特開 2022-170031 超音波プローブおよび超音波診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022170031

(43)【公開日】2022-11-10

(54)【発明の名称】超音波プローブおよび超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20221102BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021075878

(22)【出願日】2021-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】320011683

【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】矢崎 徹

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601DD03

4C601DE01

4C601EE13

4C601GB22

4C601HH01

(57)【要約】

【課題】バッファ部を備える高圧送信回路と低圧送信回路とが併用される場合であっても、リーク電流を抑制することができる超音波プローブおよび超音波診断装置を提供する。
【解決手段】比較的高い電圧を送信する高圧送信回路と、比較的低い電圧を送信する低圧送信回路と、前記高圧送信回路と前記低圧送信回路とから選択的に電圧が送信される振動子を備える超音波プローブであって、前記高圧送信回路は、設定信号に基づいて出力する電流と引き込む電流を変化させる電流源部と、前記電流源部が出力する電流と引き込む電流に応じて前記振動子を駆動するバッファ部と、前記バッファ部の入力端と出力端に接続されるインピーダンス制御部を有することを特徴とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

比較的高い電圧を送信する高圧送信回路と、
比較的低い電圧を送信する低圧送信回路と、
前記高圧送信回路と前記低圧送信回路とから選択的に電圧が送信される振動子と、
を備える超音波プローブであって、
前記高圧送信回路は：
設定信号に基づいて出力する電流と引き込む電流を変化させる電流源部と、
前記電流源部が出力する電流と引き込む電流に応じて前記振動子を駆動するバッファ部と、
前記バッファ部の入力端と出力端に接続されるインピーダンス制御部と、
を有することを特徴とする超音波プローブ。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波プローブであって、
前記インピーダンス制御部は、抵抗であることを特徴とする超音波プローブ。

【請求項3】

請求項２に記載の超音波プローブであって、
前記バッファ部がＮ型ＭＯＳトランジスタとＰ型ＭＯＳトランジスタを含み、
前記Ｎ型ＭＯＳトランジスタと前記Ｐ型ＭＯＳトランジスタの出力抵抗がｒｏ、前記電流源部の出力インピーダンスがＺｏｕｔであるときに、前記抵抗の抵抗値Ｒｚｃｔｌは、ｒｏ≦Ｒｚｃｔｌ＜＜Ｚｏｕｔの範囲であることを特徴とする超音波プローブ。

【請求項4】

請求項１に記載の超音波プローブであって、
前記振動子が受信したエコー信号を増幅する受信回路をさらに備え、
前記振動子と前記低圧送信回路及び前記受信回路との間には高圧スイッチが設けられ、
前記高圧送信回路から電圧が送信されるときに前記高圧スイッチはオフになることを特徴とする超音波プローブ。

【請求項5】

請求項４に記載の超音波プローブであって、
前記低圧送信回路から電圧が送信されるときに前記高圧スイッチはオンになり、前記受信回路はオフになることを特徴とする超音波プローブ。

【請求項6】

請求項４に記載の超音波プローブであって、
前記高圧スイッチ及び前記低圧送信回路と前記受信回路との間には低圧スイッチが設けられ、
前記低圧送信回路から電圧が送信されるときに前記低圧スイッチはオフになることを特徴とする超音波プローブ。

【請求項7】

請求項１に記載の超音波プローブを備えることを特徴とする超音波診断装置。

【請求項8】

比較的高い電圧を送信する高圧送信回路と、
比較的低い電圧を送信する低圧送信回路と、
前記高圧送信回路と前記低圧送信回路とから選択的に電圧が送信される振動子と、
前記振動子が受信したエコー信号を増幅する受信回路と、
を備える超音波プローブであって、
前記振動子と前記低圧送信回路及び前記受信回路との間には高圧スイッチが設けられ、
前記高圧送信回路から電圧が送信されるときに前記高圧スイッチはオフになることを特徴とする超音波プローブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、医療用の超音波プローブおよび超音波診断装置に関し、特に超音波プローブの各振動子を駆動する送信回路に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置は、被検体に送信された超音波のエコー信号を受信することにより、被検体の断層画像や、血流分布を画像化したドプラ画像を撮像する装置である。超音波を送信する超音波プローブの各振動子には、断層画像の撮像時に１００Ｖ程度の比較的高い電圧が印加されるのに対し、ドプラ画像の撮像時に数Ｖ程度の比較的低い電圧が連続的に印加される。また断層画像やドプラ画像の空間分解能を向上させるには、各振動子のサイズをより小さくするとともに、各振動子に電圧を印加して個別に駆動する増幅回路の小型化が必要である。

【0003】

特許文献1には、増幅回路を小型化するために、設定信号に基づいて、出力する電流と引き込む電流を変化させる電流源部と、電流源部が出力する電流と引き込む電流に応じて振動子を駆動するバッファ部を備える増幅回路及び超音波プローブが開示される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６３０９０９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の増幅回路を断層画像の撮像用の高圧送信回路とし、高圧送信回路とは別にドプラ画像の撮像用の低圧送信回路を設けた場合、バッファ部にリーク電流が発生することがある。すなわち、バッファ部を備える高圧送信回路の出力インピーダンスが比較的低いことにより、低圧送信回路から送信される信号に対して、リーク電流が発生する場合がある。

【0006】

そこで本発明は、バッファ部を備える高圧送信回路と低圧送信回路とが併用される場合であっても、リーク電流を抑制することができる超音波プローブおよび超音波診断装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために本発明は、比較的高い電圧を送信する高圧送信回路と、比較的低い電圧を送信する低圧送信回路と、前記高圧送信回路と前記低圧送信回路とから選択的に電圧が送信される振動子を備える超音波プローブであって、前記高圧送信回路は、設定信号に基づいて出力する電流と引き込む電流を変化させる電流源部と、前記電流源部が出力する電流と引き込む電流に応じて前記振動子を駆動するバッファ部と、前記バッファ部の入力端と出力端に接続されるインピーダンス制御部を有することを特徴とする超音波プローブである。

【0008】

また本発明は、前記超音波プローブを備えることを特徴とする超音波診断装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、バッファ部を備える高圧送信回路と低圧送信回路とが併用される場合であっても、リーク電流を抑制することができる超音波プローブおよび超音波診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の超音波診断装置の全体構成図。

【図2】本発明の超音波プローブの構成図。

【図3】本発明の超音波プローブが有する送信回路の構成図。

【図4】送信回路の中の高圧送信回路の具体例を示す図。

【図5】振動子制御ユニットの中の配置の一例を示す図。

【図6】振動子制御ユニットの中の配置の他の例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の超音波診断装置及び超音波プローブの実施の形態を図面に従い説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0012】

また便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

【0013】

図１を用いて、本発明の超音波診断装置１００の一例について説明する。超音波診断装置１００は、被検体に送信された超音波のエコー信号を受信することにより、被検体の断層画像や血流分布を画像化したドプラ画像を撮像する装置であり、超音波プローブ１０４と本体１０１とがケーブル１０５によって電気的に接続されて構成される。

【0014】

超音波プローブ１０４は、被検体に超音波を送信するとともに、被検体からのエコー信号を受信する装置であり、振動子ユニット１０７と制御ＩＣ（Integrated Circuit）１０６を有する。制御ＩＣ１０６は、例えば、一つの半導体チップで構成される。超音波プローブ１０４の詳細構成は図２を用いて後述される。

【0015】

本体１０１は、超音波プローブ１０４に超音波を送信するための電力を供給するとともに、超音波プローブ１０４が受信したエコー信号に基づいて断層画像やドプラ画像を生成し、表示する装置であり、制御部１０３と表示部１０２を有する。制御部１０３は、ＣＰＵ（Central Processor Unit）や、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、記憶装置、通信インタフェース、ユーザインタフェース等を備え、超音波プローブに供給する電力を制御したり、エコー信号に基づいて断層画像等が生成したりする。表示部１０２は、例えば液晶ディスプレイであり、制御部１０３によって生成された断層画像等を表示する。断層画像等の撮像条件は、キーボードやマウス、表示部１０２に表示されるタッチパネル等のユーザインタフェースを介して操作者によって設定される。

【0016】

図２を用いて、超音波プローブ１０４の一例について説明する。前述のように、超音波プローブ１０４は振動子ユニット１０７と制御ＩＣ１０６を有する。振動子ユニット１０７は、被検体に超音波を送信するとともに、被検体からのエコー信号を受信する複数の振動子２を有する。複数の振動子２は、例えば行方向であるＸ方向にｍ個、列方向であるＹ方向にｎ個が配列され、ｎ行ｍ列の２次元配置とされる。

【0017】

制御ＩＣ１０６は、複数の振動子制御ユニット１１０と、行周辺回路１１５、列周辺回路１１６、メモリ１２０を有する。振動子制御ユニット１１０は、個々の振動子２と配線３によって電気的に接続され、送信回路１と、送信信号生成回路９、受信回路１１１、可変遅延回路９１を有する。

【0018】

送信回路１は、振動子２に電圧を印加することにより、超音波が送信されるように振動子２を駆動する回路であり、撮像される画像に応じて振動子２に印加する電圧を制御する。例えば、断層画像の撮像時には１００Ｖ程度の比較的高い電圧が印加され、ドプラ画像の撮像時には数Ｖ程度の比較的低い電圧が連続的に印加される。送信回路１の詳細構成は図３を用いて後述される。

【0019】

送信信号生成回路９は、送信回路１が振動子２を駆動するタイミングを制御する回路である。例えば、複数の振動子２から送信される超音波が被検体内で重なり合うポイントが走査されるように送信信号生成回路９はタイミングを制御する。

【0020】

受信回路１１１は、振動子２が受信したエコー信号を増幅する回路である。可変遅延回路９１は、被検体に送信された超音波が重なり合うポイントから各振動子２までの距離に応じた遅延時間をエコー信号に設定する回路である。遅延時間が設定されたエコー信号は、制御部１０３に送信され、断層画像等の生成に用いられる。

【0021】

行周辺回路１１５は、ｎ組の行制御信号１１７により各々の振動子制御ユニット１１０を行単位で制御する。また列周辺回路１１６は、ｍ組の列制御信号１１８により各々の振動子制御ユニット１１０を列単位で制御する。行制御信号１１７や列制御信号１１８は、特定の振動子２を選択するための信号や、個々の振動子２の遅延時間を定めるための信号等の設定信号を含み、設定情報１２１としてメモリ１２０に格納される。

【0022】

図３を用いて、送信回路１の一例について説明する。送信回路１は高圧送信回路１０と低圧送信回路１６を有し、撮像される画像に応じて高圧送信回路１０と低圧送信回路１６のいずれかを選択的に動作させる。

【0023】

高圧送信回路１０は、断層画像の撮像時に動作し、比較的高い電圧を振動子２に印加する回路であり、高圧制御部１１と、レベルシフタ１２、高圧ドライバ部１３、バッファ部１４、インピーダンス制御部１５を有する。高圧制御部１１は、送信信号生成回路９から送信される高圧送信信号に従って制御され、レベルシフタ１２に送信する信号を生成する。レベルシフタ１２は、高圧制御部１１から送信される信号の電圧レベルを変換する。高圧ドライバ部１３は、レベルシフタ１２によって電圧レベルが変換された信号を振動子２へバッファ部１４を介して出力する。

【0024】

低圧送信回路１６は、ドプラ画像の撮像時に動作し、比較的低い電圧を振動子２に印加する回路であり、低圧制御部１７と低圧ドライバ部１８を有する。低圧制御部１７は、送信信号生成回路９から送信される低圧送信信号に従って、低圧ドライバ部１８に送信する信号を生成する。低圧ドライバ部１８は低圧制御部１７から送信される信号を振動子２へ出力する。

【0025】

前述のように、振動子２には高圧送信回路１０と低圧送信回路１６が接続される。バッファ部１４を有する高圧送信回路１０の出力インピーダンスが比較的低いことにより、低圧送信回路１６から送信される信号に対して、バッファ部１４にリーク電流が発生する場合がある。そこで、図３の高圧送信回路１０には、バッファ部１４の入力端と出力端に接続されるインピーダンス制御部１５が設けられる。高圧送信回路１０にインピーダンス制御部１５が設けられることにより、入出力が同電位となるバッファ部１４においてリーク電流が抑制される。なお、高圧制御部１１と、レベルシフタ１２、高圧ドライバ部１３は、設定信号に基づいて出力する電流と引き込む電流を変化させる可変電流源部として機能する。

【0026】

図４を用いて、高圧制御部１１、レベルシフタ１２、高圧ドライバ部１３、バッファ部１４、インピーダンス制御部１５を有する高圧送信回路１０の具体例について説明する。

【0027】

高圧制御部１１は、スイッチ３０とスイッチ３１とを有する。スイッチ３０は一端に基準信号Ａが入力され、他端にレベルシフタ１２が有するＮ型ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子が接続される。スイッチ３１は一端に基準信号Ｂが入力され、他端にレベルシフタ１２が有するＰ型ＭＯＳトランジスタ２４のゲート端子が接続される。基準信号Ａと基準信号Ｂは例えば１ＶとＶＤＤ－１Ｖである。スイッチ３０とスイッチ３１のオン・オフは、送信信号生成回路９から送信される高圧送信信号である制御信号Ａと制御信号Ｂによってそれぞれ制御される。

【0028】

レベルシフタ１２は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２０、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２１、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ２２、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ２４、Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２５、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２６を有する。

【0029】

Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２０は、ゲート端子がスイッチ３０に、ソース端子が接地電位に、ドレイン端子がＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２１のソース端子に接続される。Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２１は、ゲート端子にバイアス電圧ＶｂｉａｓＡが入力され、ソース端子がＮ型ＭＯＳトランジスタ２０のドレイン端子に、ドレイン端子がＰ型ＭＯＳトランジスタ２２のドレイン端子およびゲート端子に接続される。Ｐ型ＭＯＳトランジスタ２２は、ドレイン端子およびゲート端子がＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２１のドレイン端子に、ソース端子が高圧の正側配線であるＨＶＤＤに接続される。

【0030】

Ｐ型ＭＯＳトランジスタ２４は、ゲート端子がスイッチ３１に、ソース端子が低圧の正側配線であるＶＤＤに、ドレイン端子がＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２５のソース端子に接続される。Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２５は、ゲート端子にバイアス電圧ＶｂｉａｓＢが入力され、ソース端子がＰ型ＭＯＳトランジスタ２４のドレイン端子に、ドレイン端子がＮ型ＭＯＳトランジスタ２６のドレイン端子およびゲート端子に接続される。Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２６は、ドレイン端子およびゲート端子がＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２５のドレイン端子に、ソース端子が高圧の負側配線であるＨＶＳＳに接続される。

【0031】

制御信号Ａによりスイッチ３０がオンになると、基準信号ＡがＮ型ＭＯＳトランジスタ２０のゲート端子に印加され、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２０のドレイン端子から基準信号Ａに応じた電流が流れる。Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２０のドレイン端子から電流が流れるとき、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２１を介してＰ型ＭＯＳトランジスタ２２に、制御信号Ａの電圧レベルが変換された信号が伝送される。すなわち、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２０、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２１、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ２２は、スイッチ３０をオン・オフ制御する制御信号Ａの電圧レベルを変換するレベルシフタ１２として機能する。なお、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ２４、Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２５、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ２６も同様に、スイッチ３１をオン・オフ制御する制御信号Ｂの電圧レベルを変換するレベルシフタ１２として機能する。

【0032】

高圧ドライバ部１３は、Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２３とＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２７を有する。Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２３は、ゲート端子に制御信号Ａの電圧レベルが変換された信号が印加され、ソース端子がＨＶＤＤに、ドレイン端子がバッファ部１４のＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８のゲート端子に接続される。Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２７は、ゲート端子に制御信号Ｂの電圧レベルが変換された信号が印加され、ソース端子がＨＶＳＳに、ドレイン端子がバッファ部１４のＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のゲート端子に接続される。

【0033】

Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２３のゲート端子に制御信号Ａの電圧レベルが変換された信号が印加されると、ゲート端子に印加された電圧に応じた電流がドレイン端子から流れる。すなわち、Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２３は、電圧レベルが変換された信号を出力する高圧ドライバ部１３として機能する。なお、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２７も同様に、電圧レベルが変換された信号を出力する高圧ドライバ部１３として機能する。

【0034】

バッファ部１４は、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９を有する。Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８は、ゲート端子がＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２３のドレイン端子に、ドレイン端子がＨＶＤＤに、ソース端子が振動子２に接続される。Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９は、ゲート端子がＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２７のドレイン端子に、ドレイン端子がＨＶＳＳに、ソース端子が振動子２に接続される。すなわちＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のソース端子はバッファ部１４の出力端となる。またＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８のゲート端子とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のゲート端子が接続されてバッファ部１４の入力端となる。

【0035】

高圧ドライバ部１３のＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２３とＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２７のドレイン端子から流れる電流は、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のゲート端子の電圧を上昇させる。ゲート端子の電圧が上昇すると、上昇した電圧と同等レベルの電圧がＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のソース端子から出力され、ソース端子から出力される電圧によって振動子２が駆動される。すなわち、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９は、高圧制御部１１と、レベルシフタ１２、高圧ドライバ部１３を有する電流源部が出力する又は引き込む電流に応じて振動子２を駆動するバッファ部１４として機能する。

【0036】

インピーダンス制御部１５は、例えばバッファ部１４と並列に接続される抵抗３２によって構成される。図４に示す送信回路１において、低圧送信回路１６によって振動子２を駆動するとき、振動子２とともに高圧送信回路１０の出力端にも低圧送信回路１６から電圧が印加されるものの、低圧送信回路１６の動作中は、高圧送信回路１０は停止中であり高圧ドライバ部１３がオフ状態であるため、抵抗３２によってバッファ部１４の入力端の過渡的な電圧変化を出力端と同電位にできる。これによって、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のゲート・ソース間電圧が同電位となる。その結果、バッファ部１４で発生するリーク電流を抑制することができる。なお、抵抗３２の抵抗値は、高圧ドライバ部１３の出力インピーダンスよりも十分に低く、Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のドレイン・ソース間抵抗と同程度であることが好ましい。

【0037】

抵抗３２の抵抗値Ｒｚｃｔｌの適切な範囲は、二つの制約条件から決定することができる。一つ目の制約条件は、高圧送信回路１０のバッファ部１４による振動子２の駆動を抵抗３２が阻害しないようにすること、つまりバッファ部１４の入力信号Ｖｉｎと出力信号Ｖｏｕｔの比である増幅率Ａｎを１に近づけることである。バッファ部１４の増幅率Ａｎは次式で表される。

【0038】

【数1】

【0039】

ここで、ｇｍはＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のトランスコンダクタンス係数、ｒｏはＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９の出力抵抗である。なおＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９のトランスコンダクタンス係数は同じ値とする。またＮ型高圧ＭＯＳトランジスタ２８とＰ型高圧ＭＯＳトランジスタ２９の出力抵抗も同じ値とする。

【0040】

一般的な半導体プロセスによればｇｍ・ｒｏ＞１であるため、増幅率Ａｎを１に近づけるには、Ｒｚｃｔｌがｒｏと同程度以上であれば良い。つまりＲｚｃｔｌ≧ｒｏが一つ目の制約条件となる。

【0041】

二つ目の制約条件は、高圧送信回路１０の出力から信号が印加されたときに、バッファ部１４の出力と入力の電位差を無くすことである。高圧ドライバ部１３の出力インピーダンスがＺｏｕｔであるとき、バッファ部１４の入力信号Ｖｉｎと出力信号Ｖｏｕｔの関係は次式で表される。

【0042】

【数2】

【0043】

上式においてＶｉｎ／Ｖｏｕｔ＝１とするには、Ｚｏｕｔ＞＞Ｒｚｃｔｌであれば良く、これが二つ目の制約条件となる。よって二つの制約条件から、抵抗３２の抵抗値Ｒｚｃｔｌの適切な範囲は、ｒｏ≦Ｒｚｃｔｌ＜＜Ｚｏｕｔとなる。抵抗値Ｒｚｃｔｌが適切な範囲であるとき、高圧送信回路１０の動作は阻害されず、バッファ部１４におけるリーク電流を抑制することができる。

【0044】

図５を用いて、振動子制御ユニット１１０の中の配置の一例について説明する。図５では、高圧スイッチ４０が低圧送信回路１６及び受信回路１１１と振動子２との間に配置される。高圧スイッチ４０は、高圧送信回路１０と低圧送信回路１６との動作に応じてオン・オフ制御される。すなわち高圧スイッチ４０は、高圧送信回路１０の動作中はオフになり、低圧送信回路１６の動作中はオンになる。このようなオン・オフ制御により、高圧送信回路１０から出力される比較的高い電圧による低圧送信回路１６及び受信回路１１１の破壊を防ぐことができる。

【0045】

なお高圧送信回路１０と低圧送信回路１６は、送信信号生成回路９から送信される高圧送信信号と低圧送信信号により、選択的に動作させられる。また低圧送信回路１６の動作中は受信回路１１１がオフになる。さらにエコー信号の受信時には高圧スイッチ４０がオンになり、低圧送信回路１６がオフになる。

【0046】

図６を用いて、振動子制御ユニット１１０の中の配置の他の例について説明する。図６では、図５の配置に対して、低圧スイッチ４２と低圧スイッチ４３、クランプダイオード４４が追加される。低圧スイッチ４２は、高圧スイッチ４０及び低圧送信回路１６と受信回路１１１との間に配置される。低圧スイッチ４２は、エコー信号の受信時にオンになり、低圧送信回路１６の動作中にオフになる。クランプダイオード４４は低圧スイッチ４２と受信回路１１１との間に接続される。低圧スイッチ４３は一端が高圧スイッチ４０と低圧スイッチ４２との間に接続され、他端が出力端に接続される。

【0047】

低圧スイッチ４２により、受信回路１１１を低圧送信回路１６から分離することができる。さらにクランプダイオード４４により、受信回路１１１への過大入力を抑制できる。また低圧スイッチ４３により受信回路１１１を介すことなくエコー信号を出力することができる。

【0048】

以上、説明した実施の形態にはさまざまなバリエーションがあっても良い。例えば、前述の「比較的低い電圧」と「比較的高い電圧」は必ずしも数Ｖと１００Ｖである必要はなく、「比較的低い電圧」＜「比較的高い電圧」であればよい。

【符号の説明】

【0049】

１：送信回路、２：振動子、３：配線、９：送信信号生成回路、１０：高圧送信回路、１１：高圧制御部、１２：レベルシフタ、１３：高圧ドライバ部、１４：バッファ部、１５：インピーダンス制御部、１６：低圧送信回路、１７：低圧制御部、１８：低圧ドライバ部、２０、２６：Ｎ型ＭＯＳトランジスタ、２１、２７、２８：Ｎ型高圧ＭＯＳトランジスタ、２２、２４：Ｐ型ＭＯＳトランジスタ、２３、２５、２９：Ｐ型高圧ＭＯＳトランジスタ、３０、３１：スイッチ、３２：抵抗、４０：高圧スイッチ、４２、４３：低圧スイッチ、９１：可変遅延回路、１００：超音波診断装置、１０１：本体、１０２：表示部、１０３：制御部、１０４：超音波プローブ、１０５：ケーブル、１０６：制御ＩＣ、１０７：振動子ユニット、１１０：振動子制御ユニット、１１１：受信回路、１１５：行周辺回路、１１６：列周辺回路、１１７：行制御信号、１１８：列制御信号、１２０：メモリ、１２１：設定情報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】