超聲波診斷裝置以及電源裝置制造方法
【專利摘要】提供一種能夠使次級側(cè)線圈上感應(yīng)出的電動(dòng)勢高速地變化為零電平的超聲波診斷裝置。是具備變壓器、第一電源和第二電源、超聲波振子、處理部以及驅(qū)動(dòng)部的超聲波診斷裝置。變壓器的結(jié)構(gòu)包括初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈。第一電源和第二電源連接在初級側(cè)線圈上。超聲波振子被在次級側(cè)線圈上感應(yīng)出的電壓驅(qū)動(dòng)，朝向被檢體發(fā)送超聲波，并接收由被檢體反射的反射波，輸出接收信號(hào)。處理部對接收信號(hào)施行處理，并生成超聲波圖像。驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使電壓在基于第一電源的第一電平電壓、基于第二電源的第二電平電壓、以及第一電平電壓與第二電平電壓之間的第三電平電壓之間進(jìn)行變化。
【專利說明】超聲波診斷裝置以及電源裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種超聲波診斷裝置以及電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波診斷裝置利用具備多個(gè)超聲波振子的超聲波探頭，向被檢體內(nèi)發(fā)送超聲波，并基于來自該被檢體的反射波(超聲波回波)，生成被檢體內(nèi)的斷層像數(shù)據(jù)或三維圖像數(shù)據(jù)等。
[0003]還有利用超聲波的諧波成分(二次諧波成分)生成超聲波圖像的組織諧波成像這種技術(shù)。該技術(shù)在同一方向連續(xù)進(jìn)行兩次超聲波的發(fā)送，并在這個(gè)時(shí)候使第一次的發(fā)送波和第二次的發(fā)送波的相位進(jìn)行反轉(zhuǎn)。這時(shí)，由第二次的發(fā)送波產(chǎn)生的接收波相對于第一次的接收波，其基波成分的相位反轉(zhuǎn)，二次諧波成分為同相。因此，如果將第一次的接收波和第二次的接收波相加，則基波成分抵消，僅二次諧波成分被強(qiáng)調(diào)(成為二倍)并輸出，就能夠只將該二次諧波成分影像化。通過利用這種技術(shù)，例如就能抑制發(fā)送波的多重反射的影響。
[0004]另外，在超聲波診斷裝置中，有時(shí)采用通過在變壓器的初級側(cè)線圈上連接電源施加電壓，來利用在次級側(cè)線圈上感應(yīng)出的電壓驅(qū)動(dòng)超聲波振子的結(jié)構(gòu)。通過構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)，能夠切換施加給初級側(cè)線圈的電壓的方向，并使在次級側(cè)線圈上感應(yīng)的脈沖的極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 — 81966號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的問題
[0009]另一方面，由于變壓器的初級側(cè)線圈與次級側(cè)線圈之間磁耦合，因此，通過向初級側(cè)線圈流電流而在初級側(cè)線圈上產(chǎn)生的電壓，就按照匝數(shù)比來表現(xiàn)為次級側(cè)線圈的電壓。這時(shí)若切斷從外部向初級側(cè)線圈的電流供給，就會(huì)遵照楞次定律，為了消除磁通量變化而產(chǎn)生與初級側(cè)線圈的負(fù)載相應(yīng)的反電動(dòng)勢。這時(shí)，由于該反電動(dòng)勢，按照匝數(shù)比在次級側(cè)線圈上產(chǎn)生電壓。因?yàn)檫@種情況，即使切斷從外部向初級側(cè)線圈的電流供給，次級側(cè)線圈的電壓也不會(huì)立刻退回到零電平(偏置點(diǎn))，而是繼續(xù)在次級側(cè)線圈上感應(yīng)出反電動(dòng)勢，并從次級側(cè)線圈繼續(xù)產(chǎn)生出伴隨著該反電動(dòng)勢的信號(hào)。因而，在該期間，在來自超聲波振子的接收信號(hào)中重疊有伴隨著該反電動(dòng)勢的信號(hào)，因此，接收例如被檢體的較淺部位(以后有時(shí)叫做“淺部”)的反射波就很困難。
[0010]本發(fā)明的實(shí)施方式的目的在于，提供一種能夠使次級側(cè)線圈上感應(yīng)出的電動(dòng)勢高速地變化為零電平的超聲波診斷裝置。
[0011]用于解決問題的手段[0012]本發(fā)明的實(shí)施方式是具備變壓器、第一電源和第二電源、超聲波振子、處理部以及驅(qū)動(dòng)部的超聲波診斷裝置。變壓器的結(jié)構(gòu)包括初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈。第一電源和第二電源連接在初級側(cè)線圈上。超聲波振子被在次級側(cè)線圈上感應(yīng)出的電壓驅(qū)動(dòng)，朝向被檢體發(fā)送超聲波，并接收由被檢體反射的反射波，輸出接收信號(hào)。處理部對接收信號(hào)施行處理，并生成超聲波圖像。驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使電壓在基于第一電源的第一電平電壓、基于第二電源的第二電平電壓、以及第一電平電壓與第二電平電壓之間的第三電平電壓之間進(jìn)行變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的框圖。
[0014]圖2A是示出第一實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路的一例的電路圖。
[0015]圖2B是示出第一實(shí)施方式中的、向各晶體管的脈沖與來自次級側(cè)線圈的輸出波形的關(guān)系的概略圖。
[0016]圖2C是示出第一實(shí)施方式的各定時(shí)的各晶體管的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的圖。
[0017]圖3A是示出第一實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。 [0018]圖3B是示出第一實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。
[0019]圖3C是示出第一實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。
[0020]圖4是示出從次級側(cè)線圈輸出的脈沖的振幅變化的曲線圖。
[0021]圖5A是示出第二實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路的一例的電路圖。
[0022]圖5B是示出第二實(shí)施方式中的、向各晶體管的脈沖與來自次級側(cè)線圈的輸出波形的關(guān)系的概略圖。
[0023]圖5C是示出圖5B中的各晶體管的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的圖。
[0024]圖6A是示出第二實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。
[0025]圖6B是示出第二實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。
[0026]圖6C是示出第二實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。
[0027]圖6D是示出第二實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。
[0028]圖6E是示出第二實(shí)施方式的規(guī)定定時(shí)的等效電路的電路圖。
[0029]圖7是示出第二實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路的一個(gè)樣式的電路圖。
[0030]圖8是示出第二實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路的一個(gè)樣式的電路圖。
[0031]圖9A是示出向各晶體管的脈沖與來自次級側(cè)線圈的輸出波形的關(guān)系的一例的概略圖。
[0032]圖9B是示出圖9A中的各晶體管的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的圖。
[0033]圖10是示出變形例涉及的發(fā)送電路的一例的電路圖。
[0034]圖1lA是示出以前的發(fā)送電路的一例的電路圖。
[0035]圖1lB是示出以前的發(fā)送電路的一例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036](第一實(shí)施方式)
[0037]首先，參照圖1和圖2A，對第一實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖1所示，超聲波診斷裝置的結(jié)構(gòu)包括發(fā)送電路10、驅(qū)動(dòng)部100、超聲波振子群11、放大電路12、延遲電路13、加法電路14、信號(hào)處理部15、圖像處理部16以及顯示部17。本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置按照每個(gè)規(guī)定的定時(shí)一邊切換超聲波的發(fā)送與接收，一邊進(jìn)行工作。
[0038](發(fā)送電路10)
[0039]在此，參照圖2A，針對發(fā)送電路10的結(jié)構(gòu)，與構(gòu)成超聲波振子群11的超聲波振子ClO合并進(jìn)行說明。發(fā)送電路10的結(jié)構(gòu)包括變壓器K3、電源VP11和VP13、晶體管Ml 1、M12、M13和M14、二極管DlU D13、D21和D22。變壓器K3的結(jié)構(gòu)包括初級側(cè)線圈LPl和次級側(cè)線圈LSI。再有，圖2A中的變壓器K3的虛線表示磁芯部。在圖2A的例子中，晶體管MlI和M13 由 P 型 MOSFET (Metal — Oxide — Semiconductor Field — Effect Transistor:金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)構(gòu)成，晶體管M12和M14由N型MOSFET構(gòu)成。
[0040]在晶體管Mll的源極上連接有電源VP11，在晶體管M13的源極上連接有電源VP13。另外，晶體管M12和M14的源極分別被連接到公共電壓。在此，所述公共電壓表示在電路內(nèi)成為共用基準(zhǔn)的電壓(地)。在初級側(cè)線圈LPl的一端連接有晶體管Mll的漏極和晶體管M14的漏極。再有，介于初級側(cè)線圈LPl的一端與晶體管Mll的漏極之間具有二極管D11，限制從初級側(cè)線圈LPl朝向晶體管Mll方向的電流的流動(dòng)。同樣地，在初級側(cè)線圈LPl的另一端連接有晶體管M13的漏極和晶體管M12的漏極。介于初級側(cè)線圈LPl的另一端與晶體管M13的漏極之間具有二極管D13，限制從初級側(cè)線圈LPl朝向晶體管M13方向的電流的流動(dòng)。再有，電源VPll相當(dāng)于“第一電源”，電源VP13相當(dāng)于“第二電源”。即，夾著初級側(cè)線圈LPl配置所述電源VPl I和電源VP13，能夠?qū)Τ跫墏?cè)線圈LPl相互反方向地流電流。另外，電源VPll可以是產(chǎn)生與電源VP13不同的電壓的電源，也可以是產(chǎn)生相同電壓的電源。另外，晶體管Mll相當(dāng)于“第一開關(guān)”，晶體管M13相當(dāng)于“第二開關(guān)”。另外，晶體管M12相當(dāng)于“第三開關(guān)”，晶體管M14相當(dāng)于“第四開關(guān)”。
[0041]另外，與構(gòu)成超聲波振子群11的超聲波振子ClO連接有次級側(cè)線圈LSl的一端和接收電路(即，放大電路12)。再有，將分別與超聲波振子C10、次級側(cè)線圈LSl的一端和接收電路相連接的布線的連接部設(shè)為連接點(diǎn)P21。另外，次級側(cè)線圈LSl的另一端被連接到公共電壓。再有，介于次級側(cè)線圈LSl的一端與連接點(diǎn)P21之間具有由二極管D21和D22構(gòu)成的二極管開關(guān)。這時(shí)，將二極管D21和D22配置成一方的陽極端子和另一方的陰極端子被連接在相同的信號(hào)線上。
[0042]該二極管D21和D22按照例如在所通過的信號(hào)(脈沖波或者連續(xù)波)的振幅是1.4Vpp(相當(dāng)于電壓±0.7V)振幅以上時(shí)變成導(dǎo)通狀態(tài)，并使信號(hào)通過的方式進(jìn)行工作。另一方面，按照在不足1.4Vpp時(shí)變成截止?fàn)顟B(tài)并遮斷信號(hào)的方式進(jìn)行動(dòng)作。在超聲波振子ClO的驅(qū)動(dòng)時(shí)(即，超聲波的發(fā)送時(shí))，由于在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的信號(hào)具有20Vpp (相當(dāng)于電壓±10V)~200Vpp (相當(dāng)于電壓±100V)的振幅，因此通過該二極管開關(guān)。對此，在由超聲波振子ClO接收回波信號(hào)時(shí)，由于該回波信號(hào)的振幅在1.0Vpp(相當(dāng)于電壓±0.5V)以下，因此該回波信號(hào)被該二極管開關(guān)遮斷，并被輸出到接收電路(即，放大電路12)。通過這樣地設(shè)置二極管開關(guān)，在降低了發(fā)送電路側(cè)(即，次級側(cè)線圈LSI)的電壓時(shí)，從接收電路看不到發(fā)送電路側(cè)的負(fù)載。即，可以從接收電路分離發(fā)送電路側(cè)的影響。
[0043]再有，在放大電路12的前級設(shè)置有限制預(yù)先決定的振幅(例如±0.7V)以上的信號(hào)的通過的限幅器。在朝向放大電路12的信號(hào)的振幅是±0.7V以上時(shí)，由該限幅器限制信號(hào)對放大電路12的通過。
[0044]驅(qū)動(dòng)部100按照每個(gè)規(guī)定的定時(shí)切換晶體管Mll~M14的各個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止，從而控制施加給初級側(cè)線圈LPl的電壓(初級電壓)的種類和方向。參照圖2B和圖2C，對由該驅(qū)動(dòng)部100進(jìn)行的控制進(jìn)行說明。圖2B是示出提供給晶體管Mll~M14的各個(gè)晶體管的脈沖與來自次級側(cè)線圈LSl的輸出波形的關(guān)系的概略圖。圖2B中的T10、T11和T12表示發(fā)送超聲波的周期中的各定時(shí)，通過按照每個(gè)該定時(shí)切換從次級側(cè)線圈LSl感應(yīng)出的電壓(次級電壓)，由此能夠輸出多個(gè)電平的電壓。作為該一例，圖2Β中的VPlll和VP131表示通過晶體管Mll~Μ14的開關(guān)而在變壓器Κ3的次級側(cè)(即，次級側(cè)線圈LSI)感應(yīng)出的次級電壓。圖2B中的電壓VPlll是第一電平電壓的一例，對應(yīng)于電源VP11，電壓VP131是第二電平電壓的一例，對應(yīng)于電源VP13。另外，圖2C是示出在圖2B示出的定時(shí)T10、T11和Τ12的晶體管Mll~Μ14的各個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的圖。圖2C中示出了用“〇”表示的部分是“導(dǎo)通”狀態(tài)。
[0045]如圖2Β所示，在定時(shí)Tll，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Μ12和Μ13供給脈沖。從而，如圖2C所示，晶體管Mll和Μ12成為導(dǎo)通，晶體管Μ13和Μ14成為截止。圖3Α中示出該情況下的等效電路。如圖3Α所示，在定時(shí)Τ11，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VPll的初級電壓。從而，在次級側(cè)線圈LSl上，如圖2Β所示地感應(yīng)出VPlll (正極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0046]另外，如圖2B所示，在定時(shí)T12，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mll和M14供給脈沖。從而，如圖2C所示，晶體管M13和M14成為導(dǎo)通，晶體管Mll和M12成為截止。圖3B中示出該情況下的等效電路。如圖3B所示，在定時(shí)T12，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VP13的初級電壓。這時(shí)，流向初級 側(cè)線圈LPl的電流的方向變成與圖3A中示出的定時(shí)Tll的情況相反。因此，在次級側(cè)線圈LSl上，如圖2B所示地感應(yīng)出VP131(負(fù)極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0047]另外，如圖2B所示，在定時(shí)T10，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mll~M14供給脈沖。從而，如圖2C所示，晶體管M12和M14成為導(dǎo)通，晶體管Mll和M13成為截止。圖3C中示出該情況下的等效電路。如圖3C所示，在定時(shí)T10，初級側(cè)線圈LPl的兩端被連接到公共電壓。從而，在定時(shí)Tll或者T12，通過使初級側(cè)線圈LPl的兩端的電位差為“O” (施加給初級側(cè)線圈LPl的施加電壓為“0”)，在次級側(cè)線圈LSl兩端產(chǎn)生的電壓差也變?yōu)椤?V”。從而，如圖2B所示地成為來自次級側(cè)線圈LSl的輸出振幅是“O”的第三電平電壓(在次級側(cè)線圈上感應(yīng)出的電壓為“O”)，向超聲波振子ClO的電壓變?yōu)椤癘”。即，第一電平電壓和第二電平電壓是“O”以外的信號(hào)，在與第三電平電壓即零電平的電壓之間的切換中，在大于“O”的信號(hào)中急劇下降，在小于“O”的信號(hào)中急劇上升。該下降沿和上升沿最好相對于時(shí)間軸垂直，但例如也可以稍微具有一點(diǎn)兒傾斜和/或經(jīng)過一點(diǎn)兒激振(ringing)后收束于第三電平電壓即零電平。
[0048]在此，參照圖4，對向第三電平電壓即零電平的切換進(jìn)行說明。圖4是示出在斷開了對初級側(cè)線圈LPl施加的電壓的情況下，從次級側(cè)線圈LSl輸出的脈沖的振幅沿時(shí)間序列的變化的曲線圖的一例。圖4中的曲線圖Gll表示在本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置中的定時(shí)TlO的控制，即、使初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓的情況。另外，曲線圖G21表示設(shè)置于放大電路12的前級的限幅器的限幅電壓。另外，曲線圖G12表示使用以前的發(fā)送電路的情況，即，不使初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓的情況。
[0049]這樣地，通過晶體管Mll和M12接通，驅(qū)動(dòng)部100使次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出第一電平電壓。另外，通過接通晶體管M13和M14，而在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出第二電平電壓。而且，通過晶體管M12和M14接通，而使初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓，使來自次級側(cè)線圈LSl的輸出振幅為“O”。
[0050]在此，參照圖11A，對以前的發(fā)送電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1lA是示出以前的發(fā)送電路的一例的電路圖。如圖1lA所示，以前的發(fā)送電路的結(jié)構(gòu)包括:包括初級側(cè)線圈L31、L32、L41和L42以及次級側(cè)線圈L5在內(nèi)的變壓器；以及電源VPO和VP1。初級側(cè)線圈L31和L32的一端與電源VPO相連接。這時(shí)，從電源VPO看，以初級側(cè)線圈L31和L32的纏繞方向各自不同的方式進(jìn)行連接。在初級側(cè)線圈L31的另一端，經(jīng)由二極管D31連接有晶體管M31的漏極。同樣地，在初級側(cè)線圈L32的另一端，經(jīng)由二極管D32連接有晶體管M32的漏極。晶體管M31和M32的源極分別與公共電壓相連接。
[0051]另外，初級側(cè)線圈L41和L42的一端與電源VPO相連接，在初級側(cè)線圈L41和L42的另一端，經(jīng)由二極管D31和D32連接有晶體管M41和M42的漏極。它們的連接關(guān)系與包括電源VP 1、初級側(cè)線圈L31和L32、二極管D31和D32、晶體管M31和M32在內(nèi)的電路群相同。
[0052]通過接通晶體管M31、M32、M41和M42的某一個(gè)，在初級側(cè)線圈L31、L32、L41和L42的某一個(gè)上流過電流而產(chǎn)生磁能。該情況下，施加在初級側(cè)線圈L31、L32、L41和L42上的電壓值分別不同，線圈的纏繞方向也各自不同。因此，通過向某一個(gè)初級側(cè)線圈流電流，就能夠選擇與各個(gè)初級側(cè)線圈相對應(yīng)的電壓值和極性，并在次級側(cè)線圈L51上感應(yīng)出基于該電壓值和極性的電壓。
[0053]在此參照圖4。如曲線圖G12所示，在以前的發(fā)送電路的情況下(即，不使初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓的情況)，在初級側(cè)線圈LPl上產(chǎn)生的磁能被電路內(nèi)的電阻消耗之前，次級側(cè)線圈的電壓都不退回到零電平(偏置點(diǎn))。根據(jù)此原因，在次級側(cè)線圈上繼續(xù)感應(yīng)出反電動(dòng)勢，從次級側(cè)線圈繼續(xù)產(chǎn)生伴隨著該反電動(dòng)勢的信號(hào)。因此，在該次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓從切換開始直到變?yōu)椴蛔阆薹妷?.7[V]，大約需要1.3[μ sec]的時(shí)間。即，在該時(shí)間內(nèi)，由于在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)的電壓通過二極管D21和D22，因此，會(huì)向連接點(diǎn)即點(diǎn)P21施加次級側(cè)線圈LSl上所感應(yīng)的電壓。從而，向放大電路12輸入對來自超聲波振子ClO的信號(hào)重疊了來自次級側(cè)線圈LSl的信號(hào)所得到的信號(hào)。
[0054]放大電路12配合來自超聲波振子ClO的信號(hào)的輸入范圍而設(shè)定有動(dòng)態(tài)范圍。來自次級側(cè)線圈LSl的信號(hào)的輸入范圍(振幅)大于來自超聲波振子ClO的信號(hào)的輸入范圍。因此存在放大電路在收到來自次級側(cè)線圈LSl的信號(hào)時(shí)導(dǎo)致故障的可能性。即，在來自次級側(cè)線圈LSl的信號(hào)通過二極管D21和D22流入到放大電路12的期間，在放大電路12中難以接受這些信號(hào)。因此，如上所述地在放大電路12的前級設(shè)置了限幅器。
[0055]在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓通過二極管D21和D22的期間，即，在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓變?yōu)椴蛔?.7 [V]之前，在來自超聲波振子ClO的信號(hào)中重疊有來自次級側(cè)線圈LSl的信號(hào)(0.7[V]以上)。因此，即使在來自超聲波振子ClO的信號(hào)是不足0.7 [V]的信號(hào)的情況下，也因?yàn)橹丿B有來自次級側(cè)線圈LSl的信號(hào)而成為0.7[V]以上的信號(hào)，被設(shè)置于放大電路12的前級的限幅器限制通過。因此，在由該信號(hào)的重疊所引起的限制存在的期間，放大電路12不能夠收到來自超聲波振子ClO的信號(hào)。
[0056]即，在從超聲波的發(fā)送向接收進(jìn)行切換的情況下，在超聲波的發(fā)送時(shí)次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓變成能被二極管D21和D22遮斷的值之前，不能夠開始超聲波的接收。因此，該時(shí)間越長，就越難以在接收電路一側(cè)對在更早的定時(shí)接收的回波信號(hào)(在被檢體內(nèi)的淺部位反射的回波信號(hào))進(jìn)行處理。
[0057]一般而言，在超聲波振子ClO上產(chǎn)生的超聲波在超聲波振子ClO與超聲波探頭的表面之間返回來的時(shí)間(聲音的距離)，依存于探頭而不同，但一般是i[ysec]左右。即，在該時(shí)間(Uusec])以后接收的超聲波，變成在被檢體內(nèi)反射后的反射波。因此，期望在該時(shí)間以內(nèi)，在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓低于放大電路前級的限幅器的限幅電壓0.7[V] ο
[0058]對此，在本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置中，在斷開了施加給初級側(cè)線圈LPl的電壓時(shí)，如圖3C所示地將初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓。通過這樣地動(dòng)作，初級側(cè)線圈LPl兩端的電位差變?yōu)椤癘”(施加給初級側(cè)線圈LPl的施加電壓為“O”)，變成不從外部向初級側(cè)線圈LPl流入電流。因此，在初級側(cè)線圈LPl上不產(chǎn)生磁能。從而，如圖4的曲線圖Gll所示地，在從切換開始大約0.6[μ sec]時(shí)，在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)的電壓變成不足限幅電壓0.7 [V]。即，與以前相比，在更早的定時(shí)上，來自次級側(cè)線圈LSl的輸出振幅變?yōu)椤癘”。因此，與不使初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓上的情況相比，能處理在更早的定時(shí)接收的回波信號(hào)。
[0059]這樣地，本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置通過在斷開施加給初級側(cè)線圈LPl的初級電壓時(shí)，將初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓上，由此來使初級側(cè)線圈LPl的兩端的電位差變?yōu)椤?”，積 極地抑制初級側(cè)線圈LPl上的磁能的產(chǎn)生。從而，與不將初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓上的情況相比，能夠使次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的次級電壓快速地變?yōu)椤癘”。
[0060]另外，在本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路10中，構(gòu)成為，在向初級側(cè)線圈LPl的任一個(gè)方向施加了電壓的情況下(即，在定時(shí)Tll和T12的任一個(gè)定時(shí))，都成對地使用P型MOSFET和N型M0SFET。一般而言，像P型MOSFET和N型MOSFET這樣的物理構(gòu)造不同的部件，其特性也不同。因此，使用P型MOSFET和N型MOSFET來獲得具有相同特性的部件很困難。另一方面，像P型MOSFET彼此之間或者N型MOSFET彼此之間這樣的構(gòu)造相同的M0SFET，與構(gòu)造不同的相比，更容易獲得具有相同特性的部件。在本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路10中，由于在定時(shí)Tll和T12的任一個(gè)定時(shí)都成對地使用P型MOSFET和N型MOSFET，因此電路結(jié)構(gòu)變得均等。因此，即使在切換了施加給初級側(cè)線圈LPl的電壓的情況下，也會(huì)減少伴隨著構(gòu)造差異的特性差異，能容易地在初級側(cè)線圈LPl上感應(yīng)出正負(fù)振幅對稱的輸出脈沖。
[0061 ] 再有，在上述中使用了晶體管MlI~M14作為開關(guān)，但只要滿足具有期望的切換速度的開關(guān)的功能，就不限定于該結(jié)構(gòu)。也可以代替晶體管MlI~M14(M0SFET)，而使用例如MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微機(jī)電系統(tǒng))開關(guān)。另外，在該情況下使用的MOSFET基本不做限定，可以是耗盡型，也可以是增強(qiáng)型，優(yōu)選在不施加?xùn)艠O電壓時(shí)就不會(huì)流過漏極電流的增強(qiáng)型。另外，在本實(shí)施方式和本實(shí)施方式以后所使用的晶體管，不限定于絕緣柵型MOSFET，也可以是結(jié)型J 一 FET。另外，例如，該晶體管也可以是雙極型晶體管等。在使用雙極型晶體管的情況下，在本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路10中，例如，將P型MOSFET置換為PNP晶體管，將N型MOSFET置換為NPN晶體管來構(gòu)成。另外，分別將柵極置換為基極，將漏極置換為發(fā)射極，將源極置換為集電極來構(gòu)成。還將接通雙極型晶體管的定時(shí)構(gòu)成為，在輸入前述的脈沖的定時(shí)向基極流驅(qū)動(dòng)電流。另外，從減小流到基極的驅(qū)動(dòng)電流的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的是，該雙極型晶體管使用直流電流增益(以下稱作hFE)值大的晶體管，或者具有達(dá)林頓連接多個(gè)晶體管等來增大hFE值等的結(jié)構(gòu)。
[0062]另外，在從次級側(cè)線圈輸出振幅正負(fù)對稱的脈沖的情況下，也可以用相同的電源構(gòu)成電源VPll和VP13。通過構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)，能簡化發(fā)送電路10的結(jié)構(gòu)。
[0063]另外,本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路10例如也可以用同一型(P型、N型、PNP型、NPN型等)的晶體管來構(gòu)成全部的晶體管。具體而言，例如，通過將晶體管Mll和晶體管M13設(shè)為N型M0SFET，來全部用N型MOSFET構(gòu)成發(fā)送電路10。這樣一來，晶體管Mll和晶體管M13就作為從源極側(cè)取出信號(hào)的源極跟隨器型開關(guān)電路來進(jìn)行工作。在此，為了驅(qū)動(dòng)晶體管Mll而在晶體管Mll上施加給柵極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，成為在施加給晶體管M14的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中加上了電壓VPlll而成的信號(hào)。另外，為了驅(qū)動(dòng)晶體管M13而同樣地對晶體管M13施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，成為在施加給晶體管M12的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中加上了電壓VP131而成的信號(hào)。這樣地，由于在晶體管的柵極和源極之間施加例如超過30V的大電壓，因此，優(yōu)選的是，選擇柵極和源極之間的耐壓較高的M0SFET。作為該M0SFET，除了 Si — MOSFET以外，例如舉出有GaN —MOSFET, SiC — MOSFET等。另外，由于全部用同一型的晶體管構(gòu)成發(fā)送電路10，因此，也可以使用例如IGBT或GTO等沒有類型區(qū)別的開關(guān)元件來作為晶體管。例如，在構(gòu)成發(fā)送電路10的晶體管中使用GTO的情況下，分別將全部用N型MOSFET構(gòu)成發(fā)送電路10的情況下的漏極置換為陰極，將源極置換為陽極來構(gòu)成。這些情況在以下示出的實(shí)施方式中也同樣能夠適用。 [0064]另外，發(fā)送電路10也可以作為單獨(dú)的電源裝置來使用。本電源裝置例如是至少與超聲波探頭相連接的超聲波診斷裝置用的電源裝置。本電源裝置通過包括初級側(cè)線圈LPl和次級側(cè)線圈LSl而構(gòu)成的變壓器K3、與初級側(cè)線圈LPl相連接的第一電源VPll和第二電源VP13、以及在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓而被驅(qū)動(dòng)。本電源裝置具備驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使感應(yīng)出的電壓在基于第一電源VPll的第一電平電壓、基于第二電源VP13的第二電平電壓、以及第一電平電壓與第二電平電壓之間的第三電平電壓之間進(jìn)行變化。本電源裝置例如可以適當(dāng)?shù)剡x擇前述的關(guān)于發(fā)送電路10的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成。
[0065](接收電路)
[0066]下面，參照圖1，對接收電路，即放大電路12、延遲電路13、加法電路14、信號(hào)處理部15和圖像處理部16的工作進(jìn)行說明。放大電路12經(jīng)由與超聲波振子群11的各振子相連接的信號(hào)線，接收被各振子接收的超聲波回波信號(hào)。放大電路12為了良好地傳輸從各振子收到的超聲波回波信號(hào)而進(jìn)行低噪聲放大或者緩沖等處理。
[0067]由放大電路12放大所得的信號(hào)，被延遲電路13給予延遲時(shí)間，并由加法電路14相加后輸出到信號(hào)處理部15。由延遲電路13和加法電路14定相相加所得的信號(hào)，在信號(hào)處理部15中檢波后提取包絡(luò)線。該提取出的包絡(luò)線在圖像處理部16中與被觀測體的剖面合并在一起進(jìn)行坐標(biāo)變換，或者實(shí)施適于圖像顯示的灰度處理等，之后顯示在顯示部17上。從而，被觀測體內(nèi)的形態(tài)信息就實(shí)時(shí)地顯示在顯示部17上。
[0068]以上，本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置通過在斷開施加給初級側(cè)線圈LPl的初級電壓時(shí)，將初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓上，來使初級側(cè)線圈LPl的兩端的電位差變?yōu)椤?”，積極地抑制初級側(cè)線圈LPl上的磁能的產(chǎn)生。從而，與不將初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓上的情況相比，能夠使次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的次級電壓快速地變?yōu)椤癘”。因此，能在超聲波的發(fā)送后快速地開始接收，例如，能生成基于在被檢體的淺部位反射的超聲波而產(chǎn)生的圖像。另外，在本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置中，在輸出正極側(cè)的脈沖的情況下和輸出負(fù)極側(cè)的脈沖的情況下，與初級側(cè)線圈LPl相連接的電路的結(jié)構(gòu)相等。從而能減羥基于各元件的構(gòu)造差異所產(chǎn)生的性能偏差。
[0069](第二實(shí)施方式)
[0070]下面，對第二實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置進(jìn)行說明。本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置一邊分時(shí)地切換B模式或C模式等這樣的不同的模式，一邊進(jìn)行工作。例如，B模式是顯示二維形態(tài)像的模式。在B模式中，使用一個(gè)超聲波振子分時(shí)進(jìn)行超聲波的發(fā)送和接收這兩者，在該模式中使用振幅大且波數(shù)少的超聲波。C模式是應(yīng)用多普勒效應(yīng)分析血流分布，并彩色顯示二維血流像的模式。在該模式中使用振幅小且波數(shù)多的超聲波。這樣地，在這些模式的每個(gè)模式中，超聲波的振幅或波數(shù)不同，并且根據(jù)模式而在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓不同。另外，本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置，通過在超聲波的發(fā)送中使施加給超聲波振子的電壓進(jìn)行變化，來有意地使發(fā)送脈沖的波形進(jìn)行變化。為了實(shí)現(xiàn)這樣的工作，本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路10 —邊分時(shí)地切換不同種類的電壓，一邊將該電壓施加給初級側(cè)線圈LP1。以后，對本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置，參照圖5A，著眼于與第一實(shí)施方式不同的發(fā)送 電路10的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)部100進(jìn)行的控制進(jìn)行說明。圖5A是示出本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路的一例的電路圖。
[0071]如圖5A所示，本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路10除了圖2A所示的結(jié)構(gòu)之外，還包括電源VP15和VP16、晶體管M15和M16、以及二極管D15和D16。晶體管M15和M16是與晶體管Mll和M13同樣的結(jié)構(gòu)，即、構(gòu)成為P型M0SFET。再有，電源VP15相當(dāng)于“第三電源”，電源VP16相當(dāng)于“第四電源”。
[0072]在晶體管M15的源極上連接有電源VP15，在晶體管M16的源極上連接有電源VP16。晶體管M15的漏極與晶體管Mll同樣地與初級側(cè)線圈LPl的一端相連接。另外，晶體管M16的漏極與晶體管M13同樣地與初級側(cè)線圈LPl的另一端相連接。介于初級側(cè)線圈LPl的一端與晶體管M15的漏極之間具有二極管D15，限制從初級側(cè)線圈LPl朝向晶體管Mll方向的電流的流動(dòng)。同樣地，介于初級側(cè)線圈LPl的另一端與晶體管M16的漏極之間具有二極管D16，限制從初級側(cè)線圈LPl朝向晶體管M16方向的電流的流動(dòng)。另外，本實(shí)施方式的發(fā)送電路10也與前述的第一實(shí)施方式同樣地可以用同一型的元件構(gòu)成。在該情況下，例如，可以將晶體管M11、M15、M13和M16構(gòu)成為N型MOSFET。
[0073]驅(qū)動(dòng)部100按照每個(gè)規(guī)定的定時(shí)切換晶體管Mll~M16的各個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止，從而控制施加給初級側(cè)線圈LPl的電壓(初級電壓)的種類和方向。參照圖5B和圖5C，對該驅(qū)動(dòng)部100進(jìn)行的控制進(jìn)行說明。圖5B是示出提供給晶體管Mll~M16的各個(gè)晶體管的脈沖與來自次級側(cè)線圈LSl的輸出波形的關(guān)系的概略圖。圖5B中的T20、T21、T22、Τ23和Τ24表示發(fā)送超聲波的周期中的各定時(shí)，按照每個(gè)該定時(shí)切換從次級側(cè)線圈LSl感應(yīng)出的電壓(次級電壓)。再有，圖5B中的￥?111、￥?131、￥?151和￥?161表示通過晶體管Mll~M16的開關(guān)而在變壓器K3的次級側(cè)(即，次級側(cè)線圈LSI)上感應(yīng)出的次級電壓。圖5B中的電壓VPlll對應(yīng)于電源VP11，電壓VP131對應(yīng)于電源VP13。另外，圖5B中的電壓VP151對應(yīng)于電源VP15，電壓VP161對應(yīng)于電源VP16。另外，圖5C是示出在圖5B示出的定時(shí)T20、T21、T22、T23和Τ24的晶體管Mll~Μ16的各個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的圖。圖5C中示出了用“〇”表示的部分是“導(dǎo)通”狀態(tài)。
[0074]如圖5Β所示，在定時(shí)Τ21，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mil、Μ12、Μ13和Μ16供給脈沖。從而，如圖5C所示，晶體管Mll和M12成為導(dǎo)通，晶體管M13~M16成為截止。圖6A中示出該情況下的等效電路。如圖6A所示，在定時(shí)T21，對初級側(cè)線圈施加電源VPll的初級電壓。從而，在次級側(cè)線圈LSl上，如圖5B所示地感應(yīng)出VPlll (正極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0075]另外，如圖5B所示，在定時(shí)T22，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管M12、M13、M15和M16供給脈沖。從而，如圖5C所示，晶體管M12和M15成為導(dǎo)通，晶體管Mil、M13、M14和M16成為截止。圖6B中示出該情況下的等效電路。如圖6B所示，在定時(shí)T22，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VP15的初級電壓。從而，在次級側(cè)線圈LSl上，如圖5B所示地感應(yīng)出VP151(正極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0076]另外，如圖5B所示，在定時(shí)T23，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管MlI和M14~M16供給脈沖。從而，如圖5C所示，晶體管M14和M16成為導(dǎo)通，晶體管Mll~M13和M15成為截止。圖6C中示出該情況下的等效電路。如圖6C所示，在定時(shí)T23，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VP16的初級電壓。這時(shí)，流向初級側(cè)線圈LPl的電流的方向變得與圖6A和圖6B中示出的定時(shí)T21和T22的情況相反。因此，在次級側(cè)線圈LSl上如圖5B所示地感應(yīng)出VP161(負(fù)極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0077]另外，如圖5B所示，在定時(shí)T24，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mll和Ml3~Ml5供給脈沖。從而，如圖5C所示，晶體管M13和M14成為導(dǎo)通，晶體管Mil、M12、M15和M16成為截止。圖6D中示出該情況下的等效電路。如圖6D所示，在定時(shí)T24，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VP13的初級電壓。這時(shí)，流向初級側(cè)線圈LPl的電流的方向變得與圖6A和圖6B中示出的定時(shí)T21和T22的情況相反。因此，在次級側(cè)線圈LSl上如圖5B所示地感應(yīng)出VP131 (負(fù)極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0078]另外，如圖5B所示，在定時(shí)T20，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mll~M16供給脈沖。從而，如圖5(:所示，晶體管肌2和]?14成為導(dǎo)通，晶體管肌1、]\113、]\115和]\116成為截止。圖6E中示出該情況下的等效電路。如圖6E所示，在定時(shí)T20，初級側(cè)線圈LPl的兩端被連接到公共電壓。即，初級側(cè)線圈LPl兩端的電位差變?yōu)椤?”，初級側(cè)線圈LPl中反電動(dòng)勢的產(chǎn)生被抑制。從而，如圖5B所示，次級側(cè)線圈LSl的電壓、即施加給超聲波振子ClO的電壓變?yōu)椤癘”。
[0079]這樣地，本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置使用相同的結(jié)構(gòu)，將所連接的電源電壓不同的一個(gè)電路群和其他電路群，相對初級側(cè)線圈LPl并聯(lián)地連接。具體而言，一個(gè)電路群表示包括電源VPll和VP13、晶體管Mll和Ml3而構(gòu)成的電路群。另外，其他電路群表示包括電源VP15和VP16、晶體管M15和M16而構(gòu)成的電路群。通過構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)，能得到與第一實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置同樣的作用效果，并且能適當(dāng)?shù)厍袚Q不同多個(gè)(3個(gè)以上)電平的電壓來施加給超聲波振子C10。[0080]再有，也可以在從次級側(cè)線圈輸出振幅正負(fù)對稱的脈沖的情況下，用相同的電源VPO構(gòu)成電源VPll和VP13，同樣地用相同的電源VPl構(gòu)成電源VP15和VP16。圖7中示出表示這樣的一例的發(fā)送電路10的電路圖。通過構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)，圖5B中示出的電壓VP111、VP131、VP151 和 VP161 滿足 VPlll = VP131 = VPO, VP151 = VP161 = VPl 的關(guān)系。即，在定時(shí)T22和定時(shí)T23從次級側(cè)線圈TSl輸出的脈沖(感應(yīng)出的電壓)，以“O”為基準(zhǔn)相對稱。同樣地，在定時(shí)T21和定時(shí)T24從次級側(cè)線圈TSl輸出的脈沖，以“O”為基準(zhǔn)相對稱。
[0081]另外，在上述例子中，通過調(diào)整電源VP11、VP13、VP15和VP16的電壓，使得在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出電平不同的脈沖，但也可以構(gòu)成為通過調(diào)整與變壓器K3連接的初級側(cè)線圈的匝數(shù)，使得輸出不同電平的脈沖。圖8中示出表示這樣的一例的發(fā)送電路10的電路圖。在圖8的例子中，在變壓器K3的初級側(cè)設(shè)置初級側(cè)線圈LPl和LP12，使它們相對次級側(cè)線圈LSl并聯(lián)地連接。在初級側(cè)線圈LPll的一端連接有由電源VPl1、晶體管MlI和二極管Dll構(gòu)成的電路群，在另一端連接 有由電源VP13、晶體管M13和二極管D13構(gòu)成的電路群。另外，初級側(cè)線圈LPll的兩端分別經(jīng)由晶體管M12和M14連接到公共電壓。
[0082]同樣地，在初級側(cè)線圈LP12的一端連接有由電源VP15、晶體管M15和二極管D15構(gòu)成的電路群，在另一端連接有由電源VP16、晶體管M16和二極管D16構(gòu)成的電路群。另外，初級側(cè)線圈LP12的兩端分別經(jīng)由晶體管M12’和M14’連接到公共電壓。
[0083]通過構(gòu)成這樣的結(jié)構(gòu)，就能通過調(diào)整電源VP11、VP13、VP15和VP16的電壓以及初級側(cè)線圈LPll和LP12的匝數(shù)，來調(diào)整在次級側(cè)線圈LSl上感應(yīng)出的電壓。
[0084]另外，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置，能如圖9A所示地使施加給超聲波振子ClO的電壓進(jìn)行變化。圖9A是示出提供給晶體管Mll~M16的各個(gè)晶體管的脈沖與來自次級側(cè)線圈LSl的輸出波形的關(guān)系的一例的概略圖。圖9A中的T31、T32、T33、T34和Τ35表示發(fā)送超聲波的周期中的各定時(shí)，按照每個(gè)該定時(shí)切換從次級側(cè)線圈LSl感應(yīng)出的電壓(次級電壓)。再有，圖9Α中的VP111、VP131、VP151和VP161對應(yīng)于圖5B中的VP111、VP131、VP151和VP161。另外，圖9B中示出在圖9A示出的定時(shí)T31、T32、T33、T34和T35的晶體管Mll~M16的各個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的圖。圖9B中示出了用“〇”表示的部分是“導(dǎo)通”狀態(tài)。
[0085]如圖9A所示，在定時(shí)T31，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管M12、M13、M15和M16供給脈沖。從而，如圖9B所示，晶體管M12和M15成為導(dǎo)通，晶體管M11、M13、M14和M16成為截止。即，在定時(shí)T31，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VP15的初級電壓。從而，在次級側(cè)線圈LSl上如圖9A所示地感應(yīng)出VP151 (正極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0086]另外，如圖9A所示，在定時(shí)T32，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管M11、M12、M13和M16供給脈沖。從而，如圖9B所示，晶體管Mll和M12成為導(dǎo)通，晶體管M13~M16成為截止。即，在定時(shí)T32，對初級側(cè)線圈施加電源VPll的初級電壓。從而，在次級側(cè)線圈LSl上如圖5B所示地感應(yīng)出VP111(正極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0087]另外，如圖9A所示，在定時(shí)T33，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mll~M16供給脈沖。從而，如圖9B所示，晶體管M12和M14成為導(dǎo)通，晶體管M11、M13、M15和M16成為截止。即，在定時(shí)T33，初級側(cè)線圈LPl的兩端被連接到公共電壓。即，初級側(cè)線圈LPl兩端的電位差變?yōu)椤?”，初級側(cè)線圈LPl中反電動(dòng)勢的產(chǎn)生被抑制。從而，如圖9A所示，次級側(cè)線圈LSl的電壓、即向超聲波振子ClO的電壓變?yōu)椤癘”。[0088]另外，如圖9A所示，在定時(shí)T34，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mll和M14~M16供給脈沖。從而，如圖9B所示，晶體管M14和M16成為導(dǎo)通，晶體管Mll~M13和M15成為截止。即，在定時(shí)T34，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VP16的初級電壓。這時(shí)，流向初級側(cè)線圈LPl的電流的方向變得與定時(shí)T31和T32的情況相反。因此，在次級側(cè)線圈LSl上如圖9A所示地感應(yīng)出VP161 (負(fù)極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0089]另外，如圖9A所示，在定時(shí)T35，驅(qū)動(dòng)部100向晶體管Mll和M13~M15供給脈沖。從而，如圖9B所示，晶體管M13和M14成為導(dǎo)通，晶體管M11、M12、M15和M16成為截止。即，在定時(shí)T35，對初級側(cè)線圈LPl施加電源VP13的初級電壓。這時(shí)，流向初級側(cè)線圈LPl的電流的方向變得與T31和T32的情況相反。因此，在次級側(cè)線圈LSl上如圖9A所示地感應(yīng)出VP131 (負(fù)極)的次級電壓，該次級電壓被施加給超聲波振子C10。
[0090]在此參照圖11B。圖1lB示出了在以前的超聲波診斷裝置中使用的推拉輸出電路(totem pole)型發(fā)送電路的電路圖。如圖1lB所示，該發(fā)送電路的結(jié)構(gòu)包括電源VPll和VP15、負(fù)電源VN13和VN16、晶體管M11、M13、M15和M16。該發(fā)送電路經(jīng)由由二極管D21和D22構(gòu)成的二極管開關(guān)，與超聲波振子ClO和接收電路(具體而言是放大電路12)相連接。
[0091]在圖1lB的例子中，電源VPll和VP15分別與晶體管Mll和M15的漏極相連接。同樣地，負(fù)電源VN13和VN16分別與晶體管M13和M16的漏極相連接。晶體管Mil、M13、M15和M16的各個(gè)晶體管的源極經(jīng)由二極管開關(guān)，與超聲波振子ClO和接收電路(具體而言是放大電路12)相連接。再有，介于二極管開關(guān)與晶體管M11、M13、M15和M16的各個(gè)晶體管之間，分別具有二極管D11、D13、D15和D16，抑制著電流的流動(dòng)。
[0092]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，圖1lB中示出的發(fā)送電路通過使晶體管M11、M13、M15和M16的某一個(gè)導(dǎo)通，將基于電源VPl1、電源VP15、負(fù)電源VN13和負(fù)電源VN16中的某一個(gè)電源的電壓施加給超聲波振子C10。 即，利用晶體管M11、M13、M15和M16的控制，來切換施加給超聲波振子ClO的電壓的電平和極性。
[0093]但是，在如圖9A的定時(shí)T31至T32所示地要以相同的極性輸出不同的電平的情況下，在圖1IB中示出的以前的發(fā)送電路中，為了從電壓VPl 15下降到VPl 11，需要從P31所示的輸出線吸入電荷(charge)。但是，以前的發(fā)送電路由于不具有該吸入電荷的結(jié)構(gòu)，因此從電壓VP115立即變化到VPlll就很困難。另一方面，要在該圖1lB所示的以前的發(fā)送電路中實(shí)現(xiàn)該電荷的吸入時(shí)，例如，在定時(shí)T31至T32的情況下，電源VP15需要使用能執(zhí)行吸入和排出兩者的電源。但是，普通的電源已經(jīng)規(guī)定為正電源排出，負(fù)電源吸入。因此，為了能執(zhí)行吸入和排出兩者而需要特殊的電源，在成本、電路規(guī)模和性能上成為大的制約。
[0094]另一方面，根據(jù)圖5A所示的本實(shí)施方式涉及的發(fā)送電路，在從圖9A的定時(shí)T31轉(zhuǎn)變到T32時(shí)，經(jīng)由晶體管M12對公共電壓執(zhí)行吸入。因此，盡管不使用能執(zhí)行吸入和排出兩者的特殊的電源，也能使電壓立即變化。
[0095]如上所述，本實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置使用相同的電路結(jié)構(gòu)，將所連接的電源電壓不同的一個(gè)電路群和其他電路群，相對初級側(cè)線圈LPl并聯(lián)地連接。具體而言，在圖5A中，一個(gè)電路群表示包括電源VPll和VP13、以及晶體管Mll和Ml3而構(gòu)成的電路群。另外，其他電路群表示包括電源VP15和VP16、以及晶體管M15和M16而構(gòu)成的電路群。通過構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)，得到與第一實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置同樣的作用效果，并且能適當(dāng)?shù)厍袚Q不同多個(gè)電平(包括“O”的情況在內(nèi)的5個(gè)以上的電平)的電壓來施加給超聲波振子CIO。
[0096](變形例)
[0097]下面，參照圖10，對第二實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的變形例進(jìn)行說明。圖10示出了變形例涉及的超聲波診斷裝置中的發(fā)送電路10的電路圖的一例。
[0098]在第二實(shí)施方式示出的例子(參照圖5A)中，用P型MOSFET構(gòu)成晶體管M11、M13、M15和M16，用N型MOSFET構(gòu)成晶體管M12和M14。在這種結(jié)構(gòu)的情況下，需要與電源(即，VP11、VP13、VP15和VP16)相連接的類型的晶體管(P型M0SFET)多于與公共電壓相連接的類型的晶體管(N型M0SFET)。但是，只要能對初級側(cè)線圈LPl切換電壓的種類和方向，就不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，在變形例中，如圖10所示，在電源側(cè)連接N型M0SFET，在公共電壓側(cè)連接P型MOSFET來構(gòu)成發(fā)送電路10。具體而言，發(fā)送電路10中的與變壓器K3的初級側(cè)線圈LPl相連接的電路的結(jié)構(gòu)包括負(fù)電源VN11、VN13、VN15和VN16、晶體管Mil’~M16’、二極管 D11、D13、D15 和 D16。
[0099]在晶體管Mil’的源極上連接有負(fù)電源VN11，在晶體管M13’的源極上連接有負(fù)電源VN13。同樣地，在晶體管M15’的源極上連接有負(fù)電源VN15，在晶體管M16’的源極上連接有負(fù)電源VN16。另外，晶體管M12’和M14’的源極分別被連接到公共電壓。
[0100]在初級側(cè)線圈LPl的一端連接有晶體管Mil’的漏極、晶體管M15’的漏極和晶體管M14’的漏極。介于初級側(cè)線圈LPl的一端與晶體管Mil’的漏極之間具有二極管D11，限制從晶體管Mil’朝向初級側(cè)線圈LPl方向的電流的流動(dòng)。同樣地，介于初級側(cè)線圈LPl的一端與晶體管M15’的漏極之間具有二極管D15，限制從晶體管M15’朝向初級側(cè)線圈LPl方向的電流的流 動(dòng)。
[0101]另外，在初級側(cè)線圈LPl的另一端連接有晶體管M13’的漏極、晶體管M16’的漏極和晶體管M12’的漏極。介于初級側(cè)線圈LPl的另一端與晶體管M13’的漏極之間具有二極管D13，限制從晶體管M13’朝向初級側(cè)線圈LPl方向的電流的流動(dòng)。同樣地，介于初級側(cè)線圈LPl的另一端與晶體管M16’的漏極之間具有二極管D16，限制從晶體管M16’朝向初級側(cè)線圈LPI方向的電流的流動(dòng)。
[0102]晶體管MlI’~M16’的各個(gè)晶體管的導(dǎo)通/截止的切換，與第二實(shí)施方式同樣地由驅(qū)動(dòng)部100進(jìn)行。具體而言，通過使晶體管Mil’和M12’導(dǎo)通，并使晶體管M13’~M16’截止，來向初級側(cè)線圈LPl施加負(fù)電源VNll的初級電壓。同樣地，通過使晶體管M15’和M12’導(dǎo)通，并使晶體管M11’、M13’、M14’和Μ16’截止，來向初級側(cè)線圈LPl施加負(fù)電源VN13的初級電壓。
[0103]另外，通過使晶體管Μ13’和Μ14’導(dǎo)通，并使晶體管Mil’、Μ12’、Μ15’和M16’截止，來向初級側(cè)線圈LPl施加負(fù)電源VN13的初級電壓。這時(shí)，在初級側(cè)線圈LPl上，向與施加了負(fù)電源VNll的電壓的情況相反的方向施加負(fù)電源VN13的初級電壓。同樣地，通過使晶體管M16’和M14’導(dǎo)通，并使晶體管Mil’~M13’和M15’截止，來向初級側(cè)線圈LPl施加負(fù)電源VN16的初級電壓。這時(shí)，在初級側(cè)線圈LPl上，向與施加了負(fù)電源VN15的初級電壓的情況相反的方向施加負(fù)電源VN16的初級電壓。
[0104]另外，通過使晶體管M12’和M14’導(dǎo)通，并使晶體管Mil’、M13’、M15’和M16’截止，來將初級側(cè)線圈LPl的兩端連接到公共電壓。從而，初級側(cè)線圈LPl的兩端的電位差變?yōu)椤?”，初級側(cè)線圈LPl中反電動(dòng)勢的產(chǎn)生被抑制。即，次級側(cè)線圈LSl的電壓、即向超聲波振子ClO的電壓變?yōu)椤癘”。
[0105]如上所述，變形例涉及的超聲波診斷裝置，如圖10所示地，在電源側(cè)連接N型MOSFET，在公共電壓側(cè)連接P型MOSFET而構(gòu)成了發(fā)送電路10。即，為了構(gòu)成發(fā)送電路10而需要的P型MOSFET和N型MOSFET的數(shù)量，與第二實(shí)施方式涉及的超聲波診斷裝置的情況相反(N型MOSFET的數(shù)量〈N型MOSFET的數(shù)量)。從而，按照P型MOSFET和N型MOSFET的各個(gè)MOSFET的流通量，適當(dāng)?shù)剡x擇第二實(shí)施方式涉及的結(jié)構(gòu)(參照圖5A)和變形例涉及的結(jié)構(gòu)(圖10)，能降低發(fā)送電路10的生產(chǎn)成本。
[0106]已經(jīng)說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式，但是這些實(shí)施方式是作為例子而提出的，并不是想限定發(fā)明范圍。這些新的實(shí)施方式可以以其他各種各樣的方式實(shí)施，可以在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種各樣的省略、置換和變更。這些實(shí)施方式或其變形包含在發(fā)明范圍或主旨內(nèi)，并且也包含在權(quán)利要求范圍中記載的發(fā)明及其均等的范圍內(nèi)。
[0107]附圖標(biāo)記的說明
[0108]10發(fā)送電路
[0109]K3變壓器
[0110]LPU LPlU LP12 初級側(cè)線圈
[0111]LSl次級側(cè)線圈
[0112]VP11、VP13、VP15、VP16 電源
[0113]VN11、VN13、VN15、VN16 負(fù)電源
[0114]D11、D13、D15、D16 二極管
[0115]D2UD22 二極管
[0116]Μ11、Μ11' 晶體管
[0117]M12、M12’ 晶體管
[0118]M13、M13’ 晶體管
[0119]M14、M14’ 晶體管
[0120]M15、M15’ 晶體管
[0121]M16、M16’ 晶體管
[0122]11超聲波振子群
[0123]ClO超聲波振子
[0124]12放大電路
[0125]13延遲電路
[0126]14加法電路
[0127]15信號(hào)處理部
[0128]16圖像處理部 [0129]17顯示部
[0130]100驅(qū)動(dòng)部
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波診斷裝置，具備: 變壓器，構(gòu)成為包括初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈； 第一電源和第二電源，連接在所述初級側(cè)線圈上； 超聲波振子，被在所述次級側(cè)線圈上感應(yīng)的電壓驅(qū)動(dòng)，朝向被檢體發(fā)送超聲波，并接收由被檢體反射的反射波，輸出接收信號(hào)； 處理部，對所述接收信號(hào)施行處理，并生成超聲波圖像；以及 驅(qū)動(dòng)部，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使所述電壓在第一電平電壓、第二電平電壓以及第三電平電壓之間的電壓中進(jìn)行變化，所述第一電平電壓是基于所述第一電源的電壓，所述第二電平電壓是基于所述第二電源的電壓，所述第三電平電壓是所述第一電平電壓與所述第二電平電壓之間的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，所述第一電源和所述第二電源夾著所述初級側(cè)線圈進(jìn)行配置，對該初級側(cè)線圈相互反方向地流過電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，第一電源和第二電源是相同電壓的電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，具備: 第一開關(guān)，能夠接通/斷開所述初級側(cè)線圈的一端與所述第一電源之間的連接； 第二開關(guān)，能夠接通/斷開所述初級側(cè)線圈的另一端與所述第二電源之間的連接； 第三開關(guān)，能夠接通/斷開所述初級側(cè)線圈的一端與公共電壓之間的連接；以及 第四開關(guān)，能夠接通/斷開所述初級側(cè)線圈的另一端與公共電壓之間的連接， 所述第三電平電壓是公共電壓， 所述驅(qū)動(dòng)部通過使所述第一開關(guān)和所述第四開關(guān)接通，在所述次級側(cè)線圈上感應(yīng)出所述第一電平電壓，通過接通所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)，在該次級側(cè)線圈上感應(yīng)出所述第二電平電壓，通過使所述第三開關(guān)和所述第四開關(guān)接通，將所述初級側(cè)線圈的兩端連接到公共電壓，使來自該次級側(cè)線圈的輸出振幅為“ O ”。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 將所述第一電源、所述第二電源、所述第一開關(guān)以及所述第二開關(guān)作為一個(gè)電路群， 具有其他電路群，所述其他電路群是在與所述一個(gè)電路群相同的結(jié)構(gòu)中代替所述第一電源和所述第二電源而具備第三電源和第四電源的電路群， 相對所述初級側(cè)線圈并聯(lián)連接所述一個(gè)電路群和所述其他電路群， 所述驅(qū)動(dòng)部通過接通所述一個(gè)電路群和所述其他電路群中的某一個(gè)的所述第一開關(guān)和所述第四開關(guān)，或者通過接通多個(gè)所述電路群中的某一個(gè)的所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)，來切換對所述初級側(cè)線圈施加的電壓的種類和方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于， 將所述第一電源、所述第二電源、所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)以及所述初級側(cè)線圈作為一個(gè)電路群， 具有其他電路群，所述其他電路群是在與所述一個(gè)電路群相同的結(jié)構(gòu)中代替所述第一電源和所述第二電源而具備第三電源和第四電源的電路群， 所述驅(qū)動(dòng)部通過接通所述一個(gè)電路群和所述其他電路群中的某一個(gè)的所述第一開關(guān)和所述第四開關(guān)，或者通過接通多個(gè)所述電路群中的某一個(gè)的所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)，來切換對所述初級側(cè)線圈施加的電壓的種類和方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波診斷裝置，其特征在于，用P型MOSFET和N型MOSFET中的一方構(gòu)成所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)，用另一方構(gòu)成所述第三開關(guān)和所述第四開關(guān)。
8.一種電源裝置，具備: 變壓器，構(gòu)成為包括初級側(cè)線圈和次級側(cè)線圈； 第一電源和第二電源，連接在所述初級側(cè)線圈上；以及 驅(qū)動(dòng)部，被所述次級側(cè)線圈上感應(yīng)出的電壓驅(qū)動(dòng)，并且進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使所述電壓在第一電平電壓、第二電平電壓以及第三電平電壓之間的電壓中進(jìn)行變化，所述第一電平電壓是基于所述第一電源的電壓，所述第二電平電壓是基于所述第二電源的電壓，所述第三電平電壓是所述第一電平電壓與所述第二電平電壓之間的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源裝置，其特征在于，所述第一電源和所述第二電源夾著所述初級側(cè)線圈進(jìn)行配置，對該初級側(cè)線圈相互反方向地流過電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源裝置，其特征在于， 將所述第一電源、所述第二電源、所述第一開關(guān)以及所述第二開關(guān)作為一個(gè)電路群， 具有其他電路群，所述其他電路群是在與所述一個(gè)電路群相同的結(jié)構(gòu)中代替所述第一電源和所述第二電源而具備第三電源和第四電源的電路群， 相對所述初級側(cè)線圈并聯(lián)連接所述一個(gè)電路群和所述其他電路群， 所述驅(qū)動(dòng)部通過接通所述一個(gè)電路群和所述其他電路群中的某一個(gè)的所述第一開關(guān)和所述第四開關(guān)，或者通過接通多個(gè)所述電路群中的某一個(gè)的所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)，來切換對所述初級側(cè)線圈施加的電壓的種類和方向。
【文檔編號(hào)】A61B8/00GK103997973SQ201380004315
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】龜石涉, 芝沼浩幸, 藤原周太, 神山聰, 椎名孝行, 石塚正明, 藤田大廣 申請人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社