 구동부들(110)에서 2차원 트랜스듀서-어레이(200)로 송신신호를 송신한 후, 다음(following) 송수신 빔포밍 제어정보가 메모리(124)에 저장된다. 예를 들어 설명하면, 구동장치(100)는 다음 송수신 빔포밍 제어정보가 메모리(124)에 저장되는 동안, 복수의 구동부들(110)에서 송신된 송신신호에 대응하는 수신신호에 대한 처리작업을 수행한다.
이처럼, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 메모리(124)에 송수신 빔포밍 제어정보를 저장하는 작업 및 복수의 구동부들(110)에서 송신신호가 전송된 이후의 작업을 동시에 수행하기에, 방대한 양의 송수신 빔포밍 제어정보가 복수의 구동부들(110)로 로딩(loading)되는 시간을 감소시킬 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 5에서 상세히 설명한다.
기준코드 카운터(126)는 기준코드를 생성하고, 생성된 기준코드를 복수의 구동부들(110) 각각에 전송한다. 즉, 기준코드 카운터(126)는 하나의 기준코드를 생성하여 복수의 구동부들(110) 각각의 비교기(1122)에 전송하기에, 복수의 구동부들(110) 각각의 비교기(1122)는 동일한 기준코드를 공유한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 비교기(1122)는 레지스터(1121)에 저장된 지연시간 제어정보와 기준코드를 비교하고, 구동부(112)는 비교결과에 따라 지연시간 제어정보와 기준코드가 동일한 경우에만 트랜스듀서(212)에서 송신신호가 피사체로 송신되도록 트랜스듀서(212)를 구동시킨다.
본 실시예에 따른 기준코드 카운터(126)는 그레이 코드 카운터(gray code counter)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이에 따라, 기준코드 카운터(126)에서 생성되는 기준코드를 이용하여, 구동 제어부(120)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200) 각각에 포함된 트랜스듀서들의 지연시간을 구현할 수 있다.
출력 버퍼(128)는 복수의 구동부들(110) 각각에서 출력되는 증폭된 수신신호를 저장한 후, 전단제어장치(300)로 출력한다. 또한, 본 실시예에 따른 전단제어장치(300)는 출력 버퍼(128)로부터 증폭된 수신신호들을 입력받고, 증폭된 수신신호들에 대하여 소정의 처리작업을 수행한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 메모리(124)를 포함하기에 방대한 양의 지연시간 제어정보의 로딩시간을 단축할 수 있고, 또한, 피사체의 볼륨 스캔(volume scan)에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 그러하기에, 구동장치(100)에서 초(second)당 획득할 수 있는 볼륨의 수, 예를 들면, 볼륨 레이트(volume rate)를 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 지연시간 제어정보(311) 및 수신 트랜스듀서 제어정보(312)의 일 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 도 1 내지 도 2에 도시된 레지스터(1121)의 일 예인 N 비트 시프트 레지스터(31)가 도시되어 있다.
N 비트 시프트 레지스터(31)는 메모리(124)로부터 출력되는 지연시간 제어정보(311) 및 수신 트랜스듀서 제어정보(312)를 저장한다. 이때, 지연시간 제어정보(311)는 (N-1) 비트로 구성되고, 수신 트랜스듀서 제어정보(312)는 1 비트로 구성된다.
지연시간 제어정보(311)에 관하여 예를 들어 설명하면, 지연시간 제어정보(311)는 전단처리장치(300)에서 생성되어, 전단처리장치(300)로부터 타이밍 제어기(122) 및 메모리(124)를 순차적으로 거쳐 레지스터(1121)로 전송된다.
이때, 지연시간 제어정보(311)는 메인 클럭(main clock)의 주기를 최소 단위로 하여 생성된다. 본 실시예에 따른 메인 클럭은 타이밍 제어기(122)로부터 출력되는 타이밍을 제어하는 클럭이 될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
메인 클럭이 200MHz이고, 지연시간 제어정보(311)는 11 비트로 구성된 경우를 예로 들어 설명한다. 메인 클럭이 200MHz인 경우, 메인 클럭의 주기는 5nsec가 된다. 이러한 경우, 지연시간 제어정보(311)는 5nsec 이상 10μsec 이하의 지연시간을 제어할 수 있다.
즉, 메인 클럭의 주기가 tsec, 지연시간 제어정보(311)가 n비트인 경우, 지연시간 제어정보(311)에 의하여 제어가능한 최대 지연시간은 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.
Figure 112011043217845-pat00001
수학식 1에서, DMax는 지연시간 제어정보(311)에 의하여 제어가능한 최대 지연시간, t는 메인 클럭의 주기, n은 지연시간 제어정보(311)의 비트수가 될 수 있다. 이에 따라, 지연시간 제어정보(311)는 t 이상 DMax 이하의 지연시간을 제어할 수 있다.
최대 지연시간에 따라, 구동장치(100)에서 구현가능한 송신 빔포밍을 위한 빔 집속 각도가 결정될 수 있고, 이는, 송수신 빔포밍에 의하여 생성되는 영상에서 생성가능한 볼륨(volumn)의 필드(field) 영역을 결정할 수 있다.
또한, 최소 지연시간에 따라, 구동장치(100)에서 구현가능한 송신 빔포밍의 집속점의 스팟(spot) 크기를 결정할 수 있고, 이는, 빔 집속에 의한 수신강도를 극대화할 수 있다.
이처럼, 메인 클럭의 주기 또는 지연시간 제어정보(311)의 비트수를 조정함에 따라, 트랜스듀서(212)에서 송신되는 송신신호의 지연시간을 제어할 수 있고, 또한, 송신 빔포밍을 위한 빔 집속 각도 및 빔 집속에 의한 수신강도를 조정할 수 있다.
수신 트랜스듀서 제어정보(312)에 관하여 예를 들어 설명하면, 수신 트랜스듀서 제어정보(312)는 0 또는 1을 가질 수 있다. 수신 트랜스듀서 제어정보(312)가 0인 경우, 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신 작업을 수행하지 않기 위하여, 송수신 스위치(1127)가 턴-오프된다. 수신 트랜스듀서 제어정보(312)가 1인 경우, 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신 작업을 수행하기 위하여, 송수신 스위치(1127)가 턴-온된다.
행 디코더(row decoder) 또는 열 디코더(column decoder)를 이용하여 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신 여부를 제어하는 경우, 동시에 복수 개의 수신신호들을 외부로 전송하기 어렵기에, 확장형으로 구현하기 어렵다.
그러하기에, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 행 디코더 또는 열 디코더를 사용하지 않고, 수신 트랜스듀서 제어정보(312)를 사용하여 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신작업 수행여부를 제어한다.
즉, 전단처리장치(300)에서 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신작업 수행여부를 결정하고, 결정에 따른 수신 트랜스듀서 제어정보(312)는 전단처리장치(300)로부터 타이밍 제어기(122), 메모리(124) 및 레지스터(1121)를 순차적으로 거쳐 송수신 스위치(1127)로 전송된다. 송수신 스위치(1127)는 수신 트랜스듀서 제어정보(312)를 참조하여 턴-온 또는 턴-오프되고, 이에 따라, 트랜스듀서(212)에서 수신된 수신신호에 대한 수신작업 수행여부를 제어할 수 있다.
그러하기에, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)의 확장이 용이하게 된다.
도 4는 본 실시예에 따른 메모리(124)에서 송수신 빔포밍 제어정보를 복수의 구동부들(110)로 전송하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에 따른 송수신 빔포밍 제어정보는 지연시간 제어정보, 수신 트랜스듀서 제어정보, 펄스 주파수에 대한 정보 및 펄스의 개수에 대한 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 예로 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 펄스 주파수에 대한 정보 및 펄스의 개수에 대한 정보에도 적용이 가능함을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
본 실시예에 따른 메모리(124)에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보는 복수의 구동부들(110)을 구성하는 열(column) 별로 병렬 출력되거나, 또는 복수의 구동부들(110)을 구성하는 행(row) 별로 병렬 출력된다.
도 4를 참조하여, m행 n열로 구성된 m×n 복수의 구동부들(110)을 예로 들어 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 구동부들(110) 각각은 레지스터(1121)를 포함하고 있다. 이에 따라, 메모리(124)는 복수의 구동부들(110) 각각에 대한 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 N개의 열 별로 병렬 출력한다.
본 실시예에 따른 N개의 열 별로 병렬 출력한다 함은 N개의 열들 각각에 대한 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 동시에 출력하는 것을 나타낸다. 즉, 메모리(124)는 제1 열을 구성하는 (1,1) 구동부, (2,1) 구동부 내지 (M,1) 구동부에 대한 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 순차적으로 출력하고, 동시에, 제2 열을 구성하는 (1,2) 구동부, (2,2) 구동부 내지 (M,2) 구동부에 대한 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 순차적으로 출력한다. 또한, 동시에, 이와 같은 방법으로 제 N열을 구성하는 (1,N) 구동부, (2,N) 구동부 내지 (M,N) 구동부에 대한 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 순차적으로 출력한다.
이처럼, 본 실시예에 따른 메모리(124)에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보는 복수의 구동부들(110)을 구성하는 열 별로 병렬 로딩되기에, 메모리(124)의 로딩 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기에서는 도 4를 참조하여, 열 별로 병렬 출력하는 방법에 관하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 행 별로 병렬 출력하는 방법에 관하여도 적용 가능함을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 구동장치(100)의 타이밍도(51)의 일 예를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 타이밍도(51)는 수신 트랜스듀서를 인에이블(enable) 시키는 Rx_EN(511), 송신 빔포밍을 인에이블시키는 Tx_EN(512), 클럭을 나타내는 CLK_IN(513), 데이터를 나타내는 DATA_IN(514), 메모리(124)로의 데이터 로딩을 인에이블 시키는 LOAD(515)에 대한 타이밍 흐름을 나타낸다.
제1 구간(52)은 메모리(124)에서 복수의 구동부들(110) 각각에 포함된 레지스터(1121)로 데이터를 전송하는 시간을 나타낸다. 예를 들어 설명하면, 도 4에서 설명한 바와 같이, 메모리(124)에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보는 제1 구간(52) 동안 복수의 구동부들(110)을 구성하는 열 별로 또는 행 별로 병렬 출력된다. 제1 구간(52)은 데이터 로딩 시간(data loading time)이 될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
제2 구간(53)은 송신 빔포밍을 수행하는 시간을 나타낸다. 예를 들어 설명하면, 제2 구간(53)은 복수의 구동부들(110)이 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각에서 송신신호를 피사체로 송신하도록 제어하는 시간을 나타낸다. 제2 구간(53)은 송신 펄싱 시간(Tx pulsing time)이 될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
제3 구간(54)는 수신작업 및 수신 빔포밍을 수행하는 시간을 나타낸다. 예를 들어 설명하면, 제3 구간(54)은 복수의 구동부들(110) 및 전단처리장치(300)에서 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각에서 수신된 수신신호를 처리하는 시간을 나타낸다. 제3 구간(54)은 수신 독출 시간(Rx read-out time)이 될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
제4 구간(55)은 전단처리장치(300)에서 메모리(124)로 데이터 전송을 수행하는 시간을 나타낸다. 이때, 전단처리장치(300)에서 메모리(124)로 전송되는 데이터는 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 될 수 있다. 제4 구간(55)은 메모리 로딩 타임(Memory loading time)이 될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제4 구간(55)은 제3 구간(54)에 포함된다. 즉, 전단처리장치(300)에서 메모리(124)로의 데이터 전송은 수신작업 및 수신 빔포밍의 수행과 동시에 수행될 수 있다. 이때, 수신작업 및 수신 빔포밍의 수행과 동시에 수행된다 함은 송신 빔포밍이 끝난 후, 언제라도 전단 제어부(310)에서 메모리(124)로의 데이터 전송이 수행될 수 있음을 나타낸다.
이러한 경우, 본 실시예에 따른 송신 빔포밍이 끝난 후는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들에서 송신신호가 피사체로 송신된 후를 나타낸다. 즉, 본 실시예에 따른 수신작업 및 수신 빔포밍 수행시간은 트랜스듀서에서 송신된 송신신호가 피사체에 도달하는 시간, 피사체로부터 반사된 수신신호가 트랜스듀서에 도달하는 시간, 트랜스듀서에 수신된 수신신호가 복수의 구동부들(110)에서 처리되는 시간, 복수의 구동부들(110)에서 출력된 수신신호가 전단처리장치(300)에서 처리되는 시간 및 전단처리장치(300)에서 처리된 수신신호가 수신 빔포밍되는 시간을 모두 포함할 수 있다.
그러하기에, 복수의 구동부들(110)에서 2차원 트랜스듀서-어레이(200)로 송신신호를 송신한 후, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 메모리(124)에 저장된다.
또는, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 메모리(124)에 저장되는 동안, 복수의 구동부들(110)은 송신된 송신신호에 대응하는 수신신호에 대한 처리작업을 수행할 수 있다.
도 5에서는 설명의 편의를 위하여 제4 구간(55)이 제3 구간(54)과 동시에 시작되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 제3 구간(54)에 대응하는 시간 중 언제라도 제4 구간(55)에 따른 데이터 로딩 작업이 수행될 수 있다.
이하에서, 다음 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보에 관하여 설명한다.
본 실시예에 따른 구동장치(100)는 복수회 송수신 빔포밍을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 메모리(124)는 현재 수행되는 송수신 빔포밍에 대한 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 저장하고 있고, 복수의 구동부들(110)은 메모리(124)에 저장된 지연시간 제어정보들 참조하여 송신 빔포밍을 수행한다. 또한, 복수의 구동부들(110)은 메모리(124)에 저장된 수신 트랜스듀서 제어정보를 참조하여 송수신 스위치(1127)를 턴-오프 또는 턴-온시킨다.
그러하기에, 송신 빔포밍이 수행되고, 송수신 스위치(1127)가 턴-오프 또는 턴-온되면, 메모리(124)에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보는 더 이상 참조되지 않아도 된다.
따라서, 다음 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보는 송신 빔포밍이 끝난 후, 전단처리장치(300)에서 메모리(124)로 전송될 수 있다. 이에 따라, 다음 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보는 현재 송신 빔포밍이 끝난 후, 메모리(124)에 저장될 수 있다.
이때, 전단처리장치(300)에서 메모리(124)로의 데이터 전송은 패드(pad), LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 블럭(block), 또는 타이밍 제어기(122)를 통하여 수행될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
구동장치(100)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 구동시키기 위하여 방대한 양의 데이터를 사용한다. 방대한 양의 데이터는 전단처리장치(300)에서 생성될 수 있고, 복수의 구동부들(110)을 통하여 2차원 트랜스듀서-어레이(200)로 전달된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 메모리(124)를 포함하고 있기에, 데이터 로딩 시간을 감소시킬 수 있다. 이에 관하여, 이하 도 6에서 상세히 설명한다.
도 6은 본 실시예에 따른 전단처리장치(300), 메모리(124) 및 복수의 구동부들(110) 간의 데이터 로딩 시간의 일 예를 도시한 도면이다. 도 5 내지 6를 참조하면, 전단처리장치(300)는 제4 구간(55) 동안 클럭 및 데이터를 메모리(124)로 전송한다. 또한, 메모리(124)는 제1 구간(52) 동안 데이터를 복수의 구동부들(110)로 병렬 전송한다. 이때, 데이터는 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보 등을 포함할 수 있다.
이처럼, 전단처리장치(300)에서 메모리(124)로의 데이터 전송은 병렬 전송이기에, 제1 구간(52)의 로딩 시간은 길지 않다. 또한, 제1 구간(52)에 비하여 상대적으로 긴 시간이 소요될 수 있는 제4 구간(55)은 수신작업 및 수신 빔포밍과 동시에 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 메모리(124)를 포함하고 있기에, 실질적으로 데이터 로딩을 위하여 사용되는 시간이 감소될 수 있다. 이에 따라, 송수신 빔포밍을 수행함에 따른 3차원 영상을 획득함에 있어서, 스캔 빔(scan beam) 수를 단위 시간당 최대화하고, 초당 획득할 수 있는 볼륨의 수, 즉, 볼륨 레이트(volume rate)를 증가시킬 수 있다.
그러하기에, 본 실시예에 따른 메모리(124)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 전체에 대한 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보 등을 저장하고, 본 실시예에 따른 메모리(124)에서 복수의 구동부들(110)로의 데이터 전송은 병렬 전송된다.
이에 따라, 복수의 구동부들(110)이 M 열로 구성되는 경우, 메모리(124)의 사용으로 인하여 로딩시간이 1/M배로 감소될 수 있다.
도 7은 본 실시예에 따른 구동장치(100)가 구현된 일 예를 도시한 도면이다. 도 7은, 본 실시예에 따른 구동장치(100)가 ASIC(700)으로 구현된 일 예를 도시하였다. 도 7에 도시된 ASIC(700)은 도 1에 도시된 구동장치(100)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 구동장치(100)는 도 7에 도시된 유닛들에 한정되지 않는다. 또한, 도 1 내지 도 6과 관련하여 기재된 내용은 도 7에 도시된 ASIC(700)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
ASIC(700)는 cMUT Driver(710) 및 구동 제어부(720)를 포함한다. 이때, cMUT Driver(710)는 도 1의 복수의 구동부들(110)의 일 예에 해당하고, 구동 제어부(720)는 도 1의 구동 제어부(120)의 일 예에 해당하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
cMUT Driver(710) 각각은 Shift register & comparator(711), pulse controller(712), pulse train controller(713), Tx pulser(714), cMUT PAD(715), protection circuit(716) 및 Preamplifier(717)를 포함한다.
Shift register & comparator(711)는 도 1의 레지스터(1121) 및 비교기(1122)의 일 예에 해당하고, pulse controller(712)는 도 1의 펄스 주파수 설정부(1123)의 일 예에 해당하고, pulse train controller(713)는 도 1의 다중 펄스 제어부(1124)의 일 예에 해당하고, Tx pulser(714)는 도 1의 송신신호 생성부(1125)의 일 예에 해당하고, cMUT PAD(715)는 도 1의 신호 송수신부(1126)의 일 예에 해당하고, protection circuit(716)는 도 1의 송수신 스위치(1127)의 일 예에 해당하고, Preamplifier(717)는 도 1의 수신신호 증폭기(1128)의 일 예에 해당하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 구동 제어부(720)는 Reference generator(721), LVDS block(722), Timing Controller(723), SRAM block(724), gray code counter(725) 및 buffer array(726)을 포함한다.
Reference generator(721)는 전단 제어부(310)와 연결되어 레퍼런스를 생성하고, LVDS block(722)은 전단 제어부(310)와 연결되어 데이터 및 클럭을 전달한다. 이때, LVDS는 고속 데이터통신을 위한 통신방식을 나타낸다.
Timing Controller(723)는 도 2의 타이밍 제어기(122)의 일 예에 해당하고, ASIC(700)의 전체 타이밍을 제어한다. SRAM block(724)은 도 2의 메모리(124)의 일 예에 해당하고, gray code counter(725)는 도 2의 기준코드 카운터(126)의 일 예에 해당하고, buffer array(726)는 도 2의 출력 버퍼(128)의 일 예에 해당하기에, 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 도 7에서 pulse controller(712), LVDS block(722), Timing Controller(723) 및 gray code counter(725)는 200MHz 동작 블럭이 될 수 있고, Shift register & comparator(711), pulse train controller(713) 및 SRAM block(724)는 33.3MHz 동작 블럭이 될 수 있다.
도 7에 도시된 신호들에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, D_ON는 주파수 설정을 위한 제어 비트로서, n비트로 구성된 경우, 2^n개의 주파수를 설정할 수 있다. DATA_P는 복수의 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연코드와 수신 트랜스듀서 제어비트를 나타낸다. P_CNT 신호는 송신 펄스 개수를 설정하기 위한 제어 비트로서, n비트로 구성된 경우, 2^n개의 펄스를 송신할 수 있다. Rx는 수신신호를 출력하기 위한 출력단을 나타낸다. Rx_EN은 수신 타이밍을 제어하기 위한 신호를 나타내고, Tx_EN은 송신 타이밍을 제어하기 위한 신호를 나타낸다. LOAD는 SRAM Block(724)에 데이터를 로딩하기 위한 신호를 나타낸다. DATA IP 및 DATA IN는 LVDS Block(722)로 데이터를 입력받는 두 개의 입력단자를 나타내고, 이에 따라, DATA_IN이 출력된다. CLKIN 및 CLKIP는 LVDS Block(722)로 클럭을 입력받는 두 개의 입력단자를 나타내고, 이에 따라, CLK_IN이 출력된다. IREF는 기준 전류 입력단을 나타내고, RxOUT은 수신신호 출력단을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의료영상시스템(800)을 도시한 구성도이다. 도 8을 참조하면, 의료영상시스템(800)은 프로브(810) 및 메인시스템(820)으로 구성된다. 이때, 프로브(810)는 구동장치(100), 2차원 트랜스듀서-어레이(200), 전단처리장치(front end processing apparatus)(300)로 구성되고, 구동장치(100)는 복수의 구동부들(110) 및 구동 제어부(120)로 구성되고, 전단처리장치(300)는 전단 제어부(310), 수신신호 처리부(320), ADC(Analog Digital Converter)(330), 지연시간 제어정보 생성부(340)로 구성된다. 또한, 메인시스템(820)은 합성부(821), 진단영상 생성부(822), 표시부(823), 저장부(824) 및 출력부(825)로 구성된다.
도 8에 도시된 구동장치(100), 2차원 트랜스듀서-어레이(200) 및 전단처리장치(300)는 도 1 내지 도 2에 도시된 구동장치(100), 2차원 트랜스듀서-어레이(200) 및 전단처리장치(300)의 일 실시예에 해당한다. 이에 따라, 도 1 내지 도 7과 관련하여 기재된 내용은 도 8에 도시된 의료영상시스템(800)에도 적용이 가능하기에 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 의료영상시스템(200)은 피사체에 대한 진단영상을 제공한다. 예를 들어 설명하면, 피사체를 나타내는 진단영상을 표시하거나, 또는 피사체를 나타내는 진단영상을 표시하는 외부장치로 피사체에 대한 진단영상을 나타내는 신호를 출력한다.
이때, 피사체는 인체의 유방, 간, 복부 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 본 실시예에 따른 진단영상은 3차원 초음파 영상이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
프로브(810)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200), 2차원 트랜스듀서-어레이(200)를 구동시키는 구동장치(100) 및 구동장치(100)로부터 출력되는 수신신호들을 처리하는 전단처리장치(300)를 포함한다.
구동장치(100)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들(110) 및 복수의 구동부들(110)을 제어하는 구동 제어부(120)을 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 복수의 구동부들(110) 각각은 레지스터, 비교기, 펄스 주파수 설정부, 다중 펄스 제어부, 송신신호 생성부, 신호 송수신부, 송수신 스위치 및 수신신호 증폭기를 포함한다.
전단처리장치(300)는 수신신호를 처리하고, 지연시간 제어정보를 생성한다. 이때, 수신신호는 구동장치(100)의 구동 제어부(120)로부터 출력되는 증폭된 수신신호가 될 수 있고, 지연시간 제어정보는 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 정보가 될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 전단처리장치(300)는 아날로그 프론트 엔드 보드(Analog Front End Board)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전단 제어부(310)는 전단처리장치(300)를 제어한다. 예를 들어 설명하면, 전단 제어부(310)는 수신신호를 처리하기 위하여 수신신호 처리부(320) 및 ADC(330)을 제어하고, 지연시간 제어정보를 생성하기 위하여 지연시간 제어정보 생성부(340)를 제어한다.
또한, 전단 제어부(310)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보, 송신 빔포밍을 위한 펄스 주파수에 대한 정보 및 송신 빔포밍을 위한 펄스의 개수에 대한 정보를 생성할 수 있다.
전단 제어부(310)에서 생성된 수신 트랜스듀서 제어정보, 펄스 주파수에 대한 정보 및 펄스의 개수에 대한 정보는 구동장치(100)의 구동 제어부(120)로 전송될 수 있다.
수신신호 처리부(320)는 구동장치(100)의 구동 제어부(120)로부터 출력되는 증폭된 수신신호를 소정의 처리작업에 따라 처리한다. 예를 들어 설명하면, 수신신호 처리부(320)는 피사체로부터 반사된 아날로그 신호에 대하여 잡음을 감소시키는 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier)(미도시), 입력되는 신호에 따라 이득(gain) 값을 제어하는 가변 이득 증폭기(VGA: Variable Gain Amplifier)(미도시) 및 앨리어싱 요소들을 필터링하는 안티-앨리어싱 필터(AAF: Anti-Aliasing Filter)(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 가변 이득 증폭기는 집속점과의 거리에 따른 이득을 보상하는 TGC(Time Gain compensation)이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
ADC(330)는 수신신호 처리부(320)로부터 출력되는 처리된 수신신호들을 디지털 신호로 변환한다.
또한, 본 실시예에 따른 수신신호 처리부(320) 및 ADC(330)는 복수 개 마련될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 수신신호 처리부(320) 및 ADC(330)는 복수의 구동부들(110)의 행의 수 또는 열의 수에 대응하여 마련될 수 있다.
m×n 복수의 구동부들(110)을 예로 들어 설명하면, 수신신호 처리부(320) 및 ADC(330)는 m 행에 대응하여 m개 마련되거나, 또는 수신신호 처리부(320) 및 ADC(330)는 n 열에 대응하여 n개 마련될 수 있다.
지연시간 제어정보 생성부(340)는 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보를 생성한다. 본 실시예에 따른 지연시간 제어정보 생성부(340)는 송신 빔포머가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 지연시간 제어정보 생성부(340)에서 생성된 지연시간 제어정보는 구동장치(100) 및 메인시스템(820)의 합성부(821)로 전송될 수 있다.
본 실시예에 따른 지연시간 제어정보는 지연시간에 대한 정보를 포함하고, 본 실시예에 따른 지연시간은 빔포밍을 위한 시간지연 값으로, 피사체의 집속점과 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각의 거리에 따라 산출될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 도 8에서는 설명의 편의를 위하여 지연시간 제어정보 생성부(340)를 프로브(810)에 포함되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 지연시간 제어정보 생성부(340)는 메인시스템(820)에 포함될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
메인시스템(820)은 프로브(810)로부터 출력되는 수신신호들을 합성하고, 진단영상을 생성, 표시, 출력 및 저장한다.
합성부(821)는 프로브(810)로부터 출력되는 디지털 변환된 수신신호들을 합성한다. 예를 들어 설명하면, 합성부(821)는 지연시간 제어정보 생성부(340)에서 생성된 지연시간 제어정보에 따라, 프로브(810)로부터 출력되는 수신신호들을 합성한다.
좀 더 상세히 설명하면, 프로브(810)는 m 행에 대응하여 m개의 수신신호들 또는 n 열에 대응하여 n개의 수신신호들을 출력하기에, 합성부(821)는 출력되는 수신신호들을 하나의 신호로 합성한다. 본 실시예에 따른 합성부(821)는 수신 빔포머가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
진단영상 생성부(822)는 합성부(821)에서 합성된 수신신호를 이용하여 진단영상을 생성한다. 좀 더 상세히 설명하면, 진단영상 생성부(822)는 DSP(Digital Signal Processor)(미도시) 및 DSC(Digital Scan Converter)(미도시)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 DSP는 합성부(821)에서 합성된 수신신호를 처리하여 b, c 또는 d 모드 등을 표현하는 영상데이터를 형성하고, DSC는 DSP에서 형성된 영상데이터를 디스플레이하기 위하여 스캔변환된 진단영상을 생성한다.
표시부(823)는 진단영상 생성부(822)에서 생성된 진단영상을 표시한다. 예를 들어 설명하면, 표시부(823)는 의료영상시스템(800)에 마련된 디스플레이 패널, 마우스, LCD 화면, 모니터 등의 출력 장치를 모두 포함한다.
다만, 본 실시예에 따른 의료영상시스템(800)은 표시부(823)를 구비하지 않고, 진단영상 생성부(822)에서 생성된 진단영상을 외부의 표시장치(미도시)로 출력하기 위한 출력부(825)를 구비할 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
저장부(824)는 의료영상시스템(800)의 동작을 수행하는 중에 발생하는 데이터를 저장한다. 예를 들어 설명하면, 저장부(824)는 프로브(810)에서 출력되는 수신신호들을 저장하거나, b, c 또는 d 모드 등을 표현하는 영상데이터, 또는 스캔변환된 진단영상 등을 저장할 수 있다.
본 실시예에 따른 저장부(824)는 통상적인 저장매체로서 본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 저장부(824)는 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리(Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 모두 포함함을 알 수 있다.
출력부(825)는 유, 무선 네트워크 또는 유선 직렬 통신 등을 통하여 외부장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 네트워크(network)는 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network) 등을 포함하나 이에 한정되지 않고 정보를 송수신할 수 있는 다른 종류의 네트워크가 될 수도 있음을 알 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 저장부(824) 및 출력부(825)는 영상 판독 및 검색 기능을 더 포함시켜 PACS(Picture Archiving Communication System)와 같은 형태로 일체화될 수도 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있다.
도 9는 본 실시예에 따른 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법은 도 1 내지 도 2 및 도 8에 도시된 구동장치(100) 또는 의료영상시스템(800)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 2 및 도 8에 도시된 구동장치(100) 또는 의료영상시스템(800)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 9의 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
901 단계에서 구동 제어부(120)의 메모리(124)에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 복수의 구동부들(110) 각각에 포함된 레지스터(1121)로 전송한다.
902 단계에서 비교기(1122)는 레지스터(1121)에서 출력되는 지연시간 제어정보를 구동 제어부(120)로부터 출력되는 기준코드와 비교한다.
903 단계에서 상기 902 단계의 비교결과에 따라, 복수의 구동부들(110) 중 기준코드와 동일한 지연시간 제어정보를 가지는 구동부(112)에 대응하는 트랜스듀서(212)에서 송신신호를 송신한다.
904 단계에서 구동장치(100)는 2차원 트랜스듀서-어레이(200)에 포함된 트랜스듀서들 각각에서 수신된 수신신호를 수신한다.
905 단계에서 수신신호 증폭기(1128), 수신신호 처리부(320) 및 ADC(330) 중 적어도 어느 하나는 레지스터(1121)에서 출력되는 수신 트랜스듀서 제어정보를 참조하여, 상기 904 단계에서 수신된 수신신호를 처리한다.
906 단계에서 상기 904 단계 및 상기 905 단계 중 적어도 어느 하나를 수행하는 동안, 전단처리장치(300)는 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 메모리(124)에 저장되도록 한다.
도 9에 도시된 흐름도에 관하여, 도 5의 타이밍도를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다. 901 단계는 도 5의 제1 구간(52)을 나타내고, 902 단계 내지 903 단계는 도 5의 제2 구간(53)을 나타내고, 904 단계 내지 905 단계는 도 5의 제3 구간(54)을 나타내고, 906 단계는 도 5의 제4 구간(55)을 나타낸다.
이에 따라, 본 실시예에 따른 구동장치(100) 및 의료영상시스템(800)은 확장 및 집적이 용이하고, 또한, 피사체에 대한 빔포밍 및 진단영상 생성에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 ... 구동장치
110 ... 복수의 구동부들
112 ... 구동부
1121 ... 레지스터
1122 ... 비교기
1123 ... 펄스 주파수 설정부
1124 ... 다중 펄스 제어부
1125 ... 송신신호 생성부
1126 ... 신호 송수신부
1127 ... 송수신 스위치
1128 ... 수신신호 증폭기
120 ... 구동 제어부
200 ... 2차원 트랜스듀서-어레이
212 ... 트랜스듀서

Claims (20)

  1. 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 구동장치에 있어서,
    상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들; 및
    상기 복수의 구동부들을 제어하는 구동 제어부;를 포함하고,
    상기 복수의 구동부들 각각은 상호 독립적으로 상기 트랜스듀서들을 구동하고,
    상기 트랜스듀서들 각각에 대응되는 상기 복수의 구동부들 각각은,
    상기 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보 및 상기 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보를 저장하는 레지스터;
    상기 구동 제어부에서 출력되는 기준코드와 상기 레지스터에서 출력되는 지연시간 제어정보를 비교하는 비교기;
    상기 기준코드와 상기 지연시간 제어정보가 동일하면 송신 빔포밍을 위한 펄스 주파수를 설정하는 펄스 주파수 설정부; 및
    상기 기준코드와 상기 지연시간 제어정보가 동일하면 송신 빔포밍을 위한 펄스의 개수를 제어하는 다중 펄스 제어부를 포함하는, 구동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 제어부는 상기 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보 및 상기 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보를 저장하는 메모리;를 포함하는 구동장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 구동부들에서 상기 2차원 트랜스듀서-어레이로 송신신호를 송신한 후, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 상기 메모리에 저장되는 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 상기 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 상기 메모리에 저장되는 동안, 상기 복수의 구동부들은 상기 송신된 송신신호에 대응하는 수신신호에 대한 처리작업을 수행하는 구동장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 메모리에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보는 상기 복수의 구동부들을 구성하는 열(column) 별로 병렬 출력되거나, 상기 복수의 구동부들을 구성하는 행(row) 별로 병렬 출력되는 구동장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 구동부들 각각은,
    상기 레지스터로부터 출력된 수신 트랜스듀서 제어정보를 참조하여 온/오프(ON/OFF)되는 송수신 스위치를 더 포함하는, 구동장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 트랜스듀서-어레이는 cMUT(capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer)이고, 상기 복수의 구동부들은 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)인 구동장치.
  10. 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 구동장치에 있어서,
    상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들; 및
    상기 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보 및 상기 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보를 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 복수의 구동부들에서 상기 2차원 트랜스듀서-어레이로 송신신호를 송신한 후, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 상기 메모리에 저장되는 구동장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 메모리에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보는 상기 복수의 구동부들을 구성하는 열(column) 별로 병렬 출력되거나, 상기 복수의 구동부들을 구성하는 행(row) 별로 병렬 출력되는 구동장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 구동부들 각각은 상호 독립적으로 상기 트랜스듀서들을 구동하는, 구동장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 구동부들 각각은,
    상기 수신 트랜스듀서 제어정보를 참조하여 온/오프(ON/OFF)되는 송수신 스위치를 포함하는, 구동장치.
  14. 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 구동장치 및 상기 구동장치로부터 출력되는 수신신호들을 처리하는 전단처리장치를 포함하는 프로브; 및
    상기 프로브로부터 출력되는 수신신호들을 합성하는 메인시스템을 포함하고,
    상기 구동장치는 상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 복수의 구동부들을 포함하고, 상기 복수의 구동부들 각각은 상호 독립적으로 상기 트랜스듀서들을 구동하며,
    상기 트랜스듀서들 각각에 대응되는 상기 복수의 구동부들 각각은,
    상기 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보 및 상기 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보를 저장하는 레지스터;
    상기 구동 제어부에서 출력되는 기준코드와 상기 레지스터에서 출력되는 지연시간 제어정보를 비교하는 비교기;
    상기 기준코드와 상기 지연시간 제어정보가 동일하면 송신 빔포밍을 위한 펄스 주파수를 설정하는 펄스 주파수 설정부; 및
    상기 기준코드와 상기 지연시간 제어정보가 동일하면 송신 빔포밍을 위한 펄스의 개수를 제어하는 다중 펄스 제어부를 포함하는, 의료영상시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 구동장치는 상기 트랜스듀서들 각각에 대한 송신 빔포밍을 위한 지연시간을 제어하는 지연시간 제어정보 및 상기 트랜스듀서들 중 수신 트랜스듀서를 선택하도록 제어하는 수신 트랜스듀서 제어정보를 저장하는 메모리;를 포함하는 의료영상시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 구동부들에서 상기 2차원 트랜스듀서-어레이로 송신신호를 송신한 후, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보가 상기 메모리에 저장되는 의료영상시스템.
  17. 복수의 구동부들 및 구동 제어부를 포함하는 구동장치를 이용하여 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법에 있어서,
    상기 구동 제어부의 메모리에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 상기 복수의 구동부들 각각에 포함된 레지스터로 전송하는 단계;
    상기 레지스터에서 출력되는 지연시간 제어정보를 상기 구동 제어부로부터 출력되는 기준코드와 비교하는 단계;
    상기 비교결과에 따라, 상기 복수의 구동부들 중 상기 기준코드와 동일한 지연시간 제어정보를 가지는 구동부에 대응하는 트랜스듀서에서 송신신호를 송신하는 단계;
    상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들에서 수신된 수신신호를 수신하는 단계; 및
    상기 레지스터에서 출력되는 수신 트랜스듀서 제어정보를 참조하여, 상기 수신된 수신신호를 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 수신신호를 수신하는 단계 및 상기 수신신호를 처리하는 단계 중 적어도 어느 하나를 수행하는 동안, 다음(following) 송신 빔포밍을 위한 지연시간 제어정보 및 다음(following) 수신 트랜스듀서를 선택하기 위한 수신 트랜스듀서 제어정보를 상기 메모리에 저장하는 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 레지스터로 전송하는 단계는 상기 메모리에 저장된 지연시간 제어정보 및 수신 트랜스듀서 제어정보를 상기 복수의 구동부들을 구성하는 열(column) 별로 병렬 출력하거나, 상기 복수의 구동부들을 구성하는 행(row) 별로 병렬 출력하는 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 구동부들 각각은 상호 독립적으로 상기 2차원 트랜스듀서-어레이에 포함된 트랜스듀서들 각각을 구동시키는 2차원 트랜스듀서-어레이를 구동시키는 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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