(57)【要約】【課題】超音波診断装置において、スイッチング電源回路のスイッチング周波数が変更されても、スイッチング電源回路の出力電圧のフィードバック制御が適切に行われるようにする。【解決手段】スイッチング電源回路１８は、超音波診断装置８の動作状況に応じて指定されたスイッチング周波数でスイッチングを行い、内部回路群１２Ａに電源電圧を出力する。フィードバック部２６は、スイッチング電源回路１８の出力電圧をフィードバック制御する。フィードバック部２６は、特性可変回路としてのデジタルフィルタを備える。デジタルフィルタの特性の設定により、フィードバック部２６、スイッチング電源回路１８および分圧器２０を一巡するフィードバックループのループゲイン特性が設定される。その場合、フィードバックループのループゲイン特性におけるクロスオーバ周波数がスイッチング周波数に応じて設定される。【選択図】図１
2015062498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波診断装置内の回路に電力を供給する超音波診断装置用電源ユニットにおいて、
前記超音波診断装置の動作状態に応じて定められたスイッチング周波数でスイッチングを行うスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力電圧に基づいて、当該出力電圧をフィードバック制御するフィードバック部と、を備え、
前記フィードバック部は、自らが形成するフィードバックループのループゲイン特性におけるクロスオーバ周波数を、前記スイッチング周波数に応じて設定する、
ことを特徴とする超音波診断装置用電源ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置用電源ユニットにおいて、
前記フィードバック部は、
前記フィードバックループ上に設けられ、前記ループゲイン特性を定める特性可変回路と、
前記ループゲイン特性を定める係数列を前記特性可変回路に与える係数設定部であって、前記スイッチング周波数の変更に伴って前記クロスオーバ周波数が連動して変更されるように、前記係数列を前記特性可変回路に与える係数設定部と、
を備える、ことを特徴とする超音波診断装置用電源ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波診断装置用電源ユニットにおいて、
前記特性可変回路は、前記係数設定部から係数列が与えられることで特性が設定されるデジタルフィルタを含む、ことを特徴とする超音波診断装置用電源ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波診断装置用電源ユニットにおいて、
前記フィードバック部は、前記スイッチング周波数を超えず、かつ、前記スイッチング周波数近傍の周波数に、前記クロスオーバ周波数を設定する、ことを特徴とする超音波診断装置用電源ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断装置用電源ユニットにおいて、
前記フィードバック部は、前記フィードバック部によるフィードバック制御の応答性を優先する応答性優先モード、および、前記スイッチング電源回路における電力効率を優先する効率優先モードの中から選択されたモードで動作し、
前記フィードバック部は、前記選択されたモードに従って、前記スイッチング周波数に応じて前記クロスオーバ周波数を設定する、ことを特徴とする超音波診断装置用電源ユニット。
【請求項６】
超音波を被検体に送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブに送信信号を供給する送信部と、
前記超音波プローブからの受信信号を用いて超音波画像を生成する画像生成部と、
生成された超音波画像を表示する画像表示部と、
前記超音波プローブおよび前記各部のうち少なくとも１つに電力を供給する電源ユニットと、を備えた超音波診断装置であって、
前記電源ユニットは、請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波診断装置用電源ユニットを含む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、超音波診断装置用電源ユニットに関し、特に、出力電圧がフィードバック制御される電源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体に対して超音波を送受信することで被検体内を観測する超音波診断装置が広く用いられている。超音波診断装置は、超音波を送信する送信回路、超音波を受信する受信回路、受信信号に基づいて超音波画像を形成する画像処理回路等を備える。これらの電子回路には、通常、電源電圧として直流電圧が印加される。そのため、一般的な超音波診断装置には、商用電源コンセントから得られる交流電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧を電源電圧として各電子回路に出力する電源ユニットが設けられている。なお、バッテリを搭載した可搬型の超音波診断装置も知られている。
【０００３】
一般に、超音波診断装置用の電源ユニットは、スイッチング電源回路を備える。スイッチング電源回路は、スイッチングによって直流電圧を調整し、各電子回路に適切な電源電圧を出力するものである。その場合、電源電圧を一定にするため、出力電圧がフィードバック制御される。フィードバック制御における応答性等の特性は、フィードバック制御を行う回路の特性に応じて設定される。
【０００４】
下記の特許文献１には、超音波診断装置に備えられる電源ユニットとしてのスイッチング電源が記載されている。このスイッチング電源のスイッチング周波数は、スイッチングに起因して表示される画像ノイズが画像上で目立たないような周波数に設定されている。
【０００５】
なお、スイッチング電源回路には、特許文献２に記載されているように、フィードバック制御によって出力電圧を目標値に近付け、または出力電圧を目標値に維持するものがある。この特許文献２に記載されたスイッチング電源回路では、フィードバック制御を行う回路がデジタル回路で構成されている。ただし、この特許文献２には超音波診断装置への適用については記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１７８４２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１０１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
超音波診断装置用の電源ユニットにスイッチング電源回路を用いることで、電源ユニットからはスイッチングに基づくノイズが発せられ、このノイズが超音波診断装置内の各電子回路（特にアナログ電子回路）に及ぶ可能性ある。電源ユニットから発せられたノイズの周波数が、超音波診断装置の処理下にある信号の周波数に一致し、あるいは近付くと、超音波診断装置に表示される画像にノイズが現れたり、超音波診断装置に表示される測定値に誤差が含まれたりすることがある。そこで、引用文献１に記載されているように、スイッチングに起因するノイズの周波数が超音波診断装置の処理下にある信号の周波数あるいは画像化される周波数範囲と相違するように、スイッチング周波数を定めるのが望ましい。また超音波診断装置の処理下にある信号の周波数あるいは画像化される周波数範囲は、超音波診断装置の動作状態によって変動するので、動作状態に応じてスイッチング周波数を切り替えるのが望ましい。
【０００８】
しかしながら、スイッチング周波数が切り替えられたにもかかわらず、それまでと同じ条件でフィードバック制御を行ったのでは、出力されるリップル電圧が増加する等、必ずしも適切な電源特性を得られない。
【０００９】
本発明は、超音波診断装置において、電源ユニットのスイッチング周波数が変化しても出力電圧のフィードバック制御が適切に行われるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、超音波診断装置内の回路に電力を供給する超音波診断装置用電源ユニットにおいて、前記超音波診断装置の動作状態に応じて定められたスイッチング周波数でスイッチングを行うスイッチング電源回路と、前記スイッチング電源回路の出力電圧に基づいて、当該出力電圧をフィードバック制御するフィードバック部と、を備え、前記フィードバック部は、自らが形成するフィードバックループのループゲイン特性におけるクロスオーバ周波数を、前記スイッチング周波数に応じて設定することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、クロスオーバ周波数がスイッチング周波数に応じて適応的に設定される。つまり、フィードバックループのループゲイン特性がスイッチング周波数に応じて操作される。これにより、ループゲイン特性を固定的とした場合に生じる問題（例えば、応答性の低下やリップル電圧の増大等の問題）を解消または軽減できる。より詳しくは、ループゲイン特性は、横軸を周波数とし、縦軸をループゲインとした座標系において表される特性であって、クロスオーバ周波数はループゲインが１（０ｄＢ）となる周波数である。ループゲイン特性は、周波数が高くなると小さなループゲインとなる傾向を有し、基本的に少なくともクロスオーバ周波数付近においては右肩下がりとなる。よって、クロスオーバ周波数の変更はループゲイン特性を周波数軸方向に沿って全体的にシフトさせることに相当する。このことを前提として、上記構成は、スイッチング周波数の変動に応じてループゲイン特性をシフトさせることにより、目的や状況に適合したスイッチング電源特性を提供するものである。
【００１２】
望ましくは、前記フィードバック部は、前記フィードバックループ上に設けられ、前記ループゲイン特性を定める特性可変回路と、前記ループゲイン特性を定める係数列を前記特性可変回路に与える係数設定部であって、前記スイッチング周波数の変更に伴って前記クロスオーバ周波数が連動して変更されるように、前記係数列を前記特性可変回路に与える係数設定部と、を備える。
【００１３】
望ましくは、前記特性可変回路は、前記係数設定部から係数列が与えられることで特性が設定されるデジタルフィルタである。デジタルフィルタを利用すれば係数列を変更することにより迅速かつ容易に特性を切り替えることができる。
【００１４】
望ましくは、前記フィードバック部は、前記スイッチング周波数を超えない前記スイッチング周波数近傍における周波数に、前記クロスオーバ周波数を設定する。この構成によれば、スイッチング周波数においてループゲインが１未満となり、スイッチング電源回路から出力されるリップル電圧の増大を抑制できる。同時に、スイッチング周波数より低い周波数帯域において一定程度のループゲインを確保できるので、良好な応答性を得られる。
【００１５】
望ましくは、前記フィードバック部は、前記フィードバック部によるフィードバック制御の応答性を優先する応答性優先モード、および前記スイッチング電源回路における電力効率を優先する効率優先モードの中から選択されたモードで動作し、前記フィードバック部は、前記選択されたモードに従って、前記スイッチング周波数に応じて前記クロスオーバ周波数を設定する。
【００１６】
また、本発明は、超音波を被検体に送受信する超音波プローブと、前記超音波プローブに送信信号を供給する送信部と、前記超音波プローブからの受信信号を用いて超音波画像を生成する画像生成部と、生成された超音波画像を表示する画像表示部と、前記超音波プローブおよび前記各部のうち少なくとも１つに電力を供給する電源ユニットと、を備えた超音波診断装置であって、前記電源ユニットは、前記超音波診断装置用電源ユニットを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、超音波診断装置において、電源ユニットのスイッチング周波数が変化しても出力電圧のフィードバック制御を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波診断装置を示す図である。
【図２】スイッチング電源回路の構成例を示す図である。
【図３】ループゲインの一般的な周波数特性を示す図である。
【図４】フィードバック部の構成例を示す図である。
【図５】係数設定部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】各スイッチング周波数についてループゲイン特性を示す図である。
【図７】デジタルフィルタの構成例を示す図である。
【図８】係数設定部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】各効率優先度についてループゲイン特性を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る超音波診断装置を示す図である。
【図１１】信号処理回路の構成例を示す図である。
【図１２】信号処理回路の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（１）超音波診断装置の構成
図１には、本発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成が示されている。超音波診断装置８は、電源ユニット１０および電源供給先１２を備える。電源ユニット１０は、商用電源コンセントから電源プラグ１４を介して取得された交流電圧を直流電圧に変換する。そして、その直流電圧をスイッチングによって調整し、電源電圧として電源供給先１２へ出力する。図１には、電源供給先１２として、内部回路群１２Ａおよび制御部１２Ｂが例示されている。ただし、他の回路やユニットに電源が供給されてもよい。それらの電子回路は、電源ユニット１０から出力された電源電圧によって動作する。内部回路群１２Ａには、例えば、送信回路、受信回路、信号処理回路等が含まれる。制御部１２Ｂは、一般に、ＣＰＵおよび動作プログラムによって構成される。
【００２０】
制御部１２Ｂは、電源ユニット１０に対してスイッチング周波数を指定する。例えば、装置動作状況ごとにスイッチング周波数を決定するテーブル等を用意しておいてもよい。電源ユニット１０は、指定されたスイッチング周波数でスイッチングを行い、規定の電圧値をもった電源電圧を生成する。スイッチング周波数は、電源ユニット１０に起因して生じるスイッチングノイズの周波数が、超音波診断装置８の処理下にある信号の周波数あるいは画像化される周波数範囲と相違するように可変設定される。スイッチング周波数の変更によって、スイッチングノイズが画像観察や測定結果の評価の障害となる問題を回避または軽減できる。
【００２１】
超音波診断装置８は、Ｂモード、パルスドプラモード、連続波ドプラモード等、複数種の測定モードの中から選択されたモードで動作する。それらの測定モードの中には周波数に関連する多くのパラメータが含まれる。上記のように、制御部１２Ｂは、スイッチングノイズが画像観察等に影響を与えないように、装置動作状況に応じてスイッチング周波数を可変設定している。
【００２２】
（２）電源ユニットの構成および基本動作
電源ユニット１０について図１を参照して説明する。電源ユニット１０は、電源供給先１２に供給する電源電圧を生成するものであり、本実施形態においては、電源ユニット１０が自己の出力電圧をフィードバック制御するためのフィードバック部２６を備えている。これによって、電源ユニット１０の出力電圧は目標電圧に近付けられ、または目標電圧に維持される。以下、電源ユニット１０について具体的に説明する。
【００２３】
ＡＣ／ＤＣ変換回路１６は、商用電源コンセントから電源プラグ１４を介して取得された交流電圧を直流電圧に変換し、その直流電圧をスイッチング電源回路１８の入力端子Ｔ１およびＴ２に印加する。スイッチング電源回路１８は、後に詳述するフィードバック部２６から出力されたパルス幅変調信号の周波数およびデューティ比に応じてスイッチングを行い、ＡＣ／ＤＣ変換回路１６から出力された直流電圧を調整（例えば、降圧、昇圧）する。調整後の直流電圧が出力端子Ｔ３およびＴ４間に現れる。ここで、デューティ比は、パルス幅変調信号の１周期に対する、パルス幅変調信号がハイレベルとなる時間の比である。パルス幅変調信号の基本周波数はスイッチング周波数である。スイッチング電源回路１８には、デューティ比が大きい程、出力電圧が大きくなるものと、デューティ比が大きい程、出力電圧が小さくなるものとがある。スイッチング電源回路１８としては、入力電圧を降圧して出力する降圧コンバータ回路や、入力電圧を昇圧して出力する昇圧コンバータ回路が用いられる。出力端子Ｔ３およびＴ４の間に生じた電源電圧が電源供給先１２に提供されている。
【００２４】
出力端子Ｔ３と接地導体との間には図示の例において分圧器２０が接続されている。分圧器２０は、直列接続された第１抵抗器２２および第２抵抗器２４を備える。第１抵抗器２２および第２抵抗器２４の中間接続点には、フィードバック部２６が接続されている。これによって、第１抵抗器２２および第２抵抗器２４により分圧された電圧が、フィードバック電圧としてフィードバック部２６に入力される。第１抵抗器２２および第２抵抗器２４の抵抗値をそれぞれＲ１およびＲ２とすると、分圧比ＨはＨ＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）となる。フィードバック電圧Ｖｆは、分圧比Ｈおよび出力電圧Ｖ２によって、Ｖｆ＝Ｈ・Ｖ２と表される。これによって、電圧レベルが適切な範囲に調整されたフィードバック電圧がフィードバック部２６に入力される。なお、フィードバック電圧がスイッチング電源回路１８の出力電圧と同一であってもよい場合には、出力端子Ｔ３は、分圧器２０を介さずに直接フィードバック部２６に接続されてもよい。
【００２５】
フィードバック部２６は、フィードバック電圧に基づいて、電源ユニット１０の出力電圧を目標電圧に近付け、または、目標電圧に維持するようなデューティ比を有するパルス幅変調信号を生成し、スイッチング電源回路１８に出力する。これによって、スイッチング電源回路１８は、指定されたスイッチング周波数でスイッチングを行い、出力電圧に対するフィードバック制御が行われる。
【００２６】
（３）スイッチング電源回路の構成例
図２には、スイッチング電源回路１８として降圧コンバータ回路を用いた場合の電源ユニット１０の構成例が示されている。入力端子Ｔ２およびＴ４は、グランド線３８に接続されており、グランド線３８は接地導体に接続されている。入力コンデンサ２８の一端は入力端子Ｔ１に接続され、その他端はグランド線３８に接続されている。ＦＥＴ３０（Field Effect Transistor）のドレイン端子は入力端子Ｔ１に接続されている。ＦＥＴ３０のゲート端子は制御端子Ｔ５に接続されている。ダイオード３２のアノード端子はグランド線３８に接続され、カソード端子はＦＥＴ３０のソース端子に接続されている。ＦＥＴ３０とダイオード３２との接続点にはインダクタ３４の一端が接続され、その他端は出力端子Ｔ３に接続されている。出力コンデンサ３６の一端は出力端子Ｔ３に接続され、その他端はグランド線３８に接続されている。
【００２７】
入力コンデンサ２８は、入力端子Ｔ１およびＴ２からの入力電圧Ｖ１に含まれるリップル電圧を低減するためのものである。ＦＥＴ３０は、制御端子Ｔ５から入力されたパルス幅変調信号がハイレベルであるときにオンとなり、パルス幅変調信号がローレベルであるときにオフとなる。これによって、ＦＥＴ３０は、パルス幅変調信号の周波数およびデューティ比に従ってオンオフを繰り返す。
【００２８】
ＦＥＴ３０がオンであるときは、入力端子Ｔ１および入力コンデンサ２８からＦＥＴ３０を介してインダクタ３４に電流が流入する。このときＦＥＴ３０がオフになると、インダクタ３４に流れる電流の時間変化により、インダクタ３４に誘導起電力Ｖｅが発生する。この誘導起電力Ｖｅによって出力コンデンサ３６がダイオード３２を介して充電され、出力コンデンサ３６の充電電圧が出力電圧Ｖ２として出力端子Ｔ３およびＴ４から出力される。パルス幅変調信号のデューティ比が大きい程、出力電圧Ｖ２は大きくなる。なお、フィードバック制御の応答性を良好とすることで出力電圧Ｖ２の変動が小さくなり、出力コンデンサ３６の容量を小さくし、出力コンデンサ３６を小型化することができる。
【００２９】
（４）フィードバック部
（４−１）フィードバック部の基本動作
図１に戻ってフィードバック部２６について説明する。フィードバック部２６は、分圧器２０からのフィードバック電圧と、予め定められた基準電圧との相違に基づいてパルス幅変調信号を生成し、スイッチング電源回路１８に出力する。ここでは、デューティ比が大きい程、自己の出力電圧が大きくなるスイッチング電源回路１８を用いた場合について説明する。
【００３０】
フィードバック部２６は、フィードバック電圧が基準電圧を超えるときは、パルス幅変調信号のデューティ比を減少させ、フィードバック電圧が基準電圧よりも小さいときは、パルス幅変調信号のデューティ比を増加させる。また、フィードバック部２６は、フィードバック電圧が基準電圧と一致するときはパルス幅変調信号のデューティ比を維持する。
【００３１】
これによって、フィードバック電圧が基準電圧に近付けられ、または、基準電圧に維持されるようなパルス幅変調信号がスイッチング電源回路１８に出力される。その結果、出力端子Ｔ３およびＴ４からの出力電圧は目標電圧に近付けられ、または、目標電圧に維持される。ここで、目標電圧Ｖｒ２は、フィードバック電圧に対する基準電圧をＶｒとして、上記の分圧比Ｈを用いてＶｒ２＝Ｖｒ／Ｈと表される。
【００３２】
なお、デューティ比が大きい程、自己の出力電圧が小さくなるスイッチング電源回路１８を用いた場合には、フィードバック電圧が基準電圧を超えるときにデューティ比を増加させ、フィードバック電圧が基準電圧よりも小さいときにデューティ比を減少させる動作が実行される。
【００３３】
（４−２）ループ伝達特性
フィードバック部２６は特性が可変な回路を有しており、その特性を設定することでフィードバックループのループ伝達特性を設定する。これによって、フィードバック部２６は、フィードバック制御の応答性を適切なものとする。
【００３４】
ループ伝達特性はループ伝達関数Ｇによって表される。ループ伝達関数Ｇは、周波数についての関数であり、電圧等の伝達量がフィードバックループを一巡したときに伝達量が受ける変化を複素数で表したものである。フィードバックループは、フィードバック部２６、スイッチング電源回路１８および分圧器２０によって形成される。したがって、ループ伝達関数Ｇは、フィードバック部２６の伝達関数Ｇｆ、スイッチング電源回路１８の伝達関数Ｇｐ、および分圧比Ｈによって、Ｇ＝Ｇｆ・Ｇｐ・Ｈと表される。ここで、フィードバック部２６の伝達関数Ｇｆは、フィードバック部２６から出力されるパルス幅変調信号のデューティ比を、フィードバック部２６に入力されるフィードバック電圧で除したものである。スイッチング電源回路１８の伝達関数Ｇｐは、スイッチング電源回路１８の出力電圧を、スイッチング電源回路１８に入力されるパルス幅変調信号のデューティ比で除したものである。
【００３５】
ループ伝達関数の一般的な特性につき説明する。ループ伝達関数Ｇの絶対値であるループゲインは、伝達量の周波数によって異なる値を有する。図３には、一般的なループゲインの周波数特性（ループゲイン特性）が示されている。横軸は周波数を示し、縦軸はループゲインを示す。ただし、縦軸および横軸は対数スケールである。この周波数特性では、周波数（ポール周波数）ｆｐよりも高域では周波数が増加するにつれて、ループゲインが０ｄＢより大きい値から０ｄＢを下回る値まで減少する。ループゲインが０ｄＢとなる周波数ｆｃがクロスオーバ周波数である。周波数の増加に対してループゲインが０ｄＢを超える値から０ｄＢを下回る値まで減少するような特性をクロスオーバ特性とする。電源ユニット１０のループゲインは、一般に、このようなクロスオーバ特性を備えるものである。
【００３６】
次に、フィードバック制御の応答性につき説明する。電源ユニット１０では、ループゲインが大きい程、出力電圧を目標電圧に近づける作用が強くなり、より迅速に出力電圧が目標電圧に近付けられる。ループゲインがクロスオーバ特性を有する場合、クロスオーバ周波数が大きい程、広い周波数帯域でループゲインが大きくなり、出力電圧を目標電圧に近付ける作用が強くなる。したがって、クロスオーバ周波数が大きい程、フィードバック制御の応答性が良好となる。
【００３７】
しかし、クロスオーバ周波数を無条件に大きくしたのでは、次に説明するように、スイッチングに基づきスイッチング電源回路１８から出力されるリップル電圧が大きくなる。図１に示される電源ユニット１０の構成では、出力端子Ｔ３およびＴ４から出力されたリップル電圧に応じた伝達量は、分圧器２０、フィードバック部２６およびスイッチング電源回路１８を一巡し、再び出力端子Ｔ３およびＴ４から出力される。したがって、ループゲインが０ｄＢを超えるとリップル電圧が増幅され、出力端子Ｔ３およびＴ４から出力されるリップル電圧が増大してしまう。また、フィードバック制御ではスイッチング周期（スイッチング周波数の逆数）より短い時間での出力電圧の変化を抑制することは困難であるところ、リップル電圧の周期はスイッチング周期より短い。そのため、リップル電圧をフィードバック制御によって抑制することは困難である。このようなリップル電圧は、電源供給先１２の内部回路群１２Ａの動作に影響を及ぼすことがある。
【００３８】
そこで、フィードバック部２６は、スイッチング周波数近傍で、ループゲインが０ｄＢ未満となるように自らの伝達特性を設定する。すなわち、フィードバック部２６は、クロスオーバ周波数が、スイッチング周波数を超えないできる限り大きい値となるように、自らの伝達特性を設定する。これによって、リップル電圧に応じてフィードバックループを一巡する伝達量は減衰し、出力端子Ｔ３およびＴ４から出力されるリップル電圧が抑制される。したがって、スイッチング電源回路１８から出力されるリップル電圧が抑制されるという条件の下で、フィードバック制御の応答性が良好となる。以下では、ループ伝達特性を設定するためのフィードバック部２６の具体的な構成および動作について説明する。
【００３９】
（４−３）フィードバック部の構成および動作
図４には、フィードバック部２６の具体的な構成が示されている。フィードバック部２６は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、プログラミングによって内部に各回路が構成されるデバイスによって構成される。また、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定用途向けに設計されたデバイスを用いてもよい。
【００４０】
Ａ／Ｄ変換器４０は、分圧器２０から出力されたフィードバック電圧をデジタル信号に変換し、デジタルフィルタ４２に出力する。デジタルフィルタ４２は、係数設定部５２から出力されたフィルタ係数列（複数のフィルタ係数による組）によって特性が設定される特性可変回路である。デジタルフィルタ４２は、Ａ／Ｄ変換器４０から出力されたフィードバック電圧に対してフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の電圧をパルス幅変調器４４に出力する。パルス幅変調器４４は、フィルタ処理後の電圧から基準電圧を減じた電圧誤差を求める。なお、この電圧誤差は、デジタルフィルタ４２の前段で求めてもよい。この場合、Ａ／Ｄ変換器４０とデジタルフィルタ４２との間には減算器が設けられ、Ａ／Ｄ変換器４０から出力された信号および基準電圧が減算器に入力され、これらの減算結果がデジタルフィルタ４２に入力される。
【００４１】
キャリア生成部５４には、制御部１２Ｂから通信ポート４８を介して周波数指定情報が与えられる。キャリア生成部５４は、周波数指定情報によって指定されるスイッチング周波数を有するキャリア信号をパルス幅変調器４４に出力する。ここで、キャリア信号は、パルス幅変調信号を生成する際の基準となる信号である。
【００４２】
パルス幅変調器４４は、基準電圧、電圧誤差およびキャリア信号に基づいて、パルス幅変調信号を生成する。パルス幅変調信号は、周波数指定情報で指定されたスイッチング周波数と同一の周波数を有し、電圧誤差に応じたデューティ比を有する信号である。パルス幅変調器４４は、パルス幅変調信号をドライバ４６に出力する。ドライバ４６は、パルス幅変調信号のレベルを調整し、スイッチング電源回路１８に出力する。
【００４３】
このような処理によれば、スイッチング電源回路１８がスイッチングを行う際のデューティ比についてフィードバック制御が行われると共に、スイッチング電源回路１８のスイッチング周波数が制御部１２Ｂによって指定された周波数に設定される。
【００４４】
ループ伝達特性は、フィードバック部２６、スイッチング電源回路１８、および分圧器２０のそれぞれの伝達特性によって定まり、これらのうちの１つであるフィードバック部２６の伝達特性が変化することで、ループ伝達関数も変化する。そこで、次に説明するように、フィードバック部２６は、デジタルフィルタ４２の特性を設定することで自らの伝達特性を設定し、ループ伝達特性を適切に設定する。
【００４５】
（４−４）フィルタ特性の設定
デジタルフィルタ４２の特性設定について説明する。制御部１２Ｂは、スイッチング周波数を指定するための周波数指定情報を電源ユニット１０に出力する。その際、制御部１２Ｂは、スイッチングノイズの周波数と、内部回路群１２Ａの処理下にある信号の周波数等とが相違するように、つまりスイッチングノイズが生じてもそれが画像観察上あるいは計測上、障害とならないようなスイッチング周波数を電源ユニット１０に対して指定する。図５にはフィードバック部２６が備える係数設定部５２が実行する処理のフローチャートが示されている。
【００４６】
図４を参照しつつ図５に基づいてその処理について説明する。係数設定部５２は、制御部１２Ｂから通信ポート４８を介して周波数指定情報を取得する（Ｓ１０１）。そして、周波数指定情報によって指定されたスイッチング周波数が、現時点におけるスイッチング周波数から変更されたものであるかを判定する（Ｓ１０２）。係数設定部５２は、スイッチング周波数に変更がないと判定したときは、ステップＳ１０１の処理に戻る。一方、スイッチング周波数が変更されたと判定したときは、次のステップＳ１０３に進む。
【００４７】
係数記憶部５０には、複数種のスイッチング周波数のそれぞれに対し、デジタルフィルタ４２に出力されるべきフィルタ係数列を対応付けた周波数／フィルタ係数テーブルが予め記憶されている。係数記憶部５０は、フィードバック部２６の内部に設けられていなくてもよく、フィードバック部２６の外部に設けられたＲＯＭ（Read Only Memory）等であってもよい。
【００４８】
係数設定部５２は、周波数／フィルタ係数テーブルを参照し、周波数指定情報によって指定されたスイッチング周波数に対応するフィルタ係数列を求める（Ｓ１０３）。係数設定部５２は、そのフィルタ係数列をデジタルフィルタ４２に出力する（Ｓ１０４）。これによって、デジタルフィルタ４２の特性が、フィルタ係数列に従って設定される。係数設定部５２がステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を繰り返す間、制御部１２Ｂは、電源ユニット１０に対し動作状態に応じたスイッチング周波数を随時指定する。このフローチャートで示される処理は、測定終了等の操作が超音波診断装置において行われたときに終了する。
【００４９】
デジタルフィルタ４２として、例えば、３つのポール周波数および２つの零点周波数を有する伝達関数でフィルタ特性が表されるものを用いた場合、ｚ領域におけるデジタルフィルタ４２の伝達関数Ｆ（ｚ）は、次のように表される。
【００５０】
Ｆ（ｚ）＝（ａ０＋ａ１ｚ−１＋ａ２ｚ−２＋ａ３ｚ−３）
／（１＋ｂ１ｚ−１＋ｂ２ｚ−２＋ｂ３ｚ−３）
【００５１】
この場合、フィルタ係数列（ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３）がデジタルフィルタ４２に入力されることで、デジタルフィルタ４２の特性が設定される。
【００５２】
図６には、スイッチング周波数ｆｓ１〜ｆｓ３のそれぞれについて、周波数／フィルタ係数テーブルに基づいて定まるループゲイン特性が概念的に示されている。ループゲイン特性６２−１、６２−２および６２−３は、それぞれ、スイッチング周波数ｆｓ１、ｆｓ２およびｆｓ３に応じて選択される特性である。
【００５３】
クロスオーバ周波数ｆｃ１は、スイッチング周波数ｆｓ１を超えない、スイッチング周波数ｆｓ１近傍δ１の周波数に設定される。クロスオーバ周波数ｆｃ２は、スイッチング周波数ｆｓ２を超えない、スイッチング周波数ｆｓ２近傍δ２の周波数に設定される。クロスオーバ周波数ｆｃ３は、スイッチング周波数ｆｓ３を超えない、スイッチング周波数ｆｓ３近傍δ３の周波数に設定される。
【００５４】
ここで、スイッチング周波数を超えない、スイッチング周波数の近傍とは、スイッチング周波数をｆｓとしたときに、例えば、０．７ｆｓ≦ｆ≦０．９５ｆｓが成立する周波数ｆ、より好ましくは、０．８ｆｓ≦ｆ≦０．９５ｆｓが成立する周波数ｆである。もっとも、各数値は状況に応じて変わり得るものであり、他の数値条件を採用し得る。
【００５５】
この処理では、スイッチング周波数が高くなったときは、クロスオーバ周波数はスイッチング周波数に連動して高く設定され、スイッチング周波数が低くなったときは、クロスオーバ周波数はスイッチング周波数に連動して低く設定される。上述のように、クロスオーバ周波数を大きくするとフィードバック制御の応答性が良好になるものの、クロスオーバ周波数がスイッチング周波数以上となると、スイッチング電源回路１８から出力されるリップル電圧が増大する。したがって、スイッチング電源回路１８から出力されるリップル電圧が抑制されるという条件の下で、フィードバック制御の応答性が良好となるようにクロスオーバ周波数が設定される。
【００５６】
なお、周波数／フィルタ係数テーブルに含まれるフィルタ係数列は、フィードバック制御が安定化されるように定められている。デジタルフィルタ４２として、３つのポール周波数ｆｐ１〜ｆｐ３と２つの零点周波数ｆｚ１およびｆｚ２を有する伝達関数でフィルタ特性が表されるものを用い、スイッチング電源回路１８として図２に示される降圧コンバータ回路を用いた場合、次の周波数関係が成立するときに安定化の条件が成立することが多い。すなわち、ｆｐ１＝０、ｆＬＣ＜ｆｚ１＝ｆｚ２＜ｆｐ２＝ｆｐ３の関係を成立させたときに、クロスオーバ周波数を零点周波数ｆｚ２とポール周波数ｆｐ２との間の周波数とすることで安定化の条件が成立することが多い。ここで、周波数ｆＬＣは、インダクタ３４および出力コンデンサ３６の共振周波数である。
【００５７】
上記のようなフィードバック部２６の動作によれば、制御部１２Ｂによって指定されたスイッチング周波数に対し、フィードバック制御が安定化され、スイッチング電源回路１８から出力されるリップル電圧が抑制されるという条件の下で、フィードバック制御の応答性が良好となる。また、フィードバック部２６には特性が可変な回路が用いられるため、制御部１２Ｂによって指定されるスイッチング周波数が変化した場合であっても、ハードウエアを変更することなく適応的にフィルタ特性を設定することができる。
【００５８】
図７には、上記の伝達関数Ｆ（ｚ）によってフィルタ特性が表されるデジタルフィルタ４２の構成例が示されている。入力信号Ｖｉｎは、遅延器５８Ａ１および係数乗算器５６Ａ０に入力される。係数演算器５６Ａ０は、入力信号にフィルタ係数ａ０を乗じて加算合計器６０に出力する。遅延器５８Ａ１は入力された信号をデジタル離散時間だけ遅延させて遅延器５８Ａ２および係数乗算器５６Ａ１に出力し、遅延器５８Ａ２は入力された信号をデジタル離散時間だけ遅延させて遅延器５８Ａ３および係数乗算器５６Ａ２に出力する。さらに、遅延器５８Ａ３は入力された信号をデジタル離散時間だけ遅延させて係数乗算器５６Ａ３に出力する。係数乗算器５６Ａ１〜５６Ａ３は、それぞれ、遅延器５８Ａ１〜５８Ａ３から出力された信号にフィルタ係数ａ１〜ａ３をそれぞれ乗じて、加算合計器６０に出力する。
【００５９】
遅延器５８Ｂ１は加算合計器６０から入力された信号をデジタル離散時間だけ遅延させて遅延器５８Ｂ２および係数乗算器５６Ｂ１に出力し、遅延器５８Ｂ２は入力された信号をデジタル離散時間だけ遅延させて遅延器５８Ｂ３および係数乗算器５６Ｂ２に出力する。さらに、遅延器５８Ｂ３は入力された信号をデジタル離散時間だけ遅延させて係数乗算器５６Ｂ３に出力する。係数乗算器５６Ｂ１〜５６Ｂ３は、それぞれ、遅延器５８Ｂ１〜５８Ｂ３から出力された信号にフィルタ係数ｂ１〜ｂ３をそれぞれ乗じて、加算合計器６０に出力する。加算合計器６０は、各係数乗算器から出力された信号を加算合計した信号を出力信号Ｖｏｕｔとして出力する。
【００６０】
（４−５）応答性優先モードおよび効率優先モード
デジタルフィルタ４２の特性を設定する処理に際しては、スイッチング電源回路１８における電力効率を考慮してもよい。ここで、電力効率とは、スイッチング電源回路１８に入力された電力に対する、スイッチング電源回路１８から出力された電力の比率をいう。
【００６１】
スイッチング電源回路１８では、フィードバック制御の応答性が良好となる程、スイッチング素子における電力損失が大きくなる。したがって、クロスオーバ周波数を大きくする程、フィードバック制御の応答性が良好となるが、スイッチング電源回路１８における電力効率は低くなる。逆に、クロスオーバ周波数を小さくする程、フィードバック制御の応答性が劣化するが、スイッチング電源回路１８における電力効率は高くなる。
【００６２】
そこで、電源ユニット１０は、フィードバック制御の応答性を優先した応答性優先モード、および、スイッチング電源回路１８における電力効率を優先した効率優先モードの中から、制御部１２Ｂによって選択された制御モードで動作することとしてもよい。
【００６３】
超音波診断装置は、Ｂモード、パルスドプラモード、連続波ドプラモード等、複数種の測定モードのうちいずれかで動作し、複数種の動作状態を取り得る。よって、超音波診断装置は、動作状態に応じて消費電力の時間変動が異なる。そこで、制御部１２Ｂは、消費電力の時間変動が大きい状態にあるときは、電源ユニット１０に対して応答性優先モードを指定し、消費電力の時間変動量が小さい状態にあるときは、電源ユニット１０に対して効率優先モードを指定する。図８には制御モードが指定された際にフィードバック部２６の係数設定部５２が実行する処理が示されている。
【００６４】
図８において、制御部は、制御モード指定情報を電源ユニットに出力する。係数設定部は、制御モード指定情報を取得する（Ｓ２０１）。係数設定部は、制御モード指定情報によって指定された制御モードが、効率優先モードであるか否かを判定する（Ｓ２０２）。係数設定部は、指定された制御モードが効率優先モードでない場合、すなわち、応答性優先モードである場合は、応答性優先モードの動作を実行する。ここで、応答性優先モードは、図５のフローチャートにおけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４で示される処理を実行する制御モードである。係数設定部は、指定された制御モードが効率優先モードである場合、以下のステップＳ２０３〜Ｓ２０６で示される効率優先モードの動作を実行する。
【００６５】
制御部は、効率優先モードを指定した場合、上述の周波数指定情報に加えて、動作状態に応じた効率優先度を電源ユニットに出力する。効率優先度は、電力効率を優先する度合いを示す値である。ここでは、この値が大きい程、電力効率の優先度を高くすべきことを意味するものとする。なお、効率優先度に代えて、電力効率を優先する度合いを示す符号情報を用いてもよい。
【００６６】
係数設定部は、周波数指定情報および効率優先度を取得する（Ｓ２０３）。係数設定部は、周波数指定情報によって指定されたスイッチング周波数および効率優先度が、現時点における値から変更されたものであるかを判定する（Ｓ２０４）。係数設定部は、これらの値のいずれにも変更がないと判定したときは、ステップＳ２０３の処理に戻る。一方、これらの値のうち少なくとも一方に変更があると判定したときは、次のステップＳ２０５に進む。
【００６７】
係数記憶部は、スイッチング周波数と効率優先度との複数種の組み合わせのそれぞれに対し、デジタルフィルタに出力されるべきフィルタ係数列を対応付けた効率優先モード用テーブルを予め記憶している。
【００６８】
係数設定部は、効率優先モード用テーブルを参照し、指定されたスイッチング周波数および効率優先度との組み合わせに対応するフィルタ係数列を求める（Ｓ２０５）。係数設定部は、そのフィルタ係数列をデジタルフィルタ４２に出力する（Ｓ２０６）。これによって、デジタルフィルタ４２のフィルタ特性が、フィルタ係数列に従って設定される。
【００６９】
係数設定部がステップＳ２０３〜Ｓ２０６の処理を繰り返す間、制御部は、電源ユニットに対し動作状態に応じたスイッチング周波数および効率優先度を随時指定する。このフローチャートで示される処理は、測定終了等の操作が超音波診断装置において行われたときに終了する。
【００７０】
図９には、効率優先モード用テーブルに基づいて定まるループゲイン特性が概念的に示されている。ここでは、周波数指定情報によって指定されたスイッチング周波数ｆｓに対し、効率優先度がｎ１、ｎ２およびｎ３である場合のそれぞれについてループゲイン特性の例が示されている。効率優先度ｎ１、ｎ２およびｎ３にはｎ１＜ｎ２＜ｎ３の関係があり、それぞれに対応するループゲイン特性は、６４−１、６４−２および６４−３である。
【００７１】
ループゲイン特性６４−１、６４−２および６４−３についてのクロスオーバ周波数は、それぞれ、ｆｃ１、ｆｃ２およびｆｃ３である。図９には、スイッチング周波数が周波数ｆｓで示され、応答性優先モードにおいてクロスオーバ周波数として設定される基準クロスオーバ周波数がｆｃ０で示されている。これらの周波数には、ｆｃ３＜ｆｃ２＜ｆｃ１＜ｆｃ０＜ｆｓの関係がある。上記のように、クロスオーバ周波数を小さくする程、スイッチング電源回路における電力効率が高くなる。したがって、ループゲイン特性６４−３についての電力効率は、ループゲイン特性６４−２についての電力効率よりも高く、ループゲイン特性６４−２についての電力効率は、ループゲイン特性６４−１についての電力効率よりも高い。さらに、ループゲイン特性６４−１についての電力効率は、応答性優先モードにおける電力効率よりも高い。
【００７２】
電源ユニットが効率優先モードで動作することで、応答性優先モードで動作する場合よりも電力効率を優先したフィードバック制御が行われる。また、効率優先モードの動作において制御部が、ｎ１＜ｎ２＜ｎ３の関係にある効率優先度を電源ユニットに出力することで、効率優先度がｎ３であるときのフィードバック制御では、効率優先度がｎ２であるときのフィードバック制御よりも電力効率が優先される。そして、効率優先度がｎ２であるときのフィードバック制御では、効率優先度がｎ１であるときのフィードバック制御よりも電力効率が優先される。
【００７３】
フィードバック部２６に用いられる特性可変回路としては、デジタルフィルタ４２に代えて、特性が異なる複数のフィルタのうち１つを選択的に用いるフィルタ群を用いてもよい。このようなフィルタ群は選択スイッチを有し、選択スイッチの切り替えによって、特性が固定された複数のフィルタのうちいずれかが用いられる。
【００７４】
また、上記では、スイッチング電源回路１８に対しフィードバック制御を行う実施形態について説明した。ＡＣ／ＤＣ変換回路１６として、スイッチングに基づき入力電圧Ｖ１を調整する回路を用いた場合、ＡＣ／ＤＣ変換回路１６に対して、同様のフィードバック制御が行われてもよい。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換回路１６に対応するフィードバック部が設けられる。フィードバック部は、ＡＣ／ＤＣ変換回路１６の出力電圧に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換回路１６にパルス幅変調信号を出力する。ＡＣ／ＤＣ変換回路１６は、パルス幅変調信号の周波数およびデューティ比に基づいてスイッチングを行う。
【００７５】
（５）応用例
図１０には、第２実施形態に係る超音波診断装置が示されている。この超音波診断装置は、主要部１２Ｃおよび電源ユニット１０を備える。電源ユニット１０は、複数の電源サブユニット１０ａにより構成されている。制御部７２は、動作状態に応じて各電源サブユニット１０ａに対してスイッチング周波数を指定する。各電源サブユニット１０ａは、指定されたスイッチング周波数で動作し、自己が担当する内部回路に対して所定の電源電圧を供給する。
【００７６】
主要部１２Ｃについて簡単に説明しておく。超音波プローブ６６は、複数の超音波振動子６８を備える。超音波プローブ６６は、送受分離回路７０を介して送信回路７４および受信回路７６に接続されている。送信回路７４は、送受分離回路７０を介して、超音波プローブ６６の各超音波振動子６８に送信信号を出力する。各超音波振動子６８は、送信信号に応じた超音波を被検体に送信する。
【００７７】
被検体内で反射した超音波は超音波プローブ６６で受信される。各超音波振動子６８は、送受分離回路７０を介して、受信回路７６に受信信号を出力する。受信回路７６は、各超音波振動子６８から出力された受信信号を整相加算する。受信回路７６は、整相加算によって得られた整相加算信号を信号処理回路７８に出力する。信号処理回路７８は、整相加算信号に基づいて、測定結果を表す画像データを生成し、その画像データに基づく画像を画像表示器８０に表示させる。制御部７２は、各測定モードに応じた処理を実行するように、送信回路７４、受信回路７６および信号処理回路７８を制御する。また、主要部１２Ｃが備える超音波プローブ６６および各回路には、必要に応じて電源サブユニット１０ａのいずれかから電源電力が供給される。
【００７８】
このように、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ６６、超音波プローブ６６に送信信号を供給する送信部としての送信回路７４、超音波プローブ６６からの受信信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成部としての信号処理回路７８、および、超音波画像を表示する画像表示部としての画像表示器８０を備える。本実施形態に係る超音波診断装置は、さらに、超音波プローブ６６および上記各部（各内部回路）のうち、電源電力の供給が必要なものに電力を供給する複数の電源サブユニット１０ａを備える。各電源サブユニット１０ａは、自己の電力供給先に対して所定の電源電圧を出力する。
【００７９】
図１１には、信号処理回路７８の構成が、電源サブユニット１０ａ−１〜１０ａ−４および制御部７２と共に示されている。信号処理回路７８は、Ｂモード画像処理回路８２、カラードプラ画像処理回路８４、パルスドプラ画像処理回路８６、および連続波ドプラ画像処理回路８８を備える。各画像処理回路は、例えば、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ等、プログラミングによって内部に各回路が構成されるデバイスによって構成される。また、ＡＳＩＣ等の特定用途向けに設計されたデバイスを用いてもよい。
【００８０】
Ｂモード画像処理回路８２は、断層画像を表す画像データを生成する。カラードプラ画像処理回路８４は、断層画像上の各位置に血流速度に応じた色彩が付された画像を表す画像データを生成する。パルスドプラ画像処理回路８６は、被検体内の特定の位置に流れる血液の速度の時間変化を表示する画像データを生成する。連続波ドプラ画像処理回路８８は、超音波ビーム上に流れる血液の速度の時間変化を表示する画像データを生成する。各画像処理回路は、超音波診断装置の測定モードに応じて画像を生成する。
【００８１】
電源サブユニット１０ａ−１〜１０ａ−４は、それぞれ、Ｂモード画像処理回路８２、カラードプラ画像処理回路８４、パルスドプラ画像処理回路８６、および連続波ドプラ画像処理回路８８に電源電圧を出力する。これらの電源サブユニットについては、フィードバック部を共通のハードウエアで構成してもよい。すなわち、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等によって、１つのデバイス内に４個のフィードバック部を構成し、各フィードバック部から個別にパルス幅変調信号を出力させてもよい。
【００８２】
制御部７２は、各電源サブユニットに対し、個別にスイッチング周波数を指定する。スイッチング周波数が指定された各電源サブユニットは、図５に示されたフローチャートに従ってフィルタ特性を設定すると共に、指定されたスイッチング周波数で動作し、各画像処理回路に電源電圧を出力する。
【００８３】
この処理に際して制御部７２は、例えば、超音波プローブ６６で送受信される超音波の中心周波数や、信号処理回路７８で生成される画像信号の周波数と、スイッチングノイズ周波数とが相違するようにスイッチング周波数を指定する。また、電源ユニット１０ａ−２については、パルス超音波の繰り返し周波数と、スイッチングノイズ周波数とが相違するようにスイッチング周波数を指定してもよい。
【００８４】
本実施形態に係る超音波診断装置によれば、各画像処理回路を担当する電源サブユニットに適切なスイッチング周波数でスイッチングさせると共に、各画像処理回路に適切な電源電圧を印加することができる。
【００８５】
図１２には、信号処理回路７８についての第２の構成例が示されている。信号処理回路７８が備える各画像処理回路には、共通の電源サブユニット１０から電源電力が供給される。
【００８６】
制御部７２は、信号処理回路７８の動作状態に応じたスイッチング周波数を電源サブユニット１０に対して指定すると共に、信号処理回路７８の電力消費状態に応じた効率優先度を電源サブユニット１０に出力する。信号処理回路７８の電力消費状態には、待機状態、単独電力消費状態、および複合電力消費状態がある。待機状態は、信号処理回路７８において信号処理が行われていない状態である。単独電力消費状態は、Ｂモード画像処理回路８２、カラードプラ画像処理回路８４、パルスドプラ画像処理回路８６、および連続波ドプラ画像処理回路８８のうち１つにおいて信号処理が行われている状態である。複合電力消費状態は、これらの画像処理回路のうち２以上の画像処理回路において信号処理が行われている状態である。
【００８７】
信号処理回路７８が備える各画像処理回路は、常に一定の電力を消費するのではなく、それぞれの消費電力は測定状態に応じて変動する。そして、信号処理が行われている画像処理回路の数が多い程、信号処理回路７８で消費される電力の時間変動が大きくなり、電源サブユニット１０におけるフィードバック制御につき良好な応答性が要求される。
【００８８】
そこで、制御部７２は、信号処理回路７８の電力消費状態に応じて、フィードバック制御の応答性を優先した応答性優先モード、および、電源サブユニット１０における電力効率の向上を優先した効率優先モードから制御モードを選択する。そして、選択した制御モードを電源サブユニット１０に対して指定する。
【００８９】
制御部７２は、信号処理回路７８が複合電力消費状態であるときは、電源サブユニット１０に対し応答性優先モードを指定する。また、制御部７２は、信号処理回路７８が単独電力消費状態または待機状態であるときは、電源サブユニット１０に対し効率優先モードを指定する。さらに、制御部７２は、信号処理回路７８が単独電力消費状態であるときは効率優先度をｍ１とし、信号処理回路７８が待機状態であるときは、効率優先度をｍ２として電源サブユニット１０に出力する。ここで、効率優先度ｍ１およびｍ２にはｍ１＜ｍ２の関係があるものとする。電源サブユニット１０は、図８に示されたフローチャートに従い指定された制御モードで動作して、各画像処理回路に電源電圧を出力する。
【００９０】
このような処理によれば、信号処理回路７８が複合電力消費状態であるときは、信号処理回路７８が単独電力消費状態または待機状態であるときよりも応答性を優先したフィードバック制御が行われる。また、信号処理回路７８が待機状態であるときは、信号処理回路７８が単独電力消費状態または複合電力消費状態であるときに対し電力効率を優先したフィードバック制御が行われる。
【符号の説明】
【００９１】
８  超音波診断装置、１０  電源ユニット、１０ａ，１０ａ−１〜１０ａ−４  電源サブユニット、１２  電源供給先、１２Ａ  内部回路群、１２Ｂ，７２  制御部、１２Ｃ  主要部、１３  内部回路群、１４  電源プラグ、１６  ＡＣ／ＤＣ変換回路、１８  スイッチング電源回路、２０  分圧器、２２  第１抵抗器、２４ 第２抵抗器、２６  フィードバック部、２８  入力コンデンサ、３０  ＦＥＴ、３２  ダイオード、３４  インダクタ、３６  出力コンデンサ、３８  グランド線、４０  Ａ／Ｄ変換器、４２  デジタルフィルタ、４４  パルス幅変調器、４６  ドライバ、４８  通信ポート、５０  係数記憶部、５２  係数設定部、５４  キャリア生成部、５６Ａ０〜５６Ａ３，５６Ｂ１〜５６Ｂ３  係数乗算器、５８Ａ１〜５８Ａ３，５８Ｂ１〜５８Ｂ３  遅延器、６０  加算合計器、６６  超音波プローブ、６８  超音波振動子、７０  送受分離回路、７４  送信回路、７６  受信回路、７８  信号処理回路、８０  画像表示器、８２  Ｂモード画像処理回路、８４  カラードプラ画像処理回路、８６  パルスドプラ画像処理回路、８８  連続波ドプラ画像処理回路。
【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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