JPH083528B2 - Ultrasonic device - Google Patents
Ultrasonic deviceInfo
- Publication number
- JPH083528B2 JPH083528B2 JP16482786A JP16482786A JPH083528B2 JP H083528 B2 JPH083528 B2 JP H083528B2 JP 16482786 A JP16482786 A JP 16482786A JP 16482786 A JP16482786 A JP 16482786A JP H083528 B2 JPH083528 B2 JP H083528B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- circuit
- transducer
- control signal
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波診断装置等における、1次元状あるい
は2次元状に配列されたトランスジューサにより超音波
の送受波を行う装置に係り、特に、複数チャネルのマル
チプレクサ機能を持ち集積回路化に好適な回路構成を備
えた超音波装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an apparatus for transmitting and receiving ultrasonic waves by a transducer arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner in an ultrasonic diagnostic apparatus and the like. The present invention relates to an ultrasonic device having a multiple channel multiplexer function and a circuit configuration suitable for integration into an integrated circuit.
電子走査型超音波診断装置等においては、直線状また
は特定の曲線状にトランスジューサ・エレメントが多数
配列されたアレイ・トランスジューサが用いられる。そ
して送受波口径に対応したエレメント群を選び、順次そ
れを走査しながら送受波を行う。したがって、すべての
エレメントに対して、独立した送波および受波信号を必
要とする。しかし、エレメント毎に送波回路、受波回路
を用いると、必要な部品の数や、信号ケーブルの長さ、
数が多くなる。そのため、従来装置では、送波回路、受
波回路を送受波口径に対応した数だけ用い、これら送受
波回路と、トランスジューサ・エレメントとの間をスイ
ッチを介して接続する構成が採用されている。例えば、
実開昭56−73809、実開昭57−89967等に上記スイッチを
用いる装置について記載されている。これら装置に使わ
れるスイッチは、送波時には高速高圧のパルス信号をオ
ン、オフすると同時に、受波時には低レベルのアナログ
信号をオン、オフすることが必要である。したがって、
スイッチ素子には高耐圧特性と、ピーク電流値の大きな
パルス信号を高速に切替える機能と、オン抵抗が低い低
雑音特性とが同時に要求される。さらに送受波装置とし
ては、送波時の高電圧から受波増幅器を保護する手段を
必要とする。In an electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatus or the like, an array transducer in which a large number of transducer elements are arranged in a straight line or a specific curved line is used. Then, an element group corresponding to the diameter of the wave transmission / reception is selected, and transmission / reception is performed while sequentially scanning it. Therefore, separate transmit and receive signals are required for all elements. However, if a wave transmission circuit and a wave reception circuit are used for each element, the number of required parts, the length of the signal cable,
The number increases. Therefore, in the conventional device, the number of wave transmission circuits and wave reception circuits corresponding to the diameters of the wave transmission / reception ports is used, and the wave transmission / reception circuits and the transducer elements are connected via a switch. For example,
The devices using the above-mentioned switches are described in Japanese Utility Model Laid-Open Nos. 56-73809 and 57-89967. The switches used in these devices are required to turn on / off a high-speed high-voltage pulse signal at the time of wave transmission and simultaneously turn on / off a low-level analog signal at the time of wave reception. Therefore,
The switch element is required to have a high withstand voltage characteristic, a function of rapidly switching a pulse signal having a large peak current value, and a low noise characteristic with a low on-resistance. Further, the wave transmission / reception device needs a means for protecting the wave reception amplifier from a high voltage at the time of wave transmission.
上述したように、従来技術には、超音波診断装置等の
多数配列されたトランスジューサ・エレメントに対して
順次送受波を行う場合、スイッチを用いないで行うには
各エレメント毎に独立した送波回路および受波回路を必
要とし、送受波回路や部品が膨大な数に達するという問
題があり、これに対し、全エレメントをエレメント群に
分割し各群内の複数のエレメントのそれぞれに送波回路
と受波回路とを用意し、これらの送受波回路をスイッチ
を介して群内のエレメントに接続し、スイッチを切替え
ることで各群ごとに順次送受波を行う場合のスイッチに
は、送波時における高速高圧のパルスをオン、オフする
機能と同時に受信時における低雑音特性が要求され、さ
らにドライバの制御とは別にこれらスイッチの制御回路
手段を必要とするという問題があった。さらに、送受波
装置としては、送波時の高電圧から受波増幅器を保護す
る必要があるが、従来技術ではこれら保護手段として、
ドライバあるいは受波増幅器と別個に用意する必要があ
った。As described above, in the prior art, when transmitting / receiving sequentially to a large number of transducer elements such as an ultrasonic diagnostic apparatus, in order to perform without a switch, an independent transmitting circuit for each element is required. In addition, there is a problem that the number of transmitting and receiving circuits and parts reaches a huge number, on the other hand, all the elements are divided into element groups, and a transmitting circuit is provided for each of a plurality of elements in each group. Prepare a wave receiving circuit, connect these wave transmitting and receiving circuits to the elements in the group via switches, and switch the switches to perform wave transmission and reception for each group sequentially. When low-noise characteristics at the time of reception are required at the same time as the function of turning on and off high-speed and high-voltage pulses, and control circuit means for these switches is required in addition to the driver control. There was a cormorant problem. Further, as the wave transmitting / receiving device, it is necessary to protect the wave receiving amplifier from a high voltage at the time of wave transmission, but in the prior art, as these protection means,
It was necessary to prepare it separately from the driver or receiving amplifier.
本発明の目的は、従来技術における上記した問題点を
解決することのできる、超音波装置を提供することにあ
る。すなわち具体的には、1次元状あるいは2次元状に
多数配列されたトランスジューサ・エレメントに対して
必要な口径の可変制御や走査の制御等に適合した回路構
成を備え、さらに高電圧保護のための特別な素子も不要
とし、集積化にも適した回路構成を備えた超音波装置を
提供することにある。An object of the present invention is to provide an ultrasonic device capable of solving the above-mentioned problems in the conventional art. That is, specifically, it is equipped with a circuit configuration suitable for variable control of the aperture and control of scanning necessary for a large number of transducer elements arranged in a one-dimensional or two-dimensional manner, and further for high voltage protection. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic device which does not require any special element and has a circuit configuration suitable for integration.
上記の目的を達成するため、本発明の超音波装置にお
いては、特許請求の範囲に記載するように構成してい
る。すなわち、 特許請求の範囲第1項に記載の発明においては、例え
ば第1図に示すように、送波回路4は、第1の素子41と
第2の素子42を含み、第1の素子41は、トランスジュー
サ・エレメント10による超音波の送波を制御するよう入
力される第1の所定の制御信号に従い動作が制御される
ものであり、第2の素子42は、トランスジューサ・エレ
メント10による超音波の受信信号の受波回路への伝達を
制御するよう入力される第2の所定の制御信号に従い動
作が制御されるものであり、ここで第1の素子41が動作
するときは第2の素子42は動作しないというように両者
は同時には動作しない関係に制御されるものである。In order to achieve the above object, the ultrasonic device of the present invention is configured as described in the claims. That is, in the invention described in claim 1, for example, as shown in FIG. 1, the wave transmission circuit 4 includes the first element 41 and the second element 42, and the first element 41 Is an element whose operation is controlled according to a first predetermined control signal which is input so as to control the transmission of ultrasonic waves by the transducer element 10, and the second element 42 is an ultrasonic wave which is transmitted by the transducer element 10. The operation is controlled in accordance with a second predetermined control signal input so as to control the transmission of the reception signal of the second element to the wave receiving circuit. Here, when the first element 41 operates, the second element 42 does not work, so that both are controlled so that they do not work at the same time.
そして第1の素子41の制御端子の第1の端子に上記第
1の所定の制御信号が入力され、その第2の端子にトラ
ンスジューサ・エレメントを駆動する駆動電源が接続さ
れ、第2の素子42の制御端子の第1の端子に上記第2の
所定の制御信号が入力され、また第1の素子41の第3の
端子と第2の素子42の第2の端子と1つのトランスジュ
ーサ・エレメントとが例えば第8図の抵抗55の接続にみ
られるように抵抗を介して接続される構成を備え、ま
た、 例えば第3図にみられるように、このような送波回路
4の複数個で構成される送波回路群4iの複数個と、送波
回路群4i毎に接続される1つの受波回路6iとを有し、上
記送波回路群4i内の送波回路4の第2の素子42の第3の
端子の各々を例えば第1図または第3図の共通線51にみ
られるように共通に接続し、上記送波回路群4iに接続さ
れる1つの受波回路6iに受信信号が伝達される回路構成
を備えることとする。The first predetermined control signal is input to the first terminal of the control terminals of the first element 41, and the drive power source for driving the transducer element is connected to the second terminal of the second element 42. The second predetermined control signal is input to the first terminal of the control terminal of the first element 41, the third terminal of the first element 41, the second terminal of the second element 42, and one transducer element. Is connected via a resistor as shown in the connection of the resistor 55 in FIG. 8, and is composed of a plurality of such transmission circuits 4 as shown in FIG. 3, for example. A plurality of transmitting circuit groups 4i and one receiving circuit 6i connected to each transmitting circuit group 4i, and the second element of the transmitting circuit 4 in the transmitting circuit group 4i. Connect each of the third terminals of 42 in common, for example as seen on common line 51 in FIG. 1 or FIG. Received signal to one of the reception circuit 6i is connected to the transmitting circuit group 4i is to be provided with circuitry to be transmitted.
ここで、上記第1項記載の発明において、第1の素子
は第1のスイッチ素子からなり、第2の素子は第2のス
イッチ素子からなるものでよく、これが特許請求の範囲
第2項の発明に該当する。これにより例えば第2図の送
受波動作図にみられるように、送受の切替をパルス状の
制御により容易に行える。Here, in the invention described in the first item, the first element may be the first switching element and the second element may be the second switching element. It corresponds to the invention. As a result, for example, as shown in the wave transmission / reception operation diagram of FIG. 2, transmission / reception switching can be easily performed by pulse-like control.
あるいは上記第1項記載の発明において、上記第1の
所定の制御信号が、これにより例えば第3図にみられる
ように、1次元に配列されたトランスジューサ・エレメ
ント、又は例えば第5図にみられるように、2次元のそ
れぞれの方向に配列されたトランスジューサ・エレメン
トによる超音波の送波を制御するものであり、また第2
の所定の制御信号が、これにより1次元に配列されたト
ランスジューサ・エレメント、又は、2次元のそれぞれ
の方向に配列されたトランスジューサ・エレメントによ
る受信信号の受波回路への伝達を制御するものとすれ
ば、1次元走査又は2次元走査による送受波制御が容易
になる。これは特許請求の範囲第3項の発明に該当す
る。Alternatively, in the invention set forth in paragraph 1, the first predetermined control signal is thereby found in a one-dimensional array of transducer elements, such as in FIG. 3, or in FIG. 5, for example. As described above, it controls the transmission of ultrasonic waves by the transducer elements arranged in the respective two-dimensional directions.
A predetermined control signal for controlling the transmission of the received signal to the receiving circuit by the transducer elements arranged in one dimension or the transducer elements arranged in each of the two dimensions. For example, transmission / reception control by one-dimensional scanning or two-dimensional scanning becomes easy. This corresponds to the invention of claim 3.
特許請求の範囲第4項に記載の発明は、例えば第8
図、第13図に記載されるように、第1の制御信号と第2
の制御信号とが、同一の端子から入力される構成であ
り、特許請求の範囲第5項記載の発明は、第4図に記載
のように、第1および第2の制御信号は、異なる端子か
ら入力される構成である。The invention described in claim 4 is, for example, the eighth aspect.
As shown in FIG. 13 and FIG. 13, the first control signal and the second control signal
Control signal is input from the same terminal, and the invention according to claim 5 is such that the first and second control signals are different from each other as shown in FIG. The configuration is input from.
第1の素子が第1の所定の制御信号により制御されて
第1の素子がオンのときは、第2の所定の制御信号によ
り制御される第2の素子はオフとなるよう動作する。そ
して第1の素子と第2の素子と1つのトランスジューサ
・エレメントとが接続される構成により、第1の素子の
オンにより、トランスジューサ・エレメントの駆動が可
能になる。When the first element is controlled by the first predetermined control signal to turn on the first element, the second element controlled by the second predetermined control signal is turned off. With the configuration in which the first element, the second element and one transducer element are connected, it is possible to drive the transducer element by turning on the first element.
この場合に、第1の素子と第2の素子とトランスジュ
ーサ・エレメントとが抵抗を介して接続されていること
により、素子がパルス状に制御された場合におけるトラ
ンスジューサ・エレメント側の端子電圧に不要な振動電
圧の発生が抑制される。In this case, since the first element, the second element, and the transducer element are connected via the resistor, it is unnecessary for the terminal voltage on the transducer element side when the element is controlled in a pulse shape. Generation of an oscillating voltage is suppressed.
第1の素子がオフになれば第2の素子がオンになるよ
う制御することにより、第2の素子の、第1の素子との
接続点とは異なる一端が、送波回路群内の第2の素子相
互が共通に受波回路に接続されている構成により、複数
のトランスジューサ・エレメントによる受信信号が送波
回路群内の複数の第2の素子を介して1つの受波回路に
伝達されるようになる。By controlling the second element to be turned on when the first element is turned off, one end of the second element, which is different from the connection point with the first element, becomes the first element in the transmission circuit group. With the configuration in which the two elements are commonly connected to the wave receiving circuit, the reception signals from the plurality of transducer elements are transmitted to the one wave receiving circuit via the plurality of second elements in the wave transmitting circuit group. Become so.
以上の送波または受波動作により、1次元状または2
次元状に配列されたトランスジューサ・エレメントとの
送波または受波におけるリニヤ走査または2次元走査を
容易に行える。またこの場合、走査の対象となるトラン
スジューサ・エレメントの数を任意に設定できる。この
走査の対象となるトランスジューサ・エレメントは1つ
の組として共通に結合され、走査の組(送波回路群)を
形成しており、その上、同一の走査の組(送波回路群)
に設けられた送波回路は共に2つ以上が同時に動作する
ことがなく、これらの組を単位として集積化回路とすれ
ば多チャネル集積化しても少ない電力で動作させること
が可能になる。One-dimensional or two
It is possible to easily perform linear scanning or two-dimensional scanning in transmitting or receiving waves with the transducer elements arranged in a dimension. Further, in this case, the number of transducer elements to be scanned can be set arbitrarily. The transducer elements to be scanned are commonly connected as one set to form a scan set (wave transmission circuit group), and furthermore, the same scan set (wave transmission circuit group).
Two or more of the wave transmission circuits provided in 1 do not operate at the same time, and if these circuits are integrated into an integrated circuit, they can be operated with a small amount of power even if they are integrated into multiple channels.
以上により、本発明によれば超音波装置で必要な口径
の可変制御や走査の制御等に適合した回路構成が可能に
なり、さらに高電圧保護のための特別な素子も不要で、
集積化にも適合した回路構成を提供することが可能にな
る。As described above, according to the present invention, it becomes possible to have a circuit configuration adapted to the variable control of the aperture and the control of scanning required in the ultrasonic device, and further, no special element for high voltage protection is required,
It is possible to provide a circuit configuration suitable for integration.
以下本発明の実施例を図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例の回路構成図を示す。
第1図において、10はトランスジューサ、20は制御信
号、30は直流電源、40は前置ドライバ、41、42はドライ
バ素子、50はケーブルまたは配線、61は受波増幅器、62
はダイオード、63は負荷抵抗、64はインダクタである。
前置ドライバ40、ドライバ素子41、42等は送波回路4を
構成している。本実施例では、ドライバ素子41としてP
チャネル形のMOS電界効果トランジスタを、ドライバ素
子42としてNチャネル形のMOS電界効果トランジスタを
使用している。受波増幅器61、ダイオード62、負荷抵抗
63、インダクタ64等で受波回路6を構成している。な
お、インダクタ64は、ケーブル50やトランスジューサ10
の寄生静電容量と並列に入り、その共振特性により上記
静電容量を補償するもので、必要に応じて設置すれば良
く、設置不要の場合もある。各々の送波回路4は、それ
ぞれトランスジューサ10とケーブル50で結ばれ、一方、
各送波回路内のドライバ素子42の一方端は共通線51に接
続されたうえ、一つの受波回路6へ導びかれる。FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 10 is a transducer, 20 is a control signal, 30 is a DC power supply, 40 is a front driver, 41 and 42 are driver elements, 50 is a cable or wiring, 61 is a receiving amplifier, and 62 is a receiving amplifier.
Is a diode, 63 is a load resistance, and 64 is an inductor.
The front driver 40, the driver elements 41, 42, etc. constitute the wave transmission circuit 4. In this embodiment, P is used as the driver element 41.
A channel type MOS field effect transistor is used as the driver element 42, and an N channel type MOS field effect transistor is used as the driver element 42. Receiving amplifier 61, diode 62, load resistance
The wave receiving circuit 6 is configured by 63, the inductor 64, and the like. The inductor 64 is connected to the cable 50 and the transducer 10
It is arranged in parallel with the parasitic capacitance of No. 1 and compensates for the above capacitance by its resonance characteristic. It may be installed as necessary and may not be necessary. Each transmission circuit 4 is connected to a transducer 10 and a cable 50, respectively,
One end of the driver element 42 in each wave transmission circuit is connected to the common line 51 and is then led to one wave reception circuit 6.
以上の構成において、いま、ドライバ素子41がオフ、
42がオンの状態(以下状態“0"と呼ぶ)では、トランス
ジューサ10には電圧は印加されない。つぎにドライバ素
子41がオン、42がオフの状態(以下状態“1"と呼ぶ)に
なると、電源30よりドライバ素子41、ケーブル50を介し
てトランスジューサ10に電圧が印加される。制御信号20
に従ってドライバ素子41、42の状態が“0"→“1"→“0"
と変化すると、状態“1"の期間、トランスジューサ10は
電源30からドライバ素子41、ケーブル50を通じて充電さ
れ、つぎの状態“0"の期間ではケーブル50、ドライバ素
子42、共通線51、ダイオード62を通じて放電される。も
ちろん、負荷抵抗63、インダクタ64等を通じても放電さ
れる。In the above configuration, the driver element 41 is now off,
When 42 is on (hereinafter referred to as state “0”), no voltage is applied to the transducer 10. Next, when the driver element 41 is turned on and 42 is turned off (hereinafter referred to as a state “1”), a voltage is applied to the transducer 10 from the power source 30 via the driver element 41 and the cable 50. Control signal 20
According to the state of the driver elements 41 and 42, “0” → “1” → “0”
, The transducer 10 is charged from the power source 30 through the driver element 41 and the cable 50 during the state "1", and through the cable 50, the driver element 42, the common line 51 and the diode 62 during the next state "0". Is discharged. Of course, it is also discharged through the load resistor 63, the inductor 64, and the like.
上記動作により、トランスジューサ10には、状態“1"
の期間だけのパルス電圧が印加される。この期間は、ト
ランスジューサ10の特性と合せて定められる。また上記
動作を繰り返すことにより、それに対応したパルス電圧
が印加される。ここで、複数のトランジューサ10のそれ
ぞれ毎にドライバ素子41、42を内含する送波回路4が一
対一に結合されているので、各々のトランスジューサは
各々のケーブルを通じて充填され、そして、放電は共通
線51、ダイオード62を通じて行われる。したがって、各
トランスジューサへの送波は、各々のドライバ素子41、
42に与える制御信号20により、任意に制御することがで
きる。一方、トランスジューサ10に発生した受波信号
(超音波診装置等でのエコー信号)は、ケーブル50、ド
ライバ素子42、共通線51、負荷抵抗63から受波増幅器61
へ導びかれる。したがって、ドライバ素子42がオン状態
の場合のみ受波信号が受波増幅器61に導びかれる。即
ち、ドライバ素子42は、低レベルなアナログ受波信号に
対するスイッチとしても機能する。それ故、複数のトラ
ンスジューサに対して選択的に上記スイッチ機能を制御
することにより、選択された特定のトランスジューサの
みの受波信号を受波増幅器に導びくことができる。つま
り、ドライバ素子42の各々は、受波アナログ信号に対す
るマルチプレクサとなる。受波信号の振幅は、通常ダイ
オード62の順方向電圧より小さく、受波信号に対しては
抵抗63のみが負荷となる。送波時での放電電流は、ダイ
オード62を主として流れるため、インダクタ64の電流は
微少である。Due to the above operation, the transducer 10 is in the state "1".
The pulse voltage is applied only during the period. This period is determined by the characteristics of the transducer 10. Further, by repeating the above operation, a pulse voltage corresponding thereto is applied. Here, since the wave transmission circuit 4 including the driver elements 41 and 42 is coupled to each of the plurality of transducers 10 in a one-to-one relationship, each transducer is filled through each cable, and the discharge is performed. This is done through the common line 51 and the diode 62. Therefore, the transmission to each transducer is transmitted to each driver element 41,
It can be arbitrarily controlled by the control signal 20 given to 42. On the other hand, the received signal generated by the transducer 10 (echo signal from an ultrasonic diagnostic apparatus or the like) is transmitted from the cable 50, the driver element 42, the common line 51, the load resistor 63 to the receiving amplifier 61.
Be guided to. Therefore, the received signal is guided to the receiving amplifier 61 only when the driver element 42 is in the ON state. That is, the driver element 42 also functions as a switch for a low level analog received signal. Therefore, by selectively controlling the switch function for a plurality of transducers, the received signal of only the selected specific transducer can be guided to the receiving amplifier. That is, each of the driver elements 42 serves as a multiplexer for the received analog signal. The amplitude of the received signal is usually smaller than the forward voltage of the diode 62, and only the resistor 63 serves as a load for the received signal. Since the discharge current at the time of wave transmission mainly flows through the diode 62, the current of the inductor 64 is very small.
第2図は第1図実施例における制御および動作状態の
説明図である。第2図において、i、j、kはそれぞれ
i、j、kチャネルの送受波回路を、そして41i、42i…
…等はiチャネル内のドライバ素子であることを示す。
iチャネルについては、時刻t1から幅τ1のパルスが送
波される。時刻t2以後、τ2の期間でトランスジューサ
の放電は完了する。即ち、期間t1〜t3は送波モード、時
刻t3以後は受波モードとなる。一方、jチャネルについ
ては、上記期間t1〜t3を通じて時刻t7まで状態“0"が続
き、送波は行われない。しかし受波回路系は受波モード
になっており、jチャネルのトランスジューサからの信
号があれば受波増幅器へ導びかれる。kチャネルにおい
ては、時刻t4から送波モードとなるが、期間t5〜t6でト
ランスジューサkの放電が終了すると、ドライバ素子41
k、42k共にオフとなり、トランスジューサkと受波増幅
器は切り離される。即ち、kチャネルは送波はするが受
波はしないチャネルである。また、時刻t3以後、時刻t7
まではi、j両チャネルが受波状態となり、この間i、
jトランスジューサからの受波信号は共に受波増幅器に
入る。したがって、両信号の入力回路および受波増幅器
を加算回路構成とすれば、両信号の和を検出することが
できる。FIG. 2 is an explanatory diagram of control and operation states in the embodiment of FIG. In FIG. 2, i, j, and k are transmission / reception circuits for the i, j, and k channels, and 41i, 42i ...
.. indicates that the driver element is in the i channel.
For the i channel, a pulse of width τ 1 is transmitted from time t 1 . Time t 2 after the discharge of the transducer in the period of τ 2 is completed. In other words, the time period t 1 ~t 3 transmit mode, the time t 3 thereafter becomes a reception mode. On the other hand, for j channels, the period t 1 the time t 7 to the state "0" through ~t 3 is followed, transmitting is not performed. However, the receiving circuit system is in the receiving mode, and if there is a signal from the j-channel transducer, it is led to the receiving amplifier. In the k channel, the transmission mode starts from the time t 4, but when the discharge of the transducer k ends in the period t 5 to t 6 , the driver element 41
Both k and 42k are turned off, and the transducer k and the receiving amplifier are disconnected. That is, the k channel is a channel that transmits waves but does not receive waves. After time t 3 , time t 7
Up to, both i and j channels are in the receiving state.
The received signals from the j transducers both enter the receiving amplifier. Therefore, if the input circuit for both signals and the wave receiving amplifier have an adding circuit configuration, the sum of both signals can be detected.
以上説明したように、i、j、kチャネルについて、
送波に関して、i、j、k共に送波する、いずれかの2
つが送波する、いずれかの1つが送波する、いずれも送
波しないという形がありうる。受波に関しても、i、
j、k共に受波する、いずれかの2つが受波する、いず
れかの1つが受波する、いずれも受波しないという形が
ある。また、特定のチャネルについては、送波も受波も
する、送波はするが受波はしない、送波はしないが受波
はする、送波も受波もしないという形がある。全体装置
としては、上記それぞれの形の組合せとなるように制御
することにより、目的の機能をうることができる。な
お、上記制御はすべて、各々のチャネルの制御信号20に
よる各々のチャネルのドライバ素子41、42のオン、オフ
制御により達成される。As described above, for i, j, and k channels,
Regarding transmission, either i, j, or k is transmitted, either 2
There can be a form in which one transmits, one transmits, and neither transmits. As for receiving waves, i,
There is a form in which both j and k are received, any two are received, any one is received, and neither is received. Further, regarding a specific channel, there is a form of transmitting and receiving waves, transmitting waves but not receiving waves, not transmitting waves but receiving waves, and neither transmitting nor receiving waves. By controlling the entire device so as to be a combination of the above respective forms, a desired function can be obtained. All of the above controls are achieved by the on / off control of the driver elements 41, 42 of each channel by the control signal 20 of each channel.
第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図で、これ
は、アレイ状に多数配列されたトランスジューサ群に対
する送受波回路として適用した例である。トランスジュ
ーサ群1は、同一形状の短冊状トランスジューサ10を多
数アレイ状に配列して成る。送波回路4は、トランスジ
ューサ群1内の各トランスジューサ10毎に設けられる
が、受波回路6は、特定の配列位置にある複数のトラン
スジューサ10の組合せ毎に一つが設けられる。即ち、組
合せ内の複数のトランスジューサ10に対して、共通の一
つの受波回路が設けられる。第3図でのi、jはそれら
の組を示す。本実施例の構成は、リニア電子走査型超音
波診断装置等に適用して有効性を発揮する。この場合、
一つの組に共通に結合されるトランスジューサaの間隔
は、上記診断装置の超音波ビームを形成する口径の最大
値に選ばれる。このようにすることで、同一の組に結合
された送受波回路は、共に2つ以上が同時に動作するこ
とがなく、上記装置の構成を容易化することができる。
また、これらの組を単位として集積化回路とすれば、同
時動作チャネルがないことから、多チャネル集積化して
も少ない電力で動作させることができる利点がある。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, which is an example applied as a transmission / reception circuit for a transducer group arranged in an array. The transducer group 1 is formed by arranging a large number of strip-shaped transducers 10 having the same shape in an array. The wave transmission circuit 4 is provided for each transducer 10 in the transducer group 1, while the wave reception circuit 6 is provided for each combination of the plurality of transducers 10 in a specific array position. That is, one common receiving circuit is provided for the plurality of transducers 10 in the combination. I and j in FIG. 3 indicate those groups. The configuration of the present embodiment is effective when applied to a linear electronic scanning ultrasonic diagnostic apparatus or the like. in this case,
The spacing of the transducers a commonly coupled to one set is selected as the maximum value of the aperture forming the ultrasonic beam of the above-mentioned diagnostic apparatus. By doing so, two or more of the transmitting / receiving circuits coupled to the same group do not operate simultaneously, and the configuration of the above device can be simplified.
Further, if an integrated circuit is formed by using these groups as a unit, there is no simultaneous operation channel, and therefore, there is an advantage that even if multi-channel integration is performed, it can be operated with less power.
第4図は本発明の第3の実施例を示す回路図である。
本実施例では、ドライバ素子はトランジスタ410、420で
あり、ダイオード412、抵抗413、コンデンサ414等は前
置ドライバおよびそのバイアス回路を構成する。また、
トランジスタ421はドライバ素子として機能させること
もできるが、受波スイッチとしてのみ機能させることも
できる。このとき送波および受波の機能を独立に制御す
るためには、送波制御信号系20、22と受波制御信号系2
1、23を独立に設ければよい。第4図の回路構成を第1
図あるいは第3図実施例の送波回路4として用いること
で、前記実施例と同様の機能、効果を得ることができ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, the driver elements are the transistors 410 and 420, and the diode 412, the resistor 413, the capacitor 414, etc. form a pre-driver and its bias circuit. Also,
The transistor 421 can function as a driver element, but can also function only as a wave reception switch. At this time, in order to independently control the functions of transmission and reception, the transmission control signal systems 20 and 22 and the reception control signal system 2
1 and 23 may be provided independently. The circuit configuration of FIG.
By using it as the wave transmission circuit 4 in the embodiment of FIG. 3 or FIG. 3, it is possible to obtain the same function and effect as the embodiment.
第5図は本発明の第4の実施例を示す回路図で、これ
は、トランスジューサ群が第3図のような一次元的配列
ではなく、二次元に配列されている例である。いま、10
−1、10−2、10−3に3分割されたトランスジューサ
がアレイ状に配列された場合について説明する。これら
3分割の組に対して、それぞれ第3図の送波回路4に対
応した送波回路400が結合される。i、jは第3図と同
様の意味として用いてある。上記送波回路400として
は、トランスジューサ10−1、10−2、10−3に対して
それぞれ第6図に示すように送波回路4−1、4−2、
4−3が結合される。各々の送波回路は、第1図あるい
は第4図構成の送波回路を用いるものとする。送波回路
4−1、4−2、4−3の共通線51は、他の同様な回路
の組の共通線51と結ばれ、受波回路6へと導かれる。本
実施例においては、3分割トランスジューサ10−1、10
−2、10−3に関しては、それらのうちの一つもしくは
複数個が同時に送受波制御され、したがって共通線51に
はそれらの加算信号が流れ、これらのトランスジューサ
がアレイ配列されたiあるいはj等の組に対しては、第
3図の場合と同様、それらのうちのいずれか一つの組の
みが動作するように制御される。これにより、第3図と
同様なリニア走査を行うと同時に、その走査方向と直角
な方向、即ち2次元配列トランスジューサ群1の短軸方
向での送受波制御を可能とし、送受波超音波ビームの品
質を著るしく向上させることができる。さらに上記短軸
方向の分割数を増加した場合も、同様の方法を展開する
ことで容易に対処することができる。FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention, which is an example in which the transducer group is arranged two-dimensionally instead of the one-dimensional arrangement shown in FIG. Now 10
A case where the transducers divided into three, -1, 10-2, and 10-3 are arranged in an array will be described. A wave transmission circuit 400 corresponding to the wave transmission circuit 4 of FIG. 3 is coupled to each of these three divisions. i and j have the same meanings as in FIG. The wave transmitting circuit 400 includes wave transmitting circuits 4-1 and 4-2 for the transducers 10-1, 10-2 and 10-3 as shown in FIG.
4-3 are combined. Each of the wave transmission circuits uses the wave transmission circuit having the configuration shown in FIG. 1 or 4. The common line 51 of the wave transmission circuits 4-1, 4-2, and 4-3 is connected to the common line 51 of another similar circuit set and is led to the wave reception circuit 6. In this embodiment, the three-division transducers 10-1 and 10 are used.
-2 and 10-3, one or more of them are controlled to transmit / receive at the same time, and therefore their addition signals flow through the common line 51, i or j etc. in which these transducers are arrayed. In the same manner as in the case of FIG. 3, only one of the pairs is controlled to operate. As a result, the same linear scanning as in FIG. 3 is performed, and at the same time, transmission / reception control can be performed in the direction perpendicular to the scanning direction, that is, in the short axis direction of the two-dimensional array transducer group 1, and the transmission / reception ultrasonic beam The quality can be significantly improved. Further, even when the number of divisions in the minor axis direction is increased, it can be easily dealt with by developing a similar method.
第7図に具体的な制御方法の一例を示す。第7図にお
けるスイッチ401は、第1図あるいは第4図におけるド
ライバ素子の送受波機能をスイッチで表わしたものであ
る。ここでは、3分割のトランスジューサ10−1、10−
2、10−3を中央のもの10−2と、両側のもの10−1、
10−3に分け、中央に対しては第3図実施例と同様の制
御を、両側に対しては、それを同時に切り離したり、加
えたりする制御を行うものとする。このような制御によ
り、短軸方向のトランスジューサの幅を変化させること
ができる。さらに第7図のように中央と両側のトランス
ジューサを切り離すか否かの制御ではなく、それぞれ送
受共に所定のタイミングで制御するようにすれば、長軸
方向と同様、短軸方向についても、超音波の収束の制御
や、偏向の制御を行うことができる。FIG. 7 shows an example of a concrete control method. The switch 401 in FIG. 7 represents the transmitting / receiving function of the driver element in FIG. 1 or 4 by a switch. Here, the three-divided transducers 10-1, 10-
2 and 10-3 are the central one 10-2 and both sides 10-1,
The control is divided into 10-3, and the same control as in the embodiment of FIG. 3 is performed for the center and the control for simultaneously disconnecting or adding it is performed for both sides. By such control, the width of the transducer in the minor axis direction can be changed. Furthermore, as shown in FIG. 7, if the transducers at the center and both sides are not controlled to be separated, but the transmission and reception are controlled at predetermined timings, the ultrasonic waves are generated in the short-axis direction as in the long-axis direction. It is possible to control the convergence and the deflection.
以上説明してきたように、本発明は、送波回路を構成
するドライバ素子を同時に受波信号の制御スイッチとし
て使用するか、あるいは受波信号制御用のスイッチ素子
を上記送波回路に結合するものであり、したがって、前
置ドライバの回路構成や制御方法、さらには受波回路の
構成や信号検出方式(例えば、電圧検出方式か電流検出
方式かの別)などは、上記実施例に示したものに限定さ
れない。しかし、電流検出方式の受波回路と組合せるこ
とにより、受波信号の電流加算機能を容易に実現できる
という新たな効果を得ることができる。As described above, according to the present invention, the driver element forming the wave transmission circuit is simultaneously used as the control switch for the wave reception signal, or the switch element for controlling the wave reception signal is coupled to the wave transmission circuit. Therefore, the circuit configuration and control method of the front-end driver, the configuration of the receiving circuit and the signal detection method (for example, whether the voltage detection method or the current detection method) are the same as those shown in the above embodiment. Not limited to. However, a new effect that the current addition function of the received signal can be easily realized can be obtained by combining with the current detection type receiving circuit.
第8図は、本発明のさらに他の実施例を示す回路図
で、これは、ドライバ素子41、42とケーブル50との接続
点Pに近いケーブル50中にダンピング抵抗55を挿入し、
その抵抗値を適切に選ぶことにより、ケーブルおよび送
受波回路のインピーダンスに起因して発生する不要な振
動を抑制し、パルス信号の送受波特性を改善することを
図ったものである。即ち、圧電形トランスジューサに低
インピーダンス源の電源から送波パルスを供給する方
式、つまり電圧源駆動形式の場合、ドライバ素子とトラ
ンスジューサとをケーブルで結合すると、これらに付随
したインピーダンス要素に基づく不要な振動を発生し、
超音波装置での検出情報の特性を劣化させるという問題
が生じる。第8図実施例はこの問題を解決する一手段を
提供するもので、送受波パルス信号の特性を劣化させる
不要な振動は、主としてトランスジューサおよびケーブ
ルの寄生静電容量と、ケーブルの寄生インダクタンスに
起因する共振であることに着目して、これら共振回路の
Q値を下げ、最適ダンピング条件となるような抵抗値の
ダンピング抵抗を挿入する構成としたものである。第8
図において、10はトランスジューサ、20は制御信号、30
は電圧VHの直流電源、41、42はドライバ素子、50はケー
ブル、55はダンピンク抵抗、61は受波増幅器である。ト
ランスジューサ10には、制御信号20で制御される、振幅
がほぼVHの送波パルス電圧が印加される。このため、ド
ライバ素子41、42はそれぞれ第9図(a)、(b)に示
すタイミングでオン、オフするように制御される。ドラ
イバ素子41、42としては、第1図の場合と同様、第8図
実施例においても、それぞれPチャネル形、Nチャネル
形のMOS電界効果トランジスタを用いる。前置ドライバ2
2、抵抗413、コンデンサ414等は、ドライバ素子41、42
を上記のタイミングで制御するための回路を構成してい
る。そして、トランスジューサ10には、第9図(c)に
示すパルス幅τ、振幅VHのパルス電圧が印加される。こ
こでτは、トランスジューサの共振周期の1/2に選ばれ
る。第8図で、ダンピング抵抗55が無い場合は、ドライ
バ素子41、42とケーブル50との接触点Pの波形は第9図
(c)に示すようなパルス波形となるが、トランスジュ
ーサ側のQ点の波形は第9図(d)に示すように余分な
振動を伴ったものとなる。トランスジューサから送波さ
れる超音波形は第10図(a)のようなパルス波形が望ま
れる。ここでパルス長Tは、超音波装置で計測される対
象の時間分解能と関連し、分解能を上げるためにはTが
短いことが望まれる。これにはトランスジューサの特性
(即ち機械的共振回路のQ値)と、送波パルスの特性の
双方が関連する。第9図(d)のように余分な振動を伴
う波形でドライブすると、第10図(b)のように送波超
音波の波形が乱れたり、時間T′が伸び、検出情報の特
性を劣化させる。第9図(d)のような余分な振動が生
じる原因を、第11図の概略等価回路により説明する。ド
ライバ部をパルス電圧源45と信号源抵抗450で近似的に
表わし、トランスジューサ10をインダクタ101、コンデ
ンサ102、抵抗103および電極間容量100で近似的に表わ
す。さらにケーブル50を直列インダクタンス500と並列
容量510で表わす。抵抗450の抵抗値をRs、インダクタ50
0のインダクタンスをL、コンデンサ510と100の合成容
量をCとすると、信号源からRs、L、Cにより、共振角
周波数 Q値=ωrL/Rsの直列共振回路が形成される。したがっ
てRsが低い電圧源ドライブの場合には第9図(d)のよ
うに、上記直列共振特性により、不要な振動が生じ、ト
ランスジューサ側のQ点の電圧波形は、ドライバ側P点
の電圧波形とは異なり、上記不要な振動と合成されたも
のとなる。上記直列共振回路による不要な振動を抑制す
るには、Rsを大きくし、Q値を下げる。いわゆる直列抵
抗によるQダンプが有効である。第8図の抵抗55は、第
11図等価回路上では抵抗450と直列に入り、Rsを大きく
する。抵抗55の値としては、ドライバやケーブル、トラ
ンスジューサの抵抗にもよるが、10数オームから数10オ
ーム程度がよい。すなわち、抵抗55の値をrとし、上記
回路のQ値を1にするrをr*とすれば、 から求められる。抵抗55として上記r*、またはそれに
近い値を用いれば、そのときトランスジューサ側Q点の
波形は第9図(e)のようになり良好なドライブ波形を
得ることができる。FIG. 8 is a circuit diagram showing still another embodiment of the present invention, in which a damping resistor 55 is inserted in the cable 50 near the connection point P between the driver elements 41 and 42 and the cable 50,
By appropriately selecting the resistance value, unnecessary vibration caused by the impedance of the cable and the transmission / reception circuit is suppressed, and the transmission / reception characteristics of the pulse signal are improved. That is, in the case of a method of supplying a transmission pulse from a power source of a low impedance source to a piezoelectric transducer, that is, a voltage source drive type, if a driver element and a transducer are connected by a cable, unnecessary vibration based on the impedance element accompanying them is generated. Occurs,
There is a problem that the characteristics of the detected information in the ultrasonic device are deteriorated. The embodiment of FIG. 8 provides one means for solving this problem. Unwanted vibrations that deteriorate the characteristics of the transmitted / received pulse signal are mainly caused by the parasitic capacitance of the transducer and the cable and the parasitic inductance of the cable. Focusing on the resonance that occurs, the Q value of these resonance circuits is lowered, and a damping resistor having a resistance value that provides an optimum damping condition is inserted. 8th
In the figure, 10 is a transducer, 20 is a control signal, and 30
Is a DC power supply of voltage V H , 41 and 42 are driver elements, 50 is a cable, 55 is a dampening resistor, and 61 is a receiving amplifier. To the transducer 10, a transmission pulse voltage whose amplitude is approximately V H , which is controlled by the control signal 20, is applied. Therefore, the driver elements 41 and 42 are controlled to turn on and off at the timings shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), respectively. As in the case of FIG. 1, P-channel and N-channel type MOS field effect transistors are used as the driver elements 41 and 42 in the embodiment of FIG. 8 respectively. Front driver 2
2, the resistor 413, the capacitor 414, etc. are the driver elements 41, 42.
Constitutes a circuit for controlling at the above timing. Then, a pulse voltage having a pulse width τ and an amplitude V H shown in FIG. 9C is applied to the transducer 10. Here, τ is selected to be 1/2 of the resonance period of the transducer. In FIG. 8, when the damping resistor 55 is not provided, the waveform of the contact point P between the driver elements 41 and 42 and the cable 50 becomes a pulse waveform as shown in FIG. 9 (c), but at the Q point on the transducer side. The waveform of is accompanied by extra vibration as shown in FIG. 9 (d). The ultrasonic waveform transmitted from the transducer is desired to have a pulse waveform as shown in FIG. 10 (a). Here, the pulse length T is related to the time resolution of the object measured by the ultrasonic device, and it is desired that T be short in order to increase the resolution. This is related to both the characteristics of the transducer (that is, the Q value of the mechanical resonance circuit) and the characteristics of the transmitted pulse. When the waveform is driven with extra vibration as shown in FIG. 9 (d), the waveform of the transmitted ultrasonic wave is disturbed as shown in FIG. 10 (b) and the time T'is extended, deteriorating the characteristics of the detected information. Let The cause of the extra vibration as shown in FIG. 9D will be described with reference to the schematic equivalent circuit of FIG. The driver section is approximately represented by a pulse voltage source 45 and a signal source resistor 450, and the transducer 10 is approximately represented by an inductor 101, a capacitor 102, a resistor 103 and an interelectrode capacitance 100. Further, the cable 50 is represented by a series inductance 500 and a parallel capacitance 510. The resistance value of resistor 450 is Rs, inductor 50
Assuming that the inductance of 0 is L and the combined capacitance of capacitors 510 and 100 is C, the resonance angular frequency can be changed from the signal source to Rs, L, and C. A series resonant circuit having a Q value of ω r L / Rs is formed. Therefore, in the case of a voltage source drive with a low Rs, unnecessary vibration occurs due to the series resonance characteristic as shown in FIG. 9 (d), and the voltage waveform at Q point on the transducer side is the voltage waveform at P point on the driver side. Unlike the above, it is a composite of the above unnecessary vibration. In order to suppress unnecessary vibration due to the series resonance circuit, Rs is increased and the Q value is lowered. So-called Q-dump by series resistance is effective. The resistor 55 in FIG. 8 is
In the equivalent circuit of Fig. 11, the resistor 450 is connected in series to increase Rs. Although the value of the resistor 55 depends on the resistance of the driver, the cable, and the transducer, it is preferable that the value of the resistor 55 is about several tens of ohms to several tens of ohms. That is, if the value of the resistor 55 is r and r that makes the Q value of the above circuit 1 is r *, Required from. If the above-mentioned r * or a value close to it is used as the resistor 55, then the waveform at the Q point on the transducer side becomes as shown in FIG. 9 (e), and a good drive waveform can be obtained.
第12図に他の実施例を示す。本実施例では第8図のダ
ンピング抵抗55を、2つの抵抗52、53に分離している。
抵抗52、53はそれぞれトランジスタ41、42のオン期間に
ダンピング抵抗として機能する。したがって、トランジ
スタ41、42のオン抵抗(第11図の等価回路での抵抗45
0、すなわちRsに相当)に従ってそれぞれ最適条件を得
るように選定する。第12図から明らかなように、抵抗5
2、53はトランジスタ41、42のオン抵抗と直列であるか
ら、これらオン抵抗値をダンピング抵抗として利用する
ことができる。トランジスタ41、42の素子面積は、耐
圧、流す電流値、およびオン抵抗の条件から決められる
が、オン抵抗に関する条件は、前記の関係から、通常の
スイッチ素子では可能な限りオン抵抗を低減することが
要求されるのに比べ、ドライバ回路の集積化の際に有利
な条件となる。FIG. 12 shows another embodiment. In this embodiment, the damping resistor 55 shown in FIG. 8 is separated into two resistors 52 and 53.
The resistors 52 and 53 function as damping resistors while the transistors 41 and 42 are on. Therefore, the on resistance of the transistors 41 and 42 (resistor 45 in the equivalent circuit of FIG.
0, that is, Rs) is selected to obtain the optimum conditions. As is clear from Fig. 12, resistance 5
Since 2 and 53 are in series with the on resistances of the transistors 41 and 42, these on resistance values can be used as damping resistances. The element areas of the transistors 41 and 42 are determined from the conditions of withstand voltage, flowing current value, and on-resistance. The on-resistance condition is that the normal switch element should reduce the on-resistance as much as possible. Is required, which is an advantageous condition in integrating the driver circuit.
第13図はさらに他の実施例を示すもので、本実施例で
は、第8図のPチャネルドライバ素子41と等価な機能
を、Pチャネルトランジスタ411、Nチャネルトランジ
スタ410およびダイオード412から成る回路で実現してい
る。Nチャネルトランジスタ420および421は第8図のN
チャネルトランジスタ42と等価な機能ともなし得るが、
トランジスタ421は受波回路系61、62、60と送波ドライ
バ回路とを分離するスイッチとしても機能する。本実施
例においても、抵抗55により最適ダンピング条件が達成
される。FIG. 13 shows still another embodiment. In this embodiment, a circuit equivalent to the P-channel driver element 41 of FIG. 8 has a circuit composed of a P-channel transistor 411, an N-channel transistor 410 and a diode 412. Has been realized. N-channel transistors 420 and 421 are the N-channel transistors of FIG.
It may have a function equivalent to that of the channel transistor 42,
The transistor 421 also functions as a switch that separates the wave receiving circuit systems 61, 62, and 60 from the wave transmitting driver circuit. Also in this embodiment, the optimum damping condition is achieved by the resistor 55.
第14図は、さらに他の実施例を示すもので、本実施例
では、第13図の形式のドライバ回路に対し、ダンピング
抵抗52、53を分離して入れる回路を示す。抵抗52、53は
それぞれトランジスタ410、420のドレイン側に入れるこ
とにより、これらトランジスタのスイッチング特性に影
響を与えることなくダンピング特性を得ることができ
る。なお、本実施例においてもトランジスタ410、420の
オン抵抗によりダンピングの機能を得ることが可能であ
る。FIG. 14 shows still another embodiment, and in this embodiment, a circuit in which damping resistors 52 and 53 are separately inserted into the driver circuit of the type shown in FIG. 13 is shown. By inserting the resistors 52 and 53 on the drain side of the transistors 410 and 420, respectively, damping characteristics can be obtained without affecting the switching characteristics of these transistors. Also in this embodiment, the damping function can be obtained by the on-resistance of the transistors 410 and 420.
なお、上記いずれの実施例においても、ドライバ素子
41、42あるいは411、410、420、421等のオン・オフ制御
回路の構成方法や、制御タイミングは、上記実施例に示
した形式に限らないことはいうまでもない。また、トラ
ンジスタのPチャネル、Nチャネル、直流電源30の極性
等も、それぞれ交換できることはもちろんである。In any of the above embodiments, the driver element
It goes without saying that the method of configuring the on / off control circuits such as 41, 42 or 411, 410, 420, 421, etc., and the control timing are not limited to the form shown in the above embodiment. Further, it goes without saying that the P channel, N channel of the transistor, the polarity of the DC power source 30 and the like can be exchanged.
以上第8図〜第14図実施例で説明した、ダンピング抵
抗を最適値に調整する構成を採用すれば、ドライバ回路
とトランスジューサおよびそれらを結ぶケーブルや配線
等の寄生インピーダンスにより、トランスジューサに加
わるパルス電圧に不要な振動が発生することを抑制で
き、超音波装置等での検出情報の特性劣化を極めて簡単
な手段により防ぐことができる。しかも、上記手段は、
ドライバ回路を構成するトランジスタ素子のオン抵抗を
積極的に利用することも可能であり、上記素子の設計を
容易にするという効果をも有する。さらにこのことは、
ドライバ回路を集積回路で実現する場合、素子の設計自
由度や占有面積等から特に有効である。If the configuration for adjusting the damping resistance to the optimum value described in the embodiment of FIGS. 8 to 14 is adopted, the pulse voltage applied to the transducer is caused by the parasitic impedance of the driver circuit and the transducer and the cables and wirings connecting them. It is possible to suppress the generation of unnecessary vibrations, and it is possible to prevent the characteristic deterioration of the detection information in the ultrasonic device or the like by an extremely simple means. Moreover, the above means is
It is also possible to positively utilize the on-resistance of the transistor element that constitutes the driver circuit, and it also has the effect of facilitating the design of the element. Moreover, this
When the driver circuit is implemented by an integrated circuit, it is particularly effective in terms of the degree of freedom in designing elements and the occupied area.
以上説明したように、本発明によれば、超音波装置等
におけるアレイ状あるいは2次元状に配列されたトラン
スジューサ・エレメントに対して、上記装置で必要な収
束の制御や口径の可変制御、走査の制御等に適合し、特
に集積回路化に最適な送受波回路装置を得ることができ
る。また、ドライバ素子とトランスジューサ・エレメン
トとを結ぶケーブル中のドライバ素子側にダンピング抵
抗を挿入する構成によれば、ケーブおよび送受波回路の
インピーダンスに起因して発生する不要な振動を、抵抗
追加という簡単な構成で抑制できる。As described above, according to the present invention, for transducer elements arranged in an array or two-dimensionally in an ultrasonic device or the like, the convergence control, the caliber variable control, and the scanning necessary for the above device are performed. It is possible to obtain a transmission / reception circuit device which is suitable for control and the like and which is particularly suitable for integration into an integrated circuit. In addition, with the configuration in which the damping resistor is inserted in the driver element side in the cable connecting the driver element and the transducer element, unnecessary vibration generated due to the impedance of the cable and the transmitting / receiving circuit can be easily added by adding a resistor. Can be suppressed with a simple configuration.
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第2図は
第1図の制御および動作状態の説明図、第3図は本発明
の第2の実施例を示す図、第4図は本発明の第3の実施
例を示す回路図、第5図は本発明の第4の実施例を示す
図、第6図は第5図の一部分の詳細図、第7図は第5図
実施例における具体的な制御例を説明するための回路構
成図、第8図は本発明のさらに他の実施例を示す回路構
成図、第9図(a)〜(e)は第8図の動作およびパル
ス波形の説明図、第10図(a)、(b)はトランスジュ
ーサから送波される超音波パルス波形の説明図、第11図
は概略等価回路により第8図実施例の動作原理を説明す
る図、第12図、第13図、第14図は本発明のさらに他の実
施例を示す図である。 <符号の説明> 1……トランスジューサ、4……送波回路 6……受波回路、10……トランスジューサ 20……制御信号、30直流電流 40……前置ドライバ、41、42……ドライバ素子 50……ケーブル、51……共通線 55、52、53……ダンピング抵抗、61……受波増幅器 63……負荷抵抗FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of control and operation states of FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, FIG. 6 is a detailed view of a part of FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a circuit configuration diagram for explaining a concrete control example in the embodiment shown in FIG. 8, FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing still another embodiment of the present invention, and FIGS. 9 (a) to 9 (e) are FIG. 10A and FIG. 10B are explanatory diagrams of the ultrasonic pulse waveform transmitted from the transducer, and FIG. 11 is a schematic equivalent circuit of the operation principle of the embodiment of FIG. FIG. 12, FIG. 13, FIG. 13 and FIG. 14 are views showing yet another embodiment of the present invention. <Description of symbols> 1 ... Transducer, 4 ... Wave sending circuit, 6 ... Receiving circuit, 10 ... Transducer, 20 ... Control signal, 30 DC current, 40 ... Pre-driver, 41, 42 ... Driver element 50 …… Cable, 51 …… Common line 55, 52,53 …… Damping resistance, 61 …… Reception amplifier 63 …… Load resistance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 健明 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 実開 昭56−73809(JP,U) 実開 昭57−89967(JP,U) 実開 昭57−89968(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeaki Okabe 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References: 56-73809 (JP, U) -89967 (JP, U) Actually opened Sho-57-89968 (JP, U)
Claims (5)
ランスジューサ・エレメントからなるトランスジューサ
と、 上記トランスジューサ・エレメント毎に接続され、超音
波を送波する送波回路と、 上記トランスジューサ・エレメントによる超音波の受信
信号を受信する受波回路とを有する超音波装置におい
て、 上記送波回路は、 上記トランスジューサ・エレメントによる上記超音波の
送波を制御する第1の所定の制御信号に従い動作が制御
される第1の素子と、 上記受信信号の上記受波回路への伝達を制御する第2の
所定の制御信号に従い動作が制御され、上記第1の素子
と同時に動作しない第2の素子とを含み、 上記第1の素子の第1の端子に上記第1の所定の制御信
号が入力され、 上記第1の素子の第2の端子に上記トランスジューサ・
エレメントを駆動する駆動電源が接続され、 上記第2の素子の第1の端子に上記第2の所定の制御信
号が入力され、 上記第1の素子の第3の端子と上記第2の素子の第2の
端子とが、抵抗を介して1つの上記トランスジューサ・
エレメントに接続され、 複数の上記送波回路から構成される送波回路群の複数個
と、 上記送波回路群毎に接続される1つの受波回路とを有
し、 上記送波回路群内の上記送波回路の上記第2の素子の第
3の端子の各々が共通に接続され、上記送波回路群に接
続される上記の1つの受波回路に上記受信信号が伝達さ
れることを特徴とする超音波装置。1. A transducer comprising a plurality of transducer elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally, a wave transmission circuit connected to each of the transducer elements and transmitting ultrasonic waves, and a transducer formed by the transducer element. An ultrasonic wave device having a wave receiving circuit for receiving a sound wave reception signal, wherein the wave sending circuit is controlled in operation according to a first predetermined control signal for controlling the wave sending of the ultrasonic wave by the transducer element. And a second element whose operation is controlled according to a second predetermined control signal for controlling transmission of the received signal to the wave receiving circuit and which does not operate simultaneously with the first element. The first predetermined control signal is input to the first terminal of the first element, and the transformer is input to the second terminal of the first element. -
A driving power supply for driving the element is connected, the second predetermined control signal is input to the first terminal of the second element, and the third terminal of the first element and the second element The second terminal is connected to one of the above transducers via a resistor.
In the wave transmission circuit group, a plurality of wave transmission circuit groups each of which is connected to the element and includes a plurality of the wave transmission circuits, and one wave receiving circuit connected to each of the wave transmission circuit groups are provided. Each of the third terminals of the second elements of the wave transmission circuit is commonly connected, and the reception signal is transmitted to the one wave reception circuit connected to the wave transmission circuit group. Characterized ultrasonic device.
ら、上記第2の素子が第2のスイッチ素子から、それぞ
れなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超
音波装置。2. The ultrasonic device according to claim 1, wherein the first element comprises a first switch element and the second element comprises a second switch element. .
次元に配列された上記トランスジューサ・エレメント、
または2次元のそれぞれの方向に配列された上記トラン
スジューサ・エレメントによる上記超音波の送波が制御
され、 上記第2の所定の制御信号により、上記1次元に配列さ
れた上記トランスジューサ・エレメント、または2次元
のそれぞれの方向に配列された上記トランスジューサ・
エレメントによる上記受信信号の上記受波回路への伝達
が制御されることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の超音波装置。3. The method according to claim 1, wherein the first predetermined control signal is used.
The transducer elements arranged in a dimension,
Alternatively, the transmission of the ultrasonic waves by the transducer elements arranged in the respective two-dimensional directions is controlled, and the transducer elements arranged in the one-dimensional state, or 2 by the second predetermined control signal. The transducers arranged in each direction of the dimension
The ultrasonic device according to claim 1, wherein transmission of the received signal to the wave receiving circuit by an element is controlled.
が、同一の端子から入力されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の超音波装置。4. The ultrasonic device according to claim 1, wherein the first control signal and the second control signal are input from the same terminal.
は、異なる端子から入力されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の超音波装置。5. The ultrasonic device according to claim 1, wherein the first control signal and the second control signal are input from different terminals.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16482786A JPH083528B2 (en) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Ultrasonic device |
US06/900,990 US4817066A (en) | 1985-10-09 | 1986-08-27 | Transmitter/receiver for ultrasonic diagnostic system |
KR1019860008429A KR930003111B1 (en) | 1985-10-09 | 1986-10-08 | Transmitter/receiver for ultrasonic diagnostic system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16482786A JPH083528B2 (en) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | Ultrasonic device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6321583A JPS6321583A (en) | 1988-01-29 |
JPH083528B2 true JPH083528B2 (en) | 1996-01-17 |
Family
ID=15800674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16482786A Expired - Lifetime JPH083528B2 (en) | 1985-10-09 | 1986-07-15 | Ultrasonic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH083528B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI962386A0 (en) * | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Kari Johannes Pirk Kirjavainen | Electroacoustic omvandlare |
US8961421B2 (en) * | 2007-04-19 | 2015-02-24 | General Electric Company | Transmit/receive circuitry for ultrasound systems |
CN104470729B (en) * | 2012-07-18 | 2018-02-06 | 皇家飞利浦有限公司 | Actuator device and driving method for driving load, especially driving ultrasonic transducer |
JP2016036530A (en) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | 株式会社東芝 | Ultrasonic diagnostic device |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP16482786A patent/JPH083528B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6321583A (en) | 1988-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6050945A (en) | Ultrasound front-end circuit combining the transmitter and automatic transmit/receive switch with agile power level control | |
JP4810092B2 (en) | Integrated low-voltage transmit / receive switch for ultrasonic imaging systems | |
US6083164A (en) | Ultrasound front-end circuit combining the transmitter and automatic transmit/receiver switch | |
US6432055B1 (en) | Medical ultrasonic imaging system with three-state ultrasonic pulse and improved pulse generator | |
KR930003111B1 (en) | Transmitter/receiver for ultrasonic diagnostic system | |
JPS6384531A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
US6074346A (en) | Transmit/receive ultrasound front end circuit providing automatic transmit/receive switching | |
JP2735203B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
KR100416686B1 (en) | Integrated circuit for generating high voltage pulse for use in a medical ultrasound diagnostic system | |
EP1640744A1 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus with low voltage switch in the receive channel | |
US8721550B2 (en) | High voltage ultrasound transmitter with symmetrical high and low side drivers comprising stacked transistors and fast discharge | |
JPH083528B2 (en) | Ultrasonic device | |
US9975145B2 (en) | Pulse amplitude controlled current source for ultrasound transmit beamformer and method thereof | |
JP5484440B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic probe | |
US5609154A (en) | Duplexer including a variable capacitance diode for an ultrasound imaging system | |
Plummer et al. | An ultrasonic imaging system for realtime cardiac imaging | |
Novaresi et al. | A Bipolar 3-Level High-Voltage Pulser for Highly Integrated Ultrasound Imaging Systems | |
JP5718152B2 (en) | Ultrasonic probe, ultrasonic diagnostic equipment | |
JP2006068090A (en) | Ultrasonograph | |
JP2758192B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
EP0312144B1 (en) | High voltage pulse power driver | |
US4680498A (en) | Input circuit in ultrasonic apparatus | |
JPS6255870B2 (en) | ||
JP4024914B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
JP3808845B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment |