(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモジュールおよび第２のモジュールを含む複数のモジュールであって、前記第１および第２のモジュールの各々が、送信回路、少なくとも１つの超音波要素、および受信回路を含む、複数のモジュールと、
デジタルパラメータデータを格納するように構成されたメモリと、
前記メモリを前記第１および第２のモジュールと結合するパラメータローダと
を含む超音波プローブを含む装置であって、
前記パラメータローダが、前記メモリから前記第１のモジュールに前記デジタルパラメータデータを提供するように構成され、前記第１のモジュールおよび第２のモジュールが、互いに結合され、前記第１のモジュールから前記第２のモジュールに前記デジタルパラメータデータを送るように構成され、
前記第１および第２のモジュールの各々が、情報のパケットを受信し、前記情報のパケットからアドレスを復号するように構成されたデコーダを含む、装置。
【請求項２】
前記第１のモジュールが、前記アドレスが前記第１のモジュールを識別した場合にのみ、前記情報のパケットに基づいて動作するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のモジュールが、前記アドレスが前記第１のモジュールを識別しなかった場合に、前記パケットに基づいて動作することなく、前記情報のパケットを前記第２のモジュールに送るように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のモジュールが、前記情報のパケットを変更し、それを前記第２のモジュールに送信するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
超音波プローブにデジタルデータを提供する方法であって、前記プローブが、デイジーチェーン構成でリンクされた複数のアドレス可能超音波モジュールを含む、方法であり、
前記複数のアドレス可能超音波モジュールの第１の超音波モジュールのアドレスとデジタルデータの両方を含むパケットを作成することと、
前記複数のアドレス可能超音波モジュールに前記パケットを順番に送信することと、
前記複数のアドレス可能超音波モジュールの前記第１の超音波モジュールを使用して、前記パケットから前記アドレスを復号することと
を含む、方法。
【請求項６】
前記第１の超音波モジュールを使用して、前記パケットの前記データに基づいて動作することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のアドレス可能超音波モジュールの前記第１の超音波モジュールから前記第２の超音波モジュールに前記パケットを送信する前に、前記第１の超音波モジュールで前記パケットを変更することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記パケットを変更することが、前記パケットのアドレスを変更することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のアドレス可能超音波モジュールに前記パケットを順番に送信することが、前記複数のアドレス可能超音波モジュールの第２の超音波モジュールに前記パケットを送信し、前記第２の超音波モジュールから前記第１の超音波モジュールに送信することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の超音波モジュールで前記アドレスを復号し、前記第２の超音波モジュールで前記パケットの前記データに基づいて動作しないことをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のアドレス可能超音波モジュールの前記第１の超音波モジュールのシフトレジスタで前記パケットを受信し、前記複数のアドレス可能超音波モジュールの前記第１の超音波モジュールの前記シフトレジスタから第２の超音波モジュールのシフトレジスタに前記パケットを出力することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数のアドレス可能超音波モジュールの前記第１の超音波モジュールのアドレスを含む前記パケットを作成することが、前記複数のアドレス可能超音波モジュールの１つの超音波モジュールを除いたすべてを指定するアドレスを含むように前記パケットを作成することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のアドレス可能超音波モジュールの前記第１の超音波モジュールのアドレスを含む前記パケットを作成することが、前記複数のアドレス可能超音波モジュールの複数の、ただし、すべてではない超音波モジュールを指定するアドレス範囲を含むように前記パケットを作成することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の超音波モジュールが、送信回路、少なくとも１つの超音波要素および受信回路を含む、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、米国特許法第１１９（ｅ）条の下で、２０１４年１０月８日に出願された“Parameter Loader for Ultrasound Probe and Related Apparatus and Methods”と称する代理人整理番号Ｂ１３４８．７００１２ＵＳ００の米国仮特許出願第６２／０６１，６１３号の利益を主張し、同特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
背景
技術分野
本出願は、プログラム可能超音波プローブを制御するためのアーキテクチャおよび方法に関する。
【０００３】
関連技術
超音波撮像システムは、通常、アナログケーブルによってホストに接続された超音波プローブを含む。超音波プローブは、超音波信号を放出および受信するために、ホストによって制御される。受信された超音波信号は、超音波画像を生成するために処理される。
【発明の概要】
【０００４】
本出願の態様は、超音波プローブ用のパラメータローダに関し、関連装置および方法に関する。超音波プローブは、動作の間に超音波プローブの様々な動作特性を１回または複数回指定することを可能にするプログラム可能デジタル回路を含み得る。例えば、超音波プローブの送信および／または受信動作を管理するデジタル回路は、生成された波形の特性、信号遅延の特性または受信された超音波信号上で実行されたデジタル処理の特性を選択するようにプログラムすることができる。少なくともいくつかの実施形態では、パラメータローダは、超音波プローブに含まれ、超音波プローブのデジタル回路をプログラムするためのパラメータデータを格納するため、および、パラメータデータをデジタル回路にロードするために使用される。
【０００５】
いくつかの実施形態では、超音波プローブのプログラム可能回路は、パラメータデータの共有を可能にするために共に結合された同様のモジュールに配列される。パラメータローダは、パラメータデータを超音波モジュールのうちの１つまたは複数に提供することができ、超音波モジュールは、パラメータデータに基づいて動作すること、および／または、パラメータデータを超音波プローブの他の超音波モジュールに送ることができる。そのような構成により、より大きな数のモジュールへの超音波プローブのスケーリングを容易にすることができ、システムレベルというよりむしろモジュールレベルで設計に重点を置くことによって超音波プローブの回路の設計を簡単にすることができ、超音波プローブの回路間の効率的なデータ通信に備えることができ、代替の手法と比べて回路が占める面積を低減することができる。
【０００６】
本出願の様々な態様は、超音波プローブに格納されるパラメータデータの量および超音波プローブのプログラム可能デジタル回路にロードされるパラメータデータの量を低減するように、超音波プローブおよび超音波プローブのパラメータローダを操作する方法を提供する。例えば、複数の回路コンポーネント間のパラメータデータの冗長性は、超音波プローブのデータ格納および伝送要件を低減するために利用され得る。冗長性は、単一の励振事象内（例えば、励振事象の間に複数の回路コンポーネントが同じパラメータ値を使用する際）および／または複数の励振事象にわたって起こり得る。
【０００７】
本出願の態様によれば、第１のモジュールおよび第２のモジュールを含む複数のモジュールを含む超音波プローブを含む装置が説明される。第１および第２のモジュールの各々は、送信回路、少なくとも１つの超音波要素および受信回路を含む。第１のモジュールおよび第２のモジュールは、互いに結合され、第１のモジュールから第２のモジュールにパラメータデータを送るように構成される。
【０００８】
本出願の態様によれば、プログラム可能回路と、プログラム可能回路と結合され、パラメータデータを格納するように構成されたメモリとを含む超音波プローブを含む装置が提供される。
【０００９】
本出願の態様によれば、超音波プローブにデータを提供する方法が説明される。超音波プローブは、デイジーチェーン構成にリンクされた複数のアドレス可能超音波モジュールを含む。方法は、複数のアドレス可能超音波モジュールの第１の超音波モジュールのアドレスとデータの両方を含むパケットを作成することと、複数のアドレス可能超音波モジュールにパケットを順番に送信することとを含む。
【００１０】
本出願の態様によれば、超音波プローブにデータを提供する方法が提供され、プローブは、デイジーチェーン構成でリンクされた複数のアドレス可能超音波モジュールを含む。方法は、パケットを作成することと、複数のアドレス可能超音波モジュールにパケットを順番に送信することとを含む。
【００１１】
本出願の態様によれば、超音波プローブで第１の取得を実行することであって、第１の取得が、超音波プローブの複数の超音波モジュールの第１の超音波モジュールに対してデジタル値を設定することを含む方法が説明される。方法は、超音波プローブで第２の取得を実行することであって、第２の取得が、第１の取得の間に第１の超音波モジュールに対して設定されたデジタル値を、複数の超音波モジュールの第２の超音波モジュールに対して設定することをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本出願の様々な態様や実施形態は、以下の図を参照して説明される。図は、必ずしも原寸に比例するとは限らないことを理解すべきである。複数の図で見られるアイテムは、それらのアイテムが見られるすべての図において、同じ参照番号で示される。
【００１３】
【図１Ａ】パラメータローダを含み得、本明細書で説明される態様を実装できる超音波プローブの例を示す。
【図１Ｂ】超音波プローブのコンポーネントが複数の基板の間で分離される図１Ａの超音波プローブの変形形態を示す。
【図２】ホストと結合された超音波プローブの例を示す。
【図３】共に結合された複数の同様の超音波モジュールを有し、プログラム可能回路を含む超音波プローブの例を示す。
【図４】さらなる詳細な、デイジーチェーン構成で結合された、図３の超音波プローブの多くの超音波モジュールを示す。
【図５】超音波プローブのプログラム可能回路にパラメータデータをロードするように構成されたパラメータローダを含む超音波プローブの制御回路の例を示す。
【図６】図５と関係して説明されるようなパラメータローダによってプログラムできるプログラム可能回路を含む超音波プローブ送信チャネルの例を示す。
【図７】図５と関係して説明されるようなパラメータローダによってプログラムできるプログラム可能回路を含む超音波プローブ受信チャネルの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本出願の態様は、超音波プローブパラメータローダならびにプログラム可能超音波プローブにパラメータデータをロードするためおよび超音波プローブのコンポーネント間でパラメータデータを通信するための方法を対象とする。これらの態様は、これによって制限されないが、市販のデジタル接続を介してホストに接続可能である一方で、各種の複雑な撮像機能の実行が可能なプログラム可能超音波プローブを提供したいという要望から生じる。制御、送信および受信回路の大部分（すべてではない場合）をホストに設置するいくつかの超音波システムと比べて、制御、送信および受信回路またはそれらのコンポーネントの少なくともいくつかを含む超音波プローブを有することが望ましい。そのようなコンポーネントを超音波プローブ上に含めることにより、従来の超音波プローブをホストに接続するために通常は使用される複雑でコストのかかるアナログケーブルとは異なる比較的単純なデジタル接続を介してプローブを各種のホスト（例えば、ラップトップコンピュータまたは携帯情報端末（ＰＤＡ））に接続する能力が促進される。これを受けて、比較的複雑でコストのかかる従来のシステムから得られるものを超えて超音波技術のアクセス可能性が増大する。
【００１５】
例えば、高い解像度およびフレームレートで複数の超音波撮像モードをサポートするという観点から、医学関連の超音波撮像の実行が可能な多用途の超音波プローブを達成するため、プローブは、プログラム可能回路を有するように構成することができる。プログラム可能回路は、制御、送信および／または受信回路を含み得、プログラム可能という性質により、使用される撮像モードや、超音波プローブによって受信された超音波信号上で実行される処理のタイプなどの動作特徴の制御を得ることができる。そのようなプログラム可能であるという性質は超音波プローブに提供される能力の観点から有益であるが、性能に悪影響を及ぼさない時間および方法ならびに各種のホストへの超音波プローブの接続を可能にするための以前に説明された接続タイプを説明する時間および方法で超音波プローブにプログラミングデータを提供する必要性の観点から潜在的な問題も生じる。
【００１６】
そのようなデータをプログラム可能超音波プローブに提供するための手法の１つは、必要とされる際にいつでもホストから超音波プローブにデータの各片を送信することであるが、本出願人は、そのような強引な技法は、例えば、超音波プローブが変換要素の数や解像度を増大するようにはスケーリングしないため、実用的ではないことを理解している。従って、本出願の態様は、超音波プローブへのパラメータデータのインテリジェントで効率的なロードおよび超音波プローブ上のパラメータデータの効率的な通信の提供を容易にする構造および方法を提供する。
【００１７】
本出願の態様によれば、超音波プローブは、プログラム可能回路と、超音波プローブのプログラム可能回路をプログラムするためのパラメータデータを格納するメモリとを含む。超音波プローブのメモリに格納されたパラメータデータは、いくつかの実施形態では、超音波プローブのプログラム可能回路をプログラムするために必要とされるすべてのデータを表すが、他の実施形態では、超音波プローブのメモリは、必要とされるパラメータデータのサブセットのみを格納し、追加のパラメータデータは、ホスト内などの別々のメモリに格納することができる。また、いくつかの実施形態では、パラメータローダも超音波プローブに含められ、パラメータローダは、超音波プローブのメモリからプログラム可能回路にパラメータデータをロードするように動作する。
【００１８】
本出願の態様によれば、パラメータデータは、超音波プローブにロードされ、複数の取得事象のために再利用される。本出願人は、超音波プローブのプログラム可能回路をプログラムするために使用されるある特定のパラメータデータは、複数の撮像モードおよび取得に共通であり、従って、超音波プローブの効率的な操作は、同じパラメータデータを超音波プローブに繰り返しロードするというよりむしろ、超音波プローブ上にある特定のパラメータデータを格納し、それを複数の撮像モードまたは取得で再利用することによって容易にすることができることを理解している。このように、ホストから超音波プローブに送信する必要があるデータの量を低減することができ、それにより、数ある動作特性の中でも特に、望ましいフレームレートの達成、データ格納要件の低減およびホストとの通信効率の向上に貢献することができる。
【００１９】
本出願の態様によれば、プログラム可能超音波プローブの回路は、モジュール間のデータ通信を容易にするように共に結合された反復可能モジュールに分類される。本出願の態様によれば、反復可能モジュールは、アレイ状に配列される。例えば、超音波モジュールは、デイジーチェーン構成（またはリングネットワーク）で結合することができ、ある超音波モジュールから次の超音波モジュールにデータを送るように動作することができるが、デイジーチェーン構成は線形アレイ構成の単なる非限定的な一例であり、他のアレイ構成も使用できることを理解すべきである。モジュールは、同一であるかまたは少なくとも実質的に同じであるという点で、反復可能であり得る。モジュールの回路は、制御回路、送信回路および／または受信回路を含み得る。反復可能回路モジュールの使用は、以下でさらに詳細に説明されるように、超音波プローブのスケーリングを容易にすることができ（より多くの同一のまたは実質的に同一のモジュールを追加することによって）、また、回路間のデータの効率的な通信を増加することもできる。
【００２０】
本出願の態様によれば、プログラム可能超音波プローブは、データパケットおよびデータパケットベースの通信技法を使用して制御される。いくつかの実施形態では、超音波プローブは、例えば、送信および受信回路を含み得るアドレス可能モジュールに分類される回路を含む。データのパケットは、超音波モジュールに送信することができ、超音波モジュールのうちの１つまたは複数を識別するアドレスを含み得る。パケットによってアドレスが識別された超音波モジュールは、そのようなパケットに基づいて動作することができるが、パケットのアドレスと一致しないそれらの超音波モジュールは、パケットを別の超音波モジュールに送ることができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、超音波プローブは、上記で説明される態様のうちの１つまたは複数を組み込む超音波オンチッププローブである。超音波プローブは、超音波トランスデューサおよびプログラム可能回路（プログラム可能送信および／または受信回路など）を含み得る。超音波プローブのプログラム可能回路は、いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサと同じ基板上に含めることができるか、または、代替の実施形態では、別々の基板上に含めることができる。
【００２２】
本出願の態様は、本明細書で説明されるタイプの超音波プローブおよび回路の製造に関する。例えば、超音波プローブの製造は、超音波プローブ上にパラメータローダおよびメモリを形成することを含み得る。パラメータローダおよびメモリは、超音波プローブの複数の超音波トランスデューサと同じ基板上に形成することができるか、または、いくつかの実施形態では、別々の基板上に形成することができる。
【００２３】
上記で説明される態様および実施形態ならびに追加の態様および実施形態は、以下でさらに説明される。これらの態様および／または実施形態は、この点において本出願は制限されないため、個別に、すべて一緒にまたは２つ以上の任意の組合せで、使用することができる。
【００２４】
本出願の様々な態様の文脈を提供し、説明を容易にするため、ここでは、超音波プローブの具体的な例をそのようなプローブで適用可能であり得るパラメータの具体的な例と共に説明する。さらに、本出願の態様は、ここで説明される特定の超音波プローブおよび超音波パラメータよりさらに広範に適用されることを理解すべきである。
【００２５】
図１Ａを参照すると、超音波プローブ１００は、超音波トランスデューサの１つまたは複数のトランスデューサ配列（例えば、アレイ）１０２、送信（ＴＸ）回路１０４、受信（ＲＸ）回路１０６、タイミングおよび制御回路１０８、信号調節／処理回路１１０、ならびに／あるいは、接地（ＧＮＤ）および参照電圧（ＶＩＮ）信号を受信する電力管理回路１１８を含む。超音波プローブ１００は、図５に関して以下でさらに詳細に説明されるような、超音波プローブの他の回路にパラメータをロードするためのパラメータローダ１０７を含み得る。パラメータローダ１０７は、タイミングおよび制御回路１０８の一部であるか、または、他の実施形態では、別々にすることができる。一般に、タイミングおよび制御回路１０８は、送信回路１０４および受信回路１０６の動作を制御するための適切な回路を含み得る。任意選択により、超音波プローブ１００がＨＩＦＵを提供するために使用されることになっている場合は、高強度集束超音波（ＨＩＦＵ）コントローラ１２０を含めることができる。
【００２６】
図１Ａに示される実施形態では、示されるコンポーネントのすべては、単一の半導体ダイ（または基板もしくはチップ）１１２上に形成され、従って、示される実施形態は、超音波オンチップデバイスの例である。しかし、すべての実施形態がこの点で制限されるわけではない。それに加えて、示される例はＴＸ回路１０４とＲＸ回路１０６の両方を示しているが、代替の実施形態では、ＴＸ回路のみまたはＲＸ回路のみを採用することができる。例えば、そのような実施形態は、超音波プローブが音響信号を送信するために送信専用デバイスとして動作するか、あるいは、超音波撮像されている対象中を透過するかまたは超音波撮像されている対象によって反射された音響信号を受信するために使用される受信専用デバイスとして動作する状況でそれぞれ採用することができる。
【００２７】
超音波プローブ１００は、データをホストに連続的に出力するためのシリアル出力ポート１１４をさらに含む。また、超音波プローブ１００は、クロック信号ＣＬＫを受信してタイミングおよび制御回路１０８に提供するためのクロック入力ポート１１６も含み得る。
【００２８】
図１Ｂは、図１Ａの構成の代替の形態として超音波プローブのコンポーネントが２つの基板間で分割される実施形態を示す。示されるように、超音波プローブ１２２は、第２の基板１２４を含み、第２の基板１２４上には、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１２６が配置または形成される。ＡＳＩＣ  １２６の例は、図５と関係して以下でさらに説明され、例えば、パラメータローダ１０７を含み得る。パラメータデータを含む制御データは、ＡＳＩＣ  １２６によって、半導体ダイ１１２上のコンポーネントに送信することができ、撮像データは、例として、信号調節／処理回路１１０からＡＳＩＣ  １２６に送信することができる。いくつかの実施形態では、任意選択のバッファメモリ１４０は、半導体ダイ１１２上に含まれ、撮像データは、ＡＳＩＣ  １２６に向かう途中でバッファメモリ１４０を通過する。
【００２９】
図２は、超音波プローブをホストに接続できる方法の例およびホストの例を示す。超音波プローブ１００は、例示の目的のために、対象２０２を調査するために使用されるものとして示されている。超音波プローブ１００は、接続２０５を介してホスト２０４と結合することができ、接続２０５は、示される例では、有線接続であり、超音波プローブ１００のシリアル出力ポート１１４およびクロック入力ポート１１６（図１Ａに示される）に接続することができる。接続２０５は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブル、ThunderboltまたはFireWireなど、例えば、市販のデジタル電子機器で一般的に使用されるタイプのものであるデジタル接続であり得る。いくつかの実施形態では、接続２０５は、例えば、Bluetooth（登録商標）接続である無線であり得るが、近距離および／または長距離通信に対して代替の無線接続を使用することができる。ホスト２０４は、コンピュータ（例えば、示されるようなラップトップコンピュータまたはデスクトップコンピュータ）、携帯情報端末、スマートフォン、タブレットまたは他のコンピューティングデバイスであり得、超音波画像を表示できる表示画面２０６を含み得る。
【００３０】
以前に説明されるように、本出願の態様による超音波プローブは、モジュール構成で配列された回路を含む。その例は図３に示されており、図１Ａの超音波プローブ１００の非限定的な実装形態を表している。
【００３１】
超音波プローブ３００は、２つの行（または列、向きによる）に配列された複数の超音波モジュール３０２を含む。この非限定的な例では、１行あたり７２のそのような超音波モジュールがあり、超音波プローブ３００に対して合計で１４４のそのような超音波モジュール３０２がある。この例では、超音波モジュールは、互いに同一のものであり、各々が、送信回路、超音波トランスデューサおよび受信回路を含む。示される非限定的な例では、超音波モジュール３０２は、図３の差し込み図に示されるように、各々が３２の超音波要素３０８を２列含み、１つの超音波モジュール３０２あたり合計で６４の超音波要素３０８を含み、それに従って、本明細書では、２×３２のモジュールと称される。しかし、本出願の態様は特定の数の超音波要素を有する超音波モジュールに制限されず、２×３２のモジュールは例示の目的のために説明される例であることを理解すべきである。
【００３２】
各行の超音波モジュール３０２は、データ（例えば、パラメータデータ）をある超音波モジュール３０２から近隣の超音波モジュール３０２に転送できるように結合される。図４と関係して以下でさらに説明されるように、結合は、デイジーチェーン構成（リングネットワーク）であり得るが、代替のアレイ構成などの代替の形態も可能である。図５と関係して以下でさらに説明されるパラメータデータなどのデータ３０４は、超音波モジュール３０２の各行の第１の超音波モジュール３０２に提供され、グローバルクロック信号３０６は、すべての超音波モジュール３０２に提供される。グローバルクロック信号は、適切ないかなるクロック周波数でもあり得、その非限定的な例は２００ＭＨｚである。データ出力３０７は、超音波モジュール３０２によって提供され、収集された生のデータ、または、いくつかの実施形態では、処理済みの撮像データを表し得る。
【００３３】
以前に説明されるように、超音波モジュールは、１つまたは複数の超音波トランスデューサに加えて、回路を含み得る。いくつかの実施形態では、超音波モジュール３０２は、１つまたは複数の波形ジェネレータ（例えば、２つの波形ジェネレータ、４つの波形ジェネレータなど）、符号化回路、遅延メッシュ回路および／または復号回路を含み得る。超音波モジュールはそれに加えてまたはその代替として他の適切ないかなる回路も含み得るため、超音波モジュール３０２の一部であり得る回路のこれらの例は、例示であり、制限するものではない。
【００３４】
超音波要素３０８は、１つまたは複数の超音波トランスデューサ３１０（本明細書では、「トランスデューサセル」とも称される）を含み得る。別の言い方をすれば、超音波トランスデューサ３１０は、一緒にまとめて超音波要素３０８を形成することができる。図３の示される実施形態では、各超音波要素３０８は、４つの行および４つの列を有する二次元アレイとして配列された１６の超音波トランスデューサ３１０を含む。しかし、超音波要素３０８は適切ないかなる数の超音波トランスデューサも含み得る（例えば、１つの、少なくとも２つの、少なくとも４つの、少なくとも１６の、少なくとも２５の、少なくとも３６の、少なくとも４９の、少なくとも６４の、少なくとも８１の、少なくとも１００の、１〜２００の、２００を超える、数千のなど）ことを理解すべきである。
【００３５】
超音波トランスデューサ３１０は、容量性微細加工超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）または圧電トランスデューサを含む、適切ないかなるタイプの超音波トランスデューサでもあり得る。超音波プローブが集積回路および超音波トランスデューサを含むことになっている場合は、ＣＭＵＴを使用することができる。
【００３６】
超音波プローブ３００は１４４のモジュールを含むが、適切ないかなる数の超音波モジュールも含めることができる（例えば、少なくとも２つのモジュール、少なくとも１０のモジュール、少なくとも１００のモジュール、少なくとも１０００のモジュール、少なくとも５０００のモジュール、少なくとも１０，０００のモジュール、少なくとも２５，０００のモジュール、少なくとも５０，０００のモジュール、少なくとも１００，０００のモジュール、少なくとも２５０，０００のモジュール、少なくとも５００，０００のモジュール、２〜１００万のモジュールなど）ことを理解すべきである。本出願の態様によって提供される利益のいくつかは、超音波モジュールの数が増加するほど、より容易に実現される。
【００３７】
図４は、超音波プローブ３００の超音波モジュール３０２間の接続をさらに詳細に示し、超音波プローブ３００の単一の行からの超音波モジュール３０２に重点を置く。論考を簡単にするため、モジュール３０２は、モジュール７２、モジュール７１…モジュール１と識別される。各超音波モジュール３０２は、超音波モジュール３０２のシフトレジスタ４０２、マルチプレクサ４０４、追加の回路と結合されたデコーダ４０６および超音波要素４０８を含む。示されるように、１つの超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７２）のマルチプレクサ４０４の出力は、近隣の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７１）のシフトレジスタ４０２の入力と結合される。このように、超音波モジュール３０２は、データがある超音波モジュールから別の超音波モジュールに（例えば、モジュール７２からモジュール７１に）伝播できるように、デイジーチェーン状に配列されるが、他のアレイ構成などの他の構成も使用することができる。
【００３８】
動作の際、データ３０４は、第１の超音波モジュール３０２（例えば、この非限定的な例では、モジュール７２）に提供され、いくつかのシナリオでは、それに次いで、以下でさらに説明されるように、第１の超音波モジュール３０２からデイジーチェーンの後続の超音波モジュールに送られる。例えば、データ３０４は、最初にモジュール７２に提供し、モジュール７２からモジュール７１に、モジュール７１からモジュール７０（図示せず）になどのようにモジュール１まで継続することができる。本出願の態様によれば、データがパケットに分類されるパケットベースの通信は、超音波プローブによって実装される。従って、データ３０４は、超音波モジュール３０２に提供されるパケット状に配列することができる。パケットは、適切ないかなる長さのアドレスフィールド、オペレーションコードおよびデータフィールドも含み得る。パケットは、超音波プローブの動作の１つまたは複数のパラメータに関連するデータ（例えば、データフィールドに）を含み得る。いくつかの実施形態では、特定のタイプのパラメータに特有のパケットを生成することができ、他の実施形態では、例えば、共通の機能（例えば、波形ジェネレータをプログラムする）に関連するパラメータを一緒にまとめるために、２つ以上のパラメータの値を一緒にまとめるパケットを生成することができる。後者の手法は、特に制御可能なパラメータの数が大きい場合に、各パラメータタイプおよびあらゆるパラメータタイプに対して別々のパケットタイプを必要としないことで、効率的な通信を容易にし、システムを単純化することができる。
【００３９】
上記で説明される超音波モジュール３０２の一般的な動作を拡大すると、データ３０４は、超音波プローブの第１の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７２）に提供することができる。次いで、３つの動作のうちの１つが起こり得る。超音波モジュール３０２は、データパケットに基づいて動作し、パケットを後続のモジュールに送らないようにすることができる。これは、データ３０４を有するデータパケットが第１の超音波モジュールのみを対象とする際に起こる。あるいは、第１の超音波モジュール（例えば、モジュール７２）は、データパケットを変更することなく、デイジーチェーンの後続の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７１）に送ることができる。これは、データパケットが第１の超音波モジュールを対象としない際に起こる。さらなるオプションとして、第１の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７２）は、データパケットに基づいて動作し、それを変更し、次いで、それを後続の超音波モジュール（例えば、モジュール７１）に送ることができる。これが起こり得る理由は複数あるが、ここでは、例示のために２つの例を説明する。
【００４０】
いくつかの実施形態では、超音波モジュール３０２は、適切なデータパケットごとにプログラムされた超音波モジュール３０２のアドレスを有することができる。例えば、データパケットを超音波プローブの第１の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７２）に送信し、そのアドレスを特定の値に設定するようにその超音波モジュール３０２に指示することができる。第１の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７２）はそのようにするが、次いで、アドレスを変更する（例えば、アドレスをデクリメントする）ことによってデータパケットを変更し、変更されたデータパケットをチェーンの次の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７１）に送信することができる。次の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７１）は、変更されたデータパケットを受信し、変更されたデータパケットで指定されるアドレス（デクリメントされたもの）に従ってそのアドレスを設定し、データパケットのアドレスを変更し、さらに変更されたデータパケットを次の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７０、図示せず）に送信することができる。このプロセスは、すべての超音波モジュール３０２がそれらのアドレスを設定するまで進めることができる。
【００４１】
第２の例として、いくつかの実施形態では、所定のパラメータの値は、特定の関数に従って、超音波モジュール３０２ごとに異なり得る。例えば、超音波モジュール３０２の回路コンポーネントの遅延値は、所定の関数（線形に増加する関数など）に従って異なり得る。超音波プローブの動作方法の１つは、各データパケットに対する異なる遅延値および適切な超音波モジュールアドレスを有する別々のデータパケットを送信することであるが、代替の形態は、初期のデータパケットを超音波プローブの第１の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７２）に送信し、その超音波モジュールにデータパケットに基づいて動作させることであるが、また、変更されたデータパケットをチェーンの次の超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７１）に送信する前に、関数（例えば、線形に増加する関数）に従ってデータパケットを変更させることでもある。
【００４２】
超音波モジュール３０２が、データパケットに基づいて動作するが、データパケットを後続の超音波モジュールに送信する前にデータパケットの変更も行うシナリオは、超音波モジュール３０２の回路および超音波要素４０８に適切な回路を含めることによって実装することができる。例えば、適切なデジタル論理は、機能を実行するために含めることができる。
【００４３】
データ３０４のパケットは、各超音波モジュール３０２のそれぞれのシフトレジスタ４０２を介して超音波モジュール３０２に提供することができる。パケットを受信する超音波モジュール３０２のデコーダ４０６は、パケットからアドレスを復号し、パケットのアドレスがその特定の超音波モジュール３０２と一致する（またはそうでなければ、関与する）かどうかを判断する。例えば、モジュール７２のデコーダ４０６は、受信パケットのアドレスを復号し、アドレスがモジュール７２を識別するかどうかを判断する。パケットのアドレスがその特定の超音波モジュール３０２と一致する（またはそうでなければ、関与する）場合は、データは、その超音波モジュール３０２の回路および超音波要素４０８に提供され、回路および超音波要素４０８は、データに基づいて動作し、超音波モジュール３０２のマルチプレクサ４０４から結果として生じた出力データ４０９を提供する。その一方では、その超音波モジュールのデコーダ４０６によって判断されるように、データ３０４のパケットのアドレスが、パケットを受信したその特定の超音波モジュール３０２に関与しない場合は、データは、その特定の超音波モジュールの回路および超音波要素４０８がそのデータに基づいて動作することなく、シフトレジスタ４０２からマルチプレクサ４０４に直接シフトされ、マルチプレクサ４０４から次の超音波モジュール３０２に送られる。例えば、モジュール７２は、データのパケットがモジュール７２を対象とするものではないと判断し、従って、それに基づいて動作することなく、モジュール７１のシフトレジスタにパケットを提供することができる。このように、超音波モジュール３０２は、デコーダ４０６によって所定の超音波モジュールのマルチプレクサ４０４に提供される制御信号４１０に応じて、いくつかの状況において、通過機能を実行することができる。
【００４４】
図３および４に示される超音波プローブのモジュール性質は、信号伝達アーキテクチャの大部分を再設計する必要なく、同様のまたは同一の超音波モジュール３０２をデイジーチェーンに追加できるという点で、デバイスのスケーリングを単純化する。すなわち、超音波モジュール３０２の構造および信号伝達ラインは、すべての超音波モジュールに対して同じであり、従って、超音波モジュールレベルで設計することができる。図４の実施形態では、クロック信号３０６のみがすべての超音波モジュール３０２に別に（並列に）提供されており、従って、システムレベルで設計されている。
【００４５】
超音波モジュール３０２（例えば、モジュール７２、モジュール７１…モジュール１）は、いくつかの実施形態では上記で説明されるようにアドレスベースの通信をサポートするために異なるアドレスを有するとしても、同一のものであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、超音波モジュール３０２のアドレスは、回路に配線接続されてはいないが、むしろ、超音波モジュール３０２のコンパレータレジスタを設定するために使用され、次いで、コンパレータレジスタは、データパケットがその特定の超音波モジュールに対してアドレス指定されているかどうかを判断するために、設定アドレスを受信データパケットのアドレスと比較する。
【００４６】
また、図３および４に示されるようなモジュール構造の使用は、簡単な検証の利益も提供する。すなわち、超音波プローブの正確な動作の検証は、超音波プローブのほとんど（すべてではない場合）の機能に対して、システムレベルというよりむしろモジュールレベルで行うことができる。
【００４７】
また、超音波モジュール３０２の構造はデータの入力および出力に対する同じシフトレジスタの使用を可能にすることも理解すべきである。従って、より複雑な設計を回避することができる。
【００４８】
超音波プローブのプログラム可能回路にパラメータデータをロードするため、様々な構造を使用することができる。一態様によれば、専用ハードウェアを使用することができる。少なくともいくつかの実施形態では、ハードウェアは、超音波プローブの一部であり得る。例えば、以前に説明されるように、本出願の態様は、パラメータローダと、以前に説明される超音波モジュール３０２のプログラム可能回路などの超音波プローブのプログラム可能回路をプログラムするためのパラメータデータを格納するメモリとを有する超音波プローブを提供する。図５は、超音波プローブの一部であり得、パラメータデータを格納するメモリと、プログラム可能回路へのパラメータデータのロードを制御するように構成されたパラメータローダの両方を含み得る回路の例を示す。図５は、パラメータローダおよびメモリが超音波プローブの超音波トランスデューサアレイから分離されたＡＳＩＣの一部である例を表し、従って、図１ＢのＡＳＩＣ  １２６の実装形態の非限定的な例を表す。しかし、パラメータロード機能を実行するハードウェアは、いくつかの実施形態では、ＡＳＩＣの一部ではない場合があることを理解すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、数ある例の中でも特に、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または別々のホストを使用することができる。
【００４９】
図５のＡＳＩＣ  ５００は、プロセッサ５０２、プロセッサ５０２用のメモリ５０３、メモリ５０６を有するパラメータローダ５０４、ホスト（図示せず）との信号５０９通信（送信および受信）を行うホスト通信モジュール５０８および超音波要素通信モジュール５１０を含む。パラメータローダ５０４と超音波要素通信モジュール５１０との間には、マルチプレクサ５１６を有するタイミングシーケンサ５１４が結合される。パラメータローダ５０４は、トリガパケットジェネレータ５１８および読み取りパケットジェネレータ５２０と共に、マルチプレクサ５１６への入力として構成される。このように、タイミングシーケンサ５１４は、超音波要素チップに（例えば、図１Ｂの半導体ダイ１１２に）転送するために、パラメータデータ、トリガパケットまたは読み取りパケットを超音波要素通信モジュール５１０に送信するかどうかを選択することができる。超音波要素通信モジュール５１０において超音波要素チップによって出力されたデータおよびＡＳＩＣ  ５００によって受信されたデータは、任意選択により、データパッダ５３０に提供し、次いで、ホストとの通信のためにホスト通信モジュール５０８に提供することができる。
【００５０】
ＡＳＩＣ  ５００は、実行できる取得のシーケンスを格納するシーケンスメモリ５１２と、シーケンスメモリ５１２内のどのシーケンスを超音波プローブによって実行すべきかを特定する情報を格納するシーケンス処理ユニットキュー５３２とをさらに含む。また、ＡＳＩＣ  ５００は、位相ロックループ（ＰＬＬ）５２２も含み得、位相ロックループ（ＰＬＬ）５２２は、クロック入力信号ＣＬＯＣＫを受信し、ＡＳＩＣ  ５００の様々なコンポーネントに提供されるクロック信号を出力する。リセット制御回路５２８は、プロセッサ５０２のリセットを制御するために含まれ、バス５２４上で提供されるリセット信号ＲＥＳＥＴによって管理することができる。ＡＳＩＣ  ５００のコンポーネント間の通信は、バス５２４および５２６上で実行することができる。
【００５１】
プロセッサ５０２は、パラメータローダ５０４の操作を含む、ＡＳＩＣ  ５００の機能を制御する。所望の撮像モードを実行するため、シーケンスメモリ５１２に格納され、シーケンス処理ユニットキュー５３２によってキューに入れられた１つまたは複数の取得のシーケンスが実行される。これを受けて、取得は、各々が１つまたは複数のロード記録（本明細書では、単に「ロード」とも称される）の実行を指定することができる。ロード記録は、パラメータローダ５０４のメモリ５０６に格納されたパラメータデータを参照するポインタを含む。プロセッサ５０２は、パラメータローダ５０４を構成して始動する。実行されている取得事象のタイプに応じて、プロセッサ５０２は、パラメータローダ５０４を複数回始動して、パラメータローダ５０４からタイミングシーケンサ５１４および超音波要素通信モジュール５１０を介する超音波プローブのプログラム可能回路への必要なパラメータデータのロードを完了する必要がある場合がある。
【００５２】
パラメータローダ５０４は、超音波プローブの超音波モジュールに送信するために、パラメータローダから超音波要素通信モジュール５１０へのパラメータデータのロードを扱うハンドラ状態マシンと連動して動作するハードウェアモジュールであり得る。超音波プローブの（例えば、超音波モジュール３０２の）プログラム可能回路をプログラムするためのパラメータデータを格納するメモリ５０６は、最初は、信号５０９の一部として、ホスト通信モジュール５０８を介してホスト（例えば、ホスト２０４）によってロードすることができる。メモリ５０６に格納されたデータは、生のバイナリデータであり得、生のバイナリデータは、いくつかの実施形態では、そのままで超音波プローブのプログラム可能回路にロードすることができるか、または、代替の実施形態では、所望の構成データを生成するために処理することができる。メモリ５０６に格納されたパラメータデータは、例えば、ポインタを用いてインデックスを設けることができ、従って、いくつかの実施形態では、定義される順番またはフォーマットで格納する必要はない。
【００５３】
超音波プローブに含まれるプログラム可能回路に応じて、メモリ５０６は、各種のパラメータに関連するパラメータデータを格納することができ、パラメータローダ５０４は、各種のパラメータに関連するパラメータデータをロードすることができる。プログラム可能回路のタイプは、いくつかの実施形態では、超音波プローブの所望の機能に依存し、従って、本出願の態様は、特定タイプのプログラム可能回路を有する超音波プローブに制限されない。例えば、超音波プローブによって生成される波形のタイプの観点から柔軟性を提供することが望ましい場合は、プログラム可能波形ジェネレータを提供することができる。使用される波形ジェネレータの正確なタイプは、本明細書で説明される様々な態様を制限するものではない。いくつかの実施形態では、プログラム可能遅延要素またはプログラム可能遅延メッシュ（複数の遅延要素のネットワークを表す）は、超音波プローブによって生成される波形の遅延特性を設定する際の柔軟性を可能にするために提供することができる。いくつかの実施形態では、超音波プローブの受信機能の変動性が望ましい場合があり、従って、数ある可能な例の中でも特に、プログラム可能ＡＤＣ、プログラム可能フィルタおよび／またはプログラム可能変調器などのプログラム可能受信回路を含めることができる。プログラム可能送信および受信回路の非限定的な例は、それに対するパラメータデータをパラメータローダ５０４のメモリ５０６に格納できるパラメータのタイプを示すために、図６および７と関係して説明される。
【００５４】
ホスト通信モジュール５０８は、ＡＳＩＣ  ５００（ひいてはＡＳＩＣ  ５００がその一部である超音波プローブ）と図２のホスト２０４などのホストとの間の信号５０９の通信を提供する。非限定的な例として、ホスト通信モジュール５０８は、超音波プローブがＵＳＢコネクタを介してホストと結合される際は、ＵＳＢブリッジモジュールであり得、信号５０９は、ＵＳＢコネクタ上での転送が可能なタイプのものであり得る。
【００５５】
超音波要素通信モジュール５１０は、ＡＳＩＣ  ５００と、本明細書で以前に説明される超音波モジュール３０２などの超音波モジュールを含む超音波要素チップ（描写せず）との間の通信を提供する。適切ないかなる通信モジュールも、超音波要素通信モジュール５１０として提供することができ、その例は、低電圧差動信号伝達（ＬＶＤＳ）モジュールを含む。通信は、例えば、数ある可能なデータタイプの中でも特に、図３と関係して説明されるデータ３０４およびデータ出力３０７を含み得る、データ５１１の形態を取ることができる。
【００５６】
タイミングシーケンサ５１４は、超音波プローブによって実行される撮像活動のタイミングを制御する。タイミングシーケンサ５１４は、いくつかの実施形態では、状態マシンを含み、また、３つの入力を有するように構成されたマルチプレクサ５１６も含む。状態マシンは、マルチプレクサへのどの入力を通過させるかという観点からマルチプレクサ５１６を制御するために使用することができ、データは、ＡＳＩＣ  ５００から超音波要素チップにストリーミングすることができる。いくつかの実施形態では、データは、Altera（登録商標）Avalon Streaming仕様（California、San JoseのAltera Corporationを参照）に従ってストリーミングすることができるが、代替の形態も可能である。トリガパケットジェネレータ５１８は、撮像動作をトリガするために超音波要素チップに提供できるトリガパケットを生成する。読み取りパケットジェネレータ５２０は、超音波プローブの超音波モジュールからのデータのオフロードを制御する読み取り要求パケットを生成する状態マシンであり得る。
【００５７】
ここでは、ＡＳＩＣ  ５００の動作の例を説明するが、代替の動作方法も可能であることを理解すべきである。最初に、リセット信号ＲＥＳＥＴは、プロセッサ５０２のリセットを引き起こすためにリセット制御回路５２８に提供される。次いで、信号５０９に含まれる１つまたは複数のコマンドは、ホスト（図５には図示せず）からホスト通信モジュール５０８を介してプロセッサ５０２に送信され、シーケンスメモリ５１２に格納された特定のシーケンスを実行するようにプロセッサ５０２に指示する。シーケンス処理ユニットキュー５３２は、シーケンスメモリ５１２から選択されたシーケンスをキューに入れ、シーケンスは、所望の撮像動作を実行するためにどのように超音波要素チップを構成して操作するかについてプロセッサ５０２に指示する。例えば、プロセッサ５０２によってアクセスされるシーケンスメモリ５１２内のシーケンスのロード記録は、パラメータローダ５０４のメモリ５０６に格納されたパラメータデータを参照するポインタを含む。ロード記録のポインタに基づいて、プロセッサ５０２は、パラメータデータを有する必要なデータパケットを生成するようにパラメータローダ５０４に促す。次いで、関与するパラメータデータは、超音波プローブを操作するために、超音波要素通信モジュール５１０を介してプログラム可能回路（例えば、超音波要素チップ上）にロードされる。パラメータデータの例は、以下でさらに説明する。次いで、超音波要素チップによって生成され、超音波要素チップから受信されたデータは、超音波要素通信モジュール５１０を介してＡＳＩＣ  ５００に提供され、次いで、ホストに提供するために、データパッダ５３０およびホスト通信モジュール５０８に提供される。
【００５８】
図６は、ブロック図の形態で、プログラム可能コンポーネントを含む超音波プローブの送信チャネル（例えば、送信回路１０４）の例を示す。送信チャネル６００は、波形ジェネレータ６０２、遅延要素６０４、パルサ６０６および超音波要素６０８を含む。これらのコンポーネントのうちの１つまたは複数は、超音波プローブを動作することがそのようなコンポーネントにパラメータデータを提供することを伴うように、プログラム可能であり得る。例えば、波形ジェネレータ６０２および／または遅延要素６０４は、非限定的な例として、プログラム可能であり得る。さらなる具体的な例として、波形ジェネレータ６０２によって生成された波形は、例えば、波形ジェネレータ６０２によって生成された波形の周波数、振幅、位相および／または変化率は波形ジェネレータのレジスタを設定することによって選択できるという点で、制御することができる。同様に、遅延要素６０４もプログラム可能であり得る。図６の示される非限定的な実施形態では、遅延要素６０４は、各々が波形ジェネレータ６０２から波形を受信するが、他の実施形態では、遅延要素６０４は、例えば、ある遅延要素から別の遅延要素に波形を送ることができる遅延メッシュを形成するために、互いに結合することができる。遅延量、波形を送る方向（例えば、右側の近隣の遅延要素または左側、前側などの近隣の遅延要素）およびパルサに波形を提供するかどうかなどの遅延要素の動作特徴は、遅延要素のパラメータ値を設定することによってプログラムすることができる。
【００５９】
図７は、超音波プローブの受信チャネル（例えば、受信回路１０６）の一部として含めることができるアナログとデジタルの両方の回路の例を示す。例えば、図１ＡのＲＸ回路１０６および／または信号調節／処理回路１１０は、図７に示されるコンポーネントを含み得る。図７のコンポーネントは非限定的な例を表し、本出願の態様と矛盾しない代替のコンポーネントおよび配列を実装できることを理解すべきである。
【００６０】
図７に示されるように、受信制御スイッチ７０２を提供することができ、超音波プローブが受信モードで動作している際に閉じることができる。アナログ処理ブロック７０４は、例えば、低雑音増幅器（ＬＮＡ）７０６、可変利得増幅器（ＶＧＡ）７０８およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）７１０と共に、含めることができる。いくつかの実施形態では、ＶＧＡ  ７０８は、例えば、時間利得補償（ＴＧＣ）回路を介して、調整することができる。ＬＰＦ  ７１０は、取得された信号のアンチエイリアシングに備える。いくつかの実施形態では、ＬＰＦ  ７１０は、例えば、５ＭＨｚ程度の周波数カットオフを有する二次ローパスフィルタを含み得る。しかし、他の実装形態も可能であり、企図される。
【００６１】
また、受信回路は、ＡＤＣ  ７１２も含み得る。ＡＤＣ  ７１２は、例えば、１０ビット、１２ビット、２０Ｍｓｐｓ、４０Ｍｓｐｓ、５０Ｍｓｐｓまたは８０Ｍｓｐｓ  ＡＤＣであり得る。
【００６２】
また、受信回路は、図７の実施形態を含むいくつかの非限定的な実施形態では、デジタル回路も含み得る。示されるように、デジタル直交復調（ＤＱＤＭ）回路７１４、アキュムレータ７１６、平均メモリ７１８および出力バッファ７２０を含めることができる。アキュムレータ７１６および平均メモリ７１８は、共に、平均回路７２２を形成することができる。
【００６３】
ＤＱＤＭ回路７１４は、例えば、受信信号のデジタル化バージョンを中心周波数からベースバンドにミックスダウンし、次いで、ベースバンド信号をローパスフィルタ処理して間引くように構成することができる。ＤＱＤＭ  ７１４は、例えば、ミキサブロック、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）およびデシメータ回路を含み得る。示される回路は、受信信号から周波数を除去することによって帯域幅のロスレス（またはロッシー）低減を可能にすることができ、従って、信号調節／処理回路１１０によって処理してダイ１１２からオフロードする必要があるデジタルデータの量を著しく低減することができる。
【００６４】
超音波プローブの送信および受信機能に関して図６および７と関係してプログラム可能回路コンポーネントについて説明してきたが、本出願の態様を適用できる超音波プローブは、追加として、超音波プローブの送信または受信機能に特有ではないプログラム可能回路を含めることができることを理解すべきである。例えば、タイミング回路および一般制御回路（例えば、タイミングおよび制御回路１０８）も超音波プローブの一部であり得、１つまたは複数のプログラム可能特徴を含み得る。従って、同様に、メモリ５０６は、これらの他のタイプの回路に関連するパラメータデータを格納することができ、パラメータローダ５０４は、これらの他のタイプの回路に関連するパラメータデータをロードすることができる。
【００６５】
前述の論考から、超音波プローブは様々な回路（アナログおよびデジタル）を含み得、従って、そのプローブにどの回路コンポーネントが含まれているかおよびどの動作モードが実行されているかに応じて、所定の超音波プローブをプログラムするための様々なパラメータを必要とし得ることを理解すべきである。明確にするため、ここでは、それに対するパラメータデータを格納して超音波プローブ上にロードできるパラメータの非限定的な例の概要を提供する。
【００６６】
いくつかの実施形態では、超音波プローブは、プログラム可能波形ジェネレータを含み得る。波形ジェネレータをプログラムすることは、次のもの、すなわち、波形遅延、波形振幅、波形持続時間（波形の全体の長さ）、波形エンベロープ、波形の初期の位相、波形の初期の周波数、チャープレート（チャープが生成される場合）、反転ビット（波形の反転）および符号化励振（符号化励振で使用するためのチャープレートパラメータのビットイネーブルシフト）のうちの１つまたは複数を指定することを伴い得る。
【００６７】
いくつかの実施形態では、プログラム可能遅延要素または遅延メッシュは、超音波プローブの一部として提供することができる。プログラム可能特徴のタイプは、使用されるプログラム可能遅延要素の特定のタイプに依存する。例示の目的のために、遅延要素は、パルサと結合され、複数の格納場所を有するバッファまたは他のメモリを含むと想定することができる。この事例では、遅延要素のプログラム可能特徴の例は、遅延要素メモリのどの場所にデータを書き込むかを選択するための書き込み選択、遅延要素メモリのどの場所からデータを読み取るかを選択するための読み取り選択、パルサ作動（遅延要素を結合できるパルサを作動させるための）、遅延要素作動（遅延要素自体を作動または停止させるための）および反転ビット（遅延要素によって遅延された信号（例えば、波形）を反転させるための）を含み得る。
【００６８】
また、超音波プローブの受信機能の一部として動作するコンポーネントもプログラム可能であり得る。例えば、以前に説明されるように、超音波プローブは、ＤＱＤＭモジュール、ＬＰＦ、データ平均ブロックおよびサンプルメモリを含み得る。１つまたは複数のそのようなコンポーネントと関連付けられるパラメータを設定することができる。例えば、データ平均ブロックに対して、ビットシフト、ワード拡張および累算などのパラメータを設定することができる。また、メモリの可変ビット幅メモリパッキングも設定することができる。
【００６９】
図５と関係して以前に説明されるように、超音波プローブは、シーケンサ（例えば、タイミングシーケンサ５１４）を含み得、シーケンサは、超音波プローブの動作のイミングを少なくとも部分的に制御する。プログラム可能であり得るシーケンサタイミング値の例は、トリガパケットが送信される時刻、第１の読み取りパケットが送信される時刻、次の取得のためのパラメータデータの生成を開始するためにプロセッサ（例えば、ＡＳＩＣ  ５００のプロセッサ５０２）が中断される時刻、取得を終えてカウンタをリセットすべき時刻およびパラメータローダ（例えば、パラメータローダ５０４）がパラメータデータの生成を完了すべき時刻を含む。
【００７０】
上記で説明されるパラメータの例は、それらの特定のコンポーネントおよび／またはパラメータが特定の超音波プローブに関与しようがしまいが本出願の様々な態様を適用できるという点で、制限するものではない。また、他の実施形態では、代替のまたは追加の回路およびパラメータも使用することができる。
【００７１】
プログラム可能超音波プローブを動作することは、前述の論考から理解すべきであるように、大多数のパラメータを設定することを伴い得る。例えば、超音波プローブの動作を完全に指定することは、超音波モジュール３０２の各々に対する複数の（例えば、５より多くの、１０より多くの、５０より多くの、１００より多くの、５〜２００のまたは他の任意の適切な数の）パラメータを設定することを伴い得る。超音波プローブが図３と関係して説明されるような多くのモジュールを含み得ることを考慮すると、超音波プローブに対して数千ものパラメータ値を指定する必要があるということになってしまう可能性がある。異なるパラメータ値ならびにパラメータおよびパラメータ値の数の設定を必要とし得る複数の異なる撮像モードでの動作への備えによって進展させる複合体は、ホストから超音波プローブへパラメータ値をタイミング良く送信する能力および／またはすべての必要なパラメータデータをパラメータローダのメモリに個別に格納する能力の観点から、難題をもたらし得る。従って、本出願の態様は、ホストから超音波プローブに転送されるパラメータデータの量を低減するための技法、および、超音波プローブ上で格納され、プログラム可能回路にロードされるパラメータデータの量を低減するための技法を対象とする。
【００７２】
本出願の態様によれば、少なくともいくつかのパラメータデータを指定し、超音波プローブのすべての超音波モジュールに提供されるグローバルデータとして扱うことができる。本明細書で使用される場合、グローバルパラメータデータは、超音波プローブのすべてのモジュールに対して同じそのデータであるが、ローカルパラメータデータは、モジュールに特有のパラメータデータであり、従って、同じパラメータに対して異なるモジュールによって必要とされるパラメータデータとは異なり得る。ある特定のパラメータデータをグローバルデータとして扱うことにより、生成されて超音波プローブのプログラム可能回路にロードされるパラメータデータの量を低減することができる。ここでは、超音波プローブの波形ジェネレータの文脈における例を説明するが、グローバルパラメータデータとローカルパラメータデータとの区別や、データ生成および格納要件を低減するためのグローバルパラメータデータの使用は、超音波プローブの他のプログラム可能回路にも適用することができる。
【００７３】
例示の目的のために、超音波プローブの各波形ジェネレータ（例えば、１つの超音波モジュール３０２あたり２つの波形ジェネレータ）は、次のパラメータ、すなわち、波形遅延、波形振幅、波形持続時間（波形の全体の長さ）、波形エンベロープ、波形の初期の位相、波形の初期の周波数、チャープレート（チャープが生成される場合）、反転ビット（波形の反転）および符号化励振（符号化励振で使用するためのチャープレートパラメータのビットイネーブルシフト）に関してプログラムすることができると想定される。少なくともいくつかの撮像モードに対し、多くのそのようなパラメータは、すべての波形ジェネレータに対して同じ値を有することができる。例えば、Ｂモード撮像のいくつかの形態などのいくつかのモードでは、すべてのパラメータは、遅延パラメータ以外はグローバルであり得、遅延パラメータは、各超音波モジュールに対してまたは各超音波モジュールの各波形ジェネレータに対して別々の値を有し得る。そのような動作モードの例は、二次元（２Ｄ）撮像モードであるが、他のモードもこの点において同じであり得る。いくつかのモードでは、すべてのパラメータは、遅延パラメータおよび波形振幅パラメータ以外はグローバル値を有し得、遅延パラメータおよび波形振幅パラメータは、超音波モジュールごとに異なり得る。そのようなモードの例は、アポディゼーションを伴う２Ｄ撮像モードである。いくつかのモードでは、遅延値、初期の周波数および初期の位相は、超音波モジュールごとに異なり得るが、残りの波形ジェネレータパラメータは、すべての超音波モジュールに対して同じであり得る。そのようなモードでは、初期の周波数および位相の調整により、遅延の微調整を提供することができ、従って、そのようなモードは「精密遅延」モードと見なすことができる。
【００７４】
本出願の態様によれば、超音波プローブのパラメータローダ（パラメータローダ５０４など）は、グローバルパラメータを生成し、その内部メモリ（例えば、メモリ５０６）からグローバルパラメータを送信することができるが、ローカルパラメータは、超音波プローブのシーケンスメモリ（例えば、シーケンスメモリ５１２）から順番に読み取ることができる。このように、メモリ５０６によって格納され、パラメータローダ５０４によってロードされるパラメータデータは、グローバルパラメータの場合であっても、仮に各超音波モジュール３０２に対して別々のパラメータ値が生成される場合より少ない可能性がある。グローバルパラメータの数が増加すると、データ量の節約も増大する。
【００７５】
例として、精密遅延モードでは、波形振幅、チャープレート、波長、波形を反転させるかどうかおよび符号化励振を生じさせるかどうかなどのパラメータは、グローバル値を有し得る。対照的には、波形遅延パラメータ、初期の波形位相パラメータおよび初期の周波数パラメータは、ローカル値を有し得、ローカル値は、超音波要素ごとに異なり得る。いくつかの実施形態では、パラメータローダ（例えば、パラメータローダ５０４）は、その内部メモリ（例えば、メモリ５０６）からグローバル値を読み取り、それらを超音波プローブの超音波要素に送信することができる。その後、パラメータローダは、特定の超音波モジュール向けのおよびそれらの超音波モジュールに対するローカルパラメータ値を含むパケットを生成し、超音波モジュールに送信することができる。
【００７６】
いくつかのパラメータはローカル値またはグローバル値を有することができるが、いくつかの実施形態では、所定のパラメータは、超音波プローブの１つの超音波モジュールを除いたすべてに対して同じ値を有することができる。そのような実施形態では、その所定のパラメータに対するデータパケットは、その１つを除いたすべての超音波モジュールを指定することができる。従って、指定されていないその１つの超音波モジュールのみがデータパケットに基づいて動作することができない。さらに、いくつかの実施形態では、パケットは、超音波モジュールのグループを対象とするものであり得る。そのようなシナリオでは、パケットは、例えば、開始アドレスと終了アドレスの両方を含めることによって超音波モジュールのアドレスの範囲を指定することができる。開始アドレスおよび終了アドレスによって定義された範囲で収まるアドレスを有する超音波モジュールは、パケットに基づいて動作することができる。パケットが所定のモジュールを対象とするかどうかを判断するため、そのモジュールは、それ自体のモジュールアドレスをパケットによって指定された範囲と比較するための適切な回路を含み得る。そのような回路は、図４に示される超音波モジュール３０２の回路および超音波要素４０８に含めることができる。そのような回路は、例えば、適切なデジタル論理を含み得る。パケットが複数の（ただし、すべてではない）超音波モジュールのアドレス指定を行うこの動作方法は、大多数の超音波モジュールを有する超音波プローブにおいて特に有益であり得る。
【００７７】
以前に説明されるように、いくつかの実施形態では、２つ以上のパラメータの値は、単一のデータパケットに分類することができ、従って、パケットは、グローバルパラメータのみ、ローカルパラメータのみ、または、グローバルパラメータおよびローカルパラメータの組合せを含み得る。例として、数ある特徴の中でも特に、波形遅延、生成された波形が符号化励振かどうかおよび波形を反転させるかどうかを制御するようにプログラムできるプログラム可能波形ジェネレータを有する超音波プローブを想定すると、そのようなパラメータに対する値は、共通のデータパケットに分類することができる。これは、例えば、効率的なシステム動作を容易にするために行うことができる。例えば、さらに、波形遅延値が１４ビットを使用して指定され、符号化励振制御が単一のビットで指定され、波形を反転させるかどうかの制御が単一のビットで指定されると想定すると、これらの３つのパラメータの各々に対する固有のパケットを作成しなければならない場合と比べて、すべての３つの値を含めるための単一の１６ビットのパケットを生成することができる。従って、各パラメータに対して固有のパケットタイプが生成されるスキームと比べて、システムを単純化することができ、その単純化は、パラメータの数の増加と共に、その度合いが増し得る。各パラメータに対する固有のパケットタイプを有することにより、どのデータが生成されて送信されるかに関する正確なより優れた制御が可能になるため、単純化が進むにつれて柔軟性は減少する。
【００７８】
複数のパラメータが共通のパケットに分類されるいくつかの実施形態では、分類は共通の機能に基づき得る。たった今説明された波形ジェネレータ遅延、符号化励振制御および波形反転制御の例を考慮すると、それらの３つのパラメータは、波形ジェネレータをプログラムする共通の機能を共有する。しかし、２つ以上のパラメータを共通のパケットに一緒にまとめることによって超音波プローブを操作する方法は、共通の機能でパラメータを分類することに制限されない。
【００７９】
また、前述の例は、どのようにデータパケットがローカルパラメータとグローバルパラメータの両方を含むことができるかについても示す。２Ｄ撮像が超音波プローブで実行され、波形ジェネレータパラメータが波形遅延の差以外はすべての超音波モジュールに対して同じである、上記で説明される例を考慮すると、波形遅延、反転ビットおよび符号化励振ビットに対するパラメータ値を転送するための単一のパケットタイプの使用は、パケットがグローバルパラメータ（反転ビットおよび符号化励振ビット）およびローカルパラメータ（波形遅延）を含むシナリオを表すことになる。
【００８０】
本出願の態様によれば、パラメータデータの生成および格納における節約は、超音波プローブの特定の動作モードの特性を利用することによって実現することができる。例として、本出願の態様によれば、超音波プローブの動作モードは、列内のすべての超音波要素に対して同一の波形を指定することを可能にする。例えば、超音波プローブは、超音波ビームの仰角方向に焦点を合わせることができる音響レンズと共に使用することができる。従って、列内の超音波要素は、同一の波形を送信することができ、それにより、それらの超音波要素を含む超音波モジュールに対してより少ないパラメータ値を指定することができる。例えば、図３と関係して説明されるような超音波アレイサイズを想定すると、超音波プローブの動作を完全に指定するため、異なる波形を生成するために超音波モジュールの列内の超音波要素が使用される場合と比べて、６４倍少ない固有の構成パラメータが必要とされ得る。より具体的には、非限定的な例として、遅延メッシュパラメータは、２つの隣接する２×３２のモジュール（例えば、図３において互いに対して左と右の構成で配列された図３の２つのモジュール３０２）に対して定義し、次いで、すべてのそのような７２の隣接するモジュールに対して繰り返すことができ、必要とされるパラメータデータの著しい低減をもたらすことができる。
【００８１】
本出願の態様によれば、パラメータローダ（例えば、パラメータローダ１０７または５０４）によって格納されるパラメータ値の数は、超音波トランスデューサアレイの行と列のインデックスを使用してパラメータ値が生成されるスキームを実装することによって低減される。例えば、遅延パラメータおよび波形振幅パラメータ以外のすべての回路パラメータがグローバル値を有し得るＢモードまたはドップラモードなどのいくつかの撮像モードの場合、特定のパラメータの値は、列ごとの変化が行ごとの変化と区別可能であるように、超音波トランスデューサアレイの列ごとにおよび行ごとに異なり得る。そのような状況では、各行および各列には、その所定のパラメータに対する値を割り当てることができ、特定の超音波要素に対するパラメータの値は、行に対する値および列に対する値を適切に組み合わせることによって演算することができる。
【００８２】
非限定的な例として、波形遅延値τは、超音波トランスデューサアレイの列および行に対して指定することができ、所定の超音波要素に対する波形遅延値τは、行に対する波形遅延値および列に対する波形遅延値の加算によって指定することができる。例えば、５行目と１０８列目に位置する超音波要素に対する波形遅延値は、τ５＋τ１０８に等しくあり得、τ５は５行目に対する波形遅延であり、τ１０８は１０８列目に対する波形遅延である。
【００８３】
加算は組合せの一例であるが、乗算などの他の値を組み合わせる方法も使用することができる。例えば、超音波トランスデューサアレイの行および列に対して波形振幅値を指定することができ、所定の超音波要素に対する波形振幅は、その行に対する波形振幅とその列に対する波形振幅とを乗算したものであり得る。具体的な例として、５行目と１０８列目に位置する超音波要素に対する波形振幅は、Ａ５Ａ１０８に等しくあり得、Ａ５は５行目に割り当てられた波形振幅であり、Ａ１０８は１０８列目に割り当てられた波形振幅である。
【００８４】
インデックスが設けられたパラメータデータ値の低減されたセットからパラメータデータを生成するこれらの方法を使用することで、パラメータローダは、仮にパラメータ値が超音波プローブのあらゆる超音波要素に対して格納されることになっている場合よりも少ないパラメータデータを格納することができる。しかし、そのコストは、そのような実施形態におけるパラメータローダが、加算回路、乗算回路などの組合せ関数を実行するための適切な回路を含むべきであるということである。インデックスが設けられたパラメータデータ値を組み合わせる方法の他の例は、ＯＲおよびＸＯＲ関数などの論理関数を含む。適切な回路は、望まれる場合にそのような関数を実行するために含めることができる。
【００８５】
本出願の態様は、複数の事象にわたるパラメータデータの低減にも備える。単一の超音波画像フレームを形成するため、複数の事象が通常は実行される。各事象は、いくつかの実施形態では、固有のパラメータデータセットを伴い得る。従って、実行される事象の数が大きいほど、必要とされるパラメータデータは大きくなる。しかし、本出願人は、パラメータデータ値の冗長性が少なくともいくつかの撮像モードにおいて事象にわたって存在すること、および、超音波プローブのパラメータローダによる生成および格納に必要なパラメータデータの量を低減するためにそのような冗長性を利用できることを認識している。
【００８６】
そのような例の１つは、事象間で遅延がシフトされる際に起こる。例えば、Ｂモード集中走査などの撮像モードでは、特定の事象の間の特定の超音波要素（または、代替として、超音波モジュール）に対する構成パラメータは、１つまたは複数の事象前の異なる超音波要素（または超音波モジュール）に対する構成パラメータの少なくともいくつかと同じであり得る。すなわち、超音波プローブによって生成された波形遅延は、超音波プローブの超音波要素に沿って伝播するかまたは横方向にシフトすることができる。従って、本出願の実施形態によれば、単一の事象を指定するために必要とされるものより長いパラメータデータのセットは、シーケンスメモリに格納することができ、パラメータローダは、後続の事象を実行する際、シーケンスメモリ内の異なるオフセットで始動することができる。
【００８７】
本出願の態様によれば、１つまたは複数のカウンタは、生成されて格納されるパラメータデータの量の低減を容易にするために、超音波プローブに含まれる。例えば、１０ビットカウンタなどのリニアカウンタは、パラメータローダに含めることができ、平面派の生成のために波形遅延値を計算することができる。カウンタは、適切な遅延値を計算するために、各超音波要素位置の後にインクリメントすることができる。このように、遅延値は、パララメータローダのメモリ（例えば、メモリ５０６）に格納する必要はない。そのような動作は、方位角方向に平面波を生成する際に実行することができる。同様に、リニアカウンタは、超音波モジュールの読み取りおよび書き込みパラメータを設定するために、横方向に対して使用することができる。
【００８８】
また、カウンタは、三次元の平面波を生成する文脈においても使用することができる。例えば、上記で説明されるリニアカウンタに加えて、平面波傾斜を定義するために第２のカウンタを含めることができる。この第２のカウンタは、各超音波モジュール（または他の構成ユニット）の後にインクリメントすることができ、例えば、毎回１６の構成ユニットの後になど、所定の数の構成ユニットの後にリセットすることができる。平面波に対する遅延値は、２つのカウンタからの値の集計であり得る。いくつかの実施形態では、カウンタのうちの１つまたは複数は、例えば、より精密な遅延ステップの指定を可能にするために、小数部のビットを含み得る。これらのより精密な遅延は、いくつかの実施形態では、切り捨てるかまたは四捨五入することができる。その上、カウンタは遅延を計算する方法の非限定的な例を表すことを理解すべきである。代替の形態は中央演算処理装置（ＣＰＵ）または算術論理演算ユニット（ＡＬＵ）の使用を含む。
【００８９】
本出願の態様は１つまたは複数の利益を提供することができ、そのうちのいくつかは以前に説明されている。ここでは、そのような利益のいくつかの非限定的な例を説明する。すべての態様や実施形態が必ずしもここで説明される利益のすべてを提供するわけではないことを理解すべきである。さらに、本出願の態様はここで説明されるものに対する追加の利益を提供できることも理解すべきである。
【００９０】
本出願の態様は、ホストとは異なる超音波プローブ上でのパラメータデータの格納を可能にする。パラメータデータは、超音波プローブ上のパラメータローダを使用して超音波プローブのデジタルプログラム可能回路に効率的にかつ正確にロードすることができる。パラメータデータは、アドレス可能パケットベース通信を使用して超音波プローブの関連超音波モジュールに効率的に運ぶことができ、超音波モジュールは、パラメータデータの共有を容易にするために共に結合することができる。また、超音波プローブ上で生成されて格納されるパラメータデータの量は、本明細書で説明される様々な態様を利用することによって低減することができる。
【００９１】
本出願の態様による超音波プローブは、容易にスケーリング可能であり、動作の簡単な検証を可能にする。例えば、超音波プローブの回路（の少なくともいくつか）が反復可能モジュールに分類される態様について説明してきた。従って、超音波プローブは、システムレベルでの著しい再設計を必要とすることなく、追加の同一のモジュールを追加することによって容易にスケーリングすることができる。また、超音波プローブの動作の検証は、そのようなシナリオにおいて、モジュールレベルで実質的に実行することができる。
【００９２】
また、代替のプローブ設計と比べて、超音波プローブの電力要件も低減することができる。例えば、アレイ（例えば、デイジーチェーンなどのチェーン）に構成された超音波モジュールの使用により、仮にマルチプレクサベースの手法が使用される場合より少ないモジュール間のワイヤが可能になり、従って、電力の低減が可能になる。同様に、本明細書で説明されるようなグローバルパケット分布の使用は、マルチプレクサベースの設計より効率的であり得る。
【００９３】
また、超音波モジュールによって消費される面積は、本出願の態様によれば比較的小さいものであり得る。例えば、本明細書で説明されるいくつかの実施形態は、超音波モジュールの数と共に線形にスケーリングする多くのレジスタを有する超音波モジュールを含む。対照的には、仮にマルチプレクサベースの設計が使用されることになっている場合は、関与するレジスタの数は、はるかに大きいものであり得、例えば、超音波モジュールの数と共に二次的にスケーリングする。
【００９４】
また、代替の形態と比べて、超音波プローブのタイミング動作の態様も単純化することができる。例えば、超音波モジュールの動作のタイミングは、超音波モジュール内で同期させることができる。そのようなスキームは、いかなるグローバルトリガワイヤの必要性も回避することができる。
【００９５】
本開示に記載される技術のいくつかの態様および実施形態をこうして説明してきたが、様々な改変、変更および改善が当業者に容易に思い当たることを理解されたい。そのような改変、変更および改善は、本明細書で説明される技術の精神および範囲内にあることが意図される。例えば、当業者は、機能を実行するためならびに／あるいは本明細書で説明される結果および／または利点のうちの１つまたは複数を得るための各種の他の手段および／または構造を容易に想像でき、そのような変形および／または変更の各々は、本明細書で説明される実施形態の範囲内であると考えられる。当業者は、定められた通りの実験のみを使用して本明細書で説明される特定の実施形態の多くの均等物を認識するかまたは確認することができる。従って、前述の実施形態は単なる例示として提示されていることや、具体的に説明されるものとして以外に、添付の請求項およびその均等物の範囲内で本発明の実施形態を実践できることを理解されたい。それに加えて、本明細書で説明される２つ以上の特徴、システム、物品、材料、キットおよび／または方法のいかなる組合せも、そのような特徴、システム、物品、材料、キットおよび／または方法が相互に矛盾しない場合は、本開示の範囲内に含まれる。
【００９６】
上記で説明される実施形態は、多くの方法のいずれかで実装することができる。プロセスまたは方法の実行に関与する本開示の１つまたは複数の態様および実施形態は、デバイス（例えば、コンピュータ、プロセッサまたは他のデバイス）による実行が可能なプログラム命令を利用して、プロセスもしくは方法を実行するかまたはその実行を制御することができる。この点において、様々な発明概念は、１つまたは複数のコンピュータまたは他のプロセッサ上で実行されると、上記で説明される様々な実施形態のうちの１つまたは複数を実装する方法を実行する１つまたは複数のプログラムで符号化された１つのコンピュータ可読記憶媒体（または複数のコンピュータ可読記憶媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１つもしくは複数のフロッピーディスク、コンパクトディスク、光ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイもしくは他の半導体デバイスの回路構成、または、他の有形コンピュータ記憶媒体）として具体化することができる。１つまたは複数のコンピュータ可読媒体は、上記で説明される態様の様々なものを実装するためにその上に格納された１つまたは複数のプログラムを１つまたは複数の異なるコンピュータまたは他のプロセッサにロードできるように、輸送可能なものであり得る。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読媒体は、非一時的な媒体であり得る。
【００９７】
「プログラム」または「ソフトウェア」という用語は、本明細書では、上記で説明されるような様々な態様を実装するようにコンピュータまたは他のプロセッサをプログラムするために採用できる任意のタイプのコンピュータコードまたはコンピュータ実行可能命令のセットを指すために一般的な意味で使用される。それに加えて、一態様によれば、実行されると本開示の方法を実行する１つまたは複数のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータまたはプロセッサに存在する必要はないが、本開示の様々な態様を実装するために、多くの異なるコンピュータまたはプロセッサ間でモジュール方式で分散できることを理解すべきである。
【００９８】
コンピュータ実行可能命令は、１つまたは複数のコンピュータまたは他のデバイスによって実行されるプログラムモジュールなどの多くの形態のものであり得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するかまたは特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。通常、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態における要望通りに組み合わせるかまたは分散させることができる。
【００９９】
また、データ構造は、任意の適切な形態でコンピュータ可読媒体に格納することができる。説明を簡単にするため、データ構造は、データ構造における場所を通じて関連付けられるフィールドを有するように示すことができる。そのような関係は、フィールド間の関係を伝えるコンピュータ可読媒体における場所をフィールドの格納に割り当てることによって同様に達成することができる。しかし、データ要素間の関係を確立するポインタ、タグまたは他のメカニズムの使用を含めて、任意の適切なメカニズムを使用して、データ構造のフィールドの情報間の関係を確立することができる。
【０１００】
ソフトウェアで実装される際は、ソフトウェアコードは、単一のコンピュータで提供されるかまたは複数のコンピュータ間で分散されるかにかかわらず、任意の適切なプロセッサまたはプロセッサの集合体上で実行することができる。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されるプロセッサは、仮想プロセッサであり得る。
【０１０１】
さらに、コンピュータは、非限定的な例として、ラックマウント式コンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータまたはタブレットコンピュータなど、多くの形態のいずれかで具体化できることを理解すべきである。それに加えて、コンピュータは、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォンまたは他の任意の適切な携帯もしくは固定電子デバイスを含む、一般的にはコンピュータとは見なされないが適切な処理能力を有するデバイスに埋め込むことができる。
【０１０２】
また、コンピュータは、１つまたは複数の入力および出力デバイスを有し得る。これらのデバイスは、他のものの間で、ユーザインタフェースを提示するために使用することができる。ユーザインタフェースを提供するために使用できる出力デバイスの例は、出力の視覚表現のためのプリンタまたは表示画面や、出力の可聴表現のためのスピーカまたは他の音発生デバイスを含む。ユーザインタフェースのために使用できる入力デバイスの例は、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、タッチパッドおよびデジタル化タブレットを含む。別の例として、コンピュータは、音声認識を通じてまたは他の可聴フォーマットで、入力情報を受信することができる。
【０１０３】
そのようなコンピュータは、ローカルエリアネットワークまたは広域ネットワーク（企業ネットワークなど）およびインテリジェントネットワーク（ＩＮ）またはインターネットを含む、任意の適切な形態の１つまたは複数のネットワークによって相互接続することができる。そのようなネットワークは、任意の適切な技術に基づき得、任意の適切なプロトコルに従って動作することができ、無線ネットワーク、有線ネットワークまたは光ファイバネットワークを含み得る。
【０１０４】
また、説明されるように、いくつかの態様は、１つまたは複数の方法として具体化することができる。方法の一部として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けることができる。それに従って、示される実施形態において順次動作として示される場合であっても、いくつかの動作を同時に実行することを含み得る、示されるものとは異なる順番で動作が実行される実施形態を構築することができる。
【０１０５】
すべての定義は、本明細書で定義され使用される場合は、辞書の定義、参照によって組み込まれる文書の定義および／または定義される用語の一般的な意味を制御するものと理解すべきである。
【０１０６】
「a」および「an」という不定冠詞は、本明細書および請求項で使用される場合は、それとは異なる規定が明確に示されていない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解すべきである。
【０１０７】
「および／または」という記載は、本明細書および請求項で使用される場合は、そのように結合された要素の「一方または両方」、すなわち、いくつかの事例において連言的に存在する要素および他の事例において選言的に存在する要素を意味するものと理解すべきである。「および／または」と共にリストされる複数の要素は、同じように、すなわち、そのように結合された要素の「１つまたは複数」と解釈すべきである。「および／または」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素は、具体的に特定されたそれらの要素に関連するかまたは関連しないかにかかわらず、任意選択により存在し得る。従って、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」への言及は、「含む（comprising）」などの開放言語と併せて使用される際は、一実施形態では、Ａのみ（任意選択によりＢ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、Ｂのみ（任意選択によりＡ以外の要素を含む）を指し、さらなる別の実施形態では、ＡとＢの両方（任意選択により他の要素を含む）を指すなど、可能である。
【０１０８】
本明細書および請求項で使用される場合は、１つまたは複数の要素のリストを言及する際の「少なくとも１つ」という記載は、要素のリスト内の要素のいずれか１つまたは複数から選択された少なくとも１つの要素を意味するが、必ずしも要素のリスト内で具体的にリストされる各要素およびあらゆる要素の少なくとも１つを含むわけではなく、要素のリスト内の要素のいかなる組合せも除外しないものと理解すべきである。また、この定義により、具体的に特定されたそれらの要素に関連するかまたは関連しないかにかかわらず、「少なくとも１つ」という記載が指す要素のリスト内で具体的に特定された以外の要素が任意選択により存在することも可能になる。従って、非限定的な例として、「ＡおよびＢの少なくとも１つ」（または同等に「ＡまたはＢの少なくとも１つ」または同等に「Ａおよび／またはＢの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、少なくとも１つの（任意選択により複数を含む）Ａ（Ｂは存在せず、任意選択によりＢ以外の要素を含む）を指し、別の実施形態では、少なくとも１つの（任意選択により複数を含む）Ｂ（Ａは存在せず、任意選択によりＡ以外の要素を含む）を指し、さらなる別の実施形態では、少なくとも１つの（任意選択により複数を含む）Ａおよび少なくとも１つの（任意選択により複数を含む）Ｂ（任意選択により他の要素を含む）を指すなど、可能である。
【０１０９】
また、本明細書で使用される表現および用語は、説明を目的とし、制限するものと見なすべきではない。本明細書における「含む（including、comprising、containing）」、「有する（having）」、「伴う（involving）」およびその変形例の使用は、その後にリストされるアイテムおよびその均等物ならびに追加のアイテムを包含することが意図される。
【０１１０】
請求項および上記の明細書では、「含む（comprising、including、containing）」、「保持する（carrying、holding）」、「有する（having）」、「伴う（involving）」、「から構成される（composed of）」などのすべての移行句および同様のものは、開放されているもの、すなわち、「これらに限定されないが、〜を含む」を意味するものと理解されたい。「〜からなる」および「本質的に〜からなる」の移行句のみが閉鎖または半閉鎖移行句のそれぞれであるものとする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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