JP2004290509A

JP2004290509A - Ultrasonic transmitter

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Publication number: JP2004290509A
Application number: JP2003088892A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukukita; 博福喜多
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP4264279B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic transmitter which is reduced in cost by reducing the number of transmitters compared with the number of vibrators, and in which the flexibility of connection cables by reducing the diameter of connection cables for connecting the vibrators to the transmitters to improve the cables by reducing the number of signal lines of the cables. <P>SOLUTION: The ultrasonic transmitter is provided with vibrators 1-16 arranged two-dimensionally, a switch 17 housed in the same probe case 18 as that of the vibrators, and used for switching a path of transmission signals to be supplied to the vibrators, transmitters 21-28 for transmitting transmission signals, a control section 29 housed in the same body 30 as that of the transmitters and used for controlling the switch and the transmitters, and a connection cable 19 for connecting the probe case to the body. The control section controls a delay time of switching the switch and a delay time of the transmission signals to be transmitted from the transmitters so that the transmission signals from at least one of the transmitters are supplied to a plurality of the vibrators. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元状に配列された超音波振動子を用いた超音波送波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超音波送波器は、超音波診断装置の超音波プローブとして、圧電素子をマトリクス状に分割し、それらに送信器が接続され、各振動子を別個に励振制御することにより超音波ビームを３次元的に送波している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−９９８４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の超音波送波器においては、振動子の数と送信器の数が同数であるため、振動子の数が増えるにつれて送信器の数が増え、それによりコストが高くなるという問題があった。また、振動子と送信器を結合する信号線の数も増え、信号線を束ねた結合ケーブルが太くなり、柔軟性に乏しくなるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動子の数に比べ送信器の数を少なくして低コスト化を図るとともに、振動子と送信器を結合する結合ケーブルの信号線数も少なくすることで、結合ケーブルを細くしその柔軟性を向上させた超音波送波器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る超音波送波器の第１の構成は、２次元状に配列されたＮ個の振動子と、振動子に供給される送信信号の経路を切り替えるスイッチと、スイッチを介して送信信号を振動子に供給するＭ（Ｍ＜Ｎ）個の送信器と、送信器と同一の本体に収納され、スイッチおよび送信器を制御する制御部と、送信器からの送信信号および制御部からの制御信号をスイッチへ供給する結合ケーブルとを備え、制御部は、少なくとも１つの送信器からの送信信号が複数の振動子に供給されるように、制御信号（遅延データＤ）によりスイッチを制御することを特徴とする。
【０００７】
この場合、制御部は、スイッチにより送信信号の経路を切り替えるためのデータおよび送信器から出力される送信信号の遅延時間を計算する遅延時間計算部を備えることが好ましい。
【０００８】
上記第１の構成によれば、振動子の数に比べ送信器の数を少なくできるので、低コスト化を図ることができる。また、振動子と送信器を結合する信号線の数も少なくすることができるので、探触子ケースと本体とを結合する結合ケーブルを細くしその柔軟性を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る超音波送波器の第２の構成において、制御部は、遅延時間計算部からの遅延時間を受けて、１つの送信器に接続される振動子の数が概略等しくなるようにスイッチを制御する遅延時間ソート部を備えることが好ましい。
【００１０】
この第２の構成によれば、上記第１の構成による利点に加えて、特定の送信器に多数の振動子が接続されることが回避され、安定した振動子の駆動が可能になる。
【００１１】
また、本発明に係る超音波送波器の第３の構成において、Ｎ個の振動子はＬ個のグループに分けられ、スイッチは、Ｌ個のグループに対応してＬ個設けられることが好ましい。
【００１２】
この第３の構成によれば、上記第１の構成による利点に加えて、スイッチ１個あたりの入出力端子数を減らすことができるので、回路の集積化が容易となる。
【００１３】
さらに、本発明に係る超音波送波器の第４の構成において、Ｎ個の振動子はＬ個のグループに分けられ、Ｍ個の送信器はＫ個のグループに分けられ、スイッチは、送信器のＫ個のグループに対応してＫ個ずつのＬ個のグループに分けられ、Ｌ個のグループそれぞれにおけるＫ個のスイッチの各々は、Ｌ個のグループの振動子に並列接続され、またＫ個のいずれかのグループの送信器に接続されることが好ましい。
【００１４】
この第４の構成によれば、スイッチ１個あたりの入出力端子数を減らすことができるので、回路の集積化が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る超音波送波器の一構成例を示すブロック図である。
【００１７】
図１において、Ｎ個の振動子１〜１６（Ｎ＝１６）は２次元状に配列され、スイッチ１７に接続される。振動子１〜１６とスイッチ１７は探触子ケース１８に収納される。スイッチ１７は、結合ケーブル１９を介して、Ｍ個の送信器２１〜２８（Ｍ＝８）と制御部２９に接続され、制御部２９からの制御信号に従って送信器１〜２８から振動子１〜１６への送信信号の経路を切り替える。送信器２１〜２８と制御部２９は本体３０に収納される。
【００１８】
図２は、図１の制御部２９の内部構成を示すブロック図である。
【００１９】
図２において、遅延時間計算部２９１からの出力信号は、スイッチ制御部２９２と送信器制御部２９３に供給される。スイッチ制御部２９２からの出力信号は、結合ケーブル１９を介してスイッチ１７に供給される。送信器制御部２９３からの出力信号は、送信器２１〜２８に供給される。
【００２０】
次に、以上のように構成された超音波送波器の動作について説明する。
【００２１】
まず、遅延時間計算部２９１は、各振動子１〜１６を駆動する送信信号である送信パルスの遅延時間ｔｄを計算する。次に、遅延時間ｔｄを量子化時間単位ｔｑにより整数化して、以下の式（１）で表される遅延データＤを求める。
【００２２】
Ｄ＝ｔｄ／ｔｑ …（１）
送信器制御部２９３は、遅延データＤと量子化時間単位ｔｑを送信器２１〜２８に送る。一例として、送信器２１の遅延データＤ＝０、送信器２２の遅延データＤ＝１、送信器２３の遅延データＤ＝２、…の様にする。次に、スイッチ制御部２９２は、制御信号として遅延データＤをスイッチ１７へ送る。スイッチ１７は、各振動子１〜１６の遅延データＤに基づき、各振動子１〜１６と送信器２１〜２８を結びつける。このため、少なくとも一つの送信器には複数の振動子が接続されることになる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態によれば、２次元状に配列された１６個の振動子１〜１６すべてを８個の送信器２１〜２８により駆動することができるため、低コストで超音波ビームを３次元的に走査することができる。また、振動子それぞれに対して送信器を設けた場合に比べ、信号線の数を少なくすることができるため、探触子ケース１８と本体３０の間の結合ケーブル１９を細くすることができ、柔軟性を向上させることができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る超音波送波器における制御部２９の内部構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、制御部２９の構成にある。
【００２５】
図３において、本実施の形態の制御部２９は、遅延時間計算部２９１と、スイッチ制御部２９２と、送信制御部２９３と、遅延時間ソート部２９４とで構成されている。
【００２６】
次に、以上のように構成された超音波送波器の動作について、図３に加えて、図１を参照して説明する。
【００２７】
まず、遅延時間計算部２９１は、各振動子１〜１６を駆動する送信信号である送信パルスの遅延時間ｔｄを計算する。次に、遅延時間ソート部２９４は、遅延時間ｔｄを昇順、あるいは降順にならべ、さらに一つの送信器に接続される振動子の数が概略等しくなるようにする。振動子の数Ｎは１６、送信器の数Ｍは８であるから、この場合１個の送信器により２個の振動子が駆動される。遅延時間ソート部２９４は、遅延時間ｔｄを２個ずつ組にし平均の遅延時間ｔｄを求める。次に、遅延時間ソート部２９４は、遅延時間ｔｄを量子化時間単位ｔｑにより整数化て、上記の式（１）で表される遅延データＤを求める。
【００２８】
送信器制御部２９３は、遅延データＤと量子化時間単位ｔｑを送信器２１〜２８に送る。次に、スイッチ制御部２９２は、制御信号として遅延データＤをスイッチ１７へ送る。スイッチ１７は、各振動子１〜１６の遅延データＤに基づき、各振動子１〜１６と送信器２１〜２８を結びつける。ここで、遅延データＤの値が同じ場合には、スイッチ制御部２９２は異なる送信器を選択する。
【００２９】
以上のように、本実施の形態によれば、２次元状に配列された１６個の振動子１〜１６すべてを８個の送信器２１〜２８により駆動することができ、低コストで超音波ビームを３次元的に走査できる。また、振動子それぞれに対して送信器を設けた場合に比べ、信号線の数を少なくすることができるため、探触子ケース１８と本体３０の間の結合ケーブル１９を細くすることができ、柔軟性を向上させることができる。さらに、特定の送信器に多数の振動子が接続されることが回避され、安定した振動子の駆動が可能になる。
【００３０】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る超音波送波器の一構成例を示すブロック図である。
【００３１】
図４において、Ｎ個の振動子１〜１６（Ｎ＝１６）は２次元状に配列され、Ｌ個のグループに分けられる。本実施の形態ではＬ＝４としたので、振動子はＮ／Ｌ＝１６／４＝４個ずつのグループに分けている。すなわち、振動子１〜４はスイッチ１７１に接続され、振動子５〜８はスイッチ１７２に接続され、振動子９〜１２はスイッチ１７３に接続され、振動子１３〜１６はスイッチ１７４に接続される。振動子１〜１６とスイッチ１７１〜１７４は探触子ケース１８に収納される。スイッチ１７１〜１７４は、結合ケーブル１９を介して、Ｍ個の送信器２１〜２８（Ｍ＝８）と制御部２９に接続され、制御部２９からの制御信号に従って送信器１〜２８から振動子１〜１６への送信信号の経路を切り替える。送信器２１〜２８と制御部２９は本体３０に収納される。
【００３２】
次に、以上のように構成された超音波送波器の動作について説明する。
【００３３】
まず、制御部２９は、遅延データＤと量子化時間単位ｔｑを送信器２１〜２８に送る。一例として、送信器２１の遅延データＤ＝０、送信器２２の遅延データＤ＝１、送信器２３の遅延データＤ＝２、…の様にする。次に、制御部２９は、遅延データＤをスイッチ１７１〜１７４へ送る。スイッチ１７１〜１７４は、各振動子１〜１６の遅延データＤに基づき、各振動子１〜１６と送信器２１〜２８を結びつける。このため、少なくとも１つの送信器には複数の振動子が接続されることになる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、２次元状に配列された振動子１〜１６すべてを送信器２１〜２８により駆動することができるため、低コストで超音波ビームを３次元的に走査することができる。また、振動子それぞれに送信器を設けた場合に比べ、信号線の数を少なくすることができるため、探触子ケース１８と本体３０の間の結合ケーブル１９を細くすることができ、柔軟性を向上させることができる。さらに、スイッチ１個あたりの入出力端子数を減らすことができるので、回路の集積化が容易となる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、Ｎ個の振動子をＬ個のグループに均等に同じ個数毎に配置したが、割り切れない場合などは、グループ間で若干振動子数が異なってもよい。
【００３６】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４に係る超音波送波器の一構成例を示すブロック図である。
【００３７】
図５において、Ｎ個（Ｎ＝１６）の振動子１〜１６は２次元状に配列され、Ｌ＝４個ずつのグループに分けられる。Ｌ個の振動子１〜４に対してＫ個（Ｋ＝２）のスイッチ１８１と１８２が並列接続され、Ｌ個の振動子５〜８に対してＫ個（Ｋ＝２）のスイッチ１８３と１８４が並列接続され、Ｌ個の振動子９〜１２に対してＫ個（Ｋ＝２）のスイッチ１８５と１８６が並列接続され、Ｌ個の振動子１３〜１６に対してＫ個（Ｋ＝２）のスイッチ１８７と１８８が並列接続される。振動子１〜１６とスイッチ１８１〜１８８は探触子ケース１８に収納される。
【００３８】
Ｍ個の送信器２１〜２８（Ｍ＝８）は、Ｋ＝２個ずつのグループ、すなわち送信器２１〜２４のグループと送信器２５〜２８のグループに分けられる。スイッチ１８１、１８３、１８５、１８７は、結合ケーブル１９を介して、送信器２５〜２８と制御部２９に接続される。一方、スイッチ１８２、１８４、１８６、１８８は、結合ケーブル１９を介して、送信器２１〜２４と制御部２９に接続される。送信器２１〜２８と制御部２９は本体３０に収納される。
【００３９】
次に、以上のように構成された超音波送波器の動作について説明する。
【００４０】
まず、制御部２９は、遅延データＤと量子化時間単位ｔｑを送信器２１〜２８に送る。一例として、送信器２１の遅延データＤ＝０、送信器２２の遅延データＤ＝１、送信器２３の遅延データＤ＝２、…の様にする。次に、制御部２９は、遅延データＤをスイッチ１８１〜１８８へ送る。スイッチ１８１〜１８８は、各振動子１〜１６の遅延データＤに基づき、各振動子１〜１６と送信器２１〜２８を結びつける。このため、少なくとも一つの送信器には複数の振動子が接続されることになる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によれば、２次元状に配列された振動子１〜１６すべてを送信器２１〜２８により駆動することができるため、低コストで超音波ビームを３次元的に走査することができる。また、振動子それぞれに送信器を設けた場合に比べ、信号線の数を少なくすることができるため、探触子ケース１８と本体３０の間の結合ケーブル１９を細くすることができ、柔軟性を向上させることができる。さらに、スイッチ１個あたりの入出力端子数を減らすことができるので、回路の集積化が容易となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、振動子の数に比べ送信器の数を少なくして低コスト化を図るとともに、振動子と送信器を結合する結合ケーブルの信号線数も少なくすることで、結合ケーブルを細くしその柔軟性を向上させた超音波送波器を提供することが可能になる、という格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波送波器の一構成例を示すブロック図
【図２】図１の制御部２９の内部構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態２に係る超音波送波器における制御部の内部構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態３に係る超音波送波器の一構成例を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態４に係る超音波送波器の一構成例を示すブロック図
【符号の説明】
１〜１６振動子
１７、１７１〜１７４、１８１〜１８８スイッチ
１８探触子ケース
１９結合ケーブル
２１〜２８送信器
２９制御部
２９１遅延時間計算部
２９２スイッチ制御部
２９３送信器制御部
２９４遅延時間ソート部
３０本体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic transmitter using ultrasonic transducers arranged two-dimensionally.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an ultrasonic wave transmitter has been used as an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus by dividing a piezoelectric element into a matrix, connecting a transmitter to the element, and separately controlling excitation of each vibrator to form an ultrasonic beam. Is transmitted three-dimensionally (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-63-99846
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional ultrasonic transmitter, since the number of transducers and the number of transmitters are the same, the number of transmitters increases as the number of transducers increases, thereby increasing the cost. there were. Further, the number of signal lines connecting the vibrator and the transmitter also increases, and the connecting cable in which the signal lines are bundled becomes thicker, resulting in poor flexibility.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to reduce the number of transmitters compared to the number of transducers to reduce the cost, and to combine a transducer and a transmitter. An object of the present invention is to provide an ultrasonic transmitter in which the number of signal lines of the cable is reduced to make the coupling cable thinner and its flexibility improved.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first configuration of an ultrasonic transmitter according to the present invention switches N transducers arranged two-dimensionally and a path of a transmission signal supplied to the transducers. A switch, M (M <N) transmitters for supplying a transmission signal to the vibrator via the switch, a control unit housed in the same main body as the transmitter, and controlling the switch and the transmitter; And a coupling cable for supplying a transmission signal from the control unit and a control signal from the control unit to the switch, wherein the control unit controls the control signal (such that the transmission signal from at least one transmitter is supplied to the plurality of transducers. The switch is controlled by the delay data D).
[0007]
In this case, it is preferable that the control unit includes a delay time calculation unit that calculates data for switching the path of the transmission signal by the switch and a delay time of the transmission signal output from the transmitter.
[0008]
According to the first configuration, the number of transmitters can be reduced as compared with the number of transducers, so that cost reduction can be achieved. Further, since the number of signal lines for connecting the transducer and the transmitter can be reduced, the connecting cable for connecting the probe case and the main body can be made thinner and the flexibility thereof can be improved.
[0009]
Further, in the second configuration of the ultrasonic transmitter according to the present invention, the control unit receives the delay time from the delay time calculation unit, and the number of transducers connected to one transmitter becomes substantially equal. It is preferable to provide a delay time sorting unit that controls the switches as described above.
[0010]
According to the second configuration, in addition to the advantages of the first configuration, it is possible to prevent a large number of transducers from being connected to a specific transmitter, and to stably drive the transducers.
[0011]
In the third configuration of the ultrasonic transmitter according to the present invention, it is preferable that the N transducers be divided into L groups, and that L switches be provided corresponding to the L groups. .
[0012]
According to the third configuration, in addition to the advantages of the first configuration, the number of input / output terminals per switch can be reduced, so that the circuit can be easily integrated.
[0013]
Further, in the fourth configuration of the ultrasonic transmitter according to the present invention, the N transducers are divided into L groups, the M transmitters are divided into K groups, The K switches in each of the L groups are divided into L groups corresponding to the K groups of the devices, and each of the K switches in each of the L groups is connected in parallel to the L groups of oscillators. Preferably, it is connected to any group of transmitters.
[0014]
According to the fourth configuration, the number of input / output terminals per switch can be reduced, so that circuit integration is facilitated.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing one configuration example of the ultrasonic wave transmitter according to Embodiment 1 of the present invention.
[0017]
In FIG. 1, N transducers 1 to 16 (N = 16) are arranged two-dimensionally and connected to a switch 17. The transducers 1 to 16 and the switch 17 are housed in a probe case 18. The switch 17 is connected to the M transmitters 21 to 28 (M = 8) and the control unit 29 via the coupling cable 19, and according to a control signal from the control unit 29, the transmitters 1 to 28 transmit the oscillators 1 to 28. 16 is switched. The transmitters 21 to 28 and the control unit 29 are housed in the main body 30.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the control unit 29 in FIG.
[0019]
In FIG. 2, an output signal from the delay time calculator 291 is supplied to a switch controller 292 and a transmitter controller 293. An output signal from the switch control unit 292 is supplied to the switch 17 via the coupling cable 19. An output signal from the transmitter control unit 293 is supplied to the transmitters 21 to 28.
[0020]
Next, the operation of the ultrasonic transmitter configured as described above will be described.
[0021]
First, the delay time calculation unit 291 calculates a delay time td of a transmission pulse which is a transmission signal for driving each of the vibrators 1 to 16. Next, the delay time td is converted into an integer by the quantization time unit tq to obtain delay data D represented by the following equation (1).
[0022]
D = td / tq (1)
The transmitter control unit 293 sends the delay data D and the quantization time unit tq to the transmitters 21 to 28. As an example, the delay data D of the transmitter 21 is 0, the delay data D of the transmitter 22 is 1, the delay data D of the transmitter 23 is 2, and so on. Next, the switch control unit 292 sends the delay data D to the switch 17 as a control signal. The switch 17 connects the oscillators 1 to 16 with the transmitters 21 to 28 based on the delay data D of the oscillators 1 to 16. Therefore, a plurality of transducers are connected to at least one transmitter.
[0023]
As described above, according to the present embodiment, all of the sixteen vibrators 1 to 16 arranged in a two-dimensional manner can be driven by eight transmitters 21 to 28, so that the cost is extremely low. The sound beam can be three-dimensionally scanned. In addition, since the number of signal lines can be reduced as compared with the case where a transmitter is provided for each transducer, the coupling cable 19 between the probe case 18 and the main body 30 can be made thinner. Flexibility can be improved.
[0024]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of control unit 29 in the ultrasonic wave transmitter according to Embodiment 2 of the present invention. The difference between the present embodiment and the first embodiment lies in the configuration of the control unit 29.
[0025]
3, the control unit 29 according to the present embodiment includes a delay time calculation unit 291, a switch control unit 292, a transmission control unit 293, and a delay time sorting unit 294.
[0026]
Next, the operation of the ultrasonic wave transmitter configured as described above will be described with reference to FIG. 1 in addition to FIG.
[0027]
First, the delay time calculation unit 291 calculates a delay time td of a transmission pulse which is a transmission signal for driving each of the vibrators 1 to 16. Next, the delay time sorting unit 294 arranges the delay times td in ascending or descending order, and furthermore makes the number of transducers connected to one transmitter substantially equal. Since the number N of vibrators is 16 and the number M of transmitters is 8, in this case, two vibrators are driven by one transmitter. The delay time sorting unit 294 obtains an average delay time td by grouping two delay times td. Next, the delay time sorting unit 294 converts the delay time td into an integer using the quantization time unit tq, and obtains the delay data D represented by the above equation (1).
[0028]
The transmitter control unit 293 sends the delay data D and the quantization time unit tq to the transmitters 21 to 28. Next, the switch control unit 292 sends the delay data D to the switch 17 as a control signal. The switch 17 connects the oscillators 1 to 16 with the transmitters 21 to 28 based on the delay data D of the oscillators 1 to 16. Here, when the value of the delay data D is the same, the switch control unit 292 selects a different transmitter.
[0029]
As described above, according to the present embodiment, all of the 16 transducers 1 to 16 arranged two-dimensionally can be driven by the eight transmitters 21 to 28, and the ultrasonic wave can be produced at low cost. The beam can be scanned three-dimensionally. In addition, since the number of signal lines can be reduced as compared with the case where a transmitter is provided for each transducer, the coupling cable 19 between the probe case 18 and the main body 30 can be made thinner. Flexibility can be improved. Further, it is possible to prevent a large number of transducers from being connected to a specific transmitter, and to drive the transducers stably.
[0030]
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic transmitter according to Embodiment 3 of the present invention.
[0031]
In FIG. 4, N oscillators 1 to 16 (N = 16) are arranged two-dimensionally and divided into L groups. In this embodiment, since L = 4, the vibrators are divided into N / L = 16/4 = 4 groups. That is, vibrators 1-4 are connected to switch 171, vibrators 5-8 are connected to switch 172, vibrators 9-12 are connected to switch 173, and vibrators 13-16 are connected to switch 174. . The transducers 1 to 16 and the switches 171 to 174 are housed in the probe case 18. The switches 171 to 174 are connected to the M transmitters 21 to 28 (M = 8) and the control unit 29 via the coupling cable 19, and from the transmitters 1 to 28 to the vibrator in accordance with the control signal from the control unit 29. The path of the transmission signal to 1 to 16 is switched. The transmitters 21 to 28 and the control unit 29 are housed in the main body 30.
[0032]
Next, the operation of the ultrasonic transmitter configured as described above will be described.
[0033]
First, the control unit 29 sends the delay data D and the quantization time unit tq to the transmitters 21 to 28. As an example, the delay data D of the transmitter 21 is 0, the delay data D of the transmitter 22 is 1, the delay data D of the transmitter 23 is 2, and so on. Next, the control unit 29 sends the delay data D to the switches 171 to 174. The switches 171 to 174 link the oscillators 1 to 16 with the transmitters 21 to 28 based on the delay data D of the oscillators 1 to 16. Therefore, a plurality of transducers are connected to at least one transmitter.
[0034]
As described above, according to the present embodiment, all of the transducers 1 to 16 arranged in a two-dimensional manner can be driven by the transmitters 21 to 28, so that the ultrasonic beam can be three-dimensionally arranged at low cost. Can be scanned. Further, since the number of signal lines can be reduced as compared with a case where a transmitter is provided for each transducer, the coupling cable 19 between the probe case 18 and the main body 30 can be made thinner, and flexibility can be improved. Can be improved. Further, since the number of input / output terminals per switch can be reduced, circuit integration is facilitated.
[0035]
In the present embodiment, the N oscillators are arranged equally in the same number in the L groups, but the number of oscillators may be slightly different between the groups if they cannot be divided.
[0036]
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic transmitter according to Embodiment 4 of the present invention.
[0037]
In FIG. 5, N (N = 16) transducers 1 to 16 are arranged two-dimensionally and are divided into groups of L = 4 each. K (K = 2) switches 181 and 182 are connected in parallel to the L vibrators 1-4, and K (K = 2) switches 183 and L are connected to the L vibrators 5-8. 184 are connected in parallel, K (K = 2) switches 185 and 186 are connected in parallel to the L oscillators 9 to 12, and K (K = K) is connected to the L oscillators 13 to 16. The switches 187 and 188 of 2) are connected in parallel. The transducers 1 to 16 and the switches 181 to 188 are housed in the probe case 18.
[0038]
The M transmitters 21 to 28 (M = 8) are divided into K = 2 groups, that is, a group of transmitters 21 to 24 and a group of transmitters 25 to 28. The switches 181, 183, 185, and 187 are connected to the transmitters 25 to 28 and the control unit 29 via the coupling cable 19. On the other hand, the switches 182, 184, 186, 188 are connected to the transmitters 21 to 24 and the control unit 29 via the coupling cable 19. The transmitters 21 to 28 and the control unit 29 are housed in the main body 30.
[0039]
Next, the operation of the ultrasonic transmitter configured as described above will be described.
[0040]
First, the control unit 29 sends the delay data D and the quantization time unit tq to the transmitters 21 to 28. As an example, the delay data D of the transmitter 21 is 0, the delay data D of the transmitter 22 is 1, the delay data D of the transmitter 23 is 2, and so on. Next, the control unit 29 sends the delay data D to the switches 181 to 188. The switches 181 to 188 connect the oscillators 1 to 16 with the transmitters 21 to 28 based on the delay data D of the oscillators 1 to 16. Therefore, a plurality of transducers are connected to at least one transmitter.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, all of the transducers 1 to 16 arranged in a two-dimensional manner can be driven by the transmitters 21 to 28, so that the ultrasonic beam can be three-dimensionally arranged at low cost. Can be scanned. Further, since the number of signal lines can be reduced as compared with a case where a transmitter is provided for each transducer, the coupling cable 19 between the probe case 18 and the main body 30 can be made thinner, and flexibility can be improved. Can be improved. Further, since the number of input / output terminals per switch can be reduced, circuit integration is facilitated.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the number of transmitters is reduced as compared with the number of transducers to reduce the cost, and the number of signal lines of the coupling cable that couples the transducer and the transmitter is also reduced. As a result, it is possible to provide an ultrasonic transmitter in which the coupling cable is made thinner and its flexibility is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of an ultrasonic transmitter according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a control unit 29 in FIG. 1. FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating an internal configuration of a control unit in the ultrasonic transmitter according to the second embodiment. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of an ultrasonic transmitter according to the third embodiment of the present invention. Block diagram showing a configuration example of an ultrasonic transmitter according to a fourth embodiment of the present invention.
1-16 Transducer 17, 171-174, 181-188 Switch 18 Probe case 19 Coupling cable 21-28 Transmitter 29 Control unit 291 Delay time calculation unit 292 Switch control unit 293 Transmitter control unit 294 Delay time sort unit 30 body

Claims

２次元状に配列されたＮ個の振動子と、
前記振動子に供給される送信信号の経路を切り替えるスイッチと、
前記スイッチを介して送信信号を前記振動子に供給するＭ（Ｍ＜Ｎ）個の送信器と、
前記送信器と同一の本体に収納され、前記スイッチおよび前記送信器を制御する制御部と、
前記送信器からの送信信号および前記制御部からの制御信号を前記スイッチへ供給する結合ケーブルとを備え、
前記制御部は、少なくとも１つの送信器からの送信信号が複数の振動子に供給されるように、前記制御信号により前記スイッチを制御することを特徴とする超音波送波器。N oscillators arranged two-dimensionally,
A switch for switching a path of a transmission signal supplied to the vibrator,
M (M <N) transmitters for supplying a transmission signal to the vibrator through the switch;
A control unit that is housed in the same main body as the transmitter and controls the switch and the transmitter,
A coupling cable for supplying a transmission signal from the transmitter and a control signal from the control unit to the switch,
The ultrasonic transmitter according to claim 1, wherein the control unit controls the switch by the control signal so that a transmission signal from at least one transmitter is supplied to a plurality of transducers.

前記制御部は、前記スイッチにより送信信号の経路を切り替えるためのデータおよび前記送信器から出力される送信信号の遅延時間を計算する遅延時間計算部を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波送波器。2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit includes a delay time calculation unit configured to calculate data for switching a path of the transmission signal by the switch and a delay time of the transmission signal output from the transmitter. Sound wave transmitter.

前記制御部は、前記遅延時間計算部からの遅延時間を受けて、１つの送信器に接続される振動子の数が概略等しくなるように前記スイッチを制御する遅延時間ソート部を備えることを特徴とする請求項２記載の超音波送波器。The control unit includes a delay time sorting unit that receives the delay time from the delay time calculation unit and controls the switch so that the number of transducers connected to one transmitter is substantially equal. The ultrasonic transmitter according to claim 2, wherein

前記Ｎ個の振動子はＬ個のグループに分けられ、前記スイッチは、前記Ｌ個のグループに対応してＬ個設けられることを特徴とする請求項１記載の超音波送波器。The ultrasonic transmitter according to claim 1, wherein the N transducers are divided into L groups, and L switches are provided corresponding to the L groups.

前記Ｎ個の振動子はＬ個のグループに分けられ、前記Ｍ個の送信器はＫ個のグループに分けられ、前記スイッチは、前記送信器のＫ個のグループに対応してＫ個ずつのＬ個のグループに分けられ、前記Ｌ個のグループそれぞれにおける前記Ｋ個のスイッチの各々は、前記Ｌ個のグループの振動子に並列接続され、また前記Ｋ個のいずれかのグループの送信器に接続されることを特徴とする請求項１記載の超音波送波器。The N transducers are divided into L groups, the M transmitters are divided into K groups, and the switches are divided into K groups corresponding to the K groups of the transmitters. Each of the K switches in each of the L groups is connected in parallel to the L groups of transducers and connected to the transmitters of any of the K groups. The ultrasonic transmitter according to claim 1, wherein the ultrasonic transmitter is connected.