(57)【要約】【課題】１次側と２次側間の結合の高い超音波診断装置の送信パルス発生用トランスを実現する。【解決手段】基板上に構成したトランスの１次巻線のパターンＡ−Ａ’、および２次巻線のパターンＢ−Ｂ’を単純な円弧ではなくジグザグにすることで、同じ巻線数でも配線長を長くすることができる。これによりトランスの１次側と２次側の結合を高めることができ、駆動能力の高い優れた超音波診断装置の送信パルス発生回路を実現することが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線もしくは２次巻線、あるいはその両方パターンをジグザグにすることを特徴とする超音波診断装置の送信回路用トランス。
【請求項２】
１次巻線もしくは２次巻線、あるいはその両方パターンを蛇行させることを特徴とする超音波診断装置の送信回路用トランス。
【請求項３】
多層プリント基板の複数のレイヤを用い、１次もしくは２次巻線のどちらかを中間層に配置し、他方の巻線を表層と裏層をいききすることを特徴とする超音波診断装置の送信回路用トランス。
【請求項４】
表層と裏層をバイヤホールによりいききするパターンを互い違いに組み合わせることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置の送信回路用トランス。
【請求項５】
表層と裏層をバイヤホールによりいききするパターンを２系統配線することで、１次側巻線が２系統ありバイポーラ送信回路に用いることのできることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置の送信回路用トランス。
【請求項６】
多層プリント基板の２層を用い、１次側巻線、２次側巻線の双方をプリント基板の表層と裏層の２つの層をバイアホールにより行き来することを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置の送信回路用トランス。
【請求項７】
１次巻線、２次巻線の両方をジグザグのパターンにしたことを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置の送信回路用トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は振動子により送受信を行ない体内の情報を得るための超音波診断装置の特に振動子を駆動する回路に用いるトランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動子を用いて体内に超音波の送受信を行うことで、体内の情報を得る超音波診断装置の原理はすでに公知のものとなっている。
【０００３】
一般に超音波の送信においては、距離分解能を得るためにパルス状の駆動波形を用いる。送信パルス発生回路の例を図９（ａ）に示す。
【０００４】
トランス１の１次側の一端は＋ＢＶの電位に設定してあり、他端にスイッチ２が接続されている。スイッチ２の他端は接地させており、スイッチ２がＯＮするとトランス１の１次側には上から下方向に電流が流れ、磁束が発生する。
【０００５】
トランス１の２次側には振動子３が接続されており、２次側に起こった誘導起電力で振動子３の端子に電圧がかかる。スイッチ２のＯＮ時間を短くすれば、振動子３はパルス状の波形で駆動することができる。パルス発生タイミングの説明図を図７（ｂ）に示す。一般にスイッチ２のＯＮ時間ｔは数十ｎｓｅｃから数百ｎｓｅｃであり、繰り返し周期Ｔは１０のマイナス４乗秒のオーダである。振動子を駆動する電圧は一般に数十ボルトから百数十ボルトであるため、トランスは２次側の巻線数が多くなる。
【０００６】
送信回路の別の従来例を図８に示す。
【０００７】
図８（ａ）はバイポーラの送信パルスを発生するための送信回路の例である。図８（ａ）では、トランス１次側の巻線に中間タップが設けられ、電圧ＢＶに設定されている。１次側巻線の１つの端子にはスイッチ２Ａと２Ｂが接続され、スイッチ２Ａ，２Ｂの他端はグランドに接続されている。
【０００８】
動作タイミングを図８（ｂ）に示す。ＳＷ−ＡとＳＷ−Ｂが順次ＯＮすることにより振動子５にはバイポーラパルスが加えられる。
【０００９】
ところで、一般にトランス１はフェライトなどを材料とするコア部材に絶縁体のボビンが付加され、ボビンに線材が巻きつけてある。しかし、巻線などの製造コストを低減するためにシートトランスが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
図９をもとにシートトランスについて説明する。図９においてプリント基板１１３上にススパイラルコイル１１２によりコイルパターンが形成されている。コア部材は磁心１１１であり、Ｅ型のコアを２つ用いてプリント基板１１３の中央穴１１３ａおよびプリント基板端部を利用してプリント基板１１３を挟む構成になっている。
【００１１】
ところで、特許文献１によるシートトランスにおいては、コア材を用いてトランスを形成していた。しかし、コア材を用いることにより、コア材のコスト、コア材と基板を組み合わせる製造コストなどがあり、できればコア材なしでトランスを形成できると好都合である。
【００１２】
コア材なしで形成した図７のトランスは図１０のように、また図８のトランスは図１１
のようになる。
【特許文献１】特開平８−３１６０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら従来例の積層シートトランスを超音波診断装置の送信パルス発生回路で用いる場合に次のような問題があった。
【００１４】
振動子の電気的な入力インピーダンスダンスは数十オームと低く、たとえばトランスの昇圧比を３倍程度とすると１次側から見たインピーダンスは数Ωと非常に小さなものになってしまう。
【００１５】
低インピーダンスの系においてトランスを用いて信号伝達を行なう場合、トランス自体の１次側−２次側の結合が高くなければならない。
【００１６】
しかしながら従来の方法でコア材なしでトランスを形成すると高い結合が望めなかった。
【００１７】
本発明はこれらの問題を解決し、１次側−２次側間の結合の高いトランスを実現し、安価で優れた超音波診断装置用の送信パルス発生回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の超音波診断装置の送信回路用トランスは、１次−２次巻線間の結合を高めるために巻き線数に比して線長を増加させることで、１次側−２次側の結合を高くするものである。
【００１９】
本発明の超音波診断装置の送信回路用トランスは、１次−２次巻線をジグザグさせることで、巻線数に対する線長を長くすることで、１次側−２次側の結合を高くすることができる。
【００２０】
さらに、１次−２次巻線を蛇行させることで、巻線数に対する線長を長くすることで、１次側−２次側の結合を高くすることができる。
【００２１】
さらに、多層プリント基板の複数のレイヤを用い、１次もしくは２次巻線のどちらかを中間層に配置し、他方の巻線を表層と裏層をバイヤホールによりいききすることで線長を長くでき、１次側−２次側の結合を高くすることができる。
【００２２】
さらに、表層と裏層をバイヤホールによりいききするパターンを互い違いに組み合わせることで線長を長くし１次側−２次側の結合を高くした状態で複数巻きを可能にすることができる。
【００２３】
さらに、表層と裏層をバイヤホールによりいききするパターンを２系統配線することで、１次側巻線が２系統ありバイポーラ送信回路に用いることのできるトランスを実現可能にすることができる。
【００２４】
さらに、多層プリント基板の２層を用い、１次側巻線、２次側巻線の双方をプリント基板の表層と裏層の２つの層をバイアホールにより行き来するようにし、線長を長くし、結合を高めた状態を２層で実現できる。
【００２５】
さらに、請求項６の発明において、１次側、２次側の両方の巻線をジグザグに配置することで、線長をより長くし、より結合を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は上記実施の形態より明らかなように、基板上に形成されたトランスにおいて、パターンの配線長を巻線数に比較して多くし、１次側−２次側の結合を高めることができ、駆動能力の優れた超音波診断装置の送信パルス発生回路を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施について、図１〜６を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における基板上に構成したトランスのパターンを示した説明図である。図１においては、１次巻線がＡ−Ａ’、２次巻線がＢ−Ｂ’である。従来例では、パターンが図７のように単純な円弧を描くことに対し、本実施の形態ではパターンをジグザグにすることで、同じ巻線数でも配線長が長くなるようになっている。
【００２９】
これにより１次側−２次側の結合を高めることができ、駆動能力の高いトランスを実現できる。
【００３０】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における基板上に構成されたトランスのパターンを示した説明図である。本実施の形態では、中間層に１次側巻線Ａ−Ａ’が、表層および裏層に２次巻線Ｂ−Ｂ’が配線されている。
【００３１】
１次巻線Ａ−Ａ’は単純な円弧を描いているが、２次巻線Ｂ−Ｂ’は表層部分（実線）と裏層部分（点線）をバイアホール（図の小円）によりつなぎ合わせ、１次巻線Ａ−Ａ’をらせん状に取り囲んでいる。本実施の形態では２次側に螺旋構造を用いたが、１次側を螺旋にしてもよい。
【００３２】
図３は、２次側の巻線数が多くなった場合（この場合２巻）のパターンの例である。１巻めと２巻めがショートしないように表層、裏層を組み合わせてパターンを形成する。この方法で巻数を順次増やしていくことが可能である。
【００３３】
図４は１次側の巻線が従来例図８の送信回路のように２系統必要な場合のパターン形成例である。この場合も系統１と系統２の巻線がショートしないように表層、裏層を組み合わせてパターンを形成する。
【００３４】
これにより１次側−２次側の結合を高めることができ、駆動能力の高いトランスを実現できる。
【００３５】
（実施の形態３）
図５は本発明の第３の実施の形態における基板上に構成されたトランスのパターンを示した説明図である。本実施の形態では、２次側巻線Ｂ−Ｂ’が表層、裏層をバイアホールで接続してたパターンで構成されるとともに、１次側巻線Ａ−Ａ’も表層、裏層をバイアホールで接続して構成される。このことにより、中間層は必要なくなり、少ないレイヤーにより、トランスを形成できる。
【００３６】
本実施の形態においても、実施の形態２と同様に１次側巻線を２系統設けたり、巻数を複数にすることが可能である。
【００３７】
（実施の形態４）
図６は本発明の第４の実施の形態における基板上に形成されたトランスのパターンを示した説明図である。本実施の形態では、１次側巻線Ａ−Ａ’，２次側巻線Ｂ−Ｂ’ともにジグザグのパターンで構成されている。双方は表層（実線部）、裏層（点線部）をバイアホール（小円）で接続した構成になっており、本実施の形態においても中間層が必要ないため、少ないレイヤーでトランスを形成できる。
【００３８】
本実施の形態においても、実施の形態２と同様に１次側巻線を２系統設けたり、巻数を複数にすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかる超音波診断装置は基板上に形成されたトランスにおいて、パターンの配線長を巻線数に比較して多くし、１次側−２次側の結合を高めることができ、駆動能力の優れた超音波診断装置の送信パルス発生回路を実現することが可能になるので、超音波診断装置の特に振動子を駆動する回路に用いるトランス等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における基板上に形成されたトランスのパターンを示す説明図
【図２】本発明の第２の実施の形態における基板上に形成されたトランスのパターンを示す説明図
【図３】本発明の第２の実施の形態における基板上に形成されたトランスの第２のパターンを示す説明図
【図４】本発明の第２の実施の形態における基板上に形成されたトランスの第３のパターンを示す説明図
【図５】本発明の第３の実施の形態における基板上に形成されたトランスのパターンを示す説明図
【図６】本発明の第４の実施の形態における基板上に形成されたトランスのパターンを示す説明図
【図７】本発明の第１の従来例における送信回路を示す説明図
【図８】本発明の第３の従来例におけるトランスを示す説明図
【図９】本発明の第２の従来例における送信回路を示す説明図
【図１０】本発明の第１の従来例における基板上に形成されたトランスのパターンを示す説明図
【図１１】本発明の第２の従来例における基板上に形成されたトランスのパターンを示す説明図
【符号の説明】
【００４１】
１、１Ｂ  トランス
２、２Ａ、２Ｂ  スイッチ
３  振動子
１１１  磁心
１１２  スパイラルコイル
１１３  プリント基板
１１３ａ  中心穴
１１４  テープ
１１５  端子
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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