特開 2024-70223 超音波プローブ及び超音波診断装置

(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】P2024070223

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】超音波プローブ及び超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/00 20060101AFI20240515BHJP

【ＦＩ】

A61B8/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023174159

(22)【出願日】2023-10-06

(31)【優先権主張番号】P 2022180142

(32)【優先日】2022-11-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川俣 常雄

(72)【発明者】

【氏名】今川 健吾

(72)【発明者】

【氏名】岩下 貴之

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601EE01

4C601EE13

4C601GB03

4C601GB04

4C601GB08

4C601GB18

4C601GB20

4C601GB21

4C601HH22

(57)【要約】

【課題】超音波プローブの最大開口幅の低減を抑制しつつ、超音波プローブと超音波診断装置の装置本体とを接続する信号線の数を低減する。
【解決手段】振動素子アレイ４０は、観念上、配列の中央側に位置する複数の中央側主振動素子５０ａ、複数の中央側主振動素子５０ａよりも当該配列の第１端側に位置する複数の第１端側主振動素子５０ｂ、及び、複数の中央側主振動素子５０ａよりも第２端側に位置する複数の第２端側主振動素子５０ｃに分けられる。接続回路４２は、送受信回路３０と中央側主振動素子５０ａとを接続する第１回路６０、及び、送受信回路３０の接続先を、第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替える主振動子切替スイッチとしてのスイッチＳＷ２が設けられた第２回路６２を含んで構成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体に向けて超音波を照射し被検体からの反射波を受信する複数の振動素子からなる振動素子アレイと、
超音波診断装置の装置本体と前記振動素子アレイとを電気的に接続するための接続回路と、
を備え、
前記振動素子アレイは、長軸方向に配列された複数の主振動素子であって、前記配列の中央側に位置する複数の中央側主振動素子、前記複数の中央側主振動素子よりも前記配列の第１端側に位置する複数の第１端側主振動素子、及び、前記複数の中央側主振動素子よりも前記配列の前記第１端側とは反対側の第２端側に位置する複数の第２端側主振動素子からなる複数の主振動素子を含み、
前記接続回路は、前記装置本体と前記中央側主振動素子とを接続する第１回路と、前記装置本体の接続先を、前記第１端側主振動素子と前記第２端側主振動素子との間で切り替える複数の主振動子切替スイッチを有する第２回路とを含む、
ことを特徴とする超音波プローブ。

【請求項2】

各前記主振動子切替スイッチは、前記装置本体の接続先を、前記複数の第１端側主振動素子の前記配列の前記第１端側からｋ番目の前記第１端側主振動素子と、前記複数の第２端側主振動素子の前記複数の中央側主振動素子側からｋ番目の前記第２端側主振動素子との間で切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。

【請求項3】

前記第１回路は、第１基板に設けられ、
前記第２回路は、前記第１基板とは異なる第２基板に設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波プローブ。

【請求項4】

前記振動素子アレイは、各前記主振動素子の、前記長軸方向と直交する短軸方向の両側に配置された複数の副振動素子を含み、
前記第１回路及び前記第２回路は、それぞれ、前記主振動素子に接続された信号線と、当該主振動素子の前記短軸方向の両側に配置された前記副振動素子との間の、接続と非接続と切り替える副振動子切替スイッチを含む、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波プローブ。

【請求項5】

請求項１に記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブへの送信信号の送信、及び、前記超音波プローブからの受信信号に対する信号処理を行う送受信回路と、
前記主振動子切替スイッチの切替制御を行うスイッチ制御回路と、
を備え、
前記送受信回路は、前記装置本体と前記第１端側主振動素子が接続されている状態において、前記第１端側主振動素子、及び、複数の前記中央側主振動素子に対して前記送信信号を送信し、その後、前記送信信号の送信対象である複数の前記主振動素子からなる開口を前記第２端側へ移動させていき、
前記スイッチ制御回路は、前記開口の前記第２端側の端が前記中央側主振動素子の前記第２端側の端に達した場合に、前記装置本体と前記第２端側主振動素子が接続されるように前記主振動子切替スイッチを切り替え、
前記送受信回路は、前記装置本体と前記第２端側主振動素子が接続されている状態において、複数の前記中央側主振動素子、及び、前記第２端側主振動素子に対して前記送信信号を送信し、その後、前記開口を前記第２端側へ移動させていく、
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項6】

複数の前記第１端側主振動素子は、前記主振動子切替スイッチの切替制御の単位である第１端側ブロックであって、それぞれが、前記配列において連続する複数の前記第１端側主振動素子を含む複数の第１端側ブロックに分割され、
複数の前記第２端側主振動素子は、前記主振動子切替スイッチの切替制御の単位である第２端側ブロックであって、それぞれが、前記配列に応じて各前記第１端側ブロックに対応し、前記配列において連続する複数の前記第２端側主振動素子を含む、複数の第２端側ブロックに分割され、
前記送受信回路は、前記装置本体と各前記第１端側ブロックとが接続されている状態において、前記第１端側ブロック、及び、複数の前記中央側主振動素子の一部に対して前記送信信号を送信し、その後、前記送信信号の送信対象である複数の前記主振動素子からなる開口を前記第２端側へ移動させていき、
前記スイッチ制御回路は、前記開口の前記第２端側の端が前記中央側主振動素子の前記第２端側の端に達した場合に、前記装置本体と、最も前記第１端側にある前記第１端側ブロックである第１端側第１ブロックとの接続が解除され、前記装置本体と、前記中央側主振動素子に隣接する前記第２端側ブロックである第２端側第１ブロックとが接続されるように前記主振動子切替スイッチを切り替え、
前記送受信回路は、前記装置本体と、前記第１端側第１ブロック以外の前記第１端側ブロック、及び、前記第２端側第１ブロックとが接続されている状態において、前記第１端側第１ブロック以外の前記第１端側ブロック、複数の前記中央側主振動素子、及び、前記第２端側第１ブロックに含まれる複数の前記第２端側主振動素子に対して前記送信信号を送信し、その後、前記開口を前記第２端側へ移動させていく、
ことを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記開口の最大幅ＡＰｍａｘは、
ＡＰｍａｘ＝ＵＳｃｈ－Ｎ
で表される、
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
ここで、ＵＳｃｈ＝Ｔ－（Ｂ×Ｎ）であり、Ｔは前記複数の振動素子の数を表し、Ｂは前記第１端側ブロック又は前記第２端側ブロックの数を表し、Ｎは１つの前記第１端側ブロック又は前記第２端側ブロックに含まれる振動素子の数を表す。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、超音波プローブ及び超音波診断装置の改良を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、被検体に向けて超音波が送受波され、それにより得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成し、形成された超音波画像を表示する超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、超音波プローブ、装置本体、及びモニタを含んで構成されるのが一般的である。超音波プローブは、被検体に対して超音波の送受信を行うものである。装置本体は、超音波プローブに超音波を送信させるための送信信号を送信する処理、あるいは、超音波プローブからの受信信号に基づいて超音波画像を形成する処理などを行うものである。モニタは、装置本体で形成された超音波画像を表示するものである。

【0003】

近年、ワイヤレスプローブも提案されているが、装置本体と超音波プローブがケーブルで接続される場合も依然として多々ある。超音波プローブは、超音波の送受信を行うための多数の（例えば百数個など）の振動子からなる振動素子アレイを有している。したがって、装置本体が各振動子に対して送信信号を送るため、あるいは、装置本体が各振動子から受信信号を受信するために、装置本体と超音波プローブとを接続するケーブルは、多数の信号線（一般的には振動子の数に応じた本数の信号線）を有さなければならない。

【0004】

そこで、従来、装置本体と超音波プローブを接続するケーブルの信号線の数を低減するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、超音波プローブが有する振動素子アレイをＡグループとＢグループに分け、装置本体からの信号線の接続先を、Ａグループの振動子とＢグループの振動子とのいずれかに切り替える複数のスイッチを含む超音波プローブが開示されている。これによれば、スイッチの切り替えによって、装置本体からの１本の信号線が複数の振動子に対応可能となるため、ケーブルの信号線の数を低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－１５２３１７号広報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、超音波プローブにおいては、超音波画像の方位分解能を向上させるべく、開口幅を大きく確保したいという要求がある。ここでの開口幅とは、振動素子アレイの並び方向の幅であり、詳しくは、振動素子アレイに含まれる振動子のうち、同時に超音波を送受信可能な一塊の振動子の数である。

【0007】

例えば特許文献１のように、振動素子アレイに含まれる複数の振動子を半分（ＡグループとＢグループ）に分けて、装置本体からの信号線の接続先をＡグループの振動子とＢグループの振動子とのいずれかに切り替える場合、最大開口幅は、振動素子アレイに含まれる振動子の数の半分になってしまう。

【0008】

また、好適な超音波画像を形成すべく、超音波プローブの開口を、振動素子アレイの並び方向に向けて移動させる場合がある。例えば、特許文献１には、装置本体からの信号線が接続される振動子（超音波を送受信する振動子）を振動素子アレイの並び方向に少しずつ移動させるということが記載されている。特許文献１の例では、Ａグループが＃１～＃１９２の１９２個の振動子を有しており、Ｂグループが＃１９３～＃３８４の１９２個の振動子を有している場合、＃１～＃１９２の振動子が装置本体に接続されている状態から、＃１に代えて＃１９３の振動子を装置本体に接続し、次いで、＃２に代えて＃１９４の振動子を装置本体に接続する、というようにスイッチを切り替えていく。しかしながら、このような制御を行うには、複数のスイッチを個別に制御する必要がある。したがって、この場合、装置本体と超音波プローブを接続するケーブルは、複数のスイッチの数分の制御信号線を有する必要があり、ケーブルの信号線の数が低減できない場合があり得る。

【0009】

本明細書で開示される超音波プローブの目的は、超音波プローブの最大開口幅の低減を抑制しつつ、超音波プローブと超音波診断装置の装置本体とを接続する信号線の数を低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本明細書で開示される超音波プローブは、被検体に向けて超音波を照射し被検体からの反射波を受信する複数の振動素子からなる振動素子アレイと、超音波診断装置の装置本体と前記振動素子アレイとを電気的に接続するための接続回路と、を備え、前記振動素子アレイは、長軸方向に配列された複数の主振動素子であって、前記配列の中央側に位置する複数の中央側主振動素子、前記複数の中央側主振動素子よりも前記配列の第１端側に位置する複数の第１端側主振動素子、及び、前記複数の中央側主振動素子よりも前記配列の前記第１端側とは反対側の第２端側に位置する複数の第２端側主振動素子からなる複数の主振動素子を含み、前記接続回路は、前記装置本体と前記中央側主振動素子とを接続する第１回路と、前記装置本体の接続先を、前記第１端側主振動素子と前記第２端側主振動素子との間で切り替える複数の主振動子切替スイッチを有する第２回路とを含む、ことを特徴とする。

【0011】

また、各前記主振動子切替スイッチは、前記装置本体の接続先を、前記複数の第１端側主振動素子の前記配列の前記第１端側からｋ番目の前記第１端側主振動素子と、前記複数の第２端側主振動素子の前記複数の中央側主振動素子側からｋ番目の前記第２端側主振動素子との間で切り替えるとよい。

【0012】

当該構成によれば、第２回路６２によって、装置本体の接続先（装置本体と超音波プローブを接続するケーブルが有する１本の信号線の接続先）が、第１端側主振動素子と第２端側主振動素子との間で切り替えられる。したがって、第１端側主振動素子５０ｂ又は第２端側主振動素子５０ｃの数だけ、ケーブルの信号線の本数を低減することができる。

【0013】

さらに、当該構成によれば、装置本体と第１端側主振動素子を接続した状態で、超音波プローブの開口を第１端側から第２端側方向へ移動させていき、開口の第２端側端部が中央側主振動素子の第２端側端部に到達したときに、装置本体の接続先を第１端側主振動素子から第２端側主振動素子に切り替えるように制御し、その後、開口を第２端に到達するまで第２端側へ移動させるという制御を行うことができる。これにより、複数の主振動子切替スイッチを同時に制御すればよいため、主振動子切替スイッチの制御に必要な制御信号線の数（つまりケーブルの信号線の本数）を低減しつつ、超音波プローブの開口幅の低減を抑制（開口幅を中央側主振動素子の数に応じた幅を維持する）ことができる。

【0014】

前記第１回路は、第１基板に設けられ、前記第２回路は、前記第１基板とは異なる第２基板に設けられるとよい。

【0015】

当該構成によれば、種々の数の振動素子を有する種々の超音波プローブに第１基板及び第２基板を利用することができるようになる。

【0016】

前記振動素子アレイは、各前記主振動素子の、前記長軸方向と直交する短軸方向の両側に配置された複数の副振動素子を含み、前記第１回路及び前記第２回路は、それぞれ、前記主振動素子に接続された信号線と、当該主振動素子の前記短軸方向の両側に配置された前記副振動素子との間の、接続と非接続と切り替える副振動子切替スイッチを含むとよい。

【0017】

当該構成によれば、短軸方向の開口幅の切り替えが可能となる。

【0018】

また、本明細書で開示される超音波診断装置は、請求項１に記載の超音波プローブと、前記超音波プローブへの送信信号の送信、及び、前記超音波プローブからの受信信号に対する信号処理を行う送受信回路と、前記主振動子切替スイッチの切替制御を行うスイッチ制御回路と、を備え、前記送受信回路は、前記装置本体と前記第１端側主振動素子が接続されている状態において、前記第１端側主振動素子、及び、複数の前記中央側主振動素子に対して前記送信信号を送信し、その後、前記送信信号の送信対象である複数の前記主振動素子からなる開口を前記第２端側へ移動させていき、前記スイッチ制御回路は、前記開口の前記第２端側の端が前記中央側主振動素子の前記第２端側の端に達した場合に、前記装置本体と前記第２端側主振動素子が接続されるように前記主振動子切替スイッチを切り替え、前記送受信回路は、前記装置本体と前記第２端側主振動素子が接続されている状態において、複数の前記中央側主振動素子、及び、前記第２端側主振動素子に対して前記送信信号を送信し、その後、前記開口を前記第２端側へ移動させていく、ことを特徴とする。

【0019】

複数の前記第１端側主振動素子は、前記主振動子切替スイッチの切替制御の単位である第１端側ブロックであって、それぞれが、前記配列において連続する複数の前記第１端側主振動素子を含む複数の第１端側ブロックに分割され、複数の前記第２端側主振動素子は、前記主振動子切替スイッチの切替制御の単位である第２端側ブロックであって、それぞれが、前記配列に応じて各前記第１端側ブロックに対応し、前記配列において連続する複数の前記第２端側主振動素子を含む、複数の第２端側ブロックに分割され、前記送受信回路は、前記装置本体と各前記第１端側ブロックとが接続されている状態において、前記第１端側ブロック、及び、複数の前記中央側主振動素子の一部に対して前記送信信号を送信し、その後、前記送信信号の送信対象である複数の前記主振動素子からなる開口を前記第２端側へ移動させていき、前記スイッチ制御回路は、前記開口の前記第２端側の端が前記中央側主振動素子の前記第２端側の端に達した場合に、前記装置本体と、最も前記第１端側にある前記第１端側ブロックである第１端側第１ブロックとの接続が解除され、前記装置本体と、前記中央側主振動素子に隣接する前記第２端側ブロックである第２端側第１ブロックとが接続されるように前記主振動子切替スイッチを切り替え、前記送受信回路は、前記装置本体と、前記第１端側第１ブロック以外の前記第１端側ブロック、及び、前記第２端側第１ブロックとが接続されている状態において、前記第１端側第１ブロック以外の前記第１端側ブロック、複数の前記中央側主振動素子、及び、前記第２端側第１ブロックに含まれる複数の前記第２端側主振動素子に対して前記送信信号を送信し、その後、前記開口を前記第２端側へ移動させていくとよい。

【0020】

前記開口の最大幅ＡＰｍａｘは、ＡＰｍａｘ＝ＵＳｃｈ－Ｎで表されるとよい。ここで、ＵＳｃｈ＝Ｔ－（Ｂ×Ｎ）であり、Ｔは前記複数の振動素子の数を表し、Ｂは前記第１端側ブロック又は前記第２端側ブロックの数を表し、Ｎは１つの前記第１端側ブロック又は前記第２端側ブロックに含まれる振動素子の数を表す。

【発明の効果】

【0021】

本明細書で開示される超音波プローブによれば、超音波プローブの最大開口幅の低減を抑制しつつ、超音波プローブと超音波診断装置の装置本体とを接続する信号線の数を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図である。

【図2】振動素子アレイの模式図である。

【図3】接続回路の回路図である。

【図4】第１実施形態における、接続回路の各スイッチを制御するための制御信号線の回路図である。

【図5】第１実施形態において、超音波プローブの開口が移動する様子を示す図である。

【図6】第２実施形態における、複数の第１端側ブロック及び複数の第２端側ブロックを示す概念図である。

【図7】第２実施形態における、第１端側ブロック、第２端側ブロック、接続回路に設けられたスイッチ、及び、スイッチを制御するための制御信号線の接続関係を示す回路図である。

【図8】第２実施形態において、超音波プローブの開口が移動する様子を示す図である。

【図9】開口の最大幅をＵＳｃｈ－Ｎよりも大きくした場合の開口を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１０のブロック図である。超音波診断装置１０は、病院などの医療機関に設置され、超音波検査時に使用される医用装置である。

【0024】

超音波診断装置１０は、被検体に対して超音波ビームを走査し、それにより得られた受信信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。例えば、超音波診断装置１０は、受信信号に基づいて、走査面からの反射波の振幅強度が輝度に変換された断層画像（Ｂモード画像）を形成する。あるいは、超音波診断装置１０は、送信波と受信波の周波数の差分（ドプラシフト）に基づいて、被検体内の組織の運動速度を表す超音波画像であるドプラ画像を形成する。

【0025】

超音波診断装置１０は、超音波プローブ１２、装置本体１４、モニタ１６、ケーブル１８、及び、コネクタボックス２０を含んで構成される。

【0026】

超音波プローブ１２は、被検体に対して超音波の送受波を行う装置である。超音波プローブ１２の詳細については後述する。

【0027】

装置本体１４は、超音波プローブ１２に超音波を送信させるための送信信号を送信する処理、あるいは、超音波プローブ１２からの受信信号に基づいて超音波画像を形成する処理などを行う装置である。装置本体１４は、種々の処理を行うための種々の回路を含んでいるが、図１には、超音波プローブ１２への送信信号の送信、及び、超音波プローブ１２からの受信信号に対する信号処理などを行う送受信回路３０、及び、後述の接続回路４２が有するスイッチの切替制御を行うスイッチ制御回路３１のみが図示されている。

【0028】

モニタ１６は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）などから構成される。モニタ１６には、装置本体１４で形成された超音波画像などが表示される。

【0029】

ケーブル１８は、超音波プローブ１２と装置本体１４とを電気的に接続するものである。詳しくは、ケーブル１８は複数の信号線を有しており、各信号線は、超音波プローブ１２の振動素子アレイ４０に含まれる各振動素子と、装置本体１４の送受信回路３０とを接続する。ケーブル１８の装置本体１４側には、コネクタボックス２０が接続されている。装置本体１４に設けられたコネクタにコネクタボックス２０が取り付けられることで、ケーブル１８及びコネクタボックス２０を介して、超音波プローブ１２と装置本体１４とが接続される。また、図１に示すように、コネクタボックス２０にはシフトレジスタ３２が設けられている。シフトレジスタ３２の機能については後述する。

【0030】

以下、超音波プローブ１２の詳細について説明する。超音波プローブ１２は、振動素子アレイ４０及び接続回路４２を含んで構成される。

【0031】

振動素子アレイ４０は、被検体に向けて超音波を照射する、又は、被検体からの反射波を受信する、複数の振動素子から構成される。

【0032】

図２は、振動素子アレイ４０の模式図である。振動素子アレイ４０は、一方向に配列された複数の主振動素子５０を含んで構成される。本明細書では、主振動素子５０の配列方向を「長軸方向」と記載する。振動素子アレイ４０は、例えば３２０個の主振動素子５０を含んで構成されるが、主振動素子５０の数はこれには限られない。

【0033】

長軸方向に配列された複数の主振動素子５０は、観念上、配列の中央側に位置する複数の中央側主振動素子５０ａ、複数の中央側主振動素子５０ａよりも当該配列の第１端側（図２では上端側）に位置する複数の第１端側主振動素子５０ｂ、及び、複数の中央側主振動素子５０ａよりも当該配列の第１端側とは反対側の第２端側（図２では下端側）に位置する複数の第２端側主振動素子５０ｃに分けられる。第１端側主振動素子５０ｂの数と、第２端側主振動素子５０ｃの数は同数である。中央側主振動素子５０ａの数と、第１端側主振動素子５０ｂ又は第２端側主振動素子５０ｃの数とは、同数であってもよいし異なる数であってもよい。

【0034】

また、本実施形態では、振動素子アレイ４０は、各主振動素子５０の、長軸方向と直交する短軸方向の両側に配置された複数の副振動素子５２を含んで構成される。副振動素子５２は、短軸方向の開口を広げる効果を発揮する。本実施形態では、副振動素子５２は、各主振動素子５０の両側にそれぞれ１つずつ（都合１つの主振動素子５０に対して２つ）設けられているが、副振動素子５２は、各主振動素子５０の両側にそれぞれ複数設けられてもよい。

【0035】

上述の通り、複数の主振動素子５０は長軸方向に配列されているため、複数の副振動素子５２も長軸方向に配列されることになる。複数の主振動素子５０は、中央側主振動素子５０ａ、第１端側主振動素子５０ｂ、及び第２端側主振動素子５０ｃを含むところ、同様に、複数の副振動素子５２も、観念上、配列の中央側に位置する複数の中央側副振動素子５２ａ、複数の中央側副振動素子５２ａよりも当該配列の第１端側（図２では上端側）に位置する複数の第１端側副振動素子５２ｂ、及び、複数の中央側副振動素子５２ａよりも当該配列の第１端側とは反対側の第２端側（図２では下端側）に位置する複数の第２端側副振動素子５２ｃに分けられる。中央側副振動素子５２ａは、中央側主振動素子５０ａの短軸方向の両側に配置されたものであり、第１端側副振動素子５２ｂは、第１端側主振動素子５０ｂの短軸方向の両側に配置されたものであり、第２端側副振動素子５２ｃは、第２端側主振動素子５０ｃの短軸方向の両側に配置されたものである。

【0036】

なお、本明細書では、主振動素子５０の短軸方向の両側に配置された副振動素子５２を、（当該）主振動素子５０に対応する副振動素子５２と記載する場合がある。

【0037】

接続回路４２は、送受信回路３０（つまり装置本体１４）からの送信信号及び振動素子アレイ４０からの受信信号の信号経路において、送受信回路３０と振動素子アレイ４０との間に設けられる回路であり、送受信回路３０と振動素子アレイ４０とを電気的に接続するための回路である。具体的には、接続回路４２は、振動素子アレイ４０に含まれる各振動素子（主振動素子５０及び副振動素子５２）と、送受信回路３０に接続されるケーブル１８（より詳しくはケーブル１８に含まれる各信号線）とを電気的に接続する回路である。

【0038】

図３は、接続回路４２の回路図である。以下、図３を参照しつつ接続回路４２について説明する。図３では、接続回路４２の右側において、主振動素子５０と、それに対応する２つの副振動素子５２とが、１つの記号Ｍであらわされている。縦に並ぶ複数の当該記号Ｍが、長軸方向に配列された主振動素子５０及び副振動素子５２を表している。各記号Ｍの右側に記載された数字（＃）は、主振動素子５０又は副振動素子５２の、配列における第１端側からの順番を表す。図３の例では、主振動素子５０は、長軸方向に３２０個配列されている。また、図３の例では、中央側主振動素子５０ａは１９２個（＃６５～＃２５６）であり、第１端側主振動素子５０ｂは６４個（＃１～＃６４）であり、第２端側主振動素子５０ｃは６４個（＃２５７～＃３２０）である。

【0039】

接続回路４２は、第１回路６０及び第２回路６２を含んで構成される。第１回路６０は、送受信回路３０と中央側主振動素子５０ａとを接続する回路であり、第２回路６２は、送受信回路３０の接続先を、第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替える機能を有する回路である。以下、本明細書では、第１回路６０又は第２回路６２に含まれる各信号経路を「パターン」と呼ぶ。

【0040】

第１回路６０は、送受信回路３０と中央側主振動素子５０ａを接続する主パターン６０ａを含む。詳しくは、主パターン６０ａは、ケーブル１８の送信信号線Ｓと中央側主振動素子５０ａとを接続している。したがって、コネクタボックス２０が装置本体１４に接続されている限り、中央側主振動素子５０ａは、主パターン６０ａによって常に送受信回路３０に接続されることになる。

【0041】

また、第１回路６０は、主パターン６０ａから分岐し、当該主パターン６０ａが接続された中央側主振動素子５０ａに対応する中央側副振動素子５２ａに接続される副パターン６０ｂを含む。副パターン６０ｂの途中には、副振動子切替スイッチとしてのスイッチＳＷ１が設けられている。スイッチＳＷ１は、主パターン６０ａと中央側副振動素子５２ａとの接続／非接続を切り替えるスイッチである。スイッチＳＷ１がオンであれば、中央側主振動素子５０ａと、それに対応する中央側副振動素子５２ａとが、同一の主パターン６０ａ（つまり同一の送信信号線Ｓ）に接続される。スイッチＳＷ１がオフであれば、中央側副振動素子５２ａは、主パターン６０ａ（つまり送信信号線Ｓ）には接続されない。

【0042】

第１回路６０は、中央側主振動素子５０ａ（又はそれに対応する中央側副振動素子５２ａ）毎に設けられる。

【0043】

第２回路６２は、ケーブル１８の送信信号線Ｓに接続されるケーブル側パターン６２ａと、第１端側主振動素子５０ｂに接続される第１端側主パターン６２ｂと、第２端側主振動素子５０ｃに接続される第２端側主パターン６２ｃとを含む。ケーブル側パターン６２ａと、第１端側主パターン６２ｂ及び第２端側主パターン６２ｃとの間には、主振動子切替スイッチとしてのスイッチＳＷ２が設けられている。スイッチＳＷ２は、ケーブル側パターン６２ａの接続先を、第１端側主パターン６２ｂ又は第２端側主パターン６２ｃのいずれかに切り替えるスイッチである。換言すれば、スイッチＳＷ２により、送受信回路３０の接続先が、第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替えられる。

【0044】

第２回路６２は、１つの第１端側主振動素子５０ｂと１つの第２端側主振動素子５０ｃとの組み合わせ毎に設けられるのであるが、第２回路６２が有するスイッチＳＷ２は、送受信回路３０の接続先を、主振動素子５０の配列の第１端側からｋ番目の第１端側主振動素子５０ｂと、当該配列の中央側主振動素子５０ａ側からｋ番目の第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替える。例えば、１つ目の第２回路６２のスイッチＳＷ２は、送受信回路３０の接続先を、複数の主振動素子５０の配列において１番目（＃１）にある第１端側主振動素子５０ｂと、当該配列において２５７番目（複数の第２端側主振動素子５０ｃのうち最も中央側主振動素子５０ａ側（配列の第１端側と言ってもよい））にある第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替える。また、２つ目の第２回路６２のスイッチＳＷ２は、送受信回路３０の接続先を、複数の主振動素子５０の配列において２番目（＃２）にある第１端側主振動素子５０ｂと、当該配列において２５８番目（複数の第２端側主振動素子５０ｃのうち中央側主振動素子５０ａ側（配列の第１端側）から２番目）にある第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替える。

【0045】

また、第２回路６２は、第１端側副振動素子５２ｂに接続される第１端側副パターン６２ｄと、第２端側副振動素子５２ｃに接続される第２端側副パターン６２ｅとを含む。ケーブル側パターン６２ａと、第１端側副パターン６２ｄ及び第２端側副パターン６２ｅとの間には、副振動子切替スイッチとしてのスイッチＳＷ３が設けられている。スイッチＳＷ３は、ケーブル側パターン６２ａの接続先を、第１端側副パターン６２ｄ又は第２端側副パターン６２ｅのいずれかに切り替えるスイッチである。換言すれば、スイッチＳＷ３により、送受信回路３０の接続先が、第１端側副振動素子５２ｂと第２端側副振動素子５２ｃとの間で切り替えられる。

【0046】

スイッチＳＷ２同様に、１つの第２回路６２が有するスイッチＳＷ３は、送受信回路３０の接続先を、副振動素子５２の配列の第１端側からｋ番目の第１端側副振動素子５２ｂと、当該配列の中央側副振動素子５２ａ側からｋ番目の第２端側副振動素子５２ｃとの間で切り替える。例えば、１つ目の第２回路６２のスイッチＳＷ３は、送受信回路３０の接続先を、複数の副振動素子５２の配列において１番目（＃１）にある第１端側副振動素子５２ｂと、当該配列において２５７番目（複数の第２端側副振動素子５２ｃのうち最も中央側副振動素子５２ａ側（配列の第１端側と言ってもよい））にある第２端側副振動素子５２ｃとの間で切り替える。また、２つ目の第２回路６２のスイッチＳＷ３は、送受信回路３０の接続先を、複数の副振動素子５２の配列において２番目（＃２）にある第１端側副振動素子５２ｂと、当該配列において２５８番目（複数の第２端側副振動素子５２ｃのうち中央側副振動素子５２ａ側（配列の第１端側）から２番目）にある第２端側副振動素子５２ｃとの間で切り替える。

【0047】

本実施形態では、接続回路４２は、複数の基板に分けて設けられる。具体的には、第１回路６０は第１基板７０に設けられ、第２回路６２は、第１基板７０とは異なる第２基板７２に設けられる。本実施形態では、第１基板７０には第２回路６２は設けられず、第２基板７２には第１回路６０は設けられない。

【0048】

例えば、図３の例では、中央側主振動素子５０ａは１９２個設けられているから、第１基板７０には、１９２個の第１回路６０が設けられる。複数の第１回路６０が複数の第１基板７０に分けられて設けられてもよい。例えば、１つ目の第１基板７０に９６個の第１回路６０が設けられ、２つ目の第１基板７０に９６個の第１回路６０が設けられてもよい。この場合、超音波プローブ１２には２つの第１基板７０が設けられることになる。１つの第１基板７０に設けられる第１回路６０の数は適宜決定されてよい。

【0049】

また、図３の例では、第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの組み合わせは６４個設けられているから、第２基板７２には、６４個の第２回路６２が設けられる。複数の第２回路６２が複数の第２基板７２に分けられて設けられてもよい。例えば、１つ目の第２基板７２に３２個の第２回路６２が設けられ、２つ目の第２基板７２に３２個の第２回路６２が設けられてもよい。この場合、超音波プローブ１２には２つの第２基板７２が設けられることになる。１つの第２基板７２に設けられる第２回路６２の数も適宜決定されてよい。

【0050】

図４は、接続回路４２の各スイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３）を制御するための制御信号線ＣＳの回路図である。各スイッチを制御するための制御信号は、スイッチ制御回路３１から出力される。ただし、スイッチ制御回路３１からはダイナミック信号の制御信号がシフトレジスタ３２に出力され、当該制御信号がシフトレジスタ３２にてスタティック信号に変換される。

【0051】

シフトレジスタ３２からは２本の制御信号線ＣＳ１，ＣＳ２が、ケーブル１８を介して接続回路４２接続されている。

【0052】

制御信号線ＣＳ１は、第１基板７０に設けられた複数の第１回路６０が有する複数のスイッチＳＷ１、並びに、第２基板７２に設けられた複数の第２回路６２が有する複数のスイッチＳＷ３にパラレルに接続されている。これにより、シフトレジスタ３２からのスイッチＳＷ１への制御信号が、複数のスイッチＳＷ１及び複数のスイッチＳＷ３にパラレルに供給される。制御信号線ＣＳ１の値がＨ（Ｈｉｇｈ）である場合、スイッチＳＷ１がオンになり、制御信号線ＣＳ１の値がＬ（Ｌｏｗ）である場合、スイッチＳＷ１がオフとなる。制御信号線ＣＳ１の値がＨである場合、スイッチＳＷ３がイネーブルになり、制御信号線ＣＳ１の値がＬである場合、スイッチＳＷ３がオフとなる。スイッチＳＷ３がイネーブルになる、とは、ケーブル側パターン６２ａと、第１端側副パターン６２ｄ又は第２端側副パターン６２ｅのいずれかとが接続された状態を意味する。スイッチＳＷ３がオフになる、とは、ケーブル側パターン６２ａが、第１端側副パターン６２ｄ及び第２端側副パターン６２ｅのいずれにも接続されない状態となることを意味する。

【0053】

本実施形態では、制御信号線ＣＳ２は、第２基板７２に設けられた複数の第２回路６２が有する複数のスイッチＳＷ２及び複数のスイッチＳＷ３にパラレルに接続されている。これにより、シフトレジスタ３２からのスイッチＳＷ２への制御信号が複数のスイッチＳＷ２にパラレルに供給される。制御信号線ＣＳ２の値がＬである場合、スイッチＳＷ２は、ケーブル側パターン６２ａと第１端側主パターン６２ｂが接続される状態となり、制御信号線ＣＳ２の値がＨである場合、スイッチＳＷ２は、ケーブル側パターン６２ａと第２端側主パターン６２ｃが接続される状態となる。すなわち、複数の第２回路６２が有する複数のスイッチＳＷ２は同時に制御される。

【0054】

本実施形態では、制御信号線ＣＳ２は、複数のスイッチＳＷ３にパラレルに接続されている。これにより、制御信号線ＣＳ２が複数のスイッチＳＷ３にパラレルに供給される。制御信号線ＣＳ１がＨであって、且つ、制御信号線ＣＳ２がＬである場合、スイッチＳＷ３は、ケーブル側パターン６２ａと第１端側副パターン６２ｄが接続される状態となり、制御信号線ＣＳ１がＨであって、且つ、制御信号線ＣＳ２がＨである場合、スイッチＳＷ３は、ケーブル側パターン６２ａと第２端側副パターン６２ｅが接続される状態となる。すなわち、複数の第２回路６２が有する複数のスイッチＳＷ３も同時に制御される。

【0055】

本実施形態に係る超音波プローブ１２の概要は以上の通りである。超音波プローブ１２は、第２回路６２によって、ケーブル１８が有する１本の送信信号線Ｓが、２つの主振動素子５０（第１端側主振動素子５０ｂ及び第２端側主振動素子５０ｃ）に対応することとなるため、第１端側主振動素子５０ｂ（又は第２端側主振動素子５０ｃ）の数だけ送信信号線Ｓの本数を低減することができる。

【0056】

また、主振動素子５０の配列方向において、中央側主振動素子５０ａの両側にある第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの間で送受信回路３０の接続先を切り替えることで、主振動素子５０の配列方向（長軸方向）の最大開口幅の低減が抑制されている。これについて、図５を参照しつつ説明する。

【0057】

図５の例では、主振動素子５０の配列の第１端側から第２端側、すなわち、主振動素子５０の配列において１番目（＃１）から３２０番目（＃３２０）の方向へ、最大開口幅の開口Ａ（図５の例では振動素子１６０個分）を移動させていく例が示されている。なお、図５には副振動素子５２も図示されているが、以下の長軸方向への開口Ａの移動の説明では、主振動素子５０に着目して説明する。

【0058】

図５の左側の図は、開口Ａが＃１～＃１６０の主振動素子５０である状態を表している。この場合、スイッチ制御回路３１は、制御信号線ＣＳ２をＬに制御して、送受信回路３０と第１端側主振動素子５０ｂ（＃１～＃６４）を接続させる。その上で、送受信回路３０は、第１端側主振動素子５０ｂの全部（＃１～＃６４）と、中央側主振動素子５０ａの一部（＃６５～＃１６０）に対して送信信号を送信する。

【0059】

この状態から、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ２をＬに維持したまま、送受信回路３０は、開口Ａの幅を維持しつつ、開口Ａを徐々に主振動素子５０の配列の第２端側（＃３２０の主振動素子５０側）へ移動させていく。すなわち、送受信回路３０は、送信信号の送信先の主振動素子５０を徐々に＃３２０の主振動素子５０側へ変更していく。やがて、開口Ａの第２端側の端が中央側主振動素子５０ａの第２端側の端に達し、開口Ａは、図５の真ん中の図のように、＃９７～＃２５６の主振動素子５０となる。

【0060】

この状態において、スイッチ制御回路３１は、制御信号線ＣＳ２をＨに変更し、送受信回路３０の接続先を第１端側主振動素子５０ｂ（＃１～＃６４）から第２端側主振動素子５０ｃ（＃２５７～＃３２０）に切り替える。次いで、送受信回路３０は、中央側主振動素子５０ａの一部（＃９８～＃２５６）と、第２端側主振動素子５０ｃの１つ目（＃２５７）と、に対して送信信号を送信する。

【0061】

以後、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ２をＨに維持したまま、送受信回路３０は、開口Ａの幅を維持しつつ、開口Ａを徐々に主振動素子５０の配列の第２端側（＃３２０の主振動素子５０側）へ移動させていく。すなわち、送受信回路３０は、送信信号の送信先の主振動素子５０を徐々に＃３２０の主振動素子５０側へ変更していく。やがて、開口Ａは、図５の右の図のように、＃１６１～＃３２０の主振動素子５０となる。

【0062】

以上のように、本実施形態では、主振動素子５０の配列方向において、中央側主振動素子５０ａの両側にある第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの間で送受信回路３０の接続先を切り替えることで、開口Ａの最大幅の低減を抑制することができる。且つ、第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの間で送受信回路３０の接続先を切り替えるための複数のスイッチＳＷ２を同時に制御すればよいため、スイッチＳＷ２を切り替えるための制御信号線ＣＳ２は１本でよい。すなわち、本実施形態によれば、超音波プローブ１２の最大開口幅の低減を抑制しつつ、ケーブル１８の信号線の数を低減することが可能となっている。

【0063】

また、本実施形態では、複数の第１回路６０が第１基板７０に設けられ、複数の第２回路６２が第２基板７２に設けられている。これにより、種々の数の振動素子を有する種々の超音波プローブ１２に第１基板７０及び第２基板７２を利用することができるようになる。例えば、９６個の第１回路６０が設けられた第１基板７０、及び、３２個の第２回路６２が設けられた第２基板７２を用意しておいた場合、３２０個の振動素子を有する超音波プローブ１２には、２枚の第１基板７０及び２枚の第２基板７２を設ければよく、２５６個の振動素子を有する超音波プローブ１２には、２枚の第１基板７０及び１枚の第２基板７２を設ければよく、１６０個の振動素子を有する超音波プローブ１２には、１枚の第１基板７０及び１枚の第２基板７２を設ければよい。

【0064】

さらに、本実施形態では、スイッチＳＷ１を制御することによって、送受信回路３０に接続された主振動素子５０に対応する副振動素子５２も送受信回路３０に接続することができる。送受信回路３０の副振動素子５２への接続／未接続を切り替えることによって、超音波送受信面積が可変され、超音波ビームのフォーカスを調整することが可能となる。

【0065】

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る超音波診断装置１０のブロック図、振動素子アレイ４０の模式図、及び、接続回路４２の回路図は、第１実施形態と概ね同様である。以下、主に第１実施形態との間に差異がある部分に関して、第２実施形態に係る超音波診断装置１０について説明する。

【0066】

図６は、振動素子アレイ４０において定義される複数の第１端側ブロック８０及び複数の第２端側ブロック８２を示す概念図である。第２実施形態では、複数の第１端側主振動素子５０ｂは、観念上、複数の第１端側ブロック８０に分割される。なお、各第１端側ブロック８０には、複数の第１端側副振動素子５２ｂも含まれるが、以下の説明においては、主振動素子５０に着目し、副振動素子５２については後述する。各第１端側ブロック８０は、振動素子アレイ４０の配列において連続する複数の第１端側主振動素子５０ｂを含んで構成される。本実施形態では、図６に示すように、第１端側ブロック８０は、＃１～＃３２の第１端側主振動素子５０ｂを含む第１端側第１ブロック８０ａ、及び、＃３３～＃６４の第１端側主振動素子５０ｂを含む第１端側第２ブロック８０ｂの２つの第１端側ブロック８０に分割されている。このように、本実施形態では、各第１端側ブロック８０は、それぞれ３２個の第１端側主振動素子５０ｂを含んでいる。第１端側ブロック８０の個数は２つに限られず、それ以上の数であってもよい。詳しくは後述するが、第１端側ブロック８０は、主振動子切替スイッチとしてのスイッチＳＷ２の切替制御の単位である。

【0067】

同様に、第２実施形態では、複数の第２端側主振動素子５０ｃは、観念上、複数の第２端側ブロック８２に分割される。第１端側ブロック８０同様、各第２端側ブロック８２には、複数の第２端側副振動素子５２ｃも含まれるが、以下の説明においては、主振動素子５０に着目し、副振動素子５２については後述する。各第２端側ブロック８２も、振動素子アレイ４０の配列において連続する複数の第２端側主振動素子５０ｃを含んで構成される。本実施形態では、図６に示すように、第２端側ブロック８２は、＃２５７～＃２８８の第２端側主振動素子５０ｃを含む第２端側第１ブロック８２ａ、及び、＃２８９～＃３２０の第２端側主振動素子５０ｃを含む第２端側第２ブロック８２ｂの２つの第２端側ブロック８２に分割されている。このように、本実施形態では、各第２端側ブロック８２は、それぞれ３２個の第２端側主振動素子５０ｃを含んでいる。特に、各第２端側ブロック８２は、振動素子アレイ４０の配列に応じて、各第１端側ブロック８０に対応するように設けられている。本実施形態では、第２端側ブロック８２のうち最も第１端側にある（中央側主振動素子５０ａに隣接する）第２端側第１ブロック８２ａは、第１端側ブロック８０のうち最も第１端側にある第１端側第１ブロック８０ａに対応している。また、第２端側ブロック８２のうち第１端側から２番目にある第２端側第２ブロック８２ｂは、第１端側ブロック８０のうち第１端側から２番目にある第１端側第２ブロック８０ｂに対応している。このように、第１端側ブロック８０の数と第２端側ブロック８２の数は同数である。また、第１端側ブロック８０に含まれる第１端側主振動素子５０ｂの数と、当該第１端側ブロック８０に対応する第２端側ブロック８２に含まれる第２端側主振動素子５０ｃの数は同数となっている。第２端側ブロック８２も、スイッチＳＷ２の切替制御の単位である。

【0068】

図７は、第１端側ブロック８０、第２端側ブロック８２、スイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ３、制御信号線ＣＳ１、並びに、スイッチＳＷ２及びスイッチＳＷ３を制御するための制御信号線ＣＳ２の接続関係を示す回路図である。第２実施形態においても、複数の中央側主振動素子５０ａ（及び複数の中央側副振動素子５２ａ）、並びに、制御信号線ＣＳ１が接続されたスイッチＳＷ１（図４参照）が設けられているが、図７ではその図示が省略されている。

【0069】

スイッチＳＷ２が、送受信回路３０（図１参照）の接続先を、第１端側主振動素子５０ｂと第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替えるのは、第１実施形態と同様である。特に、第２実施形態では、スイッチＳＷ２は、送受信回路３０の切替先を、第１端側ブロック８０に含まれる第１端側主振動素子５０ｂと、当該第１端側ブロック８０に対応する第２端側ブロック８２に含まれる第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替える。図７の例では、スイッチＳＷ２－１は、第１端側第１ブロック８０ａに含まれる第１端側主振動素子５０ｂと、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替え、スイッチＳＷ２－２は、第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側主振動素子５０ｂと、第２端側第２ブロック８２ｂに含まれる第２端側主振動素子５０ｃとの間で切り替える。なお、図７の例では、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２の１セットに対して１つのスイッチＳＷ２のみが図示されている（例えば、第１端側第１ブロック８０ａ及び第２端側第１ブロック８２ａのセットに対して１つのスイッチＳＷ２－１のみが図示されている）が、実際には、当該セットに対するスイッチＳＷ２は、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２に含まれる主振動素子５０の数分設けられている。本明細書では、第１端側第１ブロック８０ａ及び第２端側第１ブロック８２ａのセットに対する複数のスイッチＳＷ２をまとめてスイッチＳＷ２－１と呼び、第１端側第２ブロック８０ｂ及び第２端側第２ブロック８２ｂのセットに対する複数のスイッチＳＷ２をまとめてスイッチＳＷ２－２と呼ぶ。

【0070】

第１実施形態では、１本の制御信号線ＣＳ２が複数のスイッチＳＷ２及び複数のスイッチＳＷ３にパラレルに接続されていた。つまり、全てのスイッチＳＷ２及び全てのスイッチＳＷ３が同時に切替制御されていた。一方、第２実施形態では、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２の複数のセットに対応する複数のスイッチＳＷ２それぞれに対して、別個の制御信号線ＣＳ２が設けられている。図７の例では、第１端側第１ブロック８０ａ及び第２端側第１ブロック８２ａのセットに対するスイッチＳＷ２－１にシフトレジスタ３２からの制御信号を送信するための制御信号線ＣＳ２－１が設けられ、並びに、第１端側第２ブロック８０ｂ及び第２端側第２ブロック８２ｂのセットに対するスイッチＳＷ２－２にシフトレジスタ３２からの制御信号を送信するための制御信号線ＣＳ２－２が設けられている。これにより、第２実施形態では、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２の各セットに対応する各スイッチＳＷ２を個別に制御することができる。すなわち、第２実施形態では、送受信回路３０の切替先を、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２のセット毎に個別に切り替えることができるようになっている。

【0071】

なお、本実施形態では、制御信号線ＣＳ２－１の値がＬである場合、スイッチＳＷ２－１は、送受信回路３０ａと第１端側第１ブロック８０ａに含まれる各第１端側主振動素子５０ｂが接続される状態となり、制御信号線ＣＳ２－１の値がＨである場合、スイッチＳＷ２－１は、送受信回路３０ａと第２端側第１ブロック８２ａに含まれる各第２端側主振動素子５０ｃが接続される状態となる。また、本実施形態では、制御信号線ＣＳ２－２の値がＬである場合、スイッチＳＷ２－２は、送受信回路３０ａと第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる各第１端側主振動素子５０ｂが接続される状態となり、制御信号線ＣＳ２－２の値がＨである場合、スイッチＳＷ２－２は、送受信回路３０ａと第２端側第２ブロック８２ｂに含まれる各第２端側主振動素子５０ｃが接続される状態となる。

【0072】

以下、図８を参照し、第２実施形態における、開口Ａを長軸方向へ移動させるための、スイッチＳＷ２の切替制御及び送信信号の送信制御について説明する。なお、図８には副振動素子５２も図示されているが、ここでも、主振動素子５０に着目して説明する。

【0073】

図８の左側の図は、開口Ａが＃１～＃２２４の主振動素子５０である状態を表している。なお、詳しくは後述するが、主振動素子５０の数が３２０個であり、第１端側ブロック８０（又は第２端側ブロック８２）の個数が２個であり、各第１端側ブロック８０（又は各第２端側ブロック８２）に含まれる主振動素子５０の数が３２個の場合、最大開口幅は、図８に示されるように、主振動素子５０が２２４個分の幅となる。

【0074】

開口Ａが＃１～＃２２４の主振動素子５０である場合、スイッチ制御回路３１は、制御信号線ＣＳ２－１及びＣＳ２－２をＬに制御して、送受信回路３０と、第１端側ブロック８０（つまり、第１端側第１ブロック８０ａ及び第１端側第２ブロック８０ｂ）に含まれる第１端側主振動素子５０ｂ（＃１～＃６４）を接続させる。その状態において、送受信回路３０は、第１端側ブロック８０に含まれる複数の第１端側主振動素子５０ｂの全部（＃１～＃６４）と、複数の中央側主振動素子５０ａの一部（＃６５～＃２２４）に対して送信信号を送信する。

【0075】

この状態から、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ２－１及びＣＳ２－２をＬに維持したまま、送受信回路３０は、開口Ａの幅を維持しつつ、開口Ａを徐々に主振動素子５０の配列の第２端側（＃３２０の主振動素子５０側）へ移動させていく。すなわち、送受信回路３０は、送信信号の送信先の主振動素子５０を徐々に＃３２０の主振動素子５０側へ変更していく。やがて、開口Ａの第２端側の端が中央側主振動素子５０ａの第２端側の端に達し、開口Ａは、図５の真ん中の図のように、＃３３～＃２５６の主振動素子５０となる。

【0076】

この状態において、スイッチ制御回路３１は、制御信号線ＣＳ２－２をＬに維持しつつ、制御信号線ＣＳ２－１をＨに変更する。そうすると、送受信回路３０と第１端側第１ブロック８０ａに含まれる第１端側主振動素子５０ｂ（＃１～＃３２）との接続が解除され、代わりに、送受信回路３０と第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側主振動素子５０ｃ（＃２５７～＃２８８）が接続される。この状態では、送受信回路３０の接続先は、第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側主振動素子５０ｂ（＃３３～＃６４）、中央側主振動素子５０ａ（＃６５～＃２５６）、及び、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側主振動素子５０ｃ（＃２５７～＃２８８）となる。

【0077】

この状態において、送受信回路３０は、第１端側第１ブロック８０ａ以外の第１端側ブロック８０（本例では、第１端側第２ブロック８０ｂ）に含まれる第１端側主振動素子５０ｂの一部（＃３４～＃６４）、複数の中央側主振動素子５０ａの全部、及び、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる１つ目の第２端側主振動素子５０ｃ（＃２５７）に対して送信信号を送信する。

【0078】

その後、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ２－１をＨに、制御信号線ＣＳ２－２をＬに維持したまま、送受信回路３０は、開口Ａの幅を維持しつつ、開口Ａを徐々に主振動素子５０の配列の第２端側（＃３２０の主振動素子５０側）へ移動させていく。やがて、開口Ａの第２端側の端が第２端側第１ブロック８２ａの第２端側の端に達し、開口Ａは、図５の右側の図のように、＃６５～＃２８８の主振動素子５０となる。

【0079】

この状態において、スイッチ制御回路３１は、制御信号線ＣＳ２－１をＨに維持しつつ、制御信号線ＣＳ２－２をＬに変更する。そうすると、送受信回路３０と第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側主振動素子５０ｂ（＃３３～＃６４）との接続が解除され、代わりに、送受信回路３０と第２端側第２ブロック８２ｂに含まれる第２端側主振動素子５０ｃ（＃２８９～＃３２０）が接続される。この状態では、送受信回路３０の接続先は、中央側主振動素子５０ａ（＃６５～＃２５６）、及び、第２端側ブロック８２（つまり、第２端側第１ブロック８２ａ及び第２端側第２ブロック８２ｂ）に含まれる第２端側主振動素子５０ｃ（＃２５７～＃３２０）となる。

【0080】

この状態において、送受信回路３０は、複数の中央側主振動素子５０ａの一部（＃６６～＃２５６）、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側主振動素子５０ｃの全部（＃２５７～＃２８８）、及び、第２端側第２ブロック８２ｂの１つ目の第２端側主振動素子５０ｃ（＃２８９）に対して送信信号を送信する。

【0081】

その後、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ２－１及びＣＳ２－２をＨに維持したまま、送受信回路３０は、開口Ａの幅を維持しつつ、開口Ａを徐々に主振動素子５０の配列の第２端側（＃３２０の主振動素子５０側）へ移動させていく。やがて、開口Ａの第２端側の端が第２端側第２ブロック８２ｂの第２端側の端（本実施形態では、振動素子アレイ４０の第２端側の端）に達し、開口Ａは、＃９７～＃３２０の主振動素子５０となる。

【0082】

以上のように、第２実施形態では、複数の第１端側主振動素子５０ｂを複数の第１端側ブロック８０に分割し、複数の第２端側主振動素子５０ｃを複数の第２端側ブロック８２に分割し、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２のセット毎に、順次、送受信回路３０の接続先を切り替えながら、開口Ａを移動させていく。上記の実施形態では、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２の数が２つであったが、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２の数が３つ以上である場合においても同様に、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２のセット毎に、順次、送受信回路３０の接続先を切り替えながら、開口Ａを移動させていく。

【0083】

第２実施形態では、上述の処理を行うことにより、少なくとも第１実施形態に比して、開口Ａの開口幅をより広く取ることができる。具体的には、開口Ａの最大幅ＡＰｍａｘは、以下の式１で表される。

ＡＰｍａｘ＝ＵＳｃｈ－Ｎ ・・・ （式１）

式１において、ＵＳｃｈ（本明細書では装置チャンネルと呼ぶ）は、送受信回路３０に同時に接続可能な複数の主振動素子５０の数を表し、以下の式２で表される。

ＵＳｃｈ＝Ｔ－（Ｂ×Ｎ） ・・・ （式２）

式２において、Ｔは、振動素子アレイ４０に含まれる複数の主振動素子５０の数を表し、Ｂは、第１端側ブロック８０又は第２端側ブロック８２の数を表し、Ｎは、１つの第１端側ブロック８０又は第２端側ブロック８２に含まれる主振動素子５０の数を表す。

【0084】

本実施形態では、Ｔ＝３２０、Ｂ＝２、Ｎ＝３２であるから、ＵＳｃｈ＝２５６となる。したがって、本実施形態における開口Ａの最大幅ＡＰｍａｘは、２５６－３２＝２２４となる。

【0085】

仮に、開口Ａの最大幅ＡＰｍａｘをＵＳｃｈ－Ｎよりも大きくした場合、図９に示すように、開口Ａの第２端側の端が第２端側第１ブロック８２ａに入った場合に、開口Ａの第１端側の端がまだ第１端側第１ブロック８０ａ内に残ってしまう。上述のように、第１端側第１ブロック８０ａと第２端側第１ブロック８２ａは、排他的に送受信回路３０に接続されるため、この場合、第１端側第１ブロック８０ａに含まれる第１端側主振動素子５０ｂと、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側主振動素子５０ｃのいずれかに送信信号を送信することができなくなってしまう。図９の例では、＃３２と＃２５７のいずれかに送信信号を送信することができない。これを回避するために、本実施形態では、装置チャンネルＵＳｃｈから１ブロック分の主振動素子５０の数を引いた値を開口Ａの最大幅ＡＰｍａｘとしている。

【0086】

また、第２実施形態では、ケーブル１８の信号線の数Ｃｎは、ＵＳｃｈ（送信信号線Ｓの数）＋Ｂ（制御信号線ＣＳ２の数）＋１（制御信号線ＣＳ１）となる。なお、振動素子アレイ４０が副振動素子５２を含まないならば、第２実施形態における、ケーブル１８の信号線の数Ｃｎは、ＵＳｃｈ（送信信号線Ｓの数）＋Ｂ（制御信号線ＣＳ２の数）となる。

【0087】

以下、第２実施形態における副振動素子５２について説明する。図６に示される通り、各第１端側ブロック８０は、それに含まれる第１端側主振動素子５０ｂに対応する第１端側副振動素子５２ｂを含み、各第２端側ブロック８２は、それに含まれる第２端側主振動素子５０ｃに対応する第２端側副振動素子５２ｃを含む。つまり、複数の第１端側副振動素子５２ｂも、観念上、複数の第１端側ブロック８０に分割され、複数の第２端側副振動素子５２ｃも、観念上、複数の第２端側ブロック８２に分割される。

【0088】

図７に示すように、第２実施形態では、スイッチＳＷ３は、送受信回路３０の切替先を、第１端側ブロック８０に含まれる第１端側副振動素子５２ｂと、当該第１端側ブロック８０に対応する第２端側ブロック８２に含まれる第２端側副振動素子５２ｃとの間で切り替える。図７の例では、スイッチＳＷ３－１は、第１端側第１ブロック８０ａに含まれる第１端側副振動素子５２ｂと、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側副振動素子５２ｃとの間で切り替え、スイッチＳＷ３－２は、第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側副振動素子５２ｂと、第２端側第２ブロック８２ｂに含まれる第２端側副振動素子５２ｃとの間で切り替える。なお、図７の例では、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２の１セットに対して１つのスイッチＳＷ３のみが図示されている（例えば、第１端側第１ブロック８０ａ及び第２端側第１ブロック８２ａのセットに対して１つのスイッチＳＷ３－１のみが図示されている）が、実際には、当該セットに対するスイッチＳＷ３は、第１端側ブロック８０及び第２端側ブロック８２に含まれる副振動素子５２の対の数分設けられている。本明細書では、第１端側第１ブロック８０ａ及び第２端側第１ブロック８２ａのセットに対する複数のスイッチＳＷ３をまとめてスイッチＳＷ３－１と呼び、第１端側第２ブロック８０ｂ及び第２端側第２ブロック８２ｂのセットに対する複数のスイッチＳＷ３をまとめてスイッチＳＷ３－２と呼ぶ。

【0089】

第２実施形態においても、制御信号線ＣＳ１が複数のＳＷ３にパラレルに接続されるのは第１実施形態と同様である。制御信号線ＣＳ１の値がＨである場合、スイッチＳＷ３がイネーブルになり、制御信号線ＣＳ１の値がＬである場合、スイッチＳＷ３がオフとなる。

【0090】

このような構造において、第１実施形態と同様に、制御信号線ＣＳ１を適宜制御することによって、超音波ビームのフォーカスを調整することが可能となる。

【0091】

例えば、図８の左側の図に示される状態、つまり、スイッチ制御回路３１が、制御信号線ＣＳ２－１及びＣＳ２－２をＬに制御して、送受信回路３０と、第１端側ブロック８０に含まれる第１端側主振動素子５０ｂ（＃１～＃６４）、及び、中央側主振動素子５０ａ（＃６５～＃２５６）とが接続された状態において、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ１をＬからＨにすれば、スイッチＳＷ３－１及びスイッチＳＷ３－２及びスイッチＳＷ１（図４参照）がオンになり、第１端側ブロック８０に含まれる第１端側副振動素子５２ｂ及び中央側副振動素子５２ａが送受信回路３０に接続される。この状態において、送受信回路３０は、第１端側ブロック８０に含まれる第１端側副振動素子５２ｂ及び中央側副振動素子５２ａに送信信号を送信し、第１端側ブロック８０に含まれる第１端側副振動素子５２ｂ及び中央側副振動素子５２ａから受信信号を受信可能となる。

【0092】

また、スイッチ制御回路３１が、制御信号線ＣＳ２－１をＨに、制御信号線ＣＳ２－２をＬに制御して、送受信回路３０と、第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側主振動素子５０ｂ（＃３３～＃６４）、中央側主振動素子５０ａ（＃６５～＃２５６）、及び、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側主振動素子５０ｃ（＃２５７～＃２８８）とが接続された状態において、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ１をＬからＨにすれば、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３－１、及びスイッチＳＷ３－２がオンになり、第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側副振動素子５２ｂ、中央側副振動素子５２ａ、及び、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側副振動素子５２ｃが送受信回路３０に接続される。この状態において、送受信回路３０は、第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側副振動素子５２ｂ、中央側副振動素子５２ａ、及び、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側副振動素子５２ｃに送信信号を送信し、第１端側第２ブロック８０ｂに含まれる第１端側副振動素子５２ｂ、中央側副振動素子５２ａ、及び、第２端側第１ブロック８２ａに含まれる第２端側副振動素子５２ｃから受信信号を受信可能となる。

【0093】

さらに、スイッチ制御回路３１が、制御信号線ＣＳ２－１及びＣＳ２－２をＨに制御して、送受信回路３０と、中央側主振動素子５０ａ（＃６５～＃２５６）、及び、第２端側ブロック８２に含まれる第２端側主振動素子５０ｃ（＃２５７～＃３２０）とが接続された状態において、スイッチ制御回路３１が制御信号線ＣＳ１をＬからＨにすれば、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３－１、及びスイッチＳＷ３－２がオンになり、中央側副振動素子５２ａ、及び、第２端側ブロック８２に含まれる第２端側副振動素子５２ｃが送受信回路３０に接続される。この状態において、送受信回路３０は、中央側副振動素子５２ａ、及び、第２端側ブロック８２に含まれる第２端側副振動素子５２ｃに含まれる第２端側副振動素子５２ｃに送信信号を送信し、中央側副振動素子５２ａ、及び、第２端側ブロック８２に含まれる第２端側副振動素子５２ｃに含まれる第２端側副振動素子５２ｃから受信信号を受信可能となる。

【0094】

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0095】

１０ 超音波診断装置、１２ 超音波プローブ、１４ 装置本体、１６ モニタ、１８ ケーブル、２０ コネクタボックス、３０ 送受信回路、３１ スイッチ制御回路、３２ シフトレジスタ、４０ 振動素子アレイ、４２ 接続回路、５０ 主振動素子、５０ａ 中央側主振動素子、５０ｂ 第１端側主振動素子、５０ｃ 第２端側主振動素子、５２ 副振動素子、５２ａ 中央側副振動素子、５２ｂ 第１端側副振動素子、５２ｃ 第２端側副振動素子、６０ 第１回路、６０ａ 主パターン、６０ｂ 副パターン、６２ 第２回路、６２ａ ケーブル側パターン、６２ｂ 第１端側主パターン、６２ｃ 第２端側主パターン、６２ｄ 第１端側副パターン、６２ｅ 第２端側副パターン、７０ 第１基板、７２ 第２基板、８０ 第１端側ブロック、８０ａ 第１端側第１ブロック、８０ｂ 第１端側第２ブロック、８２ 第２端側ブロック、８２ａ 第２端側第１ブロック、８２ｂ 第２端側第２ブロック、Ｓ 信号線、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ２－１，ＳＷ２－２，ＳＷ３，ＳＷ３－１，ＳＷ３－２ スイッチ、ＣＳ，ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ２－１，ＣＳ２－２ 制御信号線、Ａ 開口。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】