(57)【要約】【課題】操作性の良い超音波測定装置を提供する。【解決手段】超音波測定装置１は複数の受信超音波素子３７が出力する電気信号を入力して複数の電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した合成信号を出力する第１整相加算部４４と、合成信号を入力して合成信号を光信号に変換して出力する第２電光変換部４６及び第２発光部４７と、光信号を伝送する光ケーブル１８と、光信号を入力して電気信号に変換する第２受光部４８及び第２光電変換部４９と、を備え、第１整相加算部４４が合成信号を出力した後に第２発光部４７が光信号を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した合成信号を出力する合成処理部と、
前記合成信号を入力して前記合成信号を光信号に変換して出力する電光変換部と、
前記光信号を伝送する光ファイバーと、
前記光信号を入力して電気信号に変換する光電変換部と、を備え、
前記合成処理部が前記合成信号を出力した後に前記電光変換部が前記光信号を出力することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波測定装置であって、
前記超音波素子が出力する前記電気信号はアナログ信号であり、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力するシリアル変換部と、を備え、
前記Ａ／Ｄ変換部が前記デジタル信号を出力した後に前記合成処理部が前記合成信号を出力し、
前記合成処理部が前記合成信号を出力した後に前記シリアル変換部が前記シリアル信号を出力することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項３】
複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時分割多重化し、時分割多重化した多重化信号を出力する多重化処理部と、
前記多重化信号を入力して前記多重化信号を光信号に変換する電光変換部と、
前記光信号を伝送する光ファイバーと、
前記光信号を入力して電気信号に変換する光電変換部と、を備え、
前記多重化処理部が前記多重化信号を出力した後に前記電光変換部が前記光信号を出力することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波測定装置であって、
前記超音波素子が出力する前記電気信号はアナログ信号であり、
前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力するシリアル変換部と、を備えることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項５】
請求項２または４に記載の超音波測定装置であって、
複数の前記超音波素子が設置された第１回路基板と、
前記第１回路基板と配線部により接続された第２回路基板とを備え、
前記Ａ／Ｄ変換部は前記第２回路基板に設置されていることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波測定装置であって、
前記第２回路基板には前記第２回路基板の熱を放熱する第２放熱部を備えることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の超音波測定装置であって、
前記第１回路基板には前記第１回路基板の熱を放熱する第１放熱部を備えることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
前記第１回路基板と前記第２回路基板との間には伝導熱を遮断する断熱部を備えることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項９】
請求項２に記載の超音波測定装置であって、
複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時分割多重化し、時分割多重化した多重化信号を出力する多重化処理部と、
複数の前記超音波素子が設置された第１回路基板と、
前記第１回路基板と配線部により接続された第２回路基板とを備え、
前記多重化処理部は前記第１回路基板に設置され、
前記Ａ／Ｄ変換部は前記第２回路基板に設置されていることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１０】
複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した合成信号を出力する合成処理部と、
前記合成信号を入力して前記合成信号を光ファイバーで伝送される光信号に変換する電光変換部と、を備え、
前記合成処理部が前記合成信号を出力した後に前記電光変換部が前記光信号を出力することを特徴とする超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定装置および超音波プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
対象物に向けて超音波を射出し、対象物内部における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信する超音波測定装置が知られている。超音波測定装置は、例えば、被検体である人体の内部を検査するために用いられる。
【０００３】
このような超音波測定装置が特許文献１に開示されている。それによると、超音波測定装置は本体及び超音波プローブを備えている。超音波プローブでは超音波素子が超音波を対象物に対して射出し、対象物から反射してきた反射波を超音波素子が受ける。そして、超音波素子は反射波の波形を電気信号に変換する。そして、超音波プローブは反射波を示す電気信号を本体に出力する。本体では電気信号を演算して超音波画像を形成して表示する。
【０００４】
超音波素子の個数を多数超音波プローブに設置するとき、超音波素子の個数に比例して超音波プローブが本体に伝送する情報量が増加する。超音波プローブから本体へ大量の情報を送れるように光通信が採用されている。そして、超音波プローブと本体とは光ケーブルで接続されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２５２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
超音波画像の解像度を上げるためには超音波素子の個数を増加する必要がある。また、超音波素子を２次元配置して超音波の立体画像を表示するときにも超音波素子の個数を増加する必要がある。このとき、光ケーブルで伝送する情報量が増えるので、光ケーブルを太くする必要がある。
【０００７】
超音波プローブは操作者が手で把持して操作する。このとき、光ケーブルが太いと操作者が光ケーブルを曲げ難くなる。このとき超音波プローブを自由に傾け難くなるので操作し難くなる。そこで、光ケーブルが細く操作性の良い超音波測定装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例にかかる超音波測定装置であって、複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した合成信号を出力する合成処理部と、前記合成信号を入力して前記合成信号を光信号に変換して出力する電光変換部と、前記光信号を伝送する光ファイバーと、前記光信号を入力して電気信号に変換する光電変換部と、を備え、前記合成処理部が前記合成信号を出力した後に前記電光変換部が前記光信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、超音波測定装置は合成処理部、電光変換部、光ファイバー及び光電変換部を備えている。合成処理部は複数の超音波素子が出力する電気信号を入力する。そして、合成処理部は各電気信号を時間軸方向に移動させて合成する。そして、合成した合成信号を出力する。電光変換部は合成信号を入力する。そして、合成信号を光信号に変換して光ファイバーに出力する。光ファイバーは光信号を伝送する。光電変換部は光信号を入力して電気信号に変換する。
【００１１】
超音波素子が射出した超音波が被測定物で反射し、反射した反射波を超音波素子が受信する。このとき、超音波が反射した場所から離れている超音波素子は超音波が反射した場所に近い超音波素子に比べて遅れて反射波を受信する。従って、各超音波素子が受信して出力する電気信号を時間軸方向に移動させて合成した合成信号は超音波素子と超音波が反射した場所との距離情報を含み雑音に比較して信号強度の高い信号になる。
【００１２】
各超音波素子が電気信号を出力するので超音波素子の数が多くなると超音波素子群が出力する電気信号の数が多くなる。そして、合成処理部が複数の電気信号を合成する。これにより、光ファイバーが伝送する電気信号の量を減らすことができる。そして、電光変換部が合成信号を光信号に変換して、光ファイバーが光信号を伝送する。光電変換部が光信号を入力して電気信号に変換する。これにより、各超音波素子が出力する電気信号を合成した合成信号を活用できる。
【００１３】
超音波素子が出力する電気信号をそのまま伝送するときには伝送用の配線の本数が多くなる。電気信号の配線には金属が用いられるので、配線の本数が多いと配線が曲がり難くなり操作性が低減する。本適用例の超音波測定装置では電気信号に替えて光信号を光ファイバーが伝送する。光ファイバーにはガラス線や透明な樹脂線の細い線を用いることができるので、光ファイバーを細く湾曲可能にできる。さらに、電光変換部が光信号を出力する前の段階で合成処理部が電気信号を合成するので、伝送する光信号の量を減らすことができる。その結果、光ファイバーを細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波測定装置にすることができる。
【００１４】
［適用例２］
上記適用例にかかる超音波測定装置において、前記超音波素子が出力する前記電気信号はアナログ信号であり、前記アナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力するシリアル変換部と、を備え、前記Ａ／Ｄ変換部が前記デジタル信号を出力した後に前記合成処理部が前記合成信号を出力し、前記合成処理部が前記合成信号を出力した後に前記シリアル変換部が前記シリアル信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、超音波素子が出力する電気信号はアナログ信号である。そして、超音波測定装置はＡ／Ｄ変換部及びシリアル変換部を備えている。Ａ／Ｄ変換部はアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号はデジタル演算装置を用いることにより高度な演算を行い、超音波断面画像を形成することができる。Ａ／Ｄ変換部がデジタル信号を出力した後に合成処理部が合成信号を出力する。合成処理部はデジタル信号を用いて処理することができるので、アナログ信号を用いるときに比べて容易に処理することができる。そして、合成処理部が合成信号を出力した後にシリアル変換部がデジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力する。シリアル信号は、パラレル信号に比べて信号配線の本数を減らすことができる。その結果、光ファイバーを曲げやすくできる為、操作性の良い超音波測定装置にすることができる。
【００１６】
［適用例３］
本適用例にかかる超音波測定装置であって、複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時分割多重化し、時分割多重化した多重化信号を出力する多重化処理部と、前記多重化信号を入力して前記多重化信号を光信号に変換する電光変換部と、前記光信号を伝送する光ファイバーと、前記光信号を入力して電気信号に変換する光電変換部と、を備え、前記多重化処理部が前記多重化信号を出力した後に前記電光変換部が前記光信号を出力することを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、超音波測定装置は多重化処理部、電光変換部、光ファイバー及び光電変換部を備えている。多重化処理部は複数の超音波素子が出力する電気信号を入力する。そして、多重化処理部は電気信号を時分割多重化する。そして、時分割多重化した多重化信号を出力する。電光変換部は多重化信号を入力する。そして、多重化信号を光信号に変換する。光ファイバーは光信号を伝送する。光電変換部は光信号を入力して電気信号の形態の多重化信号に変換する。
【００１８】
各超音波素子が電気信号を出力するので超音波素子の数が多くなると超音波素子群が出力する電気信号の数が多くなる。そして、多重化処理部が複数の電気信号を時分割多重化する。これにより、光ファイバーが伝送する電気信号の量を減らすことができる。そして、多重化処理部が多重化信号を出力した後に電光変換部が多重化信号を光信号に変換して、光ファイバーが光信号を伝送する。光電変換部が光信号を入力して電気信号の形態の多重化信号に変換する。これにより、各超音波素子が出力する電気信号を時分割多重化した多重化信号を活用できる。
【００１９】
超音波素子が出力する電気信号をそのまま伝送するときには伝送用の配線の本数が多くなる。電気信号の配線には金属が用いられるので、配線の本数が多いと配線が曲がり難くなり操作性が低減する。本適用例の超音波測定装置では電気信号に替えて光信号を光ファイバーが伝送する。光ファイバーにはガラス線や透明な樹脂線の細い線を用いることができるので、光ファイバーを細く湾曲可能にできる。さらに、超音波素子と電光変換部との間に多重化処理部が配置され、多重化処理部が電気信号を時分割多重化するので、伝送する光信号の量を減らすことができる。その結果、さらに、光ファイバーを細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波測定装置にすることができる。
【００２０】
［適用例４］
上記適用例にかかる超音波測定装置において、前記超音波素子が出力する前記電気信号はアナログ信号であり、前記アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、前記デジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力するシリアル変換部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、超音波素子が出力する電気信号はアナログ信号である。そして、超音波測定装置はＡ／Ｄ変換部及びシリアル変換部を備えている。Ａ／Ｄ変換部はアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号はデジタル演算装置を用いることにより高度な演算を行い、超音波断面画像を形成することができる。そして、シリアル変換部がデジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力する。シリアル信号は、パラレル信号に比べて信号配線の本数を減らすことができる。その結果、光ファイバーを曲げやすくできる為、操作性の良い超音波測定装置にすることができる。
【００２２】
［適用例５］
上記適用例にかかる超音波測定装置において、複数の前記超音波素子が設置された第１回路基板と、前記第１回路基板と配線部により接続された第２回路基板とを備え、前記Ａ／Ｄ変換部は前記第２回路基板に設置されていることを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、超音波測定装置は第１回路基板及び第２回路基板を備えている。第１回路基板には超音波素子が設置されている。第２回路基板にはＡ／Ｄ変換部が設置されている。第１回路基板と第２回路基板とは分離され配線部により接続されている。Ａ／Ｄ変換部が高速に変換処理を行うとき、Ａ／Ｄ変換部が発熱する。これにより第２回路基板の温度が上昇する。
【００２４】
第１回路基板には超音波素子が設置されている。超音波素子は温度が上昇するとノイズが増加し出力する電気信号が変動するので、超音波素子が検出する超音波の強度の検出精度が低下する。一方、第１回路基板と第２回路基板とは分離しており、配線部により接続されている。従って、第２回路基板の温度が上昇しても第１回路基板の温度上昇が抑制される為、超音波素子が検出する超音波の強度の検出精度が低下することを抑制することができる。
【００２５】
［適用例６］
上記適用例にかかる超音波測定装置において、前記第２回路基板には前記第２回路基板の熱を放熱する第２放熱部を備えることを特徴とする。
【００２６】
本適用例によれば、第２回路基板は第２放熱部を備え、第２放熱部は第２回路基板の熱を放熱する。これにより、第２回路基板の温度上昇を抑制することができる。
【００２７】
［適用例７］
上記適用例にかかる超音波測定装置において、前記第１回路基板には前記第１回路基板の熱を放熱する第１放熱部を備えることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、第１回路基板は第１放熱部を備え、第１放熱部は第１回路基板の熱を放熱する。これにより、第１回路基板の温度上昇を抑制することができる。
【００２９】
［適用例８］
上記適用例にかかる超音波測定装置において、前記第１回路基板と前記第２回路基板との間には伝導熱を遮断する断熱部を備えることを特徴とする。
【００３０】
本適用例によれば、第１回路基板と第２回路基板との間には断熱部が設置され、断熱部は第２回路基板から第１回路基板に伝わる伝導熱を遮断する。従って、第２回路基板が温度上昇しても第１回路基板の温度が上昇することを抑制できる。
【００３１】
［適用例９］
上記適用例にかかる超音波測定装置において、複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時分割多重化し、時分割多重化した多重化信号を出力する多重化処理部と、複数の前記超音波素子が設置された第１回路基板と、前記第１回路基板と配線部により接続された第２回路基板とを備え、前記多重化処理部は前記第１回路基板に設置され、前記Ａ／Ｄ変換部は前記第２回路基板に設置されていることを特徴とする。
【００３２】
本適用例によれば、超音波測定装置は第１回路基板及び第２回路基板を備えている。第１回路基板には超音波素子が設置されている。第２回路基板にはＡ／Ｄ変換部が設置されている。第１回路基板と第２回路基板とは分離され配線部により接続されている。Ａ／Ｄ変換部が高速に変換処理を行うとき、Ａ／Ｄ変換部が発熱する。これにより第２回路基板の温度が上昇する。
【００３３】
第１回路基板には超音波素子が設置されている。超音波素子は温度が上昇するとノイズが増加し出力する電気信号が変動するので、超音波素子が検出する超音波の強度の検出精度が低下する。一方、第１回路基板と第２回路基板とは分離しており、配線部により接続されている。従って、第２回路基板の温度が上昇しても第１回路基板の温度上昇が抑制される為、超音波素子が検出する超音波の強度の検出精度が低下することを抑制することができる。
【００３４】
そして、多重化処理部が第１回路基板に設置されている。従って、配線部が伝送する信号の量を減らすことができる為、配線部を細くすることができる。その結果、第２回路基板の熱が第１回路基板に伝導することを抑制することができる。
【００３５】
［適用例１０］
本適用例にかかる超音波プローブであって、複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の前記電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した合成信号を出力する合成処理部と、前記合成信号を入力して前記合成信号を光ファイバーで伝送される光信号に変換する電光変換部と、を備え、前記合成処理部が前記合成信号を出力した後に前記電光変換部が前記光信号を出力することを特徴とする。
【００３６】
本適用例によれば、超音波プローブは合成処理部及び電光変換部を備えている。合成処理部は複数の超音波素子が出力する電気信号を入力する。そして、合成処理部は各電気信号を時間軸方向に移動させて合成する。そして、合成した合成信号を出力する。電光変換部は合成信号を入力する。そして、合成信号を光信号に変換する。光信号は光ファイバーにて伝送される。
【００３７】
超音波素子が射出した超音波が被測定物で反射し、反射した反射波を超音波素子が受信する。このとき、超音波が反射した場所から離れている超音波素子は超音波が反射した場所に近い超音波素子に比べて遅れて反射波を受信する。従って、各超音波素子が受信して出力する電気信号を時間軸方向に移動させて合成した合成信号は超音波素子と超音波が反射した場所との距離情報を含み雑音に比較して信号強度の高い信号になる。
【００３８】
各超音波素子が電気信号を出力するので超音波素子の数が多くなると超音波素子群が出力する電気信号の数が多くなる。そして、合成処理部が複数の電気信号を合成する。これにより、光ファイバーが伝送する電気信号の量を減らすことができる。そして、電光変換部が合成信号を光信号に変換して、光ファイバーが光信号を伝送する。
【００３９】
超音波素子が出力する電気信号をそのまま伝送するときには伝送用の配線の本数が多くなる。電気信号の配線には金属が用いられるので、配線の本数が多いと配線が曲がり難くなり操作性が低減する。本適用例の超音波プローブでは電気信号に替えて光信号を光ファイバーが伝送する。光ファイバーにはガラス線や透明な樹脂線の細い線を用いることができるので、光ファイバーを細く湾曲可能にできる。さらに、電光変換部が光信号を出力する前の段階で合成処理部が電気信号を合成するので、伝送する光信号の量を減らすことができる。その結果、さらに、光ファイバーを細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波プローブにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態にかかわる超音波測定装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】超音波測定装置の電気ブロック図。
【図３】第１回路基板及び第２回路基板上の回路を示すブロック図。
【図４】第１回路基板の構造を示す模式平面図。
【図５】多重化処理部の機能を説明するための図。
【図６】超音波トランスデューサーデバイスにおける超音波の射出を説明するための模式図。
【図７】超音波トランスデューサーデバイスにおける超音波の受信を説明するための模式図。
【図８】第１整相加算部の機能を説明するための図。
【図９】第２整相加算部の機能を説明するための図。
【図１０】第２の実施形態にかかわる超音波測定装置の電気ブロック図。
【図１１】第３の実施形態にかかわる第１回路基板及び第２回路基板上の回路を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００４２】
（第１の実施形態）
本実施形態では、超音波プローブと、この超音波プローブを備える超音波測定装置との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる超音波測定装置について図１〜図９に従って説明する。図１は、超音波測定装置の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、超音波測定装置１は超音波プローブ２及び制御装置３を備えている。超音波プローブ２は一方向に長い略直方体の形状をしており、操作者が握り易い形状になっている。超音波プローブ２の長手方向をＺ方向とする。超音波プローブ２の＋Ｚ方向の面は略平坦な面であり、平面形状が長方形になっている。この平面形状の直交する２辺が延びる方向をＸ方向及びＹ方向とする。超音波プローブ２の＋Ｚ方向の面の長手方向がＹ方向である。
【００４３】
超音波プローブ２の＋Ｚ方向側には超音波トランスデューサーデバイス４が設置されている。この超音波トランスデューサーデバイス４には第１回路基板５が設置されている。超音波トランスデューサーデバイス４には超音波素子がマトリックス状に設置され、各超音波素子は超音波を射出して反射波を受信する。そして、反射波の波形を電気信号に変換して出力する。超音波素子の個数は特に限定されないが本実施形態では、例えば、６４行６４列の配置になっている。第１回路基板５には超音波素子に駆動信号を供給する回路と超音波素子が出力する信号を増幅する回路等が設置されている。
【００４４】
超音波プローブ２の＋Ｚ方向側の面では筐体から超音波トランスデューサーデバイス４が露出している。超音波プローブ２の内部には入出力制御部６が設置され、入出力制御部６には第２回路基板７が設置されている。第１回路基板５と第２回路基板７とは配線部としての配線８により接続されている。第２回路基板７には制御装置３との通信を効率良く行うための回路が設置されている。配線８は同軸ケーブルであり電磁波ノイズの影響を抑制する構造になっている。
【００４５】
第１回路基板５には第１放熱部９が設置され、第１放熱部９は第１回路基板５の熱を放熱する。第２回路基板７には第２放熱部１０が設置され、第２放熱部１０は第２回路基板７の熱を放熱する。第１放熱部９と第２放熱部１０とは第１送冷配管１１及び第１排冷配管１２により接続されている。
【００４６】
制御装置３は超音波プローブ２が出力するデータ信号を入力し、データ信号を演算して表示する装置である。制御装置３は制御ユニット１３、冷却ユニット１４、電源ユニット１５、入力ユニット１６及び表示ユニット１７等を備えている。制御ユニット１３と第２回路基板７とは光ファイバーとしての光ケーブル１８により接続されている。冷却ユニット１４と第２放熱部１０とは第２送冷配管２１及び第２排冷配管２２により接続されている。電源ユニット１５と第２回路基板７とは電源ケーブル２３により接続されている。
【００４７】
制御ユニット１３はＣＰＵを備え、ＣＰＵはプログラムに沿って各種の演算や制御を行う。主に、制御ユニット１３は超音波トランスデューサーデバイス４が出力する超音波の制御を行う。さらに、超音波トランスデューサーデバイス４が受信した反射波の信号を用いて超音波画像を形成し表示ユニット１７に表示する。
【００４８】
冷却ユニット１４は冷媒を冷却する熱交換機である。第２排冷配管２２から冷媒を入力し、冷媒を圧縮して温度を上昇させて放熱し易くする。次に、冷媒を第２送冷配管２１に出力する。冷媒は第２放熱部１０に到達する。第２放熱部１０では冷媒が第２回路基板７の熱を吸収して一部が気化する。さらに、冷媒は第１送冷配管１１を通って第１放熱部９に到達する。第１放熱部９では冷媒が第１回路基板５の熱を吸収して一部が気化する。冷媒は第１排冷配管１２及び第２排冷配管２２を通って冷却ユニット１４に戻る。
【００４９】
このように冷媒が循環することにより第１回路基板５及び第２回路基板７の熱が冷媒に吸収される。従って、第１回路基板５及び第２回路基板７は放熱する為、温度上昇を抑制することができる。
【００５０】
超音波プローブ２の内部では第１回路基板５と第２回路基板７との間には伝導熱を遮断する断熱部２４が設置されている。断熱部２４は第２回路基板７から第１回路基板５に伝わる伝導熱を遮断する。従って、第２回路基板７が温度上昇しても第１回路基板５の温度が上昇することを抑制できる。
【００５１】
超音波トランスデューサーデバイス４には超音波素子が多数設置されている。超音波素子は温度上昇により雑音が上昇する。第１放熱部９及び第２放熱部１０は超音波素子の温度上昇を抑制することにより、超音波素子が出力する信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００５２】
入力ユニット１６はキーボードやマウスパッド等の装置であり、操作者が制御装置３に指示する内容を入力するための装置である。表示ユニット１７はデータ信号を画像にして表示可能であれば良く特に限定されず、液晶表示装置やＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ）表示装置を用いることができる。本実施形態では、例えば、表示ユニット１７にＯＬＥＤを用いている。
【００５３】
超音波プローブ２は被検体２５の表面に押圧して用いられる。超音波プローブ２は超音波トランスデューサーデバイス４から被検体２５に向けて超音波を射出する。そして、超音波トランスデューサーデバイス４は被検体２５の内部で反射した反射波を受信する。反射波は反射して戻る時間が反射した面により異なるので、反射波が戻る時間を解析することにより被検体２５の内部の構造を非破壊検査することができる。超音波トランスデューサーデバイス４が受信した反射波の信号は入出力制御部６に出力される。入出力制御部６はＡ／Ｄ変換（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）をするＡ／Ｄ変換部を備え、反射波の信号をデジタル形式のデータ信号に変換する。そして、デジタル形式のデータ信号に変換されたデータ信号は光ケーブル１８を介して入出力制御部６から制御ユニット１３に送信される。制御ユニット１３は反射波のデータ信号を受信して解析する。そして、制御装置３は被検体２５の内部構造を画像に変換して表示ユニット１７に表示する。
【００５４】
図２は超音波測定装置の電気ブロック図である。図２に示すように、超音波測定装置１では制御装置３に制御ユニット１３が設置され、超音波プローブ２に第１回路基板５及び第２回路基板７が設置されている。制御ユニット１３は発信制御部２６、波形形成部２７、第１電光変換部２８及び第１発光部２９を備え、この順に配線３０により接続されている。
【００５５】
発信制御部２６は超音波トランスデューサーデバイス４に設置された各超音波素子が射出する超音波のタイミングを制御する。発信制御部２６は各超音波素子の超音波射出タイミングを指示する指示信号を波形形成部２７に出力する。波形形成部２７は指示信号を入力して超音波素子群を駆動する駆動波形信号を演算する。そして、駆動波形信号を第１電光変換部２８に出力する。
【００５６】
第１電光変換部２８は第１発光部２９を駆動する光変調ドライバーである。第１発光部２９は発光素子を備えている。発光素子の種類は特に限定されないがＧａＩｎＡｓＰで製造されたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（レーザーダイオード）、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）を用いることができる。本実施形態では、例えば、第１発光部２９にＶＣＳＥＬを用いている。第１電光変換部２８は駆動波形信号を入力して第１発光部２９を駆動する駆動波形に変換して第１発光部２９に出力する第１発光部２９は駆動波形信号に相当する光の信号を出力する。第１発光部２９には光ケーブル１８が接続され、光ケーブル１８に光信号を出力する。光信号の波長は特に限定されないが光ケーブル１８の低損失波長帯である１５４０ｎｍが好ましい。
【００５７】
光ケーブル１８は入出力制御部６の第２回路基板７に光信号を伝送する。入出力制御部６では第２回路基板７に第１受光部３１、第１光電変換部３２及びパルス信号出力部３３が形成され、この順に配線３０により接続されている。光ケーブル１８は第１受光部３１と接続されている。第１受光部３１にはフォトダイオード等の光を電気信号に変換する素子が用いられる。第１受光部３１は光信号を電気信号に変換して第１光電変換部３２に出力する。この電気信号は微弱な駆動波形信号である。
【００５８】
第１光電変換部３２には増幅回路の１種であるＴＩＡ（Ｔｒａｎｓｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）が用いられている。ＴＩＡは帯域を延ばして増幅度を稼ぐことができるので好適に用いられている。そして、第１光電変換部３２にて増幅された駆動波形信号はパルス信号出力部３３に出力される。
【００５９】
パルス信号出力部３３はパルサーとも言われる回路である。駆動波形信号は駆動波形のタイミングを示す信号と波形を示す複数のパルス信号とで構成されている。パルス信号出力部３３はこの複数のパルス信号を用いて超音波素子を駆動するパルス波形を形成するものである。超音波素子の等価回路はＬＲＣ（Ｌ：Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ  Ｒ：Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｃ：Ｃａｐａｓｉｔａｎｃｅ）で構成されるので、超音波素子を駆動する駆動波形が複数の矩形で構成されているパルス波形でも正常に駆動することができる。そして、パルス信号出力部３３が出力する駆動波形が超音波トランスデューサーデバイス４に出力される。駆動波形は配線８により伝送される。
【００６０】
超音波トランスデューサーデバイス４の第１回路基板５には超音波を発信する発信超音波素子３４が複数設置されている。図を見易くするために図中には発信超音波素子３４が１つ記載されている。発信超音波素子３４は駆動波形の電気信号を入力して超音波信号に変換する変換素子である。発信超音波素子３４は超音波を発信するのに適した素子形状になっている。そして、発信超音波素子３４は被検体２５に向けて超音波３５を射出する。複数の発信超音波素子３４はマトリックス状に設置されている。そして、各発信超音波素子３４が発信する超音波３５の位相を調整することにより特定の場所の超音波３５の強度を大きくすることができる。発信制御部２６は各発信超音波素子３４が発信する超音波３５の位相を制御する。そして、発信超音波素子３４が射出した超音波３５が集中する場所を発信制御部２６が制御する。
【００６１】
被検体２５の内部では音響インピーダンスが変化する界面２５ａが存在する。その界面２５ａに超音波３５が集中するとき、界面２５ａから強い強度の超音波としての反射波３６が反射される。反射波３６の一部は超音波トランスデューサーデバイス４に入力される。
【００６２】
超音波トランスデューサーデバイス４では第１回路基板５に複数の超音波素子としての受信超音波素子３７、複数の多重化処理部３８、複数の増幅部３９が設置され、この順に配線３０により接続されている。複数の受信超音波素子３７はマトリックス状に設置されている。超音波トランスデューサーデバイス４が発信する超音波３５に比べて反射波３６の強度は小さいので、受信超音波素子３７は反射波３６に反応し易い形状になっている。
【００６３】
発信超音波素子３４及び受信超音波素子３７としては、薄膜圧電素子を用いることができるがこれに限定されない。他にも、例えばｃ‐ＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）等の容量性素子を用いるタイプのトランスデューサーを採用してもよいし、バルクタイプの圧電素子を採用してもよい。
【００６４】
反射波３６は複数の受信超音波素子３７に到達して、複数の受信超音波素子３７が反射波３６に反応する。そして、複数の受信超音波素子３７は反射波３６に対応する超音波信号を多重化処理部３８に出力する。
【００６５】
多重化処理部３８は複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の電気信号を時分割多重化し、時分割多重化した多重化信号を出力する。多重化することにより配線３０の数を減らすことができる。多重化する信号数は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、６４個の受信超音波素子３７が出力する電気信号を多重化処理部３８が時分割多重化して１つの電気信号にする。そして、多重化処理部３８は時分割多重化した電気信号を増幅部３９に出力する。
【００６６】
増幅部３９はノイズの発生が少なく電力増幅する増幅回路であれば良く特に限定されない。例えば、増幅部３９にはＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を用いることができる。ＬＮＡは微小な信号をより有用なレベルに増幅する。増幅部３９は増幅された電気信号を配線８を介して入出力制御部６の第２回路基板７に出力する。
【００６７】
入出力制御部６の第２回路基板７には複数のＡ／Ｄ変換部４２、複数の逆多重化処理部４３、複数の合成処理部としての第１整相加算部４４が設置され、この順に配線３０により接続されている。さらに、第１整相加算部４４に接続してシリアル変換部４５、第２電光変換部４６、第２発光部４７が設置され、この順に配線３０により接続されている。第２電光変換部４６及び第２発光部４７が電光変換部に相当する。
【００６８】
受信超音波素子３７が出力する電気信号はアナログ信号である。そして、Ａ／Ｄ変換部４２はアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００６９】
第１回路基板５と第２回路基板７とは配線８により接続されている。そして、Ａ／Ｄ変換部４２は第２回路基板７に設置されている。Ａ／Ｄ変換部４２が高速に変換処理を行うとき、Ａ／Ｄ変換部４２が発熱する。これにより第２回路基板７の温度が上昇する。
【００７０】
第１回路基板５には受信超音波素子３７が設置されている。受信超音波素子３７は温度が上昇するとノイズが増加し出力する電気信号が変動するので、受信超音波素子３７が検出する反射波３６の強度の検出精度が低下する。一方、第１回路基板５と第２回路基板７とは分離しており、配線８により接続されている。従って、第２回路基板７の温度が上昇しても第１回路基板５の温度上昇が抑制される為、受信超音波素子３７が検出する反射波３６の強度の検出精度が低下することを抑制することができる。
【００７１】
多重化処理部３８が第１回路基板５に設置されている。従って、配線８が伝送する信号の量を減らすことができる為、配線８を細くすることができる。その結果、第２回路基板７の熱が第１回路基板５に伝導することを抑制することができる。
【００７２】
Ａ／Ｄ変換部４２が逆多重化処理部４３に出力するデジタル信号はパラレル信号である。さらに、多重化処理部３８により時分割多重化された電気信号のパラレル信号である。逆多重化処理部４３は多重化処理部３８が時分割多重化した電気信号を時分割多重化する前の電気信号に戻す処理を行う。本実施形態では、例えば、時分割多重化した電気信号を逆多重化処理部４３が６４個の電気信号に戻す。逆多重化処理部４３が入力する信号はデジタル信号のパラレル信号である。そして、逆多重化処理部４３が出力する電気信号もデジタル信号のパラレル信号である。
【００７３】
第１整相加算部４４は逆多重化処理部４３が出力する電気信号を入力する。この電気信号は複数の受信超音波素子３７が出力する電気信号に相当するデジタル信号のパラレル信号である。第１整相加算部４４はこの電気信号を入力して複数の電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した合成信号としての第１合成信号を出力する。合成信号は複数の受信超音波素子３７が出力する電気信号を伝送する配線の数を減らすことができる。Ａ／Ｄ変換部４２がデジタル信号を出力した後に合成処理部が合成信号を出力する。第１整相加算部４４は合成信号をシリアル変換部４５に出力する。
【００７４】
Ａ／Ｄ変換部４２がデジタル信号のパラレル信号を出力するので、逆多重化処理部４３及び第１整相加算部４４はデジタル信号のパラレル信号を処理した。シリアル変換部４５はデジタル信号のパラレル信号を入力してシリアル化してシリアル信号を出力する。
【００７５】
Ａ／Ｄ変換部４２がデジタル信号を出力した後に第１整相加算部４４が合成信号を出力する。第１整相加算部４４はデジタル信号を用いて処理することができるので、アナログ信号を用いるときに比べて容易に処理することができる。そして、第１整相加算部４４が合成信号としての第１合成信号を出力した後にシリアル変換部４５がデジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力する。シリアル信号は、パラレル信号に比べて信号配線の本数を減らすことができる。
【００７６】
第２電光変換部４６及び第２発光部４７は制御ユニット１３における第１電光変換部２８及び第１発光部２９と同様の機能を備えている。そして、第２電光変換部４６は第１合成信号のシリアル信号を入力して第２発光部４７を駆動する。第２電光変換部４６及び第２発光部４７は合成信号を入力して光信号に変換して出力する。このように、第１整相加算部４４が合成信号を出力した後に第２電光変換部４６及び第２発光部４７が光信号を出力する。出力された光信号を光ケーブル１８が制御装置３の制御ユニット１３に伝送する。
【００７７】
超音波プローブ２には図示しない第１電源及び第２電源の２つの電源を備えている。第１電源は第１回路基板５に電力を供給し、第２電源は第２回路基板７に電力を供給する。第１回路基板５にはアナログ回路が設置されておりアナログ信号が伝播する。第２回路基板７にはデジタル回路が設置されておりデジタル信号が伝播する。超音波プローブ２では第１回路基板５と第２回路基板７との電源を分離する為、第２回路基板７のデジタル回路のノイズが電源を伝わって第１回路基板５のアナログ回路に伝播することを防止できる。
【００７８】
制御ユニット１３には第２受光部４８、第２光電変換部４９、パラレル変換部５０、第２整相加算部５１、画像処理部５２が設置され、この順に配線３０により接続されている。第２受光部４８及び第２光電変換部４９により光電変換部が構成されている。さらに、画像処理部５２は表示ユニット１７に接続されている。第２受光部４８と第２発光部４７とは光ケーブル１８により接続されている。
【００７９】
第２受光部４８及び第２光電変換部４９は第２回路基板７に設置された第１受光部３１及び第１光電変換部３２と同じ機能を備えている。第２受光部４８及び第２光電変換部４９は光信号を入力して光信号を電気信号に変換する。この電気信号はデジタル信号のシリアル信号である。
【００８０】
パラレル変換部５０はデジタル信号のシリアル信号をデジタル信号のパラレル信号に変換する。パラレル変換部５０がパラレル信号に変換することにより第２整相加算部５１及び画像処理部５２が演算処理を容易に行うことができる。
【００８１】
第２整相加算部５１はこの電気信号である第１合成信号を入力して複数の電気信号を時間軸方向に移動させて合成し、合成した第２合成信号を出力する。行方向に並ぶ受信超音波素子３７が受信する反射波３６に対応する電気信号を第１整相加算部４４が合成して第１合成信号を出力する。従って、第１合成信号は各行の受信超音波素子３７毎に出力される。そして、第２整相加算部５１は各列の受信超音波素子３７に対応する第１合成信号を合成して第２合成信号を画像処理部５２に出力する。
【００８２】
つまり、界面２５ａ上のある場所で反射した反射波３６をマトリックス状に配置された複数の受信超音波素子３７が受信する。そして、第１整相加算部４４及び第２整相加算部５１は各受信超音波素子３７が出力する電気信号を合成して１つの第２合成信号としている。第２合成信号は受信超音波素子３７群が受信した反射波３６の超音波信号を集約した信号になっている。
【００８３】
発信超音波素子３４が射出した超音波３５が集中する場所は発信制御部２６が制御している。発信制御部２６は超音波３５が集中する場所を発信超音波素子３４が並ぶ行方向及び列方向に走査する。さらに、超音波トランスデューサーデバイス４からの距離を少しずつ変えて超音波３５が集中する場所を深さ方向に走査する。これにより、超音波３５が集中する場所を発信制御部２６が３次元方向に走査する。
【００８４】
画像処理部５２は超音波トランスデューサーデバイス４の＋Ｚ方向側の空間の各場所で反射した反射波３６の強度を示す電気信号を第２整相加算部５１から入力する。画像処理部５２は３次元の反射波３６の強度分布を所定の面で切断した断面図を演算する。さらに、画像処理部５２は３次元の反射波３６の強度分布の斜視図を演算する。そして、断面図及び斜視図を表示ユニット１７に出力する。表示ユニット１７は反射波３６の強度分布を示す３次元画像の断面図及び斜視図を表示する。操作者はこの断面図及び斜視図を観察して被検体２５の界面２５ａの状態を確認する。
【００８５】
図３は第１回路基板及び第２回路基板上の回路を示すブロック図である。図３に示すように、第１回路基板５には受信超音波素子３７、多重化処理部３８及び増幅部３９がそれぞれ複数設置されている。各部位の個数は特に限定されないが、本実施形態では、例えば、第１回路基板５には受信超音波素子３７がマトリックス状に６４行且つ６４列配置されている。１つの多重化処理部３８に受信超音波素子３７が６４個接続されている。６４個の受信超音波素子３７がマトリックス状の１つの行を形成している。
【００８６】
そして、第１回路基板５には多重化処理部３８が６４個設置され、各行の受信超音波素子３７がそれぞれ異なる多重化処理部３８に接続されている。多重化処理部３８には６４個の増幅部３９が設置されている。そして、１つの多重化処理部３８が１つの増幅部３９に接続されている。さらに、１つの増幅部３９に１つの配線８が接続されているので、第１回路基板５と第２回路基板７とは６４個の配線８で接続されている。
【００８７】
増幅部３９につながる各配線８にＡ／Ｄ変換部４２、逆多重化処理部４３、第１整相加算部４４、シリアル変換部４５及び第２電光変換部４６が直列に接続されている。そして、各第２電光変換部４６に第２発光部４７が設置されている。
【００８８】
受信超音波素子３７の配列は６４行６４列であるので、受信超音波素子３７の個数は４０９６個である。一方配線８は６４本であり、受信超音波素子３７の個数より少なくなっている。配線８の本数を減らすことにより、第２回路基板７から第１回路基板５に配線８を伝わって伝熱されることが抑制される。従って、Ａ／Ｄ変換部４２が発熱しても受信超音波素子３７が熱によりノイズを発生することを抑制することができる。
【００８９】
第２発光部４７の個数は６４個であるので、光ケーブル１８の本数も６４本になっている。光ケーブル１８は本数が少ない程変形しやすくなるので、超音波プローブ２を操作しやすくすることができる。
【００９０】
図４は第１回路基板の構造を示す模式平面図である。第１回路基板５の第１面５ａには受信超音波素子基板５３、多重化処理部３８及び増幅部３９が設置されている。受信超音波素子基板５３上には発信超音波素子３４及び受信超音波素子３７が交互に複数設置されている。
【００９１】
図５は多重化処理部の機能を説明するための図である。図５には６つのタイムチャートが記載されている。各タイムチャートの横軸は時間の経過を示し時間は図中左側から右側に推移する。縦軸は電圧を示している。上段のサンプリング線５４は多重化処理部３８が受信超音波素子３７の出力電圧をサンプリングするタイミングを示す線である。多重化処理部３８はサンプリング線５４が立ち上がるタイミングで受信超音波素子３７の出力電圧をサンプリングする。サンプリング線５４は等間隔で矩形波が設置された波形を示す。
【００９２】
図中サンプリング線５４の下側に位置する第１反射波信号５５〜第４反射波信号５８はそれぞれ受信超音波素子３７が多重化処理部３８に出力する電気信号である。この電気信号は各受信超音波素子３７から出力されるので、この電気信号が多重化処理部３８に出力される。本実施形態では、１つの多重化処理部３８が６４個の電気信号を多重化して１個の電気信号にするが、説明を分かり易くするために４個の電気信号を多重化して１個の電気信号にする例を用いて説明する。図中第４反射波信号５８の下側に位置するプロット５９は多重化処理部３８が合成したデータ列を示す。
【００９３】
サンプリング線５４の第１時点５４ａにおいて多重化処理部３８は第１反射波信号５５の電圧を第１１電圧５５ａとしてプロット５９に加える。次に、サンプリング線５４の第２時点５４ｂにおいて多重化処理部３８は第２反射波信号５６の電圧を第２１電圧５６ａとしてプロット５９に加える。続いて、サンプリング線５４の第３時点５４ｃにおいて多重化処理部３８は第３反射波信号５７の電圧を第３１電圧５７ａとしてプロット５９に加える。次に、サンプリング線５４の第４時点５４ｄにおいて多重化処理部３８は第４反射波信号５８の電圧を第４１電圧５８ａとしてプロット５９に加える。
【００９４】
このように、サンプリング線５４が示すタイミングにあわせて第１反射波信号５５〜第４反射波信号５８から順次電圧をプロット５９に加える。次に、第４反射波信号５８からサンプリングした後に、さらに、第１反射波信号５５〜第４反射波信号５８の電圧をサンプリングして順次プロット５９に加える。これにより、第１２電圧５５ｂ、第２２電圧５６ｂ、第３２電圧５７ｂ、第４２電圧５８ｂがプロット５９に加えられる。
【００９５】
同様の手順で第１３電圧５５ｃ、第２３電圧５６ｃ、第３３電圧５７ｃ、第４３電圧５８ｃがプロット５９に加えられる。続いて、第１４電圧５５ｄ、第２４電圧５６ｄ、第３４電圧５７ｄ、第４４電圧５８ｄがプロット５９に加えられる。さらに、第１反射波信号５５〜第４反射波信号５８の電気信号が終了するまで多重化処理部３８はサンプリングしてプロット５９に加える。その結果、プロット５９には第１反射波信号５５〜第４反射波信号５８の電気信号を順番に所定の間隔で配置したデータになる。プロット５９が示すデータは第１反射波信号５５〜第４反射波信号５８を含むデータであり圧縮されたデータになっている。
【００９６】
プロット５９が示す電気信号は増幅部３９及びＡ／Ｄ変換部４２を経て逆多重化処理部４３が入力する。逆多重化処理部４３は多重化処理部３８が行った処理と逆の処理を行う。逆多重化処理部４３はプロット５９の内、第１１電圧５５ａ、第１２電圧５５ｂ、第１３電圧５５ｃ及び第１４電圧５５ｄのデータを繋げて第１反射波信号５５を復元する。さらに、逆多重化処理部４３はプロット５９の内、第２１電圧５６ａ、第２２電圧５６ｂ、第２３電圧５６ｃ及び第２４電圧５６ｄのデータを繋げて第２反射波信号５６を復元する。
【００９７】
さらに、逆多重化処理部４３はプロット５９の内、第３１電圧５７ａ、第３２電圧５７ｂ、第３３電圧５７ｃ及び第３４電圧５７ｄのデータを繋げて第３反射波信号５７を復元する。さらに、逆多重化処理部４３はプロット５９の内、第４１電圧５８ａ、第４２電圧５８ｂ、第４３電圧５８ｃ及び第４４電圧５８ｄのデータを繋げて第４反射波信号５８を復元する。このようにして、逆多重化処理部４３は第１反射波信号５５〜第４反射波信号５８を復元する。
【００９８】
図６は超音波トランスデューサーデバイスにおける超音波の射出を説明するための模式図である。図６に示すように、受信超音波素子基板５３には発信超音波素子３４及び受信超音波素子３７が交互に配置されている。複数の発信超音波素子３４はタイミングをずらして超音波３５を射出する。発信超音波素子３４が射出する超音波３５のタイミングは発信制御部２６が指示する。発信超音波素子３４はＸ方向及びＹ方向の２つの方向で超音波３５を射出するタイミングが制御されている。
【００９９】
複数の超音波３５が重なるとき波の腹となる場所が重なる場所で波の強度が大きくなる。発信制御部２６は特定の場所で超音波３５の強度が大きくなるように各発信超音波素子３４が超音波３５を射出するタイミングを制御する。このように制御することにより、超音波トランスデューサーデバイス４から射出される超音波３５は集中点６２にて強度が最大になる。発信制御部２６は集中点６２の位置をＸ方向及びＹ方向に移動して走査する。さらに、Ｚ方向にも移動して走査する。
【０１００】
図７は超音波トランスデューサーデバイスにおける超音波の受信を説明するための模式図である。図７に示すように、集中点６２が界面２５ａ上に位置するとき、集中点６２から強い反射波３６が超音波トランスデューサーデバイス４に向かって進行する。受信超音波素子基板５３上の複数の受信超音波素子３７と集中点６２との距離は受信超音波素子３７毎に異なっている。従って、各受信超音波素子３７が受信する反射波３６は時間がずれる。時間のずれる量は集中点６２と各受信超音波素子３７との距離を反射波３６の速度で除算した量になっている。
【０１０１】
集中点６２の位置は発信制御部２６が制御しているので既知である。従って、集中点６２と各受信超音波素子３７との相対位置も既知になっている。従って、反射波３６が各受信超音波素子３７に到達する時間の差も既知である。
【０１０２】
図８は第１整相加算部の機能を説明するための図である。図８には５つのタイムチャートが記載されている。各タイムチャートの横軸は時間の経過を示し時間は図中左側から右側に推移する。縦軸は電圧を示している。上段の第１反射波線６３、第２反射波線６４、第３反射波線６５及び第４反射波線６６は受信超音波素子３７が受信する反射波３６の内の４つを示している。受信超音波素子３７は第１行〜第６４行まで並んでいる。この４つの波形は同じ第１行に並ぶ受信超音波素子３７が出力した電気信号のデジタル信号である。この４つの波形は第１整相加算部４４が入力する電気信号の波形の一部を示す。本実施形態では、１つの第１整相加算部４４が６４個の電気信号を加算して１個の第１合成信号にするが、説明を分かり易くするために４個の電気信号を加算して１個の第１合成信号にする例を用いて説明する。
【０１０３】
第２反射波線６４及び第３反射波線６５は集中点６２に近い場所の受信超音波素子３７の波形である。第１反射波線６３及び第４反射波線６６は集中点６２から離れた場所の受信超音波素子３７の波形である。第１整相加算部４４は発信制御部２６から各受信超音波素子３７と集中点６２との相対位置のデータを入力する。そして、第１整相加算部４４は第１反射波線６３から第４反射波線６６の各波形の補正量を演算する。演算する補正量は集中点６２と対向する場所に受信超音波素子３７が位置するときに受信超音波素子３７が受信する反射波３６に対する補正量である。
【０１０４】
第１補正量６３ａは第１反射波線６３の補正量であり、第２補正量６４ａは第２反射波線６４の補正量である。第３補正量６５ａは第３反射波線６５の補正量であり、第４補正量６６ａは第４反射波線６６の補正量である。第２反射波線６４及び第３反射波線６５は集中点６２に近い場所の受信超音波素子３７が受信した波形なので第２補正量６４ａ及び第３補正量６５ａは短い時間になっている。第１反射波線６３及び第４反射波線６６は集中点６２から離れた場所の受信超音波素子３７が受信した波形なので第１補正量６３ａ及び第４補正量６６ａは長い時間になっている。
【０１０５】
第１整相加算部４４は複数の受信超音波素子３７が出力する電気信号を入力する。そして、複数の電気信号を時間軸方向に移動させて合成して合成信号を出力する。詳しくは、第１整相加算部４４は第１反射波線６３を時間軸方向に第１補正量６３ａの時間移動する。さらに、第１整相加算部４４は第２反射波線６４を時間軸方向に第２補正量６４ａの時間移動する。さらに、第１整相加算部４４は第３反射波線６５を時間軸方向に第３補正量６５ａの時間移動する。さらに、第１整相加算部４４は第４反射波線６６を時間軸方向に第４補正量６６ａの時間移動する。そして、時間軸方向に移動した第１反射波線６３〜第４反射波線６６の各時間における電圧を加算する。このように、他の波形についても時間軸方向に移動させる。そして、時間軸方向に移動した各反射波線の各時間における電圧を加算する。
【０１０６】
以上の演算では第１行の４つの電圧信号を合成する手順を示した。受信超音波素子３７の第１行には６４個の受信超音波素子３７が配列しているので、６４個の反射線を時間補正して加算する。その結果、行合成反射波線６７を得る。行合成反射波線６７は第１行の受信超音波素子３７の出力を合成した結果である。第１行の受信超音波素子３７における行合成反射波線６７を第１行反射線とする。超音波トランスデューサーデバイス４には受信超音波素子３７が６４行並んでいるので第２行〜第６４行においても同様の方法で行合成反射波線６７を演算する。そして、第２行〜第６４行の行合成反射波線６７に対応する第２行反射線〜第６４行反射線を演算する。第１行反射線〜第６４行反射線が合成信号としての第１合成信号を示す。
【０１０７】
図９は第２整相加算部の機能を説明するための図である。図９には５つのタイムチャートが記載されている。各タイムチャートの横軸は時間の経過を示し時間は図中左側から右側に推移する。縦軸は電圧を示している。上段の第１行反射波線６８、第２行反射波線６９、第３行反射波線７０及び第４行反射波線７１は第１整相加算部４４が演算して合成した行合成反射波線６７の内の４つの例を示している。本実施形態では、１つの第２整相加算部５１が６４個の行合成反射波線６７を加算して１個の第２合成信号にするが、説明を分かり易くするために４個の行合成反射波線６７を加算して１個の第２合成信号にする例を用いて説明する。
【０１０８】
第４行反射波線７１は集中点６２に近い行の行合成反射波線６７の波形である。第３行反射波線７０、第２行反射波線６９、第１行反射波線６８の順に集中点６２から離れた行の行合成反射波線６７の波形になっている。第１整相加算部４４は発信制御部２６から受信超音波素子３７の各行と集中点６２との相対位置のデータを入力する。そして、第２整相加算部５１は第１行反射波線６８〜第４行反射波線７１の各波形の補正量を演算する。演算する補正量は集中点６２と対向する場所に受信超音波素子３７が位置するときに受信超音波素子３７が受信する反射波３６に対する補正量である。
【０１０９】
第１行補正量６８ａは第１行反射波線６８の補正量であり、第２行補正量６９ａは第２行反射波線６９の補正量である。第３補正量７０ａは第３行反射波線７０の補正量であり、第４補正量７１ａは第４行反射波線７１の補正量である。補正量は集中点６２に近い行程小さいので、第１行補正量６８ａが長い時間になり第４補正量７１ａが短い時間になっている。
【０１１０】
第２整相加算部５１は第１整相加算部４４が出力する第１合成信号を入力する。そして、複数の第１合成信号を時間軸方向に移動させて合成して合成信号を出力する。詳しくは、第２整相加算部５１は第１行反射波線６８を時間軸方向に第１行補正量６８ａの時間移動する。さらに、第２整相加算部５１は第２行反射波線６９を時間軸方向に第２行補正量６９ａの時間移動する。さらに、第２整相加算部５１は第３行反射波線７０を時間軸方向に第３補正量７０ａの時間移動する。さらに、第２整相加算部５１は第４行反射波線７１を時間軸方向に第４補正量７１ａの時間移動する。そして、時間軸方向に移動した第１行反射波線６８〜第４行反射波線７１の各時間における電圧を加算する。このように、他の波形についても時間軸方向に移動させる。そして、時間軸方向に移動した各反射波線の各時間における電圧を加算する。
【０１１１】
以上の演算では第１行〜第４行の４つの第１合成信号を合成する手順を示した。超音波トランスデューサーデバイス４には６４行の受信超音波素子３７が配列しているので、６４行の第１合成信号を時間補正して加算する。その結果、合成反射波線７２を得る。合成反射波線７２は超音波トランスデューサーデバイス４が備える総ての受信超音波素子３７の出力を合成した結果である。以上の手順により１つの集中点６２に対する合成反射波線７２を得る。合成反射波線７２のピーク値の電圧を集中点６２における反射波３６の強度とする。
【０１１２】
発信制御部２６は集中点６２をＸ方向及びＹ方向に走査する。さらに、発信制御部２６は集中点６２の深さを変えてＸ方向及びＹ方向に走査する。そして、各集中点６２における反射波３６の強度を演算する。予め設定した領域内の反射波３６の強度が測定できたら画像処理部５２が反射波３６の強度分布画像を演算して表示ユニット１７に表示する。
【０１１３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波測定装置１は第１整相加算部４４、第２電光変換部４６、第２発光部４７、光ケーブル１８、第２受光部４８及び第２光電変換部４９を備えている。第１整相加算部４４は複数の受信超音波素子３７が出力する電気信号を入力する。そして、第１整相加算部４４は各電気信号を時間軸方向に移動させて合成する。そして、合成した第１合成信号を出力する。第２電光変換部４６及び第２発光部４７は第１合成信号を入力する。そして、第１合成信号を光信号に変換する。光ケーブル１８は光信号を伝送する。第２受光部４８及び第２光電変換部４９は光信号を入力して電気信号に変換する。
【０１１４】
発信超音波素子３４が射出した超音波３５は界面２５ａで反射し、反射した反射波３６を受信超音波素子３７が受信する。このとき、反射波３６が反射した場所から離れている受信超音波素子３７は反射波３６が反射した場所に近い受信超音波素子３７に比べて遅く反射波３６を受信する。従って、各受信超音波素子３７が受信して出力する電気信号を時間軸方向に移動させて合成した第１合成信号は受信超音波素子３７と超音波３５が反射した場所との距離情報を含み雑音に比較して信号強度の高い信号になる。
【０１１５】
各受信超音波素子３７が電気信号を出力するので受信超音波素子３７の数が多くなると受信超音波素子３７群が出力する電気信号の数が多くなる。そして、第１整相加算部４４が複数の電気信号を合成して第１合成信号にする。これにより、光ケーブル１８が伝送する電気信号の量を減らすことができる。そして、第２電光変換部４６及び第２発光部４７が第１合成信号を光信号に変換して、光ケーブル１８が光信号を伝送する。第２受光部４８及び第２光電変換部４９が光信号を入力して電気信号に変換する。この電気信号は第１合成信号である。  これにより、各受信超音波素子３７が出力する電気信号を合成した第１合成信号を活用できる。
【０１１６】
受信超音波素子３７が出力する電気信号をそのまま伝送するときには伝送用の配線の本数が多くなる。電気信号の配線には金属が用いられるので、配線の本数が多いと配線が曲がり難くなり操作性が低減する。超音波測定装置１では電気信号に替えて光信号を光ケーブル１８が伝送する。光ケーブル１８にはガラス線や透明な樹脂線の細い線を用いることができるので、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる。さらに、第２電光変換部４６及び第２発光部４７が光信号を出力する前の段階で第１整相加算部４４が電気信号を合成するので、伝送する光信号の量を減らすことができる。その結果、さらに、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波測定装置１にすることができる。
【０１１７】
（２）本実施形態によれば、受信超音波素子３７が出力する電気信号はアナログ信号である。そして、超音波測定装置１はＡ／Ｄ変換部４２及びシリアル変換部４５を備えている。Ａ／Ｄ変換部４２はアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号はデジタル演算装置を用いることにより高度な演算を行い、超音波断面画像を形成することができる。Ａ／Ｄ変換部４２がデジタル信号を出力した後に第１整相加算部４４が第１合成信号を出力する。第１整相加算部４４はデジタル信号を用いて処理することができるので、アナログ信号を用いるときに比べて容易に処理することができる。そして、第１整相加算部４４が第１合成信号を出力した後にシリアル変換部４５がデジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力する。シリアル信号は、パラレル信号に比べて信号配線の本数を減らすことができる。その結果、さらに、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波測定装置１にすることができる。
【０１１８】
（３）本実施形態によれば、超音波測定装置１は第１回路基板５及び第２回路基板７を備えている。第１回路基板５には受信超音波素子３７が設置されている。第２回路基板７にはＡ／Ｄ変換部４２が設置されている。第１回路基板５と第２回路基板７とは分離され配線８により接続されている。Ａ／Ｄ変換部４２が高速に変換処理を行うとき、Ａ／Ｄ変換部４２が発熱する。これにより第２回路基板７の温度が上昇する。
【０１１９】
第１回路基板５には受信超音波素子３７が設置されている。受信超音波素子３７は温度が上昇するとノイズが増加し出力する電気信号が変動するので、受信超音波素子３７が検出する反射波３６の強度の検出精度が低下する。一方、第１回路基板５と第２回路基板７とは分離しており、配線８により接続されている。従って、第２回路基板７の温度が上昇しても第１回路基板５の温度上昇が抑制される為、受信超音波素子３７が検出する反射波３６の強度の検出精度が低下することを抑制することができる。
【０１２０】
（４）本実施形態によれば、第２回路基板７は第２放熱部１０を備え、第２放熱部１０は第２回路基板７の熱を放熱する。これにより、第２回路基板７の温度上昇を抑制することができる。
【０１２１】
（５）本実施形態によれば、第１回路基板５は第１放熱部９を備え、第１放熱部９は第１回路基板５の熱を放熱する。これにより、第１回路基板５の温度上昇を抑制することができる。
【０１２２】
（６）本実施形態によれば、第１回路基板５と第２回路基板７との間には断熱部２４が設置され、断熱部２４は第２回路基板７から第１回路基板５に伝わる伝導熱を遮断する。従って、第２回路基板７が温度上昇しても第１回路基板５の温度が上昇することを抑制できる。
【０１２３】
（７）本実施形態によれば、超音波測定装置１は第１回路基板５及び第２回路基板７を備えている。第１回路基板５には受信超音波素子３７が設置されている。第２回路基板７にはＡ／Ｄ変換部４２が設置されている。第１回路基板５と第２回路基板７とは分離され配線８により接続されている。Ａ／Ｄ変換部４２が高速に変換処理を行うとき、Ａ／Ｄ変換部４２が発熱する。これにより第２回路基板７の温度が上昇する。
【０１２４】
第１回路基板５と第２回路基板７とは分離しており、配線８により接続されている。従って、第２回路基板７の温度が上昇しても第１回路基板５の温度上昇が抑制される為、受信超音波素子３７が検出する反射波３６の強度の検出精度が低下することを抑制することができる。
【０１２５】
そして、多重化処理部３８が第１回路基板５に設置されている。従って、配線８が伝送する信号の量を減らすことができる為、配線８を細くすることができる。その結果、第２回路基板７の熱が第１回路基板５に伝導することを抑制することができる。
【０１２６】
（８）本実施形態によれば、超音波プローブ２は第１整相加算部４４、第２電光変換部４６及び第２発光部４７を備えている。第１整相加算部４４は複数の受信超音波素子３７が出力する電気信号を入力する。そして、第１整相加算部４４は各電気信号を時間軸方向に移動させて合成する。そして、合成した第１合成信号を出力する。第２電光変換部４６及び第２発光部４７は第１合成信号を入力する。そして、第１合成信号を光信号に変換する。光信号は光ケーブル１８にて伝送される。
【０１２７】
発信超音波素子３４が射出した超音波３５が界面２５ａで反射し、反射した反射波３６を受信超音波素子３７が受信する。このとき、反射波３６が反射した場所から離れている受信超音波素子３７は反射波３６が反射した場所に近い受信超音波素子３７に比べて遅く反射波３６を受信する。従って、各受信超音波素子３７が受信して出力する電気信号を時間軸方向に移動させて合成した第１合成信号は受信超音波素子３７と超音波３５が反射した場所との距離情報を含み雑音に比較して信号強度の高い信号になる。
【０１２８】
各受信超音波素子３７が電気信号を出力するので受信超音波素子３７の数が多くなると受信超音波素子３７群が出力する電気信号の数が多くなる。そして、第１整相加算部４４が複数の電気信号を合成して第１合成信号にする。これにより、光ケーブル１８が伝送する電気信号の量を減らすことができる。そして、第２電光変換部４６及び第２発光部４７が第１合成信号を光信号に変換して、光ケーブル１８が光信号を伝送する。
【０１２９】
受信超音波素子３７が出力する電気信号をそのまま伝送するときには伝送用の配線の本数が多くなる。電気信号の配線には金属が用いられるので、配線の本数が多いと配線が曲がり難くなり操作性が低減する。超音波測定装置１では電気信号に替えて光信号を光ケーブル１８が伝送する。光ケーブル１８にはガラス線や透明な樹脂線の細い線を用いることができるので、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる。さらに、第２電光変換部４６及び第２発光部４７が光信号を出力する前の段階で第１整相加算部４４が電気信号を合成するので、伝送する光信号の量を減らすことができる。その結果、さらに、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波プローブ２にすることができる。
【０１３０】
（第２の実施形態）
次に、超音波測定装置の一実施形態について図１０の超音波測定装置の電気ブロック図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図２に示した逆多重化処理部４３が入出力制御部６でなく制御ユニット１３に設置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１３１】
すなわち、本実施形態では、図１０に示すように、超音波測定装置７５では制御装置７６に制御ユニット７７が設置されている。超音波プローブ７８の内部には入出力制御部７９が設置され、入出力制御部７９には第２回路基板８０が設置されている。超音波プローブ７８には第１回路基板５及び第２回路基板８０が設置されている。
【０１３２】
入出力制御部７９の第２回路基板８０には複数のＡ／Ｄ変換部４２、シリアル変換部４５、第２電光変換部４６及び第２発光部４７が設置され、この順に配線３０により接続されている。制御ユニット７７には第２受光部４８、第２光電変換部４９、パラレル変換部５０、逆多重化処理部４３、整相加算部８１、画像処理部５２が設置され、この順に配線３０により接続されている。
【０１３３】
整相加算部８１は第１の実施形態における第１整相加算部４４及び第２整相加算部５１の両方の機能を兼ね備えている。整相加算部８１は各行の受信超音波素子３７が出力する電気信号を合成して第１合成信号を演算する機能を備えている。さらに、各行の第１合成信号を合成して第２合成信号を演算する機能を備えている。
【０１３４】
次に、受信超音波素子３７が反射波３６を受信した後の信号の流れを説明する。反射波３６は複数の受信超音波素子３７に到達し、複数の受信超音波素子３７が反射波３６に反応する。そして、複数の受信超音波素子３７は反射波３６に対応する超音波信号を多重化処理部３８に出力する。
【０１３５】
多重化処理部３８は複数の超音波素子が出力する電気信号を入力して複数の電気信号を時分割多重化し、時分割多重化した多重化信号を増幅部３９に出力する。増幅部３９は多重化信号を増幅し増幅された多重化信号を配線８を介して入出力制御部７９の第２回路基板８０に出力する。第２回路基板８０ではＡ／Ｄ変換部４２が多重化信号を入力する。
【０１３６】
受信超音波素子３７が出力する電気信号はアナログ信号であり、多重化処理部３８が出力する多重化信号はアナログ信号である。従って、Ａ／Ｄ変換部４２が入力する多重化信号はアナログ信号である。そして、Ａ／Ｄ変換部４２はアナログ信号をデジタル信号に変換してシリアル変換部４５に出力する。シリアル変換部４５はデジタル信号のパラレル信号を入力してシリアル化し、シリアル信号を第２電光変換部４６に出力する。
【０１３７】
第２電光変換部４６及び第２発光部４７は多重化信号のシリアル信号を入力して多重化信号のシリアル信号を光信号に変換して出力する。このように、多重化処理部３８が多重化信号を出力した後に第２電光変換部４６及び第２発光部４７が光信号を出力する。出力された光信号を光ケーブル１８が制御装置７６の制御ユニット７７に伝送する。
【０１３８】
光ケーブル１８が伝送する光信号は多重化処理部３８が時分割多重化した多重化信号である。さらに、シリアル変換部４５がシリアル化したシリアル信号である。第２受光部４８及び第２光電変換部４９は光信号を入力して電気信号に変換する。この電気信号はデジタル信号のシリアル信号である。
【０１３９】
上述したような本実施形態の構成にすることにより、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波測定装置７５は多重化処理部３８、第２電光変換部４６、第２発光部４７、光ケーブル１８、第２受光部４８及び第２光電変換部４９を備えている。多重化処理部３８は複数の受信超音波素子３７が出力する電気信号を入力する。そして、多重化処理部３８は電気信号を時分割多重化する。そして、時分割多重化した多重化信号を出力する。第２電光変換部４６及び第２発光部４７は多重化信号を入力する。そして、多重化信号を光信号に変換する。光ケーブル１８は光信号を伝送する。第２受光部４８及び第２光電変換部４９は光信号を入力して電気信号の多重化信号に変換する。
【０１４０】
各受信超音波素子３７が電気信号を出力するので受信超音波素子３７の数が多くなると受信超音波素子３７群が出力する電気信号の数が多くなる。そして、多重化処理部３８が複数の電気信号を時分割多重化する。これにより、光ケーブル１８が伝送する電気信号の量を減らすことができる。そして、多重化処理部３８が多重化信号を出力した後に第２電光変換部４６及び第２発光部４７が多重化信号を光信号に変換して、光ケーブル１８が光信号を伝送する。第２受光部４８及び第２光電変換部４９が光信号を入力して電気信号に変換する。この電気信号は多重化信号である。これにより、各受信超音波素子３７が出力する多重化信号を活用できる。
【０１４１】
受信超音波素子３７が出力する電気信号をそのまま伝送するときには伝送用の配線の本数が多くなる。電気信号の配線には金属が用いられるので、配線の本数が多いと配線が曲がり難くなり操作性が低減する。本実施形態の超音波測定装置７５では電気信号に替えて光信号を光ケーブル１８が伝送する。光ケーブル１８にはガラス線や透明な樹脂線の細い線を用いることができるので、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる。さらに、受信超音波素子３７と第２電光変換部４６及び第２発光部４７との間に多重化処理部３８が配置され、多重化処理部３８が電気信号を時分割多重化するので、伝送する光信号の量を減らすことができる。その結果、さらに、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波測定装置７５にすることができる。
【０１４２】
（２）本実施形態によれば、受信超音波素子３７が出力する電気信号はアナログ信号である。そして、超音波測定装置７５はＡ／Ｄ変換部４２及びシリアル変換部４５を備えている。Ａ／Ｄ変換部４２はアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号はデジタル演算装置を用いることにより高度な演算を行い、超音波断面画像を形成することができる。そして、シリアル変換部４５がデジタル信号をシリアル化してシリアル信号を出力する。シリアル信号は、パラレル信号に比べて信号配線の本数を減らすことができる。その結果、さらに、光ケーブル１８を細く湾曲可能にできる為、操作性の良い超音波測定装置７５にすることができる。
【０１４３】
（第３の実施形態）
次に、超音波測定装置の一実施形態について図１１の第１回路基板及び第２回路基板上の回路を示すブロック図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、受信超音波素子３７が出力する電気信号を増幅部３９が増幅した後に多重化処理部３８が時分割多重化する点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１４４】
すなわち、本実施形態では、図１１に示すように、超音波測定装置８４では超音波プローブ８５には超音波トランスデューサーデバイス８６が設置され、超音波トランスデューサーデバイス８６には第１回路基板８７が設置されている。超音波トランスデューサーデバイス８６には受信超音波素子３７がマトリックス状に設置され、各受信超音波素子３７は反射波３６を受信する。そして、反射波３６の波形を電気信号に変換して出力する。
【０１４５】
受信超音波素子３７と接続して増幅部３９が設置され、増幅部３９は受信超音波素子３７が出力する電気信号を増幅する。そして、複数の増幅部３９が多重化処理部３８と接続されている。増幅部３９により増幅された電気信号が多重化処理部３８に出力される。
【０１４６】
第１の実施形態における超音波トランスデューサーデバイス４に比べると増幅部３９の数が多く設置されている。各受信超音波素子３７の出力を増幅部３９が個別に増幅する為、受信超音波素子３７の素子容量が小さいときにも受信感度を高めることができる。従って、超音波トランスデューサーデバイス８６の受信特性を向上させることができる。
【０１４７】
第１回路基板８７では増幅部３９が受信超音波素子３７と接近して配置されている。これにより、増幅部３９が受信超音波素子３７との間の配線容量を減らすことができる。そして、増幅部３９の出力のＳ／Ｎ比（ｓｉｇｎａｌ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）性能を向上することができる。従って、受信超音波素子３７の素子容量を小さくしても受信超音波素子３７の受信感度を高めることができる。
【０１４８】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、発信超音波素子３４の行列が集中点６２の一点に超音波３５を集中させた。他にも、発信超音波素子３４の行列が線状に超音波３５を集中させてもよい。このときにも第１整相加算部４４が各行の行合成反射信号を合成する。そして、画像処理部５２が超音波トランスデューサーデバイス４の列方向の各位置における反射波３６の反射強度を解析しても良い。
【０１４９】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、第１放熱部９、第２放熱部１０及び冷却ユニット１４が第１回路基板５及び第２回路基板７を冷却した。他にもペルチェ素子を用いて第１回路基板５及び第２回路基板７を冷却しても良い。制御装置３を小型にすることができる。
【０１５０】
前記第１の実施形態では、パルス信号出力部３３が第２回路基板７に設置された。発信超音波素子３４の駆動電圧が低電圧であり、パルス信号出力部３３の発熱が少ないときにはパルス信号出力部３３を第１回路基板５に設置しても良い。パルス信号出力部３３と発信超音波素子３４との間の配線を短くできるので、電磁波ノイズの発生を抑制できる。
【０１５１】
（変形例３）
前記第１の実施形態及び前記第２の実施形態では、発信超音波素子３４が超音波３５を射出して、受信超音波素子３７が反射波３６を受信した。１つの超音波素子が超音波３５を射出する機能と反射波３６を受信する機能を備えても良い。この場合には、発信と送信との切り替えスイッチを第１回路基板５に設けることで実現することができる。このとき、超音波素子の密度を高くすることができるので、超音波プローブ２が検出する空間分解能を高くすることができる。
【符号の説明】
【０１５２】
１，７５，８４…超音波測定装置、２，８５…超音波プローブ、５，８７…第１回路基板、７，８０…第２回路基板、８…配線部としての配線、９…第１放熱部、１０…第２放熱部、１８…光ファイバーとしての光ケーブル、２４…断熱部、３６…超音波としての反射波、３７…超音波素子としての受信超音波素子、３８…多重化処理部、４２…Ａ／Ｄ変換部、４４…合成処理部としての第１整相加算部、４５…シリアル変換部、４６…電光変換部としての第２電光変換部、４７…電光変換部としての第２発光部、４８…光電変換部としての第２受光部、４９…光電変換部としての第２光電変換部、６３…電気信号としての第１反射波線、６４…電気信号としての第２反射波線、６５…電気信号としての第３反射波線、６６…電気信号としての第４反射波線。
【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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