(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体プロセスバラつきに対して振動子の駆動電流が一定となる超音波診断装置を提供する。【解決手段】振動子と、駆動信号を生成する駆動信号生成部と、駆動信号に応じた駆動電流を出力し、振動子を駆動する送信回路と、を備える超音波診断装置であって、送信回路は、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタとのカレントミラーから成り、振動子に高電圧トランジスタが接続される振動子駆動部と、振動子駆動部の低電圧トランジスタに駆動信号に応じた動作電流を供給する電流源から構成され、駆動信号生成部は、振動子駆動部と同じ構成である送信回路駆動部レプリカと、送信回路駆動部レプリカの高電圧トランジスタに流れる電流を検出し、電流を一定に制御するフィードバック制御部と、を備えている。【選択図】図１
2019166141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子と、駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号に応じた駆動電流を出力し、前記振動子を駆動する送信回路と、を備える超音波診断装置であって、
前記送信回路は、
低電圧トランジスタと高電圧トランジスタとのカレントミラーから成り、前記振動子に前記高電圧トランジスタが接続される振動子駆動部と、
前記振動子駆動部の低電圧トランジスタに前記駆動信号に応じた動作電流を供給する電流源から構成され、
前記駆動信号生成部は、
前記振動子駆動部と同じ構成である送信回路駆動部レプリカと、
前記送信回路駆動部レプリカの高電圧トランジスタに流れる電流を検出し、前記電流を一定に制御するフィードバック制御部と、を備え、
前記送信回路駆動部レプリカの低電圧トランジスタに動作電流を供給する電流源へ前記フィードバック制御部から印加する信号を、前記駆動信号として、前記振動子駆動部の低電圧トランジスタに動作電流を供給する電流源へ供給する超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記電流源を、前記駆動信号を電流に変えるトランジスタで構成し、当該トランジスタのゲート端子に、制御信号により前記駆動信号の入力をオン、オフするスイッチ手段を設け、前記駆動信号および前記制御信号に基づいて送信信号を生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記送信回路の、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタとのカレントミラーと、前記送信回路駆動部レプリカの、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタとのカレントミラーに、同一の電源電圧を印加したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記送信回路の低電圧トランジスタ、および前記送信回路駆動部レプリカの低電圧トランジスタに、それぞれ高電圧トランジスタを直列接続したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記フィードバック制御部を、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記送信回路駆動部レプリカの高電圧トランジスタに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部で検出した電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、
前記基準電圧生成部で生成した基準電圧と、前記電流電圧変換部で変換した電圧とを比較し、差分を検出する差分検出部と、
前記差分を電流に変換し、前記送信回路駆動部レプリカの低電圧トランジスタに供給する電圧電流変換部と、
で構成したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記駆動信号生成部が複数の送信回路に共通に設けられていることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記送信回路と前記駆動信号生成部とは、同一の半導体上に形成されていることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１に記載の超音波診断装置において
前記振動子駆動部を、ＰＭＯＳトランジスタから成る正側駆動部とＮＭＯＳトランジスタから成る負側駆動部で構成し、前記振動子に正負の異なる駆動電流を供給可能にし、
駆動電流を一定化する前記駆動信号生成部を、前記正側駆動部および負側駆動部のそれぞれに配置したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項８に記載の超音波診断装置において、
前記振動子駆動部は、正負に交互に反転する駆動電流を前記振動子に供給し、
前記振動子は、交互に反転する超音波を送信することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の超音波診断装置において、
超音波の対称波形を交互に送信し、受信波形を加算することで、基本波成分を除去することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記振動子が超音波プローブ内に配置され、
前記送信回路および前記駆動信号生成部が、メインフレーム内に配置され、
前記超音波プローブと前記メインフレームをケーブルで接続してなることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記振動子、前記送信回路および前記駆動信号生成部が超音波プローブ内に配置されてなることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の超音波診断装置において、
Ｍ×Ｎ個の２次元配列された振動子と、
それぞれの前記振動子に対応する、送信回路を含むＭ×Ｎ個のアナログフロントエンド回路と、
複数の送信回路に駆動信号を供給する駆動信号生成部を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の超音波診断装置において、
前記Ｍ×Ｎ個のアナログフロントエンド回路と前記駆動信号生成部とが、同一の半導体上に形成されていることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記送信回路の送信動作と、前記駆動信号生成部のキャリブレーション動作を同期して行い、前記駆動信号生成部を送信区間のみ動作させることを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置では、Tissue  Harmonic  Imaging（THI）と呼ばれる生体内で発生する歪成分を画像化する撮像方法があり、通常のBrightness（B）モード撮像と比較し、高調波成分を利用するため、基本波で発生するサイドローブやアーチファクトなどの影響を低減でき、高画質化が可能となる。THIには、生体内で発生した２次歪成分のみをフィルタで取り出すフィルタ法と、正負対称波を加算して基本波成分を取り除くパルスインバージョン法の２つの方法がある。フィルタ法は送受信１回で撮像可能であるが、基本波成分と高調波成分を分離する必要があるため狭帯域な送信波形が必要となり、空間分解能が低下する。一方、パルスインバージョン法は撮像に送受信２回必要であるが、基本波成分と高調波成分の分離が不要となるため、広帯域な送信が可能で空間分解能が向上することが知られており、昨今の超音波診断装置ではパルスインバージョン法を用いたTHIが主流となりつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１１４０１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パルスインバージョン法を用いたTHIで重要となるのが、送信波形の正負対称性である。正負の送受信信号を加算するため、送信波形の立ち上がり、立ち下りが異なると、加算後打消し残りが発生し画像劣化を招く。特に、High/Lowの離散信号を発生させるパルス送信回路では、トランジスタの極性が異なるPMOSトランジスタとNMOSトランジスタを使用して離散信号を生成するために、半導体のプロセスバラつきで正負非対称となることが知られている。
【０００５】
特許文献１では、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタで構成された送信回路駆動部に対して、同一構成のレプリカを用意し、そこに流れる電流の和を一定にすることによってプロセスバラつきに対して、駆動電流を一定にする技術が述べられている。しかしながら、特許文献１ではレプリカ部の低電圧トランジスタと高電圧トランジスタの電流の合計は一定になるが、半導体プロセスバラつきにより低電圧トランジスタと高電圧トランジスタに流れる電流比（ミラー比）が変動するため、送信回路駆動部の高電圧トランジスタに流れる電流、つまり駆動電流が一定にならず、高精度に正負対称な波形を形成することが困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、半導体プロセスバラつきに対して振動子の駆動電流が一定となる超音波診断装置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】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明の「超音波診断装置」の一例を挙げるならば、
振動子と、駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号に応じた駆動電流を出力し、前記振動子を駆動する送信回路と、を備える超音波診断装置であって、
前記送信回路は、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタとのカレントミラーから成り、前記振動子に前記高電圧トランジスタが接続される振動子駆動部と、前記振動子駆動部の低電圧トランジスタに前記駆動信号に応じた動作電流を供給する電流源から構成され、
前記駆動信号生成部は、前記振動子駆動部と同じ構成である送信回路駆動部レプリカと、前記送信回路駆動部レプリカの高電圧トランジスタに流れる電流を検出し、前記電流を一定に制御するフィードバック制御部と、を備え、
前記送信回路駆動部レプリカの低電圧トランジスタに動作電流を供給する電流源へ前記フィードバック制御部から印加する信号を、前記駆動信号として、前記振動子駆動部の低電圧トランジスタに動作電流を供給する電流源へ供給する超音波診断装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体プロセスバラつきに対して振動子の駆動電流を一定に保つことができる。
【０００９】
上記した以外の課題、構成、および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る駆動信号生成部と送信回路のブロック構成図である。
【図２】図１の詳細回路図の一例である。
【図３】図１の送信回路の制御信号と送信波形を示した図である。
【図４】実施例１の超音波診断装置の構成例を示した図である。
【図５】本発明の実施例２に係る駆動信号生成部と送信回路のブロック構成図である。
【図６】図５の詳細回路図の一例である。
【図７】図５の送信回路の制御信号と送信波形を示した図である。
【図８】（ａ）は駆動信号生成部無しの場合の、また（ｂ）は駆動信号生成部有りの場合の、パルスインバージョンの送信波形と残差成分を示した図である。
【図９】本発明の実施例３に係る、超音波診断装置の構成例を示した図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る、超音波診断装置の構成例を示した図である。
【図１１】図１０の送信回路の構成例を示した図である。
【図１２】本発明の実施例５に係る、超音波診断装置の構成例を示した図である。
【図１３】図１２の超音波診断装置の動作モードと消費電力を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００１２】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１４】
超音波診断装置は、非侵襲かつリアルタイムに観察することができる医療診断装置として広く利用されている。さらに、近年においては、従来の２次元画像に加え、３次元の立体画像なども表示できるようになり用途は拡大の一途をたどっている。一方、画質についてはＸ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置と比較すると低解像度のため、従来にも増した高画質化が求められている。以下では、本発明を、超音波診断装置に適用した例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る駆動信号生成部と送信回路を示したブロック構成図である。振動子８を駆動する送信回路１０２内部の駆動部７は、駆動信号生成部９から供給された駆動信号に応じた駆動電流を出力し、振動子８を駆動する。このとき、送信回路１０２には制御信号が入力され、この制御信号により駆動信号がオン、オフされることで出力に駆動電流が流れ、High、Lowの信号を生成することが可能となる。
【００１６】
駆動信号生成部９は基準電圧生成部１、差分検出部２、電圧電流変換部３、送信回路駆動部レプリカ４、電流検出部５、電流電圧変換部６で構成される。差分検出部２、電圧電流変換部３、送信回路駆動部レプリカ４、電流検出部５、電流電圧変換部６はフィードバック制御部を構成しており、差分検出部２の出力電圧は電圧電流変換部３で電流に変換され、送信回路駆動部レプリカ４へと伝達される。送信回路駆動部レプリカ４で、送信回路駆動部７と同様に駆動電流を発生させ、電流検出部５を介して、電流電圧変換部６で電圧信号に再び変換され、差分検出部２へと戻される。このとき、フィードバック効果により、最終的には差分検出部２の入力には基準電圧と等しい電圧が入力されることとなる。つまり電流電圧変換部６の出力電圧と基準電圧生成部１の基準電圧が等しいことを意味する。電流電圧変換部６への電流は、電流検出部５から伝達された駆動電流であるため、駆動電流は一定値となる。この駆動電流を発生するための電流は電圧電流変換部３の出力電流であり、この電流を駆動信号として送信回路１０２に入力することで、送信回路１０２から出力される駆動電流を一定に保つことができる。
【００１７】
図２に、具体的な構成例を示す。送信回路１０２は、駆動信号を電流に変えるNMOSトランジスタ１９と、駆動信号を制御信号によってオン、オフするスイッチ１８と、駆動部７と、負荷抵抗２０で構成される。駆動部７は、高電圧の電源VDD1を印加するためにNMOSトランジスタ保護用レベルシフトである高電圧NMOSトランジスタ１５と、低電圧PMOSトランジスタ１６と高電圧PMOSトランジスタ１７とのカレントミラーで構成される。駆動信号を電流に変えるNMOSトランジスタ１９は、低電圧PMOSトランジスタ１６に駆動電流に応じた動作電流を流す電流源ということができる。
【００１８】
駆動信号生成部９については、基準電圧生成部１は抵抗１０と電流源１１で構成される。差分検出部２はOPAMP１３で構成され、OPAMP１３の出力は電圧電流変換部３に接続されている。電圧電流変換部３は、NMOSトランジスタ１４でOPＡMP１３からの出力電圧を電流に変換し、駆動部レプリカ４に入力する。駆動部レプリカ４から出力された駆動電流は、NMOSトランジスタ２１、２２のカレントミラーで構成される電流検出部５から出力される。この電流が、電流電圧変換部６である抵抗１２で再び電圧に変換され、差分検出部２に入力される。NMOSトランジスタ１４は、送信回路駆動部レプリカ４の低電圧PMOSトランジスタ１６に動作電流を流す電流源ということができる。
【００１９】
さらに詳細動作について説明する。OPAMP１３のマイナス端子は電流源１１と電源VDDに接続された抵抗１０の片側に接続され、プラス端子は電源VDDに接続された抵抗１２の片側端子と電流検出部５のNMOSトランジスタ２２のドレイン端子に接続されている。このとき、OPＡMP１３のマイナス端子の電圧をVoとし、初期状態でOPAMP１３のプラス端子は、NMOSトランジスタ２２の電流がゼロとすると、VDDとなる。OPAMP１３の出力はHighとなり、NMOSトランジスタ１４がオンするため、NMOSトランジスタ１４のドレイン端子からは電流Icが供給され、駆動部レプリカ４へと入力される。駆動部レプリカ４の出力からはIDRIVE’が出力され、電流検出部５へ入力される。電流検出部５のNMOSトランジスタ２１と２２はミラー比N:1のカレントミラーであり、NMOSトランジスタ２２のドレイン端子からはIDRIVE’/Nの電流が電流電圧変換部６である抵抗１２へと印加される。このとき、一連の動作は負帰還動作するため、OPAMP１３のプラス端子とマイナス端子は同電位になるように自動で制御される。つまり、OPAMP１３のプラス端子はVoとなる。抵抗１０と抵抗１２の抵抗値が等しいものとすると、NMOSトランジスタ２２のドレインからは、電流源１１と等しいIbが供給されることとなる。電流検出部５のNMOSトランジスタのカレントミラー比はN:1であるため、IDRIVE’は式（１）のようになる。
［式１］
ＩＤＲＩＶＥ’＝Iｂ／Ｎ      （１）
【００２０】
このとき、駆動部レプリカ４の低電圧トランジスタ１６と高電圧トランジスタ１７のミラー比をMとすると、NMOSトランジスタ１４から駆動部レプリカ４のPMOSトランジスタ１６に供給される電流は式（２）となる。
［式２］
Ｉｃ＝ＩＤＲＩＶＥ’／Ｍ＝Iｂ／（Ｎ×Ｍ）      （２）
【００２１】
送信回路１０２のNMOSトランジスタ１９には、スイッチ１８がオン時には駆動信号生成部９のNMOSトランジスタ１４と同じ電位が駆動信号として、ゲート端子に入力される。そのため、NMOSトランジスタ１４のドレイン端子からは駆動信号生成部９の駆動部レプリカ４に入力されるIcと同じ電流が、送信回路駆動部７にも入力されることになる。送信回路駆動部７も駆動部レプリカ４と同一の低電圧PMOSトランジスタ１６と高電圧PMOSトランジスタ１７で構成されるため、ミラー比はMとなり、IDRIVEは式（３）となる。
［式３］
ＩＤＲＩＶＥ＝Ｍ×Ｉｃ＝Iｂ／Ｎ      （３）
【００２２】
つまり、電流源１１の電流値Ibと電流検出部５のミラー比のみで駆動電流が決まることとなり、プロセスバラつきなどで駆動部レプリカ４の低電圧PMOSトランジスタ１６と高電圧PMOSトランジスタ１７のミラー比Ｍが変動しても、駆動電流IDRIVEは一定となる。
【００２３】
このとき、駆動部レプリカ４と駆動部７は同一電源VDD1が印加されており、高電圧NMOSトランジスタ１５があることで、高電圧が印加できるため駆動電圧の電圧依存による変化も抑制できる。
【００２４】
駆動電流はNMOSトランジスタ２１と２２のミラー比N又は電流源１１の電流値Ibを変更することで調整できるが、抵抗１２と抵抗１０の抵抗比を調整してもよい。
【００２５】
本実施例の制御動作を図３に示す。制御信号はスイッチ１８に入力される信号であり、Ｌｏｗ（Ｌ）ではスイッチがオフして、NMOSトランジスタ１９のゲート端子をＧＮＤに、Ｈｉｇｈ（Ｈ）ではスイッチをオンして、ゲート端子を駆動信号生成部９から出力される駆動電圧に接続する。駆動電圧に接続されたNMOSトランジスタ１９は駆動部７の高電圧PMOSトランジスタ17から駆動電流IDRIVEを出力し、負荷抵抗２０と振動子８に印加する。駆動電流の大部分は振動子８に流れることとなる。駆動電流の印加と共に、出力電圧Voutは上昇し、VDD1付近まで上昇すると駆動部７の高電圧ＰＭＯＳトランジスタ１７は線形領域となるため負荷抵抗への電流供給のみが行われる。一方、制御信号がＬとなった場合、Iｃがゼロになり駆動電流IDRIVEはゼロとなる。そのため、振動子８に充電された電荷は負荷抵抗２０により放電され出力電圧はゼロになる。これにより超音波送信信号を生成することができる。本実施例では、高電圧PMOSトランジスタ１７から出力する駆動電流IDRIVEが一定となるため、出力電圧Voutの傾きが一定となる。
【００２６】
本実施例の駆動信号生成部９と送信回路１０２を超音波診断装置３００に適用した構成例を、図４に示す。制御部１０１からの駆動信号制御信号は駆動信号生成部９に伝送されて、駆動信号値を決定する。送信制御信号は送信回路１０２に伝送され、スイッチのオン、オフにより送信信号を形成する。送信回路１０２から出力された送信信号は超音波振動子１０３で超音波信号に変換されて生体に照射される。生体からの反射信号は再び超音波振動子１０３で受信され、電気信号へと変換され、送受分離部１０４、受信回路１０５、画像処理部１０６で信号処理されて、表示部１０３で超音波画像として表示される。このとき、送信回路１０２、送受分離部１０４、受信回路１０５は複数の超音波振動子１０３と同じ数が配置される。駆動信号生成部９は、複数の送信回路１０２に対して共通に一つのみ配置してもよい。複数の送信回路１０２と駆動信号生成部９は、同一の半導体上に形成してもよい。
【００２７】
低電圧トランジスタと高電圧トランジスタとは半導体の製造プロセスが異なるためバラツキが大きくなるが、本実施例によれば、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタの半導体プロセス変動に対して超音波振動子の駆動電流が一定となる超音波診断装置が提供できる。
【実施例２】
【００２８】
本発明の実施例２を、図５に示す。実施例２は、振動子８に正負に反転する駆動電流を供給できるようにしたものである。送信回路１０２は正側の駆動部７ａと負側の駆動部７ｂを備え、正側駆動部７ａには正電源ＶＤＤ１、制御信号ａと駆動信号ａが、負側駆動部７ｂには負電源ＶＤＤ２、制御信号ｂと駆動信号ｂが入力されている。駆動信号ａ，ｂはそれぞれ駆動信号生成部９ａ、９ｂで生成される。送信回路１０２の駆動部７ａ，７ｂの出力は互いに振動子８に接続されている。
【００２９】
図６は、図５の内部構成図である。正側の駆動信号ａを生成する駆動信号生成部９ａおよび正側駆動部７ａは、実施例１で説明したものである。負側の駆動信号ｂを生成する駆動信号生成部９ｂは、実施例１と同様に差分検出部２ｂのマイナス端子に、電流源３３の基準電流Ｉｂと抵抗３４で発生する基準電圧Vobと同電位になるように、PMOSトランジスタ３１から抵抗２３に流れる電流がフィードバック制御により自動で調整される。抵抗３４と抵抗２３が等しいとすると、抵抗２３に流れる電流はＩｂとなり、負側電流検出部５ｂのカレントミラー比を１：Ｎとすると、負側送信回路レプリカ部４ｂの高電圧ＮＭＯＳトランジスタ２８に流れる電流はＩｂ／Ｎとなる。負側送信回路レプリカ部４ｂの低電圧ＮＭＯＳトランジスタ２７と高電圧ＮＭＯＳトランジスタ２８のカレントミラー比をＭｂとすると、低電圧ＮＭＯＳトランジスタ２７のドレインにはＩｂ／（Ｎ×Ｍｂ）が流れることになり、正側と同様にこの電流を流すＰＭＯＳトランジスタ２５のゲート電位が駆動信号ｂとなるため、送信回路１０２の負側駆動部７ｂにはＩｂ／Ｎの駆動電流IDRIVE2が流れることになる。この駆動電流は、正側と同じようにＰＭＯＳトランジスタ３１と３２のカレントミラー比Ｎで決まるため、半導体のプロセス変動に影響されない。
【００３０】
続いて、図６の動作について、図７を用いて説明する。制御信号のオン、オフによって駆動電流IDRIVE１、IDRIVE2が流れることは実施例１の説明と同様である。実施例１との差は、出力がＶＤＤ１，ＶＤＤ２，ゼロの３値が出力可能となる点である。図７（ａ）では、最初に制御信号ａがＨｉｇｈとなり、ゼロから出力はＶＤＤ１となる。続いて、制御信号ａがＬｏｗになり、制御信号ｂがＨｉｇｈとなる。ことのき、出力はＶＤＤ１からＶＤＤ２に遷移する。その後、制御信号ａ、制御信号ｂ共にＬｏｗとなると出力はゼロとなる。図７（ｂ）では制御信号ａと制御信号ｂが逆になり、出力も反転する。この対称波形を交互に送信し、受信波形を加算することで基本波成分を除去可能となる。なお例えば、ＶＤＤ１は＋５０Ｖ、ＶＤＤ２は−５０Ｖ、電流源３３や電流検出部５ｂに加えるＶＤＤは＋５Ｖとすることができる。
【００３１】
図８に、パルスインバージョンの概念図を示す。図８（ａ）は駆動信号生成部が無く、半導体プロセスのばらつきにより正側駆動電流が負側駆動電流より小さくなったときの送信波形と加算後の残差成分を示す。正側駆動電流が小さくなり、立ち上がり時間が遅くなると残差成分が残り、これが診断画像の劣化に繋がる。一方、図５の駆動信号生成部９ａ，９ｂにより駆動電流を生成した場合には、駆動電流が一定化されるため、図８（ｂ）に示すように、正負対称な送信波形となり、残差成分が無くなる。これにより超音波画像の高画質化が実現可能となる。
【実施例３】
【００３２】
本発明の実施例３を、図９に示す。実施例３は、本発明の超音波診断装置への適用例である。超音波診断装置３００は、メインフレーム２０１と、ケーブル２０２を介して接続された超音波プローブ２０３と、画像表示部１０７で構成される。超音波プローブ２０３には超音波振動子１０３が配置され、メインフレーム２０１内部に配置された送信回路１０２と超音波振動子１０３はケーブル２０２内部の配線を介して接続されている。このとき、送信回路１０２や駆動信号生成部９はメインフレーム２０１内部に配置される。超音波振動子１０３、送信回路１０２は複数個配置されてもよい。
【実施例４】
【００３３】
本発明の実施例４を、図１０に示す。実施例４は、本発明の超音波診断装置への第２の適用例である。超音波診断装置３００は、メインフレーム２０１と、ケーブル２０２を介して接続された超音波プローブ２０３と、画像表示部１０７で構成される。超音波プローブ２０３には超音波振動子１０３、送信回路１０２、駆動信号生成部９が配置される。
【００３４】
このとき、超音波プローブ２０３に配置された超音波振動子１０３が、Ｍ×Ｎ個の２次元配列に並べられている。図１１に示すように、超音波振動子１０３のそれぞれにアナログフロントエンド回路４１が接続され、送信および受信のタイミングを調整することで、３次元の超音波画像が取得可能である。アナログフロントエンド回路４１は、超音波振動子１０３のそれぞれに対応して、送信回路１０２および受信回路１０５を含んで構成されている。Ｍ×Ｎ個のアナログフロントエンド回路４１は同一の半導体上に形成され、図示しない遅延制御部、振幅電圧生成部と共にビームフォーマーＩＣ４０として集積化される。このとき、図１１に示すように、駆動信号生成部９はＭ×Ｎ個のアナログフロントエンド回路４１の２次元配列の外部に配置され、複数個の送信回路１０２に共通に駆動信号を供給する。このとき、駆動信号は同一配線で集積回路上に配線して送ってもよいし、一度電流に変換し、電流で送った後に再び駆動信号に戻して送信回路１０２に入力してもよい。
【実施例５】
【００３５】
本発明の実施例５の超音波診断装置を、図１２に示す。実施例５は、駆動信号生成部９の動作を送信回路１０２の動作に同期させたものである。
【００３６】
図１３の動作モードの図に示すように、超音波診断装置においては、送信回路を動作させ超音波を送信する送信区間ＴＸと反射した超音波を受信する受信区間ＲＸとを交互に繰り返して超音波画像を生成する。本実施例では、駆動信号生成部９に回路をＯＮ・ＯＦＦする動作制御信号を入力する。駆動信号生成部９は、ＯＮの動作制御信号が入った場合にのみ動作（キャリブレーション動作）を行い、ＯＦＦの場合は動作を停止する。図１３に示すように、駆動信号生成部９のキャリブレーション動作を送信回路１０２の動作と同期させ、駆動信号生成部９の動作を送信区間ＴＸのみとすることにより、駆動信号生成部９の平均電力が下がり消費電力を低減することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  基準電圧生成部
２  差分検出部
３  電圧電流変換部
４  送信回路駆動部レプリカ
５  電流検出部
６  電流電圧変換部
７  送信回路駆動部
８  振動子
９  駆動信号生成部
１０，１２  抵抗
１１  定電流源
１３  OPAMP
１４，１９  トランジスタ
１５  高電圧トランジスタ
１６  低電圧トランジスタ
１７  高電圧トランジスタ
１８  スイッチ
２０  負荷抵抗
２１，２２  トランジスタ
４０  ビームフォーマーIC
４１  アナログフロントエンド回路
１０１  制御部
１０２  送信回路
１０３  超音波振動子
１０４  送受分離部
１０５  受信回路
１０６  画像処理部
１０７  表示部
２０１  メインフレーム
２０２  ケーブル
２０３  超音波プローブ
３００  超音波診断装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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