(57)【要約】      （修正有）【課題】従来に比して電圧損失又は電力損失が少ない超音波診断装置を提供する。【解決手段】複数の超音波振動子に供給する送信信号を発生する少なくとも一つの送信回路１０と、送信信号を選択された超音波振動子に供給するスイッチングデバイスと、を具備すする。スイッチングデバイスは、少なくとも一つの送信回路１０に電気的に接続される第１の巻線と、第１の巻線と磁気的に結合され、選択された超音波振動子に電気的に接続される第２の巻線と、第１の巻線と磁気的に結合され、選択された超音波振動子とは異なる超音波振動子に電気的に接続される第３の巻線と、第２の巻線と磁気的に結合され、第２の巻線を選択的にショートさせる第２のショートデバイスと、第３の巻線と磁気的に結合され、第３の巻線を選択的にショートさせる第３のショートデバイスと、を有する。【選択図】図２Ｂ
2014147784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子と、
前記複数の超音波振動子に供給する送信信号を発生する少なくとも一つの送信回路と、
前記複数の超音波振動子のいずれかを選択し、前記送信信号を前記選択された超音波振動子に供給するスイッチングデバイスと、
を具備し、
前記スイッチングデバイスは、
前記少なくとも一つの送信回路に電気的に接続される第１の巻線と、
前記第１の巻線と磁気的に結合され、前記選択された超音波振動子に電気的に接続される第２の巻線と、
前記第１の巻線と磁気的に結合され、前記選択された超音波振動子とは異なる前記超音波振動子に電気的に接続される第３の巻線と、
前記第２の巻線と磁気的に結合され、前記第２の巻線を選択的にショートさせる第２のショートデバイスと、
前記第３の巻線と磁気的に結合され、前記第３の巻線を選択的にショートさせる第３のショートデバイスと、
を有すること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記第２のショートデバイスは第２のショート巻線を有し、
前記第３のショートデバイスは第３のショート巻線を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記第２のショートデバイスは、前記第２のショート巻線と前記第２の巻線とを選択的に磁気的に結合させる第２の低電圧半導体スイッチを有し、
前記第３のショートデバイスは、前記第３のショート巻線と前記第３の巻線とを選択的に磁気的に結合させる第３の低電圧半導体スイッチを有すること、
を特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記第２のショートデバイスは、前記第２のショート巻線と前記第２の巻線とを選択的に磁気的に結合させる第２の能動スイッチを有し、
前記第３のショートデバイスは、前記第３のショート巻線と前記第３の巻線とを選択的に磁気的に結合させる第３の能動スイッチを有すること、
を特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第２のショートデバイスは、前記第２のショート巻線と前記第２の巻線とを選択的に磁気的に結合させる第２の受動スイッチを有し、
前記第３のショートデバイスは、前記第３のショート巻線と前記第３の巻線とを選択的に磁気的に結合させる第３の受動スイッチを有すること、
を特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記スイッチングデバイスに接続された少なくとも一つの受信回路と、
前記第１の巻線と磁気的に結合され、前記第１の巻線を選択的にショートさせる第１のショートデバイスと、
をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記第１のショートデバイスは、第１のショート巻線を有することを特徴とする請求項6に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記スイッチングデバイスは、受信回路と前記第２の巻線及び前記第３の巻線の一方とを、選択的に接続するマルチプレクサをさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記第２の巻線に接続された第１の受信回路と前記第３の巻線に接続された第２の受信回路とをさらに具備することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記第２の巻線の一端は、前記第３の巻線の一端に接続されている請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記第１の巻線と前記第２の巻線とが磁気的に結合する場合には、前記第３の巻線と前記第３のショートデバイスとを磁気的に結合させ、前記第１の巻線と前記第３の巻線とが磁気的に結合する場合には、前記第２の巻線と前記第２のショートデバイスとを磁気的に結合させるように制御する制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの送信回路は、前記複数の超音波振動子を有する超音波プローブに設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの送信回路は、当該超音波診断装置の本体内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置に関するものであり、より具体的には、送信と受信の両方またはいずれか一方において、信号を制御するためのトランスベースのマルチプレクサ（transformer-based multiplexer）を具備する超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波診断装置におけるスイッチングデバイス２１では、送信モードと受信モードとの間の切り替えを行うための自動制御器を開示している。例示的な一デバイスは、送信と受信との間の切り替えを行うための集積化送信／受信（ＴＲ）スイッチを備えるトランスベースの送信回路である。従来の超音波診断装置における他の送信回路では、複数の極を用いたトランスにより、複数の出力レベルの送信信号を発生させている。いずれの場合も、転送部が、ＴＲスイッチと多重レベル出力発生器の両方またはいずれか一方として利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、超音波診断装置では、送信回路で概ね百Ｖｐｐを超えるパルス信号を発生させて、超音波振動子を駆動している。この送信回路が接続される振動子を切り替える手段として、従来では、高耐圧ＦＥＴを用いたスイッチ回路、又はそれらをＩＣとしたデバイスが用いられている。
【０００４】
しかしながら、高耐圧ＦＥＴを用いているため、スイッチのオン抵抗は数Ω〜１０Ω程度の値であり、小さくない。このため、送信回路と振動子の間の高耐圧ＦＥＴによる電圧損失又は電力損失は無視できないレベルである。また、送信回路が接続される振動子を切り替える際に大きな負荷が掛かり、高耐圧ＦＥＴであっても故障する恐れがある。
【０００５】
目的は、従来に比して電圧損失又は電力損失が少ない超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係る超音波診断装置は、複数の超音波振動子と、前記複数の超音波振動子に供給する送信信号を発生する少なくとも一つの送信回路と、前記複数の超音波振動子のいずれかを選択し、前記送信信号を前記選択された超音波振動子に供給するスイッチングデバイスと、を具備し、前記スイッチングデバイスは、前記少なくとも一つの送信回路に電気的に接続される第１の巻線と、前記第１の巻線と磁気的に結合され、前記選択された超音波振動子に電気的に接続される第２の巻線と、前記第１の巻線と磁気的に結合され、前記選択された超音波振動子とは異なる前記超音波振動子に電気的に接続される第３の巻線と、前記第２の巻線と磁気的に結合され、前記第２の巻線を選択的にショートさせる第２のショートデバイスと、前記第３の巻線と磁気的に結合され、前記第３の巻線を選択的にショートさせる第３のショートデバイスと、を有すること、を特徴とする超音波診断装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本実施形態に係る超音波診断装置のブロック図。
【図１Ｂ】本実施形態によるトランスを使用して低損失高電圧マルチプレクサに接続される１つの送信回路と１つの受信回路とを備える一実施形態を示す図。
【図２Ａ】本実施形態によるマルチプレクサの第１の実施形態において使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図２Ｂ】本実施形態による超音波診断装置の第１の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図２Ｃ】第１の実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図３Ａ】第２の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図３Ｂ】第２の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図３Ｃ】第２の実施形態に係るトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図４Ａ】第３の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図４Ｂ】第３の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図４Ｃ】第３の実施形態に係るトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図５Ａ】第４の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図５Ｂ】第４の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図５Ｃ】第４の実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図６Ａ】第５の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図６Ｂ】第５の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図６Ｃ】第５の実施形態に係るトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図７Ａ】第６の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図７Ｂ】第６の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図７Ｃ】第６の実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図８Ａ】第７の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図８Ｂ】第７の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図８Ｃ】第７の実施形態に係るトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図９Ａ】第８の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図９Ｂ】第８の実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図１０Ａ】第９の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図１０Ｂ】第９の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図１０Ｃ】第９の実施形態に係るトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図１１Ａ】第１０の実施形態に係るマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心を例示する図。
【図１１Ｂ】第１０の実施形態における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続を例示する図。
【図１１Ｃ】第１０の実施形態に係るトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面を例示する図。
【図１２】本実施形態に係るトランスベースのマルチプレクサを使用して少なくとも２つのトランスデューサ素子を多重化するプロセスを例示するフロー図。
【図１３】本実施形態におけるモードの変更に関わるいくつかのステップもしくは活動、または本実施形態による超音波診断装置においてトランスベースのマルチプレクサを使用して少なくとも２つのトランスデューサ素子を多重化するプロセスを例示するフロー図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる超音波診断装置について説明する。
【０００９】
図１Ａは、本実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図を示している。本超音波診断装置１１は、超音波プローブ１２、表示ユニット１３、入力ユニット１５、送信回路１０、受信回路２０、スイッチングデバイス２１、Ｂモード処理ユニット２３、ドプラ処理ユニット２５、信号処理ユニット２７、制御プロセッサ（ＣＰＵ）２８、画像生成ユニット２９、画像メモリ３３、画像合成ユニット３５、内部記憶ユニット３７を具備している。以下、個々の構成要素の機能について説明する。
【００１０】
超音波プローブ１２は、送信回路１０からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の超音波振動子、当該超音波振動子に設けられる整合層、当該超音波振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。当該超音波プローブ１２から被検体Ｐに超音波が送信されると、当該送信超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ１２に受信される。このエコー信号の振幅は、反射することになった反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合のエコーは、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分を依存して、周波数偏移を受ける。
【００１１】
なお、本超音波装置が具備する超音波プローブ１２は、超音波振動子が一次元に配列された一次元アレイプローブ、或いは超音波振動子が二次元マトリックス状に配列された二次元アレイプローブのいずれであってもよい。
【００１２】
入力装置１３は、装置本体１１に接続され、オペレータからの各種指示、条件、関心領域（ＲＯＩ）の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体１１にとりこむための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を有している。例えば、操作者が入力装置１３の終了ボタンやＦＲＥＥＺＥボタンを操作すると、超音波の送受信は終了し、当該超音波診断装置は一時停止状態となる。
【００１３】
表示ユニット１３は、画像合成ユニット３５からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報（Ｂモード画像）、血流情報（平均速度画像、分散画像、パワー画像等）、これらの組み合わせを画像として表示する。
【００１４】
送信回路１０は、図示しないトリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路等を有している。パルサ回路では、所定のレート周波数ｆｒ  Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するためのレートパルスが繰り返し発生される。また、遅延回路では、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間が、各レートパルスに与えられる。トリガ発生回路は、このレートパルスに基づくタイミングで、プローブ１２の超音波振動子に駆動パルス（送信信号）を印加する。
【００１５】
スイッチングデバイス２１は、低損失高電圧マルチプレクサとしての機能を有する超音波フロントエンド回路である。スイッチングデバイス２１は、超音波送信時において、超音波振動子と送信回路或いは受信回路との電気的、磁気的な接続を制御する。当該スイッチングデバイス２１の具体的な構成、動作については、後で詳しく説明する。
【００１６】
受信回路３０は、図示していないアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有している。アンプ回路では、プローブ１２を介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器では、増幅されたエコー信号に対し受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
【００１７】
Ｂモード処理ユニット２３は、受信回路２０からエコー信号を受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。このデータは、スキャンコンバータ２５に送信され、反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像としてモニター１４に表示される。
【００１８】
ドプラ処理ユニット２５は、受信回路２０から受け取ったエコー信号から速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。
【００１９】
信号処理ユニット２７は、超音波送受信によって得られたエコー信号からのガイド波信号の抽出、ＤＣハーモニック信号の除去等の種々の信号処理を実行する。
【００２０】
画像生成ユニット２９は、信号処理ユニット２７からの信号に基づいて、組織画像等の超音波画像を生成する。
【００２１】
制御プロセッサ３１は、情報処理装置（計算機）としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を制御する。また、制御プロセッサ３１は、超音波送受信において、スイッチングユニット２１における各種スイッチを制御する。
【００２２】
画像メモリ（シネメモリ）３３は、例えばフリーズする直前の複数フレームに対応する超音波画像を保存するメモリである。この画像メモリ３３に記憶されている画像を連続表示（シネ表示）することで、超音波動画像を表示することも可能である。
【００２３】
画像合成ユニット３５は、画像生成ユニット２９又から受け取った画像を種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成し、ビデオ信号として表示ユニット１３に出力する。
【００２４】
内部記憶ユニット３７は、所定のスキャンシーケンス、画像生成、表示処理を実行するための制御プログラム、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見等）、診断プロトコル、送受信条件その他のデータ群が保管されている。また、必要に応じて、画像メモリ２６中の画像の保管などにも使用される。内部記憶ユニット３７中のデータは、図示していないインターフェースユニットを経由して外部周辺装置へ転送することも可能となっている。
【００２５】
次に図面全体を通して類似の参照番号は対応する構造を指示する図面を参照すると、また特に図１Ｂを参照すると、１つの送信回路１０と１つの受信回路２０とが、本実施形態によるトランス上に実装される低損失高電圧マルチプレクサ３０の一実施形態に接続されていることがわかる。第１のトランスデューサ素子４０と第２のトランスデューサ素子５０も、本実施形態において低損失高電圧マルチプレクサ３０に接続されている。低損失高電圧マルチプレクサ３０は、送信回路１０と受信回路２０との間で切り替えを行う。同様に、低損失高電圧マルチプレクサ３０は、送信時と受信時とにおいて第１のトランスデューサ素子４０と第２のトランスデューサ素子５０との間で切り替えを行う。低損失高電圧マルチプレクサ３０についてさらに詳しく説明し、またその代替的実施形態についても以下で取りあげる。
【００２６】
次に図２Ａを参照すると、第１の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第１の極Ａ上の第１のショート巻線Ｚｐ１も終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられている。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【００２７】
次に、図２Ｂを参照すると、第１の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線ＺＰ１とは、極Ａ上で磁気的に結合されている。一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。第１のショート巻線ＺＰ１は、端子Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとを閉じることによって、一次側巻線Ｐ１は他の巻線に磁気的に結合されることはもはやないが、これについて後の方で詳しく説明する。
【００２８】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ａは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ｂは、インピーダンスＺ３１と受信回路２０とに接続される。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとを閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００２９】
第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、インピーダンスＺ３１に接続され、これはと受信回路２０に接続される。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとを閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００３０】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００３１】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。送信／受信（ＴＲ）スイッチは、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとをインピーダンスＺ３１と組み合わせて使用して実装される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地され、一次側巻線Ｐ１はもはや磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地されず、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、第１のショート巻線Ｚｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１／Ｓ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００３２】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路１０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。またＴＸモードのときに、二次側ショート巻線ＺＳ１とＺＳ２とを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側ショート巻線ＺＳ１とＺＳ２のうちのいずれか一方が、送信回路１０からの送信信号に従ってスイッチＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂとスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂの対応する１つの対のみを閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側ショート巻線ＺＳ１もしくはＺＳ２が接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００３３】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路２０は、二次側巻線Ｓ１とＳ２とを介して２つの出力ノードの総和に選択的に接続される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じてスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの対応する一方が閉じられる。つまり、二次側ショート巻線ＺＳ１またはＺＳ２をショートさせることによって、関連する接地された二次側巻線は、受信回路２０への入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を構成する。それと同時に、スイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂとの２つの対のうちの他方を開いたままにし、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号が受信回路２０への入力に干渉しないようにする。インピーダンスＺ３１は、選択された二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に電圧が発生するように巻線の一方の側をショートさせるために使用される。インピーダンスＺ３１は、受信回路２０の入力を保護するためにも使用される。
【００３４】
次に、図２Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。極Ａ上で、一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線Ｚｐ１とは、所定の比で配置される。一次側巻線Ｐ１は、その終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとをそのタップ点Ｐ１ｃとともに有するが、第１のショート巻線Ｚｐ１は、その終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂを有する。同様に、極Ｂ上で、第１の二次側巻線Ｓ１と第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１とは、所定の比で配置される。第１の二次側巻線Ｓ１は、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有するが、第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１は、その終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。極Ｃ上で、第２の二次側巻線Ｓ２と第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２とは、所定の比で配置される。第２の二次側巻線Ｓ２は、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有するが、第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２は、その終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【００３５】
次に図３Ａを参照すると、第２の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第１の極Ａ上の第１のショート巻線Ｚｐ１も終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられている。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【００３６】
次に、図３Ｂを参照すると、第２の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線ＺＰ１とは、極Ａ上で磁気的に結合されている。一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１Ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。第１のショート巻線ＺＰ１は、端子Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとを閉じることによって、一次側巻線Ｐ１は他の巻線に磁気的に結合されることはもはやないが、これについて後の方で詳しく説明する。
【００３７】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ａは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ｂは、インピーダンスＺ３１と第１の受信回路ＲＸ  ２０Ａとに接続される。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとを閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００３８】
第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、インピーダンスＺ３２と第２の受信回路ＲＸ  ２０Ｂとに接続される。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとを閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００３９】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００４０】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。送信／受信（ＴＲ）スイッチは、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとをインピーダンスユニットＺ３１とＺ３２とを組み合わせて使用して実装される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地され、一次側巻線Ｐ１はもはや磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地されず、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、第１のショート巻線Ｚｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１／Ｓ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００４１】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。またＴＸモードのときに、二次側ショート巻線ＺＳ１とＺＳ２とを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側ショート巻線ＺＳ１とＺＳ２のうちのいずれか一方が、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従ってスイッチＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂとスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂの対応する１つの対のみを閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側ショート巻線ＺＳ１もしくはＺＳ２が接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００４２】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路ＲＸ  ２０Ａと２０Ｂのうちのいずれか一方は、二次側巻線Ｓ１またはＳ２を介して２つの独立した出力ノードに選択的に接続される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じてスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの対応する一方が閉じられる。つまり、二次側ショート巻線ＺＳ１またはＺＳ２をショートさせることによって、関連する接地された二次側巻線は、受信回路２０Ａまたは２０Ｂへの入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を構成する。それと同時に、スイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの他方は、適宜開いたままにされる。受信回路２０Ａまたは２０Ｂへの経路は独立しているので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。インピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２は、選択された二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に電圧が発生するように巻線の対応する側をショートさせるために使用される。インピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２は、受信回路ＲＸ  ２０Ａと２０Ｂの入力を保護するためにも使用される。
【００４３】
次に、図３Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。極Ａ上で、一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線Ｚｐ１とは、所定の比で配置される。一次側巻線Ｐ１は、その終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとをそのタップ点Ｐ１ｃとともに有するが、第１のショート巻線Ｚｐ１は、その終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂを有する。同様に、極Ｂ上で、第１の二次側巻線Ｓ１と第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１とは、所定の比で配置される。第１の二次側巻線Ｓ１は、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有するが、第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１は、その終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。極Ｃ上で、第２の二次側巻線Ｓ２と第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２とは、所定の比で配置される。第２の二次側巻線Ｓ２は、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有するが、第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２は、その終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【００４４】
次に図４Ａを参照すると、第３の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第１の極Ａ上の第１のショート巻線Ｚｐ１も終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１に磁気的に関連付けられている。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【００４５】
次に、図４Ｂを参照すると、第３の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線ＺＰ１とは、極Ａ上で磁気的に結合されている。一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。第１のショート巻線ＺＰ１は、端子Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとを閉じることによって、一次側巻線Ｐ１は他の巻線に磁気的に結合されることはもはやないが、これについて後の方で詳しく説明する。
【００４６】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ａは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ｂは、インピーダンスコンポーネントＺ３１と受信回路２０とに低電圧マルチプレクサ６０を介して接続される。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとを閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００４７】
第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、インピーダンスＺ３２と受信回路２０とに共通の低電圧マルチプレクサ６０を介して接続される。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとを閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００４８】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００４９】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。送信／受信（ＴＲ）スイッチは、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとをマルチプレクサ６０とインピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２とを組み合わせて使用して実装される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地され、一次側巻線Ｐ１はもはや磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地されず、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、第１のショート巻線Ｚｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１／Ｓ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００５０】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路１０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。またＴＸモードのときに、二次側ショート巻線ＺＳ１とＺＳ２とを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側ショート巻線ＺＳ１とＺＳ２のうちのいずれか一方が、送信回路１０からの送信信号に従ってスイッチＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂとスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂの対応する１つの対のみを閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側ショート巻線ＺＳ１もしくはＺＳ２が接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００５１】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路２０は、二次側巻線Ｓ１とＳ２とからマルチプレクサ６０を介して２つの出力ノードのうちの選択されたノードに選択的に接続される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じてスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの対応する一方が閉じられる。つまり、二次側ショート巻線ＺＳ１またはＺＳ２をショートさせることによって、関連する接地された二次側巻線は、受信回路２０への入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を構成する。それと同時に、スイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの他方は、適宜開いたままにされる。マルチプレクサ６０がインピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２とともにある時点においてＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２からエコー信号を選択するので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。インピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２とは、選択された二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に電圧が発生するように巻線の一方の側をショートさせるために使用される。インピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２は、マルチプレクサ６０とともに受信回路２０の入力を保護するためにも使用される。
【００５２】
次に、図４Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。極Ａ上で、一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線Ｚｐ１とは、所定の比で配置される。一次側巻線Ｐ１は、その終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとをそのタップ点Ｐ１ｃとともに有するが、第１のショート巻線Ｚｐ１は、その終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂを有する。同様に、極Ｂ上で、第１の二次側巻線Ｓ１と第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１とは、所定の比で配置される。第１の二次側巻線Ｓ１は、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有するが、第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１は、その終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。極Ｃ上で、第２の二次側巻線Ｓ２と第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２とは、所定の比で配置される。第２の二次側巻線Ｓ２は、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有するが、第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２は、その終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【００５３】
次に図５Ａを参照すると、第４の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第１の極Ａ上の第１のショート巻線Ｚｐ１も終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１に磁気的に関連付けられている。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線ＴＲ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部ＴＲ１ａとＴＲ１ｂとを有する。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線ＴＲ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部ＴＲ２ａとＴＲ２ｂとを有する。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【００５４】
次に、図５Ｂを参照すると、第４の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線ＺＰ１とは、極Ａ上で磁気的に結合されている。一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。第１のショート巻線ＺＰ１は、端子Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとを閉じることによって、一次側巻線Ｐ１は他の巻線に磁気的に結合されることはもはやないが、これについて後の方で詳しく説明する。
【００５５】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ａは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ｂは、インピーダンスＺ３１と受信回路２０とに低電圧マルチプレクサ６０を介して接続される。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線ＴＲ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部ＴＲ１ａとＴＲ１ｂとを有し、これらはそれぞれ、適宜低電圧である、能動スイッチＴＲＳＷ１に接続される。スイッチＴＲＳＷ１を閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００５６】
第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、インピーダンスＺ３２と受信回路２０とに共通のマルチプレクサ６０を介して接続される。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線ＴＲ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部ＴＲ２ａとＴＲ２ｂとを有する。これらはそれぞれ、適宜低電圧である、能動スイッチＴＲＳＷ２に接続される。スイッチＴＲＳＷ２を閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００５７】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００５８】
トランスベースのマルチプレクサの他の実施形態では、スイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とは、能動的もしくは受動的であり、半導体などのさまざまなタイプのものを含む。それに加えて、スイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とは、適宜、低電圧スイッチであり、印加する電圧が低いため電力と電圧の損失を最小に抑えるか、または低く保てるという利点を有する。
【００５９】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。送信／受信（ＴＲ）スイッチは、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとをマルチプレクサ６０とインピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２とを組み合わせて使用して実装される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地され、一次側巻線Ｐ１はもはや磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地されず、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、第１のショート巻線Ｚｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１／Ｓ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００６０】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路１０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。またＴＸモードのときに、二次側ショート巻線ＴＲ１とＴＲ２とを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側巻線ＴＲ１とＴＲ２のうちのいずれか一方が、送信回路１０からの送信信号に従ってスイッチＴＲＳＷ１／ＴＲＳＷ２の一方のみを閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側ショートＴＲ１もしくはＴＲ２が接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００６１】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路２０は、二次側巻線Ｓ１とＳ２とからマルチプレクサ６０を介して２つの出力ノードのうちの選択されたノードに選択的に接続される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じて２つのスイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２のうちの対応する一方が閉じられる。つまり、二次側巻線ＴＲ１またはＴＲ２をショートさせることによって、関連する接地された二次側巻線は、受信回路２０への入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を構成する。それと同時に、２つのスイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２のうちの他方は、適宜開いたままにされる。マルチプレクサ６０がインピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２とともにある時点においてＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２からエコー信号を選択するので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。インピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２とは、選択された二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に電圧が発生するように巻線の一方の側をショートさせるために使用される。インピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２は、マルチプレクサ６０とともに受信回路２０の入力を保護するためにも使用される。
【００６２】
次に、図５Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。極Ａ上で、一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線Ｚｐ１とは、所定の比で配置される。一次側巻線Ｐ１は、その終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとをそのタップ点Ｐ１ｃとともに有するが、第１のショート巻線Ｚｐ１は、その終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂを有する。同様に、極Ｂ上で、第１の二次側巻線Ｓ１と第１の二次側ショート巻線ＴＲ１とは、所定の比で配置される。第１の二次側巻線Ｓ１は、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有するが、第１の二次側ショート巻線ＴＲ１は、その終端部ＴＲ１ａとＴＲ１ｂとを有する。極Ｃ上で、第２の二次側巻線Ｓ２と第２の二次側ショート巻線ＴＲ２とは、所定の比で配置される。第２の二次側巻線Ｓ２は、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有するが、第２の二次側ショート巻線ＴＲ２は、その終端部ＴＲ２ａとＴＲ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【００６３】
次に図６Ａを参照すると、第５の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第１の極Ａ上の第１のショート巻線Ｚｐ１も終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１に磁気的に関連付けられている。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線ＴＲ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部ＴＲ１ａとＴＲ１ｂとを有する。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線ＴＲ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部ＴＲ２ａとＴＲ２ｂとを有する。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【００６４】
次に、図６Ｂを参照すると、第５の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線ＺＰ１とは、極Ａ上で磁気的に結合されている。一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。第１のショート巻線ＺＰ１は、端子Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとを閉じることによって、一次側巻線Ｐ１は他の巻線に磁気的に結合されることはもはやないが、これについて後の方で詳しく説明する。
【００６５】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ａは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ｂは、インピーダンスＺ３１に高電圧マルチプレクサ７０を介して、受信回路２０に高電圧マルチプレクサ７０を介して接続される。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線ＴＲ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部ＴＲ１ａとＴＲ１ｂとを有し、これらはそれぞれ、適宜低電圧である、能動スイッチＴＲＳＷ１に接続される。スイッチＴＲＳＷ１を閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００６６】
第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、インピーダンスＺ３１と受信回路２０の両方に共通のマルチプレクサ７０を介して接続される。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線ＴＲ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部ＴＲ２ａとＴＲ２ｂとを有する。これらはそれぞれ、適宜低電圧である、能動スイッチＴＲＳＷ２に接続される。スイッチＴＲＳＷ２を閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【００６７】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００６８】
トランスベースのマルチプレクサの他の実施形態では、スイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とは、能動的もしくは受動的であり、半導体などのさまざまなタイプのものを含む。それに加えて、スイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とは、適宜、低電圧スイッチであり、印加する電圧が低いため電力と電圧の損失を最小に抑えるか、または低く保てるという利点を有する。
【００６９】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。送信／受信（ＴＲ）スイッチは、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとをマルチプレクサ７０とインピーダンスコンポーネントＺ３１とを組み合わせて使用して実装される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地され、一次側巻線Ｐ１はもはや磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地されず、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、第１のショート巻線Ｚｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１／Ｓ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００７０】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路１０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。またＴＸモードのときに、二次側ショート巻線ＴＲ１とＴＲ２とを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側巻線ＴＲ１とＴＲ２のうちのいずれか一方が、送信回路１０からの送信信号に従ってスイッチＴＲＳＷ１／ＴＲＳＷ２の一方のみを閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側ショートＴＲ１もしくはＴＲ２が接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００７１】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路２０は、二次側巻線Ｓ１とＳ２とからマルチプレクサ７０を介して２つの出力ノードのうちの選択されたノードに選択的に接続される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じて２つのスイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２のうちの対応する一方が閉じられる。つまり、二次側巻線ＴＲ１またはＴＲ２をショートさせることによって、関連する接地された二次側巻線は、受信回路２０への入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を構成する。それと同時に、２つのスイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２のうちの他方は、適宜開いたままにされる。マルチプレクサ７０は、ある時点においてＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２からエコー信号を選択するので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。インピーダンスコンポーネントＺ３１は、選択された二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に電圧が発生するように巻線の一方の側をショートさせるために使用される。インピーダンスコンポーネントＺ３１は、マルチプレクサ７０とともに受信回路２０の入力を保護するためにも使用される。
【００７２】
次に、図６Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。極Ａ上で、一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線Ｚｐ１とは、所定の比で配置される。一次側巻線Ｐ１は、その終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとをそのタップ点Ｐ１ｃとともに有するが、第１のショート巻線Ｚｐ１は、その終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂを有する。同様に、極Ｂ上で、第１の二次側巻線Ｓ１と第１の二次側ショート巻線ＴＲ１とは、所定の比で配置される。第１の二次側巻線Ｓ１は、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有するが、第１の二次側ショート巻線ＴＲ１は、その終端部ＴＲ１ａとＴＲ１ｂとを有する。極Ｃ上で、第２の二次側巻線Ｓ２と第２の二次側ショート巻線ＴＲ２とは、所定の比で配置される。第２の二次側巻線Ｓ２は、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有するが、第２の二次側ショート巻線ＴＲ２は、その終端部ＴＲ２ａとＴＲ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【００７３】
次に図７Ａを参照すると、第６の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【００７４】
次に、図７Ｂを参照すると、第６の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１Ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。
【００７５】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ｂは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ａは、第１の送信／受信スイッチＴＲＳＷ  Ａを介して、次いで接地される第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａと、第１の受信回路ＲＸ  ２０Ａとに接続される。第１の送信／受信スイッチＴＲＳＷ  Ａによって動作可能に制御されるような送信モードのときに第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａを閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は、もはや、一次側巻線Ｐ１からトランスデューサ素子Ｚ１にパルス波形を送ることがなくなるが、それは、第１の二次側巻線Ｓ１が一方の端部に接地されているからである。
【００７６】
第２の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、第２の送信／受信スイッチＴＲＳＷ  Ｂを介して、次いで接地される第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａと、第２の受信回路ＲＸ  ２０Ｂとに接続される。第２の送信／受信スイッチＴＲＳＷ  Ｂによって動作可能に制御されるような送信モードのときに第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａを閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は、もはや、一次側巻線Ｐ１からトランスデューサ素子Ｚ２にパルス波形を送ることがなくなるが、それは、第２の二次側巻線Ｓ２が一方の端部に接地されているからである。
【００７７】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００７８】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷ  ＡとＴＲＳＷ  Ｂとを使用する送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとが閉じられると、一次側巻線Ｐ１は、もはや、磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、一次側巻線Ｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１／Ｓ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００７９】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。ＴＸモードのときに、ＴＲスイッチＴＲＳＷ  ＡとＴＲＳＷ  Ｂとは、受信回路２０Ａと２０Ｂとが入力を受け取るのを妨げるために使用される。またＴＸモードのときに、第１の二次側巻線スイッチＳＷｐ１ａと第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａとを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方が、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って二次側巻線スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｓ２ａの一方を閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｓ２ａが接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００８０】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路ＲＸ  ２０Ａと２０Ｂのうちのいずれか一方は、二次側巻線Ｓ１またはＳ２を介して２つの独立した出力ノードに選択的に接続される。ＲＸモードのときに、ＴＲスイッチＴＲＳＷ  ＡとＴＲＳＷ  Ｂとは、受信回路２０Ａと２０Ｂとを接続して入力を受け取るために使用される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じて二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａのうちの対応する一方が開かれる。つまり、二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａを開くことによって、関連する二次側巻線は、ＴＲスイッチＴＲＳＷ  ＡとＴＲＳＷ  Ｂとを介して受信回路２０Ａまたは２０Ｂへの入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を有する。それと同時に、２つのスイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａのうちの他方は、適宜閉じたままにされる。受信回路２０Ａまたは２０Ｂへの経路は独立しているので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０Ａまたは２０Ｂへの入力に干渉しない。
【００８１】
次に、図７Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１は極Ａ上に配置され、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ点Ｐ１ｃを有する。同様に、第１の二次側巻線Ｓ１は極Ｂ上に配置され、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有する。第２の二次側巻線Ｓ２は極Ｃ上に配置され、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【００８２】
次に図８Ａを参照すると、第７の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【００８３】
次に、図８Ｂを参照すると、第７の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１Ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。
【００８４】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ｂは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ａは、送信／受信スイッチＴＲＳＷを介して、次いで接地される第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａと、受信回路ＲＸ  ２０とに接続される。送信／受信スイッチＴＲＳＷによって動作可能に制御されるような送信モードのときに第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａを閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は、もはや、一次側巻線Ｐ１からトランスデューサ素子Ｚ１にパルス波形を送ることがなくなるが、それは、第１の二次側巻線Ｓ１が一方の端部に接地されているからである。
【００８５】
第２の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、送信／受信スイッチＴＲＳＷを介して、次いで接地される第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａと、受信回路ＲＸ  ２０とに接続される。送信／受信スイッチＴＲＳＷによって動作可能に制御されるような送信モードのときに第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａを閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は、もはや、一次側巻線Ｐ１からトランスデューサ素子Ｚ２にパルス波形を送ることがなくなるが、それは、第２の二次側巻線Ｓ２が一方の端部に接地されているからである。
【００８６】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００８７】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂと送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷとを使用する送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとが閉じられると、一次側巻線Ｐ１は、もはや、磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり二次側巻線Ｓ１と二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、一次側巻線Ｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１とＳ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００８８】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。ＴＸモードのときに、ＴＲスイッチＴＲＳＷは、受信回路２０が入力を受け取るのを妨げるために使用される。またＴＸモードのときに、第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａと第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａとを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方が、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａの一方を閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａが接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００８９】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路ＲＸ  ２０は、二次側巻線Ｓ１またはＳ２を介して２つの独立した出力ノードに接続される。ＲＸモードのときに、ＴＲスイッチＴＲＳＷは、受信回路２０を接続して入力を受け取るために使用される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じて二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａのうちの対応する一方が開かれる。つまり、二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａを開くことによって、関連する二次側巻線は、ＴＲスイッチＴＲＳＷを介して受信回路２０への入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を有する。それと同時に、２つのスイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａのうちの他方は、適宜閉じたままにされる。受信回路２０への経路は独立しているので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。
【００９０】
次に、図８Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１は極Ａ上に配置され、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ点Ｐ１ｃを有する。同様に、第１の二次側巻線Ｓ１は極Ｂ上に配置され、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有する。第２の二次側巻線Ｓ２は極Ｃ上に配置され、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【００９１】
次に、図９Ａを参照すると、第８の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１Ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。
【００９２】
２つのショート巻線Ｚ１およびＺ２は、対応する細分された一次側巻線Ｐ１ＡとＰ１Ｂとに別々に磁気的に結合される。第１のショート巻線Ｚ１は、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有し、これらは送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷ１に接続される。同様に、第２のショート巻線Ｚ２は、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有し、これらは送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷ２に接続される。ショート巻線Ｚ１とＺ２は、一次側巻線Ｐ１ＡとＰ１Ｂとを独立して接地するようにＴＲスイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とによってそれぞれ制御される。
【００９３】
二次側巻線Ｓ１は、さらに、２つの細分されたＳ１ＡとＳ１Ｂとを有し、これらは、対応する形で一次側巻線部分Ｐ１ＡとＰ１Ｂとに磁気的に結合される。つまり、二次側巻線部分Ｓ１Ａは、一次側巻線部分Ｐ１Ａと磁気的に結合されるが、二次側巻線部分Ｓ１Ｂは、一次側巻線部分Ｐ１Ｂと磁気的に結合される。
【００９４】
さらに、二次側巻線Ｓ１は、受信回路ＲＸ  ２０用のタップ端子Ｓ１ｃ、さらにはプローブトランスデューサ素子に接続される終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有する、終端部Ｓ１ａは、トランスデューサ素子Ｚ１１などのＺｐｒｏｂｅ１と、次いで接地される二次側巻線の第１のスイッチＳＷｓ１ａとに接続される。終端部Ｓ１ｂは、トランスデューサ素子Ｚ２２などのＺｐｒｏｂｅ２と、次いで接地される二次側巻線の第２のスイッチＳＷｓ１ｂとに接続される。それに加えて、二次側巻線Ｓ１は、二次側巻線Ｓ１上の所定の端子Ｓ１ｃのところで受信回路ＲＸ  ２０とインピーダンスコンポーネントＺ３１とによってタップされる。
【００９５】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。一次側巻線Ｐ１の第１の部分Ｐ１Ａと第２の部分Ｐ１Ｂとは、二次側巻線Ｓ１に磁気的に関連付けられているけれども、第１の部分Ｐ１Ａと第２の部分Ｐ１Ｂとは、互いに磁気的に結合されてはいない。同様に、二次側巻線Ｓ１の第１の部分Ｓ１Ａと第２の部分Ｓ１Ｂとは、独立した方法で一次側巻線Ｐ１に磁気的に関連付けられているけれども、第１の部分Ｓ１Ａと第２の部分Ｓ１Ｂとは、互いに磁気的に結合されてはいない。さらに、一次側巻線Ｐ１の第１の部分Ｐ１Ａと第２の部分Ｐ１Ｂと、二次側巻線Ｓ１の第１の部分Ｓ１Ａと第２の部分Ｓ１Ｂとは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するように互いに電気的に絶縁されている。同様に、第１のショート巻線Ｚ１と第２のショート巻線Ｚ２も、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【００９６】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂと送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とを使用する送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとが閉じられると、一次側巻線Ｐ１は、もはや、磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、一次側巻線Ｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【００９７】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１の対応する部分Ｐ１ＡとＰ１Ｂとに選択的に結合されている二次側巻線部分Ｓ１ＡとＳ１Ｂの両方のまたはいずれか一方のうちの１つ出力される。ＴＸモードのときに、インピーダンスＺ３１は、受信回路２０が入力を受け取るのを妨げるために使用される。またＴＸモードのときに、ＴＲスイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とを使用して、Ｚｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが一次側巻線部分Ｐ１ＡとＰ１Ｂのうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。さらに、二次側巻線部分Ｓ１ＡとＳ１Ｂのうちのいずれか一方が、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａの一方を閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線部分Ｐ１ＡまたはＰ１Ｂからのパルス信号は、関連する二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａが接地されていない二次側巻線部分Ｓ１ＡとＳ１Ｂのうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【００９８】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路ＲＸ  ２０は、二次側巻線Ｓ１上の出力ノードＳ１Ｃに接続される。ＲＸモードのときに、ＴＲスイッチＴＲＳＷ１とＴＲＳＷ２とは、適宜、一次側巻線部分Ｐ１ＡとＰ１Ｂの両方を接地するために使用される。代替的に、または組み合わせにより、信号がエコーに干渉するのを防ぐため、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとを閉じて一次側巻線Ｐ１を接地する。二次側巻線Ｓ１ＡとＳ１Ｂのうちのいずれか一方を介して１つのトランスデューサ素子からエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じて二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａのうちの対応する一方が開かれる。つまり、二次側スイッチＳＷｓ１ａまたはＳＷｓ２ａを閉じることによって、関連する二次側巻線部分は、エコー信号が受信回路２０への入力として伝えられることが防がれる。それと同時に、２つのスイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａの他方は、エコー信号が受信回路２０への入力として伝えられるように開かれたままにされる。１つのトランスデューサ素子Ｚ１１またはＺ２２から受信回路２０への経路は独立して交互されるので、二次側巻線部分Ｓ１ＡとＳ１Ｂのうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。
【００９９】
次に、図９Ｂを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１は極Ａ上に配置され、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ点Ｐ１ｃを有する。同様に、第１のショート巻線Ｚ１は極Ｂ上に配置され、その終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。第２のショート巻線Ｚ２は極Ｃ上に配置され、その終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。二次側巻線Ｓ１は極Ａと、Ｂと、Ｃのうちの１つまたは複数上に配置され、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂ、さらにはタップ点Ｓ１ｃを有する。極Ａは、二次側巻線Ｚ１とＺ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの上に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｚ１とＺ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを三角形のジオメトリに揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【０１００】
次に図１０Ａを参照すると、第９の実施形態によるマルチプレクサにおいて使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【０１０１】
次に、図１０Ｂを参照すると、第９の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。さらに、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとは、送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷを介して受信回路ＲＸ  ２０に接続される。
【０１０２】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ｂは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ａは、次いで接地される第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａに接続される。送信／受信スイッチＴＲＳＷによって動作可能に制御されるような送信モードのときに第１の二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａを閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は、もはや、一次側巻線Ｐ１からトランスデューサ素子Ｚ１にパルス波形を送ることがなくなるが、それは、第１の二次側巻線Ｓ１が一方の端部に接地されているからである。
【０１０３】
第２の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ２ｂは、次いで接地される第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａに接続される。送信／受信スイッチＴＲＳＷによって動作可能に制御されるような送信モードのときに第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａを閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は、もはや、一次側巻線Ｐ１からトランスデューサ素子Ｚ２にパルス波形を送ることがなくなるが、それは、第２の二次側巻線Ｓ２が一方の端部に接地されているからである。
【０１０４】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【０１０５】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷを使用する送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとが閉じられると、一次側巻線Ｐ１は、もはや、磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり二次側巻線Ｓ１と二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、一次側巻線Ｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。ＲＸモードでは、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂの両方が閉じられず、スイッチングデバイス２１は、二次側巻線Ｓ１とＳ２のいずれかに出力するパルス信号を発生しない。
【０１０６】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。ＴＸモードのときに、ＴＲスイッチＴＲＳＷは、受信回路２０が入力を受け取るのを妨げるために使用される。またＴＸモードのときに、第１の二次側巻線スイッチＳＷｐ１ａと第２の二次側巻線スイッチＳＷｓ２ａとを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方が、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に従って二次側巻線スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａの一方を閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａが接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【０１０７】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路ＲＸ  ２０は、一次側巻線Ｐ１を介し、二次側巻線Ｓ１またはＳ２を介して２つの独立した出力ノードに接続される。ＲＸモードのときに、送信回路１０からの送信信号に従って発生するパルス信号はなく、ＴＲスイッチＴＲＳＷは、受信回路２０を接続して入力を受け取るために使用される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じて二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａのうちの対応する一方が開かれる。つまり、二次側スイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａを開くことによって、関連する二次側巻線は、ＴＲスイッチＴＲＳＷを介して受信回路２０への入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を有する。それと同時に、２つのスイッチＳＷｓ１ａとＳＷｓ２ａのうちの他方は、適宜閉じたままにされる。受信回路２０への経路は独立しているので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。
【０１０８】
次に、図１０Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１は極Ａ上に配置され、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ点Ｐ１ｃを有する。同様に、第１の二次側巻線Ｓ１は極Ｂ上に配置され、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有する。第２の二次側巻線Ｓ２は極Ｃ上に配置され、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【０１０９】
次に図１１Ａを参照すると、本実施形態によるマルチプレクサの第１０の実施形態において使用されるトランスの鉄心が図に例示されている。第１の極Ａ上の一次側巻線Ｐ１は、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂ、さらにはタップ端子Ｐ１ｃを有する。第１の極Ａ上の第１のショート巻線Ｚｐ１も終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１に磁気的に関連付けられている。第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。第３の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。第３の極Ｃ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。極Ａと、Ｂと、Ｃとの相対的物理的配置は、概念的なものにすぎず、例示されている関係に限定されない。
【０１１０】
次に、図１１Ｂを参照すると、第９の実施形態による超音波診断装置における、トランスベースのマルチプレクサ内の、関連するコンポーネントとの接続が図に例示されている。一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線ＺＰ１とは、極Ａ上で磁気的に結合されている。一次側巻線Ｐ１は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとを有し、送信回路ＴＸ  １０は、２つの部分セクションＰ１ＡとＰ１Ｂとの間の端子Ｐ１ｃのところでタップインされる。一次側巻線Ｐ１は、端子Ｐ１ａとＰ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。ＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、送信回路ＴＸ  １０からの送信信号に応じてパルスを発生する。第１のショート巻線ＺＰ１は、端子Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂとを有し、これらはスイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとにそれぞれ接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとを閉じることによって、一次側巻線Ｐ１は他の巻線に磁気的に結合されることはもはやないが、これについて後の方で詳しく説明する。さらに、終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとは、送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷを介して受信回路ＲＸ  ２０に接続される。
【０１１１】
第２の極Ｂ上の第１の二次側巻線Ｓ１は、終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ１ａは、トランスデューサ素子Ｚ１などのＺｐｒｏｂｅ１に接続されるが、終端部Ｓ１ｂは、インピーダンスコンポーネントＺ３１に接続される。第２の極Ｂ上の第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１も、第１の二次側巻線Ｓ１と磁気的に結合され、終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ１ａとＳＷｚ１ｂとを閉じることによって、第１の二次側巻線Ｓ１は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【０１１２】
第２の極Ｃ上の第２の二次側巻線Ｓ２は、終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有し、一次側巻線Ｐ１と磁気的に結合されている。終端部Ｓ２ａは、トランスデューサ素子Ｚ２などのＺｐｒｏｂｅ２に接続されるが、終端部Ｓ１ａは、共通のインピーダンスコンポーネントＺ３１に接続される。第２の極Ｂ上の第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２も、第２の二次側巻線Ｓ１２と磁気的に結合され、終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有し、これらはそれぞれスイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとに接続され、これらは次いで接地される。スイッチＳＷｚ２ａとＳＷｚ２ｂとを閉じることによって、第２の二次側巻線Ｓ２は一次側巻線Ｐ１にもはや磁気的に結合されず、その結果、一次側巻線Ｐ１からパルス波形をいっさい受けない。
【０１１３】
トランスベースのマルチプレクサの上記の実施形態では、これらの巻線は特定の方法で製作される。第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２は、独立した方法で一次側巻線Ｐ１と磁気的に関連付けられているけれども、第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２とは、極ＢとＣとが磁気的結合を妨げるように備えられているので、互いに磁気的に結合されていない。さらに、二次側巻線Ｓ１とＳ２とは、高電圧（ＨＶ）マルチプレクサを実装するために互いから電気的に絶縁される。
【０１１４】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信／受信（ＴＲ）スイッチＴＲＳＷを使用する送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとが閉じられると、一次側巻線Ｐ１は、もはや、磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり二次側巻線Ｓ１と二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、一次側巻線Ｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。ＲＸモードでは、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂの両方が閉じられず、スイッチングデバイス２１は、二次側巻線Ｓ１とＳ２のいずれかに出力するパルス信号を発生しない。
【０１１５】
トランスベースのマルチプレクサを収納する上述のスイッチングデバイス２１は、送信（ＴＸ）と受信（ＲＸ）とを含む２つの所定の動作モードを有する。送信／受信（ＴＲ）スイッチは、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとをＴＲスイッチＴＲＳＷ  ６０とインピーダンスコンポーネントＺ３１とを組み合わせて使用して実装される。スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地され、一次側巻線Ｐ１はもはや磁気的に能動的でない。その一方で、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂとのうちのいずれかが開いている場合、第１のショート巻線Ｚｐ１は接地されず、一次側巻線Ｐ１は磁気的に能動的であり第１の二次側巻線Ｓ１と第２の二次側巻線Ｓ２の両方またはいずれか一方と結合し、パルス信号をトランスデューサ素子に送信する。そのため、第１のショート巻線Ｚｐ１を接地しないことによって、一次側巻線Ｐ１は、フロントエンド回路をＴＸモードに機能的に切り替える。対照的に、スイッチＳＷｚｐ１ａとＳＷｚｐ１ｂの両方が閉じられた場合、パルス信号が二次側巻線Ｓ１／Ｓ２のいずれにも出力されず、一次側巻線Ｐ１が磁気的に能動的でないため、スイッチングデバイス２１は、ＲＸモードに入る。
【０１１６】
ＴＸモードのとき、スイッチＳＷｐ１ａとＳＷｐ１ｂとをオン、オフすることによって、パルス信号または波形が送信回路１０からの送信信号に従って一次側巻線Ｐ１のところに生成され、一次側巻線Ｐ１を通して一次側巻線Ｐ１に選択的に結合されている二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に出力される。またＴＸモードのときに、二次側ショート巻線Ｚｓ１とＺｓ２とを使用して、パルス波形を受け取るためにＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２のどちらのインピーダンスが二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して接続されているかを判定する。つまり、二次側ショート巻線Ｚｓ１とＺｓ２のうちのいずれか一方が、送信回路１０からの送信信号に従ってスイッチＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂとスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂの対応する１つの対のみを閉じることによって交互に接地される。その結果、一次側巻線Ｐ１からのパルス信号は、関連する二次側ショート巻線ＺＳ１もしくはＺＳ２が接地されていない二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの選択された巻線を介して１回でＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２に出力される。
【０１１７】
受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路２０は、二次側巻線Ｓ１とＳ２とからＴＲスイッチＴＲＳＷを介して２つの出力ノードのうちの選択されたノードに選択的に接続される。受信（ＲＸ）モードのときに、受信回路ＲＸ  ２０は、一次側巻線Ｐ１を介し、二次側巻線Ｓ１またはＳ２を介して２つの独立した出力ノードに接続される。それに加えて、ＲＸモードのときに、送信回路１０からの送信信号に従って発生するパルス信号はなく、ＴＲスイッチＴＲＳＷは、受信回路２０を接続して入力を受け取るために使用される。二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちのいずれか一方を介してトランスデューサ素子から１つのエコー信号を受信するために、ＴＸモードのときに選択されたプローブインピーダンスに応じてスイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの対応する一方が閉じられる。つまり、二次側ショート巻線ＺＳ１またはＺＳ２をショートさせることによって、関連する接地された二次側巻線は、受信回路２０への入力として伝わるエコー信号のための低インピーダンス経路を構成する。それと同時に、スイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの他方は、適宜開いたままにされる。スイッチＳＷｚ１ａ／ＳＷｚ１ｂとＳＷｚ２ａ／ＳＷｚ２ｂの２つの対のうちの一方のみを閉じることによってインピーダンスコンポーネントＺ３１とＺ３２とともにある時点においてＺｐｒｏｂｅ１またはＺｐｒｏｂｅ２からのエコー信号が選択されるので、二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの他方からのエコー信号は、受信回路２０への入力に干渉しない。インピーダンスコンポーネントＺ３１は、選択された二次側巻線Ｓ１とＳ２のうちの一方に電圧が発生するように巻線の一方の側をショートさせるために使用される。
【０１１８】
次に、図１１Ｃを参照すると、本発明の一実施形態におけるトランスベースのマルチプレクサの鉄心の断面が図に例示されている。極Ａ上で、一次側巻線Ｐ１と第１のショート巻線Ｚｐ１とは、所定の比で配置される。一次側巻線Ｐ１は、その終端部Ｐ１ａとＰ１ｂとをそのタップ点Ｐ１ｃとともに有するが、第１のショート巻線Ｚｐ１は、その終端部Ｚｐ１ａとＺｐ１ｂを有する。同様に、極Ｂ上で、第１の二次側巻線Ｓ１と第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１とは、所定の比で配置される。第１の二次側巻線Ｓ１は、その終端部Ｓ１ａとＳ１ｂとを有するが、第１の二次側ショート巻線Ｚｓ１は、その終端部Ｚ１ａとＺ１ｂとを有する。極Ｃ上で、第２の二次側巻線Ｓ２と第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２とは、所定の比で配置される。第２の二次側巻線Ｓ２は、その終端部Ｓ２ａとＳ２ｂとを有するが、第２の二次側ショート巻線Ｚｓ２は、その終端部Ｚ２ａとＺ２ｂとを有する。極Ａは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに磁気的に絶縁されるように極ＢとＣとの間に配置される。その一方で、極ＢとＣとは、二次側巻線Ｓ１とＳ２とが互いに一次側巻線Ｐ１に磁気的に結合されるように極Ａに隣接する。この実施形態では、極Ａと、Ｂと、Ｃとを直線上に揃えて並べるけれども、例示されている構成に限定されない。
【０１１９】
次に、図１２を参照すると、一実施形態に関わるステップもしくは活動、または本実施形態による超音波診断装置においてトランスベースのマルチプレクサを使用して少なくとも２つのトランスデューサ素子を多重化するプロセスがフロー図に示されている。この実施形態は、ステップＳ１０で少なくとも２つのトランスデューサ素子に接続されている少なくとも１つのトランスベースのマルチプレクサを実現するステップもしくは活動を含む。トランスベースのマルチプレクサは、所定の信号のうちの１つを送るために送信回路に接続されている第１の、または一次側巻線を有する。第２の巻線は、第１の巻線と磁気的に結合され、少なくとも２つのトランスデューサ素子のうちの一方に接続される。第３の巻線は、第１の巻線と磁気的に結合され、少なくとも２つのトランスデューサ素子のうちの他方に接続される。第２の巻線と第３の巻線とは、上記のプロセスにおいて一次側巻線と磁気的に結合される二次側巻線である。
【０１２０】
なおも図１２を参照すると、上記のトランスベースのマルチプレクサは、以下のタスクもしくはステップを遂行することがわかる。つまり、ステップＳ２０で、第２の巻線は、第１の巻線から電子的に絶縁されるが、第３の巻線は、第１の巻線から電子的に絶縁される。それと同時に、第３の巻線は、第２の巻線から磁気的に絶縁される。その後、上記のトランスベースのマルチプレクサは、ステップＳ３０において、第２の巻線をショートさせるために第２の巻線に関連付けられている第２のショートデバイスと一度に２つのトランスデューサ素子のうちの一方が接続されるように第３の巻線をショートさせるために第３の巻線に関連付けられている第３のショートデバイスのうちの一方の活性化を遂行する。最後に、上記の例示的なプロセスがステップＳ５０において完了しているかどうかが判定される。ステップＳ５０において上記の例示的なプロセスが完了していると判定された場合、プロセスは終了する。その一方で、上記の例示的なプロセスは、ステップＳ５０においてまだ完了していないと判定された場合、ステップＳ５０Ａにおいて、現在の動作モードを所定のモード間で変更すべきかどうかがさらに決定される。このモードを変更する必要がある場合、上記の例示的なプロセスは、モード変更ステップＳ４０を実行し、その後、ステップＳ２０に進む。その一方で、モードを変更する必要がない場合、上記の例示的なプロセスはステップＳ３０に進む。
【０１２１】
次に、図１３を参照すると、一実施形態におけるモードの変更に関わる特定のステップもしくは活動、または本実施形態による超音波診断装置においてトランスベースのマルチプレクサを使用して少なくとも２つのトランスデューサ素子を多重化するプロセスがフロー図に示されている。この実施形態は、モードと、モードのそれぞれに関連するステップと活動とを決定するステップもしくは活動を含む。例えば、ステップＳ４０Ａでは、例示的なプロセスが送信または受信などのどのモードで動作するかを決定する。ステップＳ４０Ａにおいて、例示的なプロセスが送信モードで動作すると決定された場合、ステップ４０Ｂと、４０Ｃと、４０Ｄとが実行される。つまり、ステップ４０Ｂにおいて送信回路からの信号に従ってパルスが生成され、これは一次側巻線を伴う。ステップＳ４０Ｃにおいて、生成されたパルスを送信するために二次側巻線が選択される。選択された二次側巻線は、トランスベースのマルチプレクサにおいて一次側巻線と磁気的に結合される。一次側巻線を通して、生成されたパルスが選択された二次側巻線に送られる。最後に、パルスは、送信モードで選択された二次側巻線に接続されているトランスデューサ素子から送信される。
【０１２２】
なおも図１３を参照すると、ステップＳ４０Ａにおいて、例示的なプロセスが受信モードで動作すると決定された場合、ステップ４０Ｅと４０Ｆとが実行される。つまり、ステップＳ４０Ｅでは、トランスデューサ素子からのエコー信号の送り先となる二次側巻線を選択する。受信回路の構成に応じて、受信されたエコー信号は、所定の受信回路への選択された二次側巻線に送られる。例えば、受信回路が一次側巻線に接続されている場合、受信されたエコー信号は、選択された二次側巻線から一次側巻線を介して受信回路に送られる。その一方で、受信回路が二次側巻線に接続されている場合、受信されたエコー信号は、選択された二次側巻線から受信回路に送られる。いずれの場合も、エコー信号は、ステップＳ４０Ｆにおいて受信回路で受信される。最後に、ステップＳ４０Ｇにおいて、上記の例示的なプロセスが終了しているかどうかが判定される。終了していない場合、例示的なプロセスはステップＳ４０Ａに戻る。その一方で、終了している場合、例示的なプロセスは終了する。
【０１２３】
以上述べた各実施形態に係る超音波診断装置によれば、トランスベースのマルチプレクサを使用して、選択した超音波振動子については送信回路の出力を直接供給する一方、選択されていない超音波振動子については、ショート巻線から構成されるショートデバイスにより磁気的結合を相殺させ、送信回路の出力が供給されないようにする。従って、高耐圧ＦＥＴを用いたスイッチ回路、又はそれらをＩＣとしたデバイスを用いる必要がなく、従来に比して、電圧損失又は電力損失を低減させることができる。
【０１２４】
また、高耐圧ＦＥＴを用いる必要がないため、送信回路と超音波振動子との接続切替時の負荷を低減できると共に、装置のコストを下げることができる。
【０１２５】
上記の実施形態は、例示的なものにすぎず、図面中の一次側または二次側巻線の特定の数に限定されない。巻線の数は、二次側巻線と一次側巻線の両方において、ＮとＭとを実数とするＮ：Ｍの所定の比に合わせて適宜増やされる。一般に、高電圧マルチプレクサの基本動作は、マルチプレクサへの入力が一次側巻線であり、マルチプレクサの出力が送信回路の二次側巻線であるような動作である。
【０１２６】
同様に、上記のプロセスは、例示的なものにすぎず、図面中のステップもしくは活動の特定の数に限定されない。例示されているステップおよび活動は、組み合わせて実行することと、異なる順序で実行することの両方で、またはいずれか一方で、行うことができる。さらに、いくつかの目標を達成するためにいくつかの追加のステップが適宜実行される。
【０１２７】
要約すると、上記の明細書では、本実施形態による高電圧のトランスベースのマルチプレクサの１１個の実施形態を取りあげている。３つの実施形態では、結合された送信／受信（ＴＲ）スイッチまたは結合されたショート巻線を二次側巻線と組み合わせて使用する。他の３つの実施形態では、二次側巻線において結合された送信／受信（ＴＲ）スイッチまたは結合されたショート巻線を使用する代わりに二次側巻線において高電圧スイッチを使用する。それに加えて、３つの代替的実施形態は、ショートインピーダンスＺ３１の配置を変更する一実施形態と、ショート巻線を能動的ＴＲスイッチで置き換えた別の実施形態と、受信回路（ＲＸ）の位置を変更し、ＲＸブロックへの差動入力を生成する第３の実施形態とを含む。
【０１２８】
しかし、本発明の多数の特性および利点は、本発明の構造および機能の詳細と併せて、前記の説明において述べられているとはいえ、本開示は例示しているにすぎないこと、また、部分の形状と、サイズと、配置構成の面で、さらにはソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの両方の組み合わせにおける実装に関して、細部に変更を加えることが可能であるけれども、変更は付属の請求項を表現する用語の広い一般的な意味によって示される限り本発明の原理の範囲内にあることは理解されるであろう。
【符号の説明】
【０１２９】
１０…送信回路、１１…超音波診断装置、１２…超音波プローブ、１３…表示ユニット、１５…入力ユニット、１０…送信回路、２０…受信回路、２１…スイッチングデバイス、２３…Ｂモード処理ユニット、２５…ドプラ処理ユニット、２７…信号処理ユニット、２８…制御プロセッサ（ＣＰＵ、２９…画像生成ユニット、３０…低損失高電圧マルチプレクサ、３３…画像メモリ、３５…画像合成ユニット、３７…内部記憶ユニット、４０…超音波振動子
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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