JPH0616781B2 - 超音波駆動装置 - Google Patents
超音波駆動装置Info
- Publication number
- JPH0616781B2 JPH0616781B2 JP63310708A JP31070888A JPH0616781B2 JP H0616781 B2 JPH0616781 B2 JP H0616781B2 JP 63310708 A JP63310708 A JP 63310708A JP 31070888 A JP31070888 A JP 31070888A JP H0616781 B2 JPH0616781 B2 JP H0616781B2
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- JP
- Japan
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- drive
- probe
- voltage
- resonance
- switching element
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波プローブに対し共振駆動による共振波
形または非共振駆動による矩形波形を印加する超音波駆
動装置に関する。
形または非共振駆動による矩形波形を印加する超音波駆
動装置に関する。
（従来の技術） 従来、超音波振動子を駆動する回路は第６図（ａ）に示
すような構成が一般に用いられている。すなわち駆動回
路はスイッチングトランジスタＴＲ，抵抗Ｒおよび電源
ＶH で構成されている。超音波プローブ22は浮遊容量が
存在する接続用ケーブルと振動子２１とで構成され、前
記駆動回路により、ケーブルを介して超音波振動子21が
駆動される。ここで容量Ｃ1 は振動子21の並列容量分，
ケーブル，駆動回路の並列浮遊容量の合成容量である。
振動子21はある周波数帯域（例えば中心周波数５ＭHz±
２ＭHz）で電気−音響変換を効率良く行なうように設計
されている。
すような構成が一般に用いられている。すなわち駆動回
路はスイッチングトランジスタＴＲ，抵抗Ｒおよび電源
ＶH で構成されている。超音波プローブ22は浮遊容量が
存在する接続用ケーブルと振動子２１とで構成され、前
記駆動回路により、ケーブルを介して超音波振動子21が
駆動される。ここで容量Ｃ1 は振動子21の並列容量分，
ケーブル，駆動回路の並列浮遊容量の合成容量である。
振動子21はある周波数帯域（例えば中心周波数５ＭHz±
２ＭHz）で電気−音響変換を効率良く行なうように設計
されている。
第６図（ａ）でベースＢに正極性パルスを入力すると、
振動子21には第６図（ｂ）に示すインパルス電圧が印加
される。入力パルスが終了すると、ＶH から抵抗Ｒを介
して容量Ｃ1 に充電する時定数に従って電圧が上昇す
る。このインパルスは広帯域であるので、振動子21の周
波数特性に応じた超音波が発生する。この超音波を被検
体内に送波し、反射エコーを同一振動子で受波し、再び
電気信号に変換して受信回路で受信する。
振動子21には第６図（ｂ）に示すインパルス電圧が印加
される。入力パルスが終了すると、ＶH から抵抗Ｒを介
して容量Ｃ1 に充電する時定数に従って電圧が上昇す
る。このインパルスは広帯域であるので、振動子21の周
波数特性に応じた超音波が発生する。この超音波を被検
体内に送波し、反射エコーを同一振動子で受波し、再び
電気信号に変換して受信回路で受信する。
然し乍ら、前記方法では振動子21の中心周波数付近での
パワースペクトルがそれ以外の周波数成分と同程度であ
り、必要なパワーが相対的に小さい。また振動子21の直
列抵抗分と並列容量成分Ｃ1 により受信信号が減衰して
しまう。すなわち送信，受信の両駆動効率が悪く、この
ため高電圧で駆動しなければならないという問題があっ
た。
パワースペクトルがそれ以外の周波数成分と同程度であ
り、必要なパワーが相対的に小さい。また振動子21の直
列抵抗分と並列容量成分Ｃ1 により受信信号が減衰して
しまう。すなわち送信，受信の両駆動効率が悪く、この
ため高電圧で駆動しなければならないという問題があっ
た。
そこで駆動効率を改善するために並列共振駆動を行なう
ことが広く用いられている。この共振駆動は第７図
（ａ）に示すように、駆動回路出力と振動子21とに並列
にコイルＬを装荷する方法である。コイルＬを装荷する
部位として超音波プローブにこのコイルＬを挿入したも
のを共振プローブと称する。コイルＬの値は、振動子21
の中心周波数付近で並列容量Ｃ1 と共振するように選択
する。共振プローブ23を前記駆動回路で駆動すると、第
７図（ｂ）に示すように駆動電圧ＶH の２倍程度の電圧
振幅が得られる。受信時にはコイルＬと容量Ｃ1 の共振
により中心周波数付近での並列インピーダンスが上昇
し、減衰が低減するので、受信効率が改善できる。
ことが広く用いられている。この共振駆動は第７図
（ａ）に示すように、駆動回路出力と振動子21とに並列
にコイルＬを装荷する方法である。コイルＬを装荷する
部位として超音波プローブにこのコイルＬを挿入したも
のを共振プローブと称する。コイルＬの値は、振動子21
の中心周波数付近で並列容量Ｃ1 と共振するように選択
する。共振プローブ23を前記駆動回路で駆動すると、第
７図（ｂ）に示すように駆動電圧ＶH の２倍程度の電圧
振幅が得られる。受信時にはコイルＬと容量Ｃ1 の共振
により中心周波数付近での並列インピーダンスが上昇
し、減衰が低減するので、受信効率が改善できる。
しかし、この共振駆動によれば、そのスペクトルは狭帯
域となり、反射エコーの振動が長い時間繰返す（波連長
が長くなる）ので、Ｂモード像の距離分解能が悪化す
る。
域となり、反射エコーの振動が長い時間繰返す（波連長
が長くなる）ので、Ｂモード像の距離分解能が悪化す
る。
そこで、前記インパルス駆動を改善したものとして非共
振矩形駆動方式を採用するようになってきた。これは電
子部品が技術的に進歩し、ＮチャンネルおよびＰチャン
ネル素子の高耐圧高速のパワー−ＭＯＳ−ＦＥＴが製作
できるようになってきたことも寄与している。
振矩形駆動方式を採用するようになってきた。これは電
子部品が技術的に進歩し、ＮチャンネルおよびＰチャン
ネル素子の高耐圧高速のパワー−ＭＯＳ−ＦＥＴが製作
できるようになってきたことも寄与している。
第８図（ａ）は非共振プローブ２２を矩形駆動する矩形
駆動装置を示す図、第８図（ｂ）はＱ1 ，Ｑ2 の動作を
制御するゲート電圧ＶG1，ＶG2および振動子21に印加さ
れる駆動電圧のタイミング図である。この駆動装置はＱ
1 とＱ2 とを電源ＶH に対して直列に接続し２つのＱ1
，Ｑ2 の間の中点に振動子21が接続され、並列容量Ｃ1
が存在する。第８図（ｃ）は第８図（ｂ）に示す期間
Ａの動作を示す図であり、第８図（ｄ）は期間Ｂの動作
を示す図である。第８図（ｃ）（ｄ）に示す如くＱ1 ，
Ｑ2 は相補的に動作するものとなっている。すなわち第
８図（ｄ）に示す如くＱ1 は、ゲート電圧ＶG1が電圧Ｖ
H −ＶthのときにのみＯＮ動作し、また第８図（ｃ）に
示す如くＱ2 は、ゲート電圧ＶG2が電圧Ｖthのときにの
みＯＮ動作するものとなっている。
駆動装置を示す図、第８図（ｂ）はＱ1 ，Ｑ2 の動作を
制御するゲート電圧ＶG1，ＶG2および振動子21に印加さ
れる駆動電圧のタイミング図である。この駆動装置はＱ
1 とＱ2 とを電源ＶH に対して直列に接続し２つのＱ1
，Ｑ2 の間の中点に振動子21が接続され、並列容量Ｃ1
が存在する。第８図（ｃ）は第８図（ｂ）に示す期間
Ａの動作を示す図であり、第８図（ｄ）は期間Ｂの動作
を示す図である。第８図（ｃ）（ｄ）に示す如くＱ1 ，
Ｑ2 は相補的に動作するものとなっている。すなわち第
８図（ｄ）に示す如くＱ1 は、ゲート電圧ＶG1が電圧Ｖ
H −ＶthのときにのみＯＮ動作し、また第８図（ｃ）に
示す如くＱ2 は、ゲート電圧ＶG2が電圧Ｖthのときにの
みＯＮ動作するものとなっている。
このような構成によれば、（ｄ）に示すようにＱ1 のゲ
ート電圧ＶG1が期間ＢにおいてＶH からＶH −Ｖthに変
化し、かつゲート電圧ＶG2がＶthから零電圧に変化する
と、Ｑ1 のみがＯＮ動作する。そうすると、電源ＶH に
より振動子21に電流が流れ、駆動電圧Ｐ0 が迅速にＶH
に上昇する。駆動電圧Ｐ0 は、期間ＢだけＶH なる電圧
を持続する。
ート電圧ＶG1が期間ＢにおいてＶH からＶH −Ｖthに変
化し、かつゲート電圧ＶG2がＶthから零電圧に変化する
と、Ｑ1 のみがＯＮ動作する。そうすると、電源ＶH に
より振動子21に電流が流れ、駆動電圧Ｐ0 が迅速にＶH
に上昇する。駆動電圧Ｐ0 は、期間ＢだけＶH なる電圧
を持続する。
次に期間Ａにおいてゲート電圧ＶG2がＶthになると、第
８図（ｃ）に示すようにＱ2 がＯＮ動作する。そうする
と、駆動電圧Ｐ0 はＱ2 を介して接地されるので、急速
にＶH から零電圧に減少する。したがって、駆動電圧Ｐ
0 は（ｂ）に示す如く矩形波形となり、振動子21への矩
形駆動が可能となる。この矩形駆動は前記インパルス駆
動と比較すると、同じパルス幅で駆動した場合、矩形駆
動の方が６ｄＢ程度パワースペクトルが高い。したがっ
て、矩形駆動は効率が良く、低電圧により同様な特性が
得られる。さらに矩形駆動はバースト駆動が容易であ
り、同一電圧のまま送信パワーを増加できる。
８図（ｃ）に示すようにＱ2 がＯＮ動作する。そうする
と、駆動電圧Ｐ0 はＱ2 を介して接地されるので、急速
にＶH から零電圧に減少する。したがって、駆動電圧Ｐ
0 は（ｂ）に示す如く矩形波形となり、振動子21への矩
形駆動が可能となる。この矩形駆動は前記インパルス駆
動と比較すると、同じパルス幅で駆動した場合、矩形駆
動の方が６ｄＢ程度パワースペクトルが高い。したがっ
て、矩形駆動は効率が良く、低電圧により同様な特性が
得られる。さらに矩形駆動はバースト駆動が容易であ
り、同一電圧のまま送信パワーを増加できる。
以上の自由から従来のインパルス駆動に対して最近では
駆動効率改善，バースト駆動可能のため矩形駆動を採用
している。
駆動効率改善，バースト駆動可能のため矩形駆動を採用
している。
（発明が解決しようとする課題） 然し乍ら、ドップラ信号を受信するなどＢモードの距離
分解能を犠牲にしても更に受信感度の効率を向上させた
い場合がある。この場合には、コイルＬを振動子21に対
して並列に装荷する。すなわち前述した共振プローブ23
を使用して、矩形パルスによる矩形共振駆動を行なうこ
ともある。
分解能を犠牲にしても更に受信感度の効率を向上させた
い場合がある。この場合には、コイルＬを振動子21に対
して並列に装荷する。すなわち前述した共振プローブ23
を使用して、矩形パルスによる矩形共振駆動を行なうこ
ともある。
第９図（ａ）は前記共振プローブ23に対する矩形駆動を
示す図である。共振プローブ23は前記振動子21にコイル
Ｌを並列に接続したものである。この共振プローブ23の
場合にも第８図に示すようにＱ1 とＱ2 とを相補的にス
イッチ動作を行なうと、Ｑ2 が動作し振動子21がＱ2 を
介して接地される際、同時にコイルＬがショートされ
る。第９図（ｂ）に示すように本来ならば破線部分に示
す自然共振波形になるわけであるが、コイルＬがショー
トされることにより、斜線部分のエネルギーがクランプ
され大電流がコイルに発生してしまう。このためコイル
が過飽和状態になり、期間Ｃの間だけ飽和電圧が発生
し、超音波エコーを受信できなくなるという問題があっ
た。また飽和が回復する時に期間Ｄの間だけ不要なリン
ギングが発生してしまう。
示す図である。共振プローブ23は前記振動子21にコイル
Ｌを並列に接続したものである。この共振プローブ23の
場合にも第８図に示すようにＱ1 とＱ2 とを相補的にス
イッチ動作を行なうと、Ｑ2 が動作し振動子21がＱ2 を
介して接地される際、同時にコイルＬがショートされ
る。第９図（ｂ）に示すように本来ならば破線部分に示
す自然共振波形になるわけであるが、コイルＬがショー
トされることにより、斜線部分のエネルギーがクランプ
され大電流がコイルに発生してしまう。このためコイル
が過飽和状態になり、期間Ｃの間だけ飽和電圧が発生
し、超音波エコーを受信できなくなるという問題があっ
た。また飽和が回復する時に期間Ｄの間だけ不要なリン
ギングが発生してしまう。
そこで本発明の目的は、共振駆動におけるコイルの過飽
和状態と、過飽和状態回復時におけるリンギングをなく
して自然共振駆動を行い、しかも非共振駆動時には効率
の良いバースト可能な矩形駆動を行い得る超音波駆動装
置を提供することにある。
和状態と、過飽和状態回復時におけるリンギングをなく
して自然共振駆動を行い、しかも非共振駆動時には効率
の良いバースト可能な矩形駆動を行い得る超音波駆動装
置を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の問題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、超音波プローブに対し共
振駆動による共振波形または非共振駆動による矩形波形
を印加するものであって、電源と接地との間に直列接続
された第１のスイッチ素子，第２のスイッチ素子と、こ
の第１または第２のスイッチ素子を動作させてこれらス
イッチ素子間の中点に接続される前記超音波プローブに
前記電源の電圧を印加させる制御手段と、からなる超音
波駆動装置において、前記制御手段は、非共振駆動する
際には、前記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子
とを相補的に動作させて前記超音波プローブを矩形駆動
させ、共振駆動する際には、前記第１のスイッチ素子の
動作、非動作に関係なく前記第２のスイッチ素子を常に
非動作させ前記超音波プローブを共振駆動させるもので
ある。
うな手段を講じた。本発明は、超音波プローブに対し共
振駆動による共振波形または非共振駆動による矩形波形
を印加するものであって、電源と接地との間に直列接続
された第１のスイッチ素子，第２のスイッチ素子と、こ
の第１または第２のスイッチ素子を動作させてこれらス
イッチ素子間の中点に接続される前記超音波プローブに
前記電源の電圧を印加させる制御手段と、からなる超音
波駆動装置において、前記制御手段は、非共振駆動する
際には、前記第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子
とを相補的に動作させて前記超音波プローブを矩形駆動
させ、共振駆動する際には、前記第１のスイッチ素子の
動作、非動作に関係なく前記第２のスイッチ素子を常に
非動作させ前記超音波プローブを共振駆動させるもので
ある。
（作用） このような手段を講じたことにより次のような作用を呈
する。制御手段により非共振駆動する際には、第１のス
イッチ素子、第２のスイッチ素子が相補的に動作するの
で、超音波プローブを通常の矩形駆動でき、共振プロー
ブを駆動する際には、第２のスイッチ素子が非動作する
ので、自然共振駆動できる。したがって、１つの駆動装
置を用いることにより共振プローブ使用時にはコイルを
過飽和状態にすることがなく、しかもエコー受信できな
くなる現象や過飽和時のリンギングをなくすことができ
る。さらに非共振プローブ使用時際には矩形駆動により
効率の良いバースト駆動が可能となる。
する。制御手段により非共振駆動する際には、第１のス
イッチ素子、第２のスイッチ素子が相補的に動作するの
で、超音波プローブを通常の矩形駆動でき、共振プロー
ブを駆動する際には、第２のスイッチ素子が非動作する
ので、自然共振駆動できる。したがって、１つの駆動装
置を用いることにより共振プローブ使用時にはコイルを
過飽和状態にすることがなく、しかもエコー受信できな
くなる現象や過飽和時のリンギングをなくすことができ
る。さらに非共振プローブ使用時際には矩形駆動により
効率の良いバースト駆動が可能となる。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例としてフェイズアレイ方式に
より電子セクタ走査するセクタプローブからなる超音波
駆動装置を示す図であり、第２図は本発明の一実施例と
して電子リニア走査するリニアプローブからなる超音波
駆動装置を示す図である。第１図における駆動装置は、
基本的には駆動回路であるそれぞれパルスを発生するパ
ルサー群1 （1al …1an ）と受信回路群4 （4al …4an
）と、このパルサー群1 および受信回路群4 に対応す
る複数の振動子2al …2an からなるセクタプローブ2a
と、このセクタプローブ2aを駆動すべく切換えるプロー
ブ切換スイッチ3a（3al …3an ）と、で構成されてい
る。また複数の振動子2bl …2dn からなるセクタプロー
ブ2aと、このセクタプローブ2bを駆動すべく選択的に切
換えるプローブ切換スイッチ3b（3bl …3bn ）と、が前
記パルサー群1 に対して並列に接続され、さらにはその
他の複数のセクタプローブ2c…も並列に接続されてい
る。一方、第２図における駆動装置は、パルサー群1
と、このパルサー群1 に対応する複数の振動子6al …6a
n ，6an+1 …6ml からなるリニアプローブ6 と、このリ
ニアプローブ6 を駆動すべく選択的に切換えるプローブ
切換スイッチ5 （5al …5an ，5an+1 …5am ）と、で構
成されている。
より電子セクタ走査するセクタプローブからなる超音波
駆動装置を示す図であり、第２図は本発明の一実施例と
して電子リニア走査するリニアプローブからなる超音波
駆動装置を示す図である。第１図における駆動装置は、
基本的には駆動回路であるそれぞれパルスを発生するパ
ルサー群1 （1al …1an ）と受信回路群4 （4al …4an
）と、このパルサー群1 および受信回路群4 に対応す
る複数の振動子2al …2an からなるセクタプローブ2a
と、このセクタプローブ2aを駆動すべく切換えるプロー
ブ切換スイッチ3a（3al …3an ）と、で構成されてい
る。また複数の振動子2bl …2dn からなるセクタプロー
ブ2aと、このセクタプローブ2bを駆動すべく選択的に切
換えるプローブ切換スイッチ3b（3bl …3bn ）と、が前
記パルサー群1 に対して並列に接続され、さらにはその
他の複数のセクタプローブ2c…も並列に接続されてい
る。一方、第２図における駆動装置は、パルサー群1
と、このパルサー群1 に対応する複数の振動子6al …6a
n ，6an+1 …6ml からなるリニアプローブ6 と、このリ
ニアプローブ6 を駆動すべく選択的に切換えるプローブ
切換スイッチ5 （5al …5an ，5an+1 …5am ）と、で構
成されている。
第３図は振動子21を共振駆動制御するためのＱ2 をイン
ヒビットする回路を含む駆動回路を示す図である。第３
図において、ＦＥＴからなるＱ1 ，Ｑ2 は直列に接続さ
れ、ＶH なる電源が供給されている。また、Ｑ1 とＱ2
との中点には振動子21，ケーブル，コイルＬからなる共
振プローブ23が並列接続された並列容量Ｃ1 が存在す
る。バッファ11，コンデンサＣ2 を介してＱ1 のゲート
端子Ｇ1 にＣＯＮＴ端子からは正極性パルス（０Ｖまた
は５Ｖ）は入力されるものとなっている。またバッファ
12，抵抗Ｒ2 を介してＱ2 のゲート端子Ｇ2 にＣＯＮＴ
端子から前記パルス（０Ｖまたは５Ｖ）が入力されるも
のとなっている。Ｑ2 のゲート端子Ｇ2 にはインヒビッ
ト回路13が接続されている。すなわちインヒビット回路
13は、ダイオードＤ1 ，トランジスタＱINH，抵抗Ｒ3
で構成され、抵抗Ｒ3 の他端すなわちＩＮＨ端子からイ
ンヒビット電圧（０Ｖまたは５Ｖ）が入力されるものと
なっている。このインヒビット回路13は、前記Ｑ1 の動
作，非動作に関係なくＱ2 を常に非動作させるようにな
されている。
ヒビットする回路を含む駆動回路を示す図である。第３
図において、ＦＥＴからなるＱ1 ，Ｑ2 は直列に接続さ
れ、ＶH なる電源が供給されている。また、Ｑ1 とＱ2
との中点には振動子21，ケーブル，コイルＬからなる共
振プローブ23が並列接続された並列容量Ｃ1 が存在す
る。バッファ11，コンデンサＣ2 を介してＱ1 のゲート
端子Ｇ1 にＣＯＮＴ端子からは正極性パルス（０Ｖまた
は５Ｖ）は入力されるものとなっている。またバッファ
12，抵抗Ｒ2 を介してＱ2 のゲート端子Ｇ2 にＣＯＮＴ
端子から前記パルス（０Ｖまたは５Ｖ）が入力されるも
のとなっている。Ｑ2 のゲート端子Ｇ2 にはインヒビッ
ト回路13が接続されている。すなわちインヒビット回路
13は、ダイオードＤ1 ，トランジスタＱINH，抵抗Ｒ3
で構成され、抵抗Ｒ3 の他端すなわちＩＮＨ端子からイ
ンヒビット電圧（０Ｖまたは５Ｖ）が入力されるものと
なっている。このインヒビット回路13は、前記Ｑ1 の動
作，非動作に関係なくＱ2 を常に非動作させるようにな
されている。
第４図は第３図に示すインヒビット回路により振動子21
への共振駆動を示す図である。第５図はインヒビット回
路13を動作する時と動作しない時の各部の動作を示す図
である。
への共振駆動を示す図である。第５図はインヒビット回
路13を動作する時と動作しない時の各部の動作を示す図
である。
次にこのように構成された実施例の作用を説明する。第
１図または第２図に示すパルサー群1 から発生したパル
スは、プローブ切替スイッチ3 により特定のプローブ2
に与えられる。はじめにＩＮＨ端子に＋Ｖが印加された
状態を考える。まずＣＯＮＴ端子に０ＶからＶthになる
正極性パルスが入力される。そうすると、ＣＯＮＴ端子
のパルスによりバッファ11とＣ2 を介してＱ1 のゲート
端子Ｇ1 には電圧ＶH −Ｖthが与えられ、且つバッファ
12，抵抗Ｒ2 を介してゲート電圧ＶG2は０Ｖになる。す
なわち期間Ｂにおいて第４図（ｄ）に示す如くＱ1 はＯ
Ｎ動作し、Ｑ2 はＯＦＦ動作するので、駆動電圧Ｐ0 は
電圧ＶH となり、この電圧ＶH が振動子21に印加され
る。
１図または第２図に示すパルサー群1 から発生したパル
スは、プローブ切替スイッチ3 により特定のプローブ2
に与えられる。はじめにＩＮＨ端子に＋Ｖが印加された
状態を考える。まずＣＯＮＴ端子に０ＶからＶthになる
正極性パルスが入力される。そうすると、ＣＯＮＴ端子
のパルスによりバッファ11とＣ2 を介してＱ1 のゲート
端子Ｇ1 には電圧ＶH −Ｖthが与えられ、且つバッファ
12，抵抗Ｒ2 を介してゲート電圧ＶG2は０Ｖになる。す
なわち期間Ｂにおいて第４図（ｄ）に示す如くＱ1 はＯ
Ｎ動作し、Ｑ2 はＯＦＦ動作するので、駆動電圧Ｐ0 は
電圧ＶH となり、この電圧ＶH が振動子21に印加され
る。
次にＩＮＴ端子に＋Ｖが入力されたままの状態で、ＣＯ
ＮＴ端子のパルスがＶthから０Ｖに戻ると、期間Ｅにお
いてゲート電圧ＶG1はＶH となるので、第４図（ｃ）に
示すようにＱ1 はＯＦＦ動作する。ところがＩＮＨ端子
の＋Ｖにより抵抗Ｒ3 を介してＱINH が動作する。した
がって、ダイオードＤ1 を介してゲート電圧ＶG2は０Ｖ
となるので、Ｑ2 はＯＦＦ動作する。すなわち第４図
（ｃ）に示すようにＱ1 およびＱ2 ともにＯＦＦ動作
し、第４図（ｂ）に示すように駆動電圧Ｐ0 は振動子21
を自然共振駆動させる。
ＮＴ端子のパルスがＶthから０Ｖに戻ると、期間Ｅにお
いてゲート電圧ＶG1はＶH となるので、第４図（ｃ）に
示すようにＱ1 はＯＦＦ動作する。ところがＩＮＨ端子
の＋Ｖにより抵抗Ｒ3 を介してＱINH が動作する。した
がって、ダイオードＤ1 を介してゲート電圧ＶG2は０Ｖ
となるので、Ｑ2 はＯＦＦ動作する。すなわち第４図
（ｃ）に示すようにＱ1 およびＱ2 ともにＯＦＦ動作
し、第４図（ｂ）に示すように駆動電圧Ｐ0 は振動子21
を自然共振駆動させる。
したがって、共振駆動にあってもクランプ（ショート）
を生じることなく、コイルの過飽和状態を防止できる。
その結果、正常な共振動作が行なえ、良好な超音波診断
を行なうことができる。
を生じることなく、コイルの過飽和状態を防止できる。
その結果、正常な共振動作が行なえ、良好な超音波診断
を行なうことができる。
次に第３図に示す共振プローブ23を取除き、非共振プロ
ーブ22を挿入した場合の非共振駆動について説明する。
この非共振駆動にあっては、前述した第８図を参照して
説明する。この時にはＩＮＨ端子に０Ｖを印加する。Ｃ
ＯＮＴ端子に０ＶからＶthになる正極性パルスが入力さ
れる。そうすると、ＣＯＮＴ端子のパルスによりバッフ
ァ11を介してＱ1 のゲート端子Ｇ1 には電圧ＶH −Ｖth
が与えられ、且つバッファ12，抵抗Ｒ2 を介してゲート
電圧ＶG2は０Ｖになる。すなわち期間Ｂにおいて第８図
（ｄ）に示す如くＱ1 はＯＮ動作し、Ｑ2 はＯＦＦ動作
するので、駆動電圧Ｐ0 は電圧ＶH となり、この電圧Ｖ
H が振動子21に印加される。
ーブ22を挿入した場合の非共振駆動について説明する。
この非共振駆動にあっては、前述した第８図を参照して
説明する。この時にはＩＮＨ端子に０Ｖを印加する。Ｃ
ＯＮＴ端子に０ＶからＶthになる正極性パルスが入力さ
れる。そうすると、ＣＯＮＴ端子のパルスによりバッフ
ァ11を介してＱ1 のゲート端子Ｇ1 には電圧ＶH −Ｖth
が与えられ、且つバッファ12，抵抗Ｒ2 を介してゲート
電圧ＶG2は０Ｖになる。すなわち期間Ｂにおいて第８図
（ｄ）に示す如くＱ1 はＯＮ動作し、Ｑ2 はＯＦＦ動作
するので、駆動電圧Ｐ0 は電圧ＶH となり、この電圧Ｖ
H が振動子21に印加される。
次にＩＮＴ端子に０Ｖが入力されたままの状態で、ＣＯ
ＮＴ端子のパルスがＶthから０Ｖに戻ると、期間Ａにお
いてゲート電圧ＶG1はＶH となるので、第８図（ｃ）に
示すようにＱ1 はＯＦＦ動作する。ところでＱINH はＯ
ＦＦ動作するので、バッファ12の出力は＋Ｖthとなり抵
抗Ｒ2 を介してゲート電圧ＶG2はＶthとなるので、Ｑ2
はＯＮ動作する。すなわち第８図（ｃ）に示すようにＱ
2 がＯＮ動作し、振動子21の電圧Ｐ0 はＱ2 を介してシ
ョートされる。したがって、第８図（ｂ）に示すように
駆動電圧Ｐ0 は振動子21を矩形駆動させる。
ＮＴ端子のパルスがＶthから０Ｖに戻ると、期間Ａにお
いてゲート電圧ＶG1はＶH となるので、第８図（ｃ）に
示すようにＱ1 はＯＦＦ動作する。ところでＱINH はＯ
ＦＦ動作するので、バッファ12の出力は＋Ｖthとなり抵
抗Ｒ2 を介してゲート電圧ＶG2はＶthとなるので、Ｑ2
はＯＮ動作する。すなわち第８図（ｃ）に示すようにＱ
2 がＯＮ動作し、振動子21の電圧Ｐ0 はＱ2 を介してシ
ョートされる。したがって、第８図（ｂ）に示すように
駆動電圧Ｐ0 は振動子21を矩形駆動させる。
このように本実施例によれば、非共振プローブ22を駆動
する際には通常の矩形駆動として動作し、共振プローブ
23を駆動する際にはインヒビット回路13によりＱ2 が非
動作するので、非振時には自然共振駆動となり、コイル
を過飽和状態にすることがなく、しかもエコー受信でき
なくなる現象，過飽和時のリンギングをなくすことがで
きる。さらに非共振する際には矩形駆動により効率の良
いバースト駆動が可能となる。
する際には通常の矩形駆動として動作し、共振プローブ
23を駆動する際にはインヒビット回路13によりＱ2 が非
動作するので、非振時には自然共振駆動となり、コイル
を過飽和状態にすることがなく、しかもエコー受信でき
なくなる現象，過飽和時のリンギングをなくすことがで
きる。さらに非共振する際には矩形駆動により効率の良
いバースト駆動が可能となる。
なお本発明は、上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。
［発明の効果］ 本発明によれば、制御手段により非共振駆動する際に
は、第１のスイッチ素子，第２のスイッチ素子が相補的
に動作するので、超音波プローブを通常の矩形駆動で
き、共振駆動する際には、第２のスイッチ素子が非動作
するので、自然共振駆動できる。したがって、１つの駆
動装置で、共振駆動する際にはコイルを過飽和状態にす
ることがなく、しかもエコー受信できなくなる現象や過
飽和時のリンギングをなくすことができ、非共振駆動す
る際には矩形駆動により効率の良いバースト駆動が可能
となる超音波駆動装置を提供できる。
は、第１のスイッチ素子，第２のスイッチ素子が相補的
に動作するので、超音波プローブを通常の矩形駆動で
き、共振駆動する際には、第２のスイッチ素子が非動作
するので、自然共振駆動できる。したがって、１つの駆
動装置で、共振駆動する際にはコイルを過飽和状態にす
ることがなく、しかもエコー受信できなくなる現象や過
飽和時のリンギングをなくすことができ、非共振駆動す
る際には矩形駆動により効率の良いバースト駆動が可能
となる超音波駆動装置を提供できる。
第１図は本発明の一実施例としてフェイズアレイ方式に
より電子セクタ走査するセクタプローブからなる超音波
駆動装置を示す図、第２図は本発明の一実施例として電
子リニア走査するリニアプローブからなる超音波駆動装
置を示す図、第３図は振動子を共振駆動制御するための
Ｑ2 をインヒビットする回路を含む駆動回路を示す図、
第４図は第３図に示すインヒビット回路により振動子へ
の共振駆動を示す図、第５図は第４図に示すインヒビッ
ト回路を動作する時と動作しない時の各部の動作を示す
図、第６図はトランジスタによる非共振プローブのイン
パルス駆動を示す図、第７図は並列共振駆動を示す図、
第８図は非共振プローブの矩形駆動を示す図、第９図は
共振プローブの共振駆動を示す図である。 １……パルサー群、２……セクタプローブ，３，５……
プローブ切換スイッチ、４……受信回路群、６……リニ
アプローブ、11，12……バッファ、13……インヒビット
回路、21……振動子、22……非共振プローブ、23……共
振プローブ、Ｑ1 ……ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｑ
2 ……ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ、ＱINH ，ＴＲ……
トランジスタ、Ｌ……コイル、Ｃ1 ……並列容量。
より電子セクタ走査するセクタプローブからなる超音波
駆動装置を示す図、第２図は本発明の一実施例として電
子リニア走査するリニアプローブからなる超音波駆動装
置を示す図、第３図は振動子を共振駆動制御するための
Ｑ2 をインヒビットする回路を含む駆動回路を示す図、
第４図は第３図に示すインヒビット回路により振動子へ
の共振駆動を示す図、第５図は第４図に示すインヒビッ
ト回路を動作する時と動作しない時の各部の動作を示す
図、第６図はトランジスタによる非共振プローブのイン
パルス駆動を示す図、第７図は並列共振駆動を示す図、
第８図は非共振プローブの矩形駆動を示す図、第９図は
共振プローブの共振駆動を示す図である。 １……パルサー群、２……セクタプローブ，３，５……
プローブ切換スイッチ、４……受信回路群、６……リニ
アプローブ、11，12……バッファ、13……インヒビット
回路、21……振動子、22……非共振プローブ、23……共
振プローブ、Ｑ1 ……ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｑ
2 ……ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ、ＱINH ，ＴＲ……
トランジスタ、Ｌ……コイル、Ｃ1 ……並列容量。
Claims (1)
- 【請求項１】電源と接地との間に直列接続された電源側
の第１のスイッチング素子と接地側の第２のスイッチン
グ素子とを備え、前記第１及び第２のスイッチング素子
のオン／オフ動作によって、非共振駆動による矩形波形
及び共振駆動による共振波形のいずれかを前記第１のス
イッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続
部から超音波プローブに印加する超音波駆動装置におい
て、 前記超音波プローブの非共振駆動時には、前記第１のス
イッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを相補
的に動作させて前記超音波プローブを矩形動作させ、前
記超音波プローブの共振駆動時には、前記第２のスイッ
チング素子を常にオフにして前記超音波プローブを共振
駆動させる制御手段を備えたことを特徴とする超音波駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310708A JPH0616781B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 超音波駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310708A JPH0616781B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 超音波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156933A JPH02156933A (ja) | 1990-06-15 |
| JPH0616781B2 true JPH0616781B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=18008514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310708A Expired - Lifetime JPH0616781B2 (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 超音波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616781B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2720733B2 (ja) * | 1992-11-24 | 1998-03-04 | 松下電器産業株式会社 | 超音波診断装置用パルス駆動回路 |
| WO2008124841A2 (en) | 2007-04-10 | 2008-10-16 | C. R. Bard, Inc. | Low power ultrasound system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924276A (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-07 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | フエイズドアレイ振動子駆動方式 |
| JPS5886149A (ja) * | 1982-11-05 | 1983-05-23 | 株式会社日立メデイコ | 超音波探触子駆動回路 |
| JPS59103655A (ja) * | 1982-12-03 | 1984-06-15 | オリンパス光学工業株式会社 | 超音波診断装置 |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63310708A patent/JPH0616781B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02156933A (ja) | 1990-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080309 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090309 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090309 Year of fee payment: 15 |