(57)【要約】  【課題】  物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の受信ビームフォーマ半導体集積回路を提供する。  【解決手段】  ＬＶＤＳエコー信号２は、差動、かつ低電圧化されているＬＶＤＳ信号をシングルエンドに変換するＬＶＤＳ入力インタフェース３に入力される。シングルエンドとなったエコー信号はシリアライズされている状態なので、これをパラレルに変換するデシリアライザ４に入力する。パラレル化されたエコー信号は、遅延処理手段５に出力される一方、再びシリアル化するシリアライザ７に入力される。シリアライザからの出力はシングルエンドであるため、この出力はＬＶＤＳに変換するＬＶＤＳ出力インタフェース９に入力され、最終的にＬＶＤＳエコーリピータ信号１０として出力される。【選択図】  図１
2006129951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１回の超音波送信で得られる複数の超音波トランスデューサ素子からの超音波エコーのディジタル信号を整相加算する受信ビームフォーマ半導体集積回路であって、
入力信号であるディジタルエコー信号として低電圧差動伝送のシリアライズされたディジタルエコー信号を受信する入力インタフェースと、
前記入力インタフェースからのシリアライズされた前記ディジタルエコー信号をパラレルに復元するデシリアライザと、
前記デシリアライザにより復元された前記ディジタルエコー信号を受信ビーム形成のために時間遅延させる遅延処理手段と、
前記遅延処理手段により時間遅延されたディジタルエコー信号と他の素子からの時間遅延されたディジタルエコー信号とを加算して出力する加算器と、
前記デシリアライザによりパラレルに復元された前記ディジタルエコー信号をシリアライズするシリアライザと、
前記シリアライザによりシリアライズされたディジタルエコーデータを低電圧差動伝送で出力する出力インタフェースとを、
備えた受信ビームフォーマ半導体集積回路。
【請求項２】
１回の超音波送信で得られる複数の超音波トランスデューサ素子からの超音波エコーのディジタル信号を整相加算する受信ビームフォーマ半導体集積回路であって、
入力信号であるディジタルエコー信号として低電圧差動伝送のシリアライズされたディジタルエコー信号を受信する入力インタフェースと、
前記入力インタフェースからのシリアライズされた前記ディジタルエコー信号をパラレルに復元するデシリアライザと、
前記デシリアライザにより復元された前記ディジタルエコー信号を受信ビーム形成のために時間遅延させる遅延処理手段と、
前記遅延処理手段により時間遅延されたディジタルエコー信号と他の素子からの時間遅延されたディジタルエコー信号とを加算して出力する加算器と、
前記入力インタフェースからのシリアライズされたディジタルエコー信号を低電圧差動伝送で出力する出力インタフェースとを、
備えた受信ビームフォーマ半導体集積回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の受信ビームフォーマ半導体集積回路において、
前記入力インタフェースとして、複数の超音波トランスデューサ素子からのディジタルエコー信号を受信できる複数の入力インタフェースを備えるとともに、前記複数の入力インタフェースに対応して、前記入力インタフェースと同数のデシリアライザと、遅延処理手段と、加算器と、シリアライザと、出力インタフェースとを備え、
複数の前記加算器の入出力を相互に接続したことを特徴とする受信ビームフォーマ半導体集積回路。
【請求項４】
請求項３に記載の受信ビームフォーマ半導体集積回路において、
エコー信号入力チャネルの数に対応して、前記入力インタフェースの数の整数倍の遅延処理手段及び加算器を備えたことを特徴とする受信ビームフォーマ半導体集積回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の受信ビームフォーマ半導体集積回路において、
前記遅延処理手段及び前記加算器を時間インターリーブで２種類以上の受信ビームを形成できるようにしたことを特徴とする受信ビームフォーマ半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に搭載されるディジタルビームフォーマに適用されるもので、１回の超音波送信で得られる複数の超音波トランスデューサ素子からの超音波エコーのディジタル信号を整相加算する受信ビームフォーマ半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波診断装置における受信ビームフォーマは、ディジタル回路で構成されるようになり、１回の送信で複数の受信ビームデータを得るような同時並列受信が可能となっている。また、ディジタル化によって半導体回路に集積化することが比較的容易となり一般化している。
【０００３】
ところで、ディジタルビームフォーマは、超音波送信によって得られるエコー信号をＡ／Ｄ変換器によって適当なサンプリング間隔でサンプリングし、ディジタル化されたエコーデータを入力することが前提となっている。すなわち、用いられるＡ／Ｄ変換器のサンプリング間隔がエコー信号の周波数帯域を決定し、また、Ａ／Ｄ変換器の出力ビット数がエコー信号のダイナミックレンジを決定するため、ディジタルビームフォーマもＡ／Ｄ変換器のサンプリング間隔とビット数に合わせて構成される。
【０００４】
近年では、超音波診断装置における画質向上の要請から、ビームフォーミングに供される超音波トランスデューサアレイの素子数及びエコー信号のダイナミックレンジを決定するＡ／Ｄ変換器のビット数は増加の一途をたどっている。また、超音波断層像の音響走査時間の短縮、すなわち画像リアルタイム性向上の要請から、同時並行受信による受信ビーム数も増加している。
【０００５】
これらのことは、受信ビームフォーマに接続される各入出力ディジタル信号の数が膨大になることを意味し、ひいてはディジタルビームフォーマを実現するにあたって多くの回路物量が必要となってくる。一方で、ディジタルビームフォーマに限らず、ディジタル信号の増加に対する解決方法として、低電圧差動伝送（ＬＶＤＳ：Low Voltage Differential Signaling、以下、低電圧差動伝送をＬＶＤＳと称す）を用いたディジタル信号の伝送方法が利用される。ＬＶＤＳは、ＴＩＡ／ＥＩＡ（米国電気通信工業会／米国電子工業会）によって規格化され標準化されている信号伝送方法であって、長伝送路、高速データレート、耐ノイズ性に優れている（下記の非特許文献１参照）。
【０００６】
ディジタルビームフォーマにおいて、ＬＶＤＳを利用したディジタル信号の転送方法として、Ａ／Ｄ変換器の出力をディジタルビームフォーマに入力する例を挙げる。例えばＡ／Ｄ変換器のビット数が１２ビットでデータレートがＮＭＨｚであったら、１２ビットの出力データをシリアル化した上で出力データ転送レートを（１２×Ｎ）ＭＨｚとしてＬＶＤＳに変換してディジタルビームフォーマに入力する。このように、Ａ／Ｄ変換器出力データはシリアル化されているので、転送レートが増加する代わりに大幅にビット数を低減させることができる。
【０００７】
ディジタルビームフォーマにおけるＬＶＤＳを利用したディジタル信号の転送例として、ディジタルビームフォーマの受信ビームデータをＬＶＤＳで転送する方法が従来より用いられている（下記の特許文献１参照）。
【０００８】
ところで、ディジタルビームフォーマの実現手段として半導体集積回路を用いることが一般化しているが、同時並行受信による受信ビーム数の増加に対応する方法として、受信ビームフォーマ半導体集積回路を多数並べる手段が一般的である。半導体集積回路に多数のビームフォーマ回路を構成することも当然可能であるが、例えば２次元的に素子が配列された超音波トランスデューサアレイを用いて３次元的に体内組織を超音波走査し表示させるような超音波診断装置においては、同時並行受信による受信ビーム数は１０以上とする場合が多いため、これをすべて集積化することは困難である。
【０００９】
例えば特許文献１に示されるような受信ビームフォーマ半導体集積回路を、同時並行受信による受信ビーム数を増加させる目的で複数用い、ＬＶＤＳで接続することを実施するならば、図７に示すようにディジタルビームフォーマを構成することができる。図７の例は、Ａ／Ｄ変換器１ａ〜１ｎのＬＶＤＳ出力データを各受信ビームフォーマ半導体集積回路４１３ａ〜４１３ｍに供給し、受信ビームデータ出力１２ａ〜１２ｍを得る方法である。なお、８ａ〜８ｎは、図示しない超音波トランスデューサアレイ素子からの超音波エコー信号、１１ａ〜１１ｍは、受信ビームフォーマ半導体集積回路４１３ａ〜４１３ｍへの受信ビームデータ入力である。
【００１０】
また、別の例として、図８に示すようなディジタルビームフォーマの構成も挙げられる。これは、Ａ／Ｄ変換器を、（受信ビーム形成に供される超音波トランスデューサアレイの素子数×受信ビーム数）個用意し、Ａ／Ｄ変換器１ａａ〜１ａｎと受信ビームフォーマ半導体集積回路４１３ａ〜４１３ｍの入力数を１対１とし、受信ビームデータ１２ａ〜１２ｍを得るものである。
【非特許文献１】ＡＮＳＩ／ＴＩＡ／ＥＩＡ−６４４規格
【特許文献１】特表２００４−５１６１２３号公報（第７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、Ａ／Ｄ変換器の出力をＬＶＤＳで受信ビームフォーマ半導体集積回路に接続することで受信ビームデータを複数得るような従来のディジタルビームフォーマ（例えば図７に記載のもの）においては、ＬＶＤＳ出力を複数の受信ビームフォーマ半導体で受信することから、ＬＶＤＳ信号品質の劣化を招き、正しくデータが伝送できなくなるという問題があった。
【００１２】
そもそも、ＬＶＤＳはポイントツーポイント（１対１）の信号伝送を基調としており、伝送路の特性インピーダンスも特定値であることが求められ、かつそのインピーダンス値での伝送終端を必要とされる。よって、伝送路途中で分岐を行ったり、負荷を与えると、伝送路特性インピーダンスに不連続が生じて伝送信号に反射などによる波形の乱れが発生し、結果として正しく信号伝送ができなくなる。
【００１３】
また、Ａ／Ｄ変換器のＬＶＤＳ出力をポイントツーポイントとするための図８のような構成は、当然のことながらＡ／Ｄ変換器の必要数量が多くなるため、ディジタルビームフォーマを構成するためのコスト増大を招くことになる。
【００１４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の受信ビームフォーマ半導体集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため本発明に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路は、１回の超音波送信で得られる複数の超音波トランスデューサ素子からの超音波エコーのディジタル信号を整相加算する受信ビームフォーマ半導体集積回路であって、入力信号であるディジタルエコー信号として低電圧差動伝送のシリアライズされたディジタルエコー信号を受信する入力インタフェースと、前記入力インタフェースからのシリアライズされた前記ディジタルエコー信号をパラレルに復元するデシリアライザと、前記デシリアライザにより復元された前記ディジタルエコー信号を受信ビーム形成のために時間遅延させる遅延処理手段と、前記遅延処理手段により時間遅延されたディジタルエコー信号と他の素子からの時間遅延されたディジタルエコー信号とを加算して出力する加算器と、前記デシリアライザによりパラレルに復元された前記ディジタルエコー信号をシリアライズするシリアライザと、前記シリアライザによりシリアライズされたディジタルエコーデータを低電圧差動伝送で出力する出力インタフェースとを備えたものである。
この構成により、Ａ／Ｄ変換器からのＬＶＤＳエコー信号を受信ビームフォーマ半導体集積回路へ入力することが可能となり、同じエコー信号をＬＶＤＳとして出力することができる。
【００１６】
また、本発明に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路は、１回の超音波送信で得られる複数の超音波トランスデューサ素子からの超音波エコーのディジタル信号を整相加算する受信ビームフォーマ半導体集積回路であって、入力信号であるディジタルエコー信号として低電圧差動伝送のシリアライズされたディジタルエコー信号を受信する入力インタフェースと、前記入力インタフェースからのシリアライズされた前記ディジタルエコー信号をパラレルに復元するデシリアライザと、前記デシリアライザにより復元された前記ディジタルエコー信号を受信ビーム形成のために時間遅延させる遅延処理手段と、前記遅延処理手段により時間遅延されたディジタルエコー信号と他の素子からの時間遅延されたディジタルエコー信号とを加算して出力する加算器と、前記入力インタフェースからのシリアライズされたディジタルエコー信号を低電圧差動伝送で出力する出力インタフェースとを備えたものである。
この構成により、Ａ／Ｄ変換器からのＬＶＤＳエコー信号を受信ビームフォーマ半導体集積回路へ入力することが可能となり、同じエコー信号をＬＶＤＳとして出力することができる。
【００１７】
また、本発明に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路は、前記入力インタフェースとして、複数の超音波トランスデューサ素子からのディジタルエコー信号を受信できる複数の入力インタフェースを備えるとともに、前記複数の入力インタフェースに対応して、前記入力インタフェースと同数のデシリアライザと、遅延処理手段と、加算器と、シリアライザと、出力インタフェースとを備え、複数の前記加算器の入出力を相互に接続したことを特徴とする。
この構成により、Ａ／Ｄ変換器からのＬＶＤＳエコー信号を受信ビームフォーマ半導体集積回路へ入力することが可能となり、同じエコー信号をＬＶＤＳとして出力することができるとともに、超音波トランスデューサアレイの複数の素子からのエコー信号によって受信ビームフォームが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路は、エコー信号入力チャネルの数に対応して、前記入力インタフェースの数の整数倍の遅延処理手段及び加算器を備えたことを特徴とする。
この構成により、Ａ／Ｄ変換器からのＬＶＤＳエコー信号を受信ビームフォーマ半導体集積回路へ入力することが可能となり、同じエコー信号をＬＶＤＳとして出力することができるとともに、１つの受信ビームフォーマ半導体集積回路によって、１回の超音波送信によるエコー信号から前記整数倍数の受信ビームを生成することができる。
【００１９】
さらに、本発明に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路は、前記遅延処理手段及び前記加算器を時間インターリーブで２種類以上の受信ビームを形成できるようにしたことを特徴とする。
この構成により、１つの受信ビームフォーマ半導体集積回路によって、１回の超音波送信によるエコー信号からインターリーブ倍数の受信ビームを生成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、受信ビームフォーマ半導体集積回路内にＡ／Ｄ変換器から出力されるＬＶＤＳとなったエコー信号を入力するインタフェースを備え、なおかつそのエコー信号と同じ内容をＬＶＤＳ化して出力するインタフェースを備えているので、複数の受信ビームフォーマ半導体集積回路に対して同じエコー信号を、特段にＡ／Ｄ変換器を追加することなく、かつポイントツーポイントでＬＶＤＳによる配信をすることができ、結果として物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の同時並列受信用ディジタルビームフォーマを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路について、図面を用いて説明する。
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路を図１に示す。
図１に示す第１の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路１３は、１回の超音波送信で得られる複数の超音波トランスデューサ素子からの超音波エコーのディジタル信号を整相加算する受信ビームフォーマ半導体集積回路であって、図１に一点鎖線で示すブロック内構成を備え、Ａ／Ｄ変換器１から出力されたＬＶＤＳエコー信号２を入力し、ＬＶＤＳ出力インタフェース９を通じてＬＶＤＳエコー信号２と同様の形式を持つＬＶＤＳエコーリピータ信号１０を出力する。
【００２２】
ここで、Ａ／Ｄ変換器１は、超音波トランスデューサアレイ素子からの超音波エコー信号８を所定のサンプリング周期Ｔｓでサンプリングし、ディジタル信号として出力するものである。このＡ／Ｄ変換器１は、出力の際、ディジタイズされたディジタルエコー信号をシリアライズし、（サンプリング時間Ｔｓ÷Ａ／Ｄ変換器のビット数）以下のデータ転送周期のＬＶＤＳエコー信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１から出力されたＬＶＤＳエコー信号２は、本発明の受信ビームフォーマ半導体集積回路１３中のＬＶＤＳ入力インタフェース３に接続される。このＬＶＤＳ入力インタフェース３では、低電圧の差動信号を受け取るとともに、シングルエンドのディジタル信号へと変換する。
【００２３】
ＬＶＤＳエコー信号２の具体例を、図２を参照して説明する。図２は、Ａ／Ｄ変換器１として１２ビット型を用いた場合を示している。Ａ／Ｄ変換器１は超音波エコー信号８をサンプリング周期２００（＝Ｔｓ）でＡ／Ｄ変換するので、ＬＶＤＳとして出力されるＬＶＤＳエコー信号２はＴｓ／１２以下の周期で転送すれば、Ｎ回目にサンプリングされたエコー信号をシリアライズした上ですべてＴｓ以内に転送を完了することができ、次のＮ＋１回目のエコーサンプリング転送フェーズに移行できる。
【００２４】
ところで、ＬＶＤＳエコー信号２では、図２のＬＶＤＳエコーデータ２０３のような形式でエコーデータが転送されるが、受信した側ではどこがエコーデータのセットかを判別することができない。そこで、ＬＶＤＳエコー信号２には、ＬＶＤＳエコーデータ２０３の他にＬＶＤＳエコーフレーム信号２０１を同時に出力する。さらに、ＬＶＤＳエコーデータ２０３の同期性向上のため、ＬＶＤＳデータクロック２０２をＬＶＤＳエコー信号２に付加する場合もある。
【００２５】
このように、ＬＶＤＳ入力インタフェース３によってシングルエンド化されたディジタルエコー信号は、デシリアライザ４によってＡ／Ｄ変換器１のビット数に相当するデータ幅へパラレル変換される。パラレルとなったディジタルエコー信号は、遅延処理手段５に送られ時間遅延処理を受ける。これは所定の方向にステアリングし、かつ集束された超音波の受信ビームを発生するために必要となる処理である。このように、遅延処理手段５において、ある時点の受信ビームデータを生成するのに必要な時刻のディジタルエコーデータが選択され、遅延エコーデータは加算器６へ出力される。
【００２６】
加算器６では、受信ビームデータ入力１１を通じて入力された別の受信ビームフォーマ半導体集積回路からの受信ビームデータと、遅延エコーデータとが加算され、その結果が受信ビームデータ出力１２として出力される。出力された受信ビームデータは、さらに別の受信ビームフォーマ半導体集積回路の受信ビームデータ入力へ接続され、最終的な受信ビームデータを生成するのに必要となる超音波トランスデューサアレイの素子数分の処理を経て、受信ビームデータが完成する。
【００２７】
ところで、デシリアライザ４の出力は、遅延処理手段５に供給されると同時にシリアライザ７に供給される。シリアライザ７では、いったんパラレルに変換されたＬＶＤＳエコー信号２を、元のＬＶＤＳエコー信号２と同様な形式（例えば図２に示す形式）にシリアル変換する。シリアライズされたディジタルエコー信号は、シングルエンドから差動化・低電圧化する機能を有するＬＶＤＳ出力インタフェース９を通じて、ＬＶＤＳエコー信号２と同様の形式を持つＬＶＤＳエコーリピータ信号１０となって出力される。
【００２８】
デシリアライザ４では、シリアルデータを一度にパラレルデータに変換する例を示したが、例えば最終的には１２ビットのディジタルエコー信号を得る場合に、いったん３ビット４シリアルのディジタルエコー信号に変換し、その後に１２ビットの信号に変換するような、２段階のデシリアライズ過程を経るようなものであってもよい。
【００２９】
さらには、シリアライザ７に入力するディジタルエコー信号は、上記例のような３ビット４シリアルのディジタルエコー信号であっても、本発明の受信ビームフォーマ半導体集積回路を構成するのに差し支えない。
【００３０】
このような本発明の第１の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路１３によれば、デシリアライザ４の出力が再びシリアライザ７とＬＶＤＳ出力インタフェース９によってＬＶＤＳエコー信号２と同様の形式・データ内容をＬＶＤＳエコーリピータ信号１０として、再出力できるようになる。したがって、別の受信ビームフォーマ半導体集積回路１３のＬＶＤＳ入力インタフェース３に、この受信ビームフォーマ半導体集積回路１３のＬＶＤＳエコーリピータ信号１０を接続することができるようになるので、複数の受信ビームフォーマ半導体集積回路１３に対して同じ内容のエコー信号を、特段にＡ／Ｄ変換器１を追加することなく、かつポイントツーポイントでＬＶＤＳによる配信ができ、結果として、物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の同時並列受信用ディジタルビームフォーマを提供することができる。
【００３１】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路を図３に示す。図３に示す第２の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路３１３では、ＬＶＤＳエコーリピータ信号１０のデータ源として、ＬＶＤＳ入力インタフェース３直後のシリアライズされた状態のディジタルエコー信号を用いる。ＬＶＤＳ入力インタフェース３を介したシリアライズされたディジタルエコー信号をそのままＬＶＤＳ出力インタフェース９に入力し、ＬＶＤＳ出力インタフェース９は、第１の実施の形態と同様にＬＶＤＳエコー信号２と同様の形式を持つＬＶＤＳエコーリピータ信号１０を出力する。
【００３２】
この第２の実施の形態では、第１の実施の形態で用いたシリアライザ７を持たないので、受信ビームフォーマ半導体集積回路３１３の回路規模を小さくできるという特長を持つ。
【００３３】
このような本発明の第２の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路３１３によれば、ＬＶＤＳ入力インタフェース３の出力がＬＶＤＳ出力インタフェース９に接続されることにより、ＬＶＤＳエコー信号２と同様の形式・データ内容をＬＶＤＳエコーリピータ信号１０として、再出力できるようになる。したがって、別の受信ビームフォーマ半導体集積回路３１３のＬＶＤＳ入力インタフェース３に、この受信ビームフォーマ半導体集積回路３１３のＬＶＤＳエコーリピータ信号１０を接続することができるようになるので、複数の受信ビームフォーマ半導体集積回路３１３に対して同じ内容のエコー信号を、特段にＡ／Ｄ変換器１を追加することなく、かつポイントツーポイントでＬＶＤＳによる配信ができ、結果として物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の同時並列受信用ディジタルビームフォーマを提供することができる。
【００３４】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路を図４に示す。図４に示す受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３は、本発明の第１の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路１３を複数個繰り返し配置し、加算器６ａ〜６ｎの入出力を相互に接続したものである。このような構成にすることで、１つの受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３によって、複数の超音波トランスデューサアレイ素子からのエコー信号のビームフォーミングの処理を実施することができる。
【００３５】
ここで、図５に、受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３を複数用いて、複数の超音波トランスデューサアレイ素子からのエコー信号に基づき、かつ同時並列受信によって複数の受信ビームデータを生成することのできるディジタルビームフォーマの構成を示す。
【００３６】
超音波トランスデューサアレイ素子８０３ａ〜８０３ｎは、超音波トランスデューサ８０４に内蔵され、直線状、円弧状、あるいは２次元的に配列されている。各超音波トランスデューサアレイ素子８０３は、送信ドライバ８０１ａ〜８０１ｎによって送信ビームを形成するように励振され、被検体に向け超音波を発生する。各超音波トランスデューサアレイ素子８０３は、被検体から逐次エコーとして反射してくる超音波を電気信号に変換する。各超音波トランスデューサアレイ素子８０３からのエコー信号は、前置増幅器８０２ａ〜８０２ｎにより増幅作用を受け、Ａ／Ｄ変換器１ａ〜１ｎによってディジタル化、シリアル化及びＬＶＤＳ化され、受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３ａに供給される。
【００３７】
受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３ａは、超音波トランスデューサアレイ素子８０３ａ〜８０３ｎ由来のエコー信号から受信ビームデータを生成するとともに、入力されたＬＶＤＳエコー信号をＬＶＤＳエコーリピータ信号出力として、次の受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３ｂのＬＶＤＳ入力インタフェースに接続する。
【００３８】
受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３ｂもまた、受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３ａと同様に、超音波トランスデューサアレイ素子８０３ａ〜８０３ｎ由来のエコー信号から６１３ａとは別の受信ビームデータを生成する。このように、次々と受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３を接続することで、その数だけ受信ビームデータを生成することができる。
【００３９】
さらに、送信ドライバ８０１、前置増幅器８０２、Ａ／Ｄ変換器１、受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３のグループを複数用い、受信ビームデータを次々と受け渡していくことで、受信ビームデータ生成のために供する超音波トランスデューサアレイ素子８０３の数を増やしていくことができる。
【００４０】
このような本発明の第３の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３によれば、複数の受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３に対して同じ内容のエコー信号を、特段にＡ／Ｄ変換器１を追加することなく、かつポイントツーポイントでＬＶＤＳによる配信ができるという作用を有したまま、複数の超音波トランスデューサアレイ素子からのエコー信号による受信ビームデータを生成できるため、結果として、物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の同時並列受信用ディジタルビームフォーマを提供することができる。
【００４１】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路を図６に示す。図６に示す受信ビームフォーマ半導体集積回路７１３は、本発明の第３の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路６１３に対して、１つのエコー信号入力チャネルについて遅延処理手段５（５は５ａｂ〜５ｎｂの任意の１つを示す）と加算器６（６は６ａｂ〜６ｎｂの任意の１つを示す）を追加したものである。この構成により、１つの受信ビームフォーマ半導体集積回路７１３によって、２つの別の受信ビームデータを生成することが可能となる。この第４の実施の形態において、追加された遅延処理手段５と加算器６は、各エコー信号入力チャネルにそれぞれ１個ずつであるが、更に追加することで、更に多数の別の受信ビームデータを生成でき、エコー信号入力チャネルの数に対応して、入力インタフェースの数の整数倍の遅延処理手段５と加算器６を備えればよい。
【００４２】
このように、本発明の第４の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路７１３によれば、複数の受信ビームフォーマ半導体集積回路７１３に対して同じ内容のエコー信号を、特段にＡ／Ｄ変換器１を追加することなく、かつポイントツーポイントでＬＶＤＳによる配信ができるという作用を有したまま、１個の受信ビームフォーマ半導体集積回路７１３で複数の別の受信ビームデータを生成できるという作用が追加され、結果として、物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の同時並列受信用ディジタルビームフォーマを提供することができる。
【００４３】
＜第５の実施の形態＞
本発明の第５の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路は、上述した第１〜第４の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路の、遅延処理手段５と加算器６を時間インターリーブで動作させ、２種類以上の受信ビームデータを生成できるようにするものである。例えばインターリーブ数を２として、ビームフォーミングすると、２種類の受信ビームデータを生成できる一方で、各受信ビームデータはＡ／Ｄ変換器１のサンプリング周期の２倍の周期で更新される。すなわち、各受信ビームデータの周波数帯域は、インターリーブを行わなかった場合に比較して１／２となる。
【００４４】
このように、本発明の第５の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路によれば、複数の受信ビームフォーマ半導体集積回路に対して同じ内容のエコー信号を、特段にＡ／Ｄ変換器を追加することなく、かつポイントツーポイントでＬＶＤＳによる配信ができるという作用を有したまま、受信ビームフォーマ半導体集積回路１個で複数の別の受信ビームデータを生成できるという作用が追加され、結果として、物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の同時並列受信用ディジタルビームフォーマを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路は、その回路内にＡ／Ｄ変換器から出力されるＬＶＤＳとなったエコー信号を入力するインタフェースを備え、なおかつそのエコー信号と同じ内容をＬＶＤＳ化して出力するインタフェースを備えているので、複数の受信ビームフォーマ半導体集積回路に対して同じエコー信号を、特段にＡ／Ｄ変換器を追加することなく、かつポイントツーポイントでＬＶＤＳによる配信することが可能となり、物量が小さく安価で、かつ確実な信号伝送を可能とした高品質の同時並列受信用ディジタルビームフォーマを提供することができるという効果を有し、同時並列受信用ディジタルビームフォーマを搭載した超音波診断装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路のブロック図
【図２】本発明の各実施の形態におけるＬＶＤＳエコー信号形式の説明図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路のブロック図
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路のブロック図
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路を用いたディジタルビームフォーマの構成図
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路のブロック図
【図７】従来の受信ビームフォーマ半導体集積回路を用いたディジタルビームフォーマの構成図
【図８】従来の受信ビームフォーマ半導体集積回路を用いた別のディジタルビームフォーマの構成図
【符号の説明】
【００４７】
１、１ａ〜１ｎ  Ａ／Ｄ変換器
２、２ａ〜２ｎ  ＬＶＤＳエコー信号
３、３ａ〜３ｎ  ＬＶＤＳ入力インタフェース
４、４ａ〜４ｎ  デシリアライザ
５、５ａ〜５ｎ、５ａａ〜５ｎａ、５ａｂ〜５ｎｂ  遅延処理手段
６、６ａ〜６ｎ、６ａａ〜６ｎａ、６ａｂ〜６ｎｂ  加算器
７、７ａ〜７ｎ  シリアライザ
８、８ａ〜８ｎ  超音波エコー信号
９、９ａ〜９ｎ  ＬＶＤＳ出力インタフェース
１０、１０ａ〜１０ｎ  ＬＶＤＳエコーリピータ信号
１１、１１ａ、１１ｂ  受信ビームデータ入力
１２、１２ａ、１２ｂ  受信ビームデータ出力
１３  第１の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路
２００  Ａ／Ｄ変換器サンプリング周期
２０１  ＬＶＤＳエコーフレーム信号
２０２  ＬＶＤＳデータクロック
２０３  ＬＶＤＳエコーデータ
３１３  第２の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路
４１３ａ〜４１３ｍ  従来の受信ビームフォーマ半導体集積回路
６１３、６１３ａ〜６１３ｍ  第３の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路
７１３  第４の実施の形態に係る受信ビームフォーマ半導体集積回路
８０１、８０１ａ〜８０１ｎ  送信ドライバ
８０２、８０２ａ〜８０２ｎ  前置増幅器
８０３、８０３ａ〜８０３ｎ  超音波トランスデューサアレイ素子
８０４  超音波トランスデューサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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