JPH11169366A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPH11169366A JPH11169366A JP9345088A JP34508897A JPH11169366A JP H11169366 A JPH11169366 A JP H11169366A JP 9345088 A JP9345088 A JP 9345088A JP 34508897 A JP34508897 A JP 34508897A JP H11169366 A JPH11169366 A JP H11169366A
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- circuit
- vibrator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、低コストで且つ小型に構築で
きる高耐圧のインピーダンス変換回路を有する超音波診
断装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、プローブ１と装置本体２とを電
気的に接続するケーブル３とを具備する超音波診断装置
において、インピーダンス変換回路５は、トランジスタ
Ｔｒと、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、抵抗Ｒ４とが
低圧プロセスで集積回路化され、この集積回路に高耐圧
のダイオードＤ５が外付けされている。
きる高耐圧のインピーダンス変換回路を有する超音波診
断装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、プローブ１と装置本体２とを電
気的に接続するケーブル３とを具備する超音波診断装置
において、インピーダンス変換回路５は、トランジスタ
Ｔｒと、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３と、抵抗Ｒ４とが
低圧プロセスで集積回路化され、この集積回路に高耐圧
のダイオードＤ５が外付けされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動子で発生した
受信信号をケーブル等による損失を低減させる目的で使
用される、プローブに振動子と共に内蔵されているイン
ピーダンス整合回路に関する。
受信信号をケーブル等による損失を低減させる目的で使
用される、プローブに振動子と共に内蔵されているイン
ピーダンス整合回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置は、大きく、装置本体
と、この装置本体にケーブルで接続されている超音波プ
ローブとからなる。超音波プローブには、装置本体から
の送信信号（駆動パルスあるいは励振パルスとも称され
る）により機械的振動を起こし、超音波を発生すると共
に、体内からの反射波を受波して電気信号に変換するた
めの複数チャネル分の振動子が内蔵されている。
と、この装置本体にケーブルで接続されている超音波プ
ローブとからなる。超音波プローブには、装置本体から
の送信信号（駆動パルスあるいは励振パルスとも称され
る）により機械的振動を起こし、超音波を発生すると共
に、体内からの反射波を受波して電気信号に変換するた
めの複数チャネル分の振動子が内蔵されている。
【０００３】ところで、受信状態時においては、振動子
は、超音波の反射波を受波して電気信号に変換する働き
をするため、装置本体側からすれば、一種の信号発生源
と見ることができる。電圧伝達経路における一般的原則
からすれば、信号損失の見地より信号源側の出力インピ
ーダンスは低い程よいが、振動子の出力インピーダンス
は割合に高く、このため、ケーブルを含む電圧伝達経路
上の容量成分の悪影響を受け、受信信号の損失が大きく
なって、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が低下し、超音波像
の画質を低下させるという問題がある。
は、超音波の反射波を受波して電気信号に変換する働き
をするため、装置本体側からすれば、一種の信号発生源
と見ることができる。電圧伝達経路における一般的原則
からすれば、信号損失の見地より信号源側の出力インピ
ーダンスは低い程よいが、振動子の出力インピーダンス
は割合に高く、このため、ケーブルを含む電圧伝達経路
上の容量成分の悪影響を受け、受信信号の損失が大きく
なって、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が低下し、超音波像
の画質を低下させるという問題がある。
【０００４】この問題を解決するために、従来では、特
願昭６０−２５２４３７、特開昭６２−１１２５３７号
公報、特公平６−９６００５号公報にも開示されている
ように、超音波振動子からの受信信号を信号伝達路での
損失を低減させるために、プローブにインピーダンス変
換用回路を内蔵することが行われている。
願昭６０−２５２４３７、特開昭６２−１１２５３７号
公報、特公平６−９６００５号公報にも開示されている
ように、超音波振動子からの受信信号を信号伝達路での
損失を低減させるために、プローブにインピーダンス変
換用回路を内蔵することが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来では、このインピ
ーダンス変換用回路はプローブに内蔵させるために集積
回路（ＩＣ）化されているが、目的に合った高耐圧ＩＣ
化技術には現状限界があり、この限界により、感度向上
させるために超音波の送信信号の振幅を十分高めること
ができなかった。また、ＩＣ化特有の寄生トランジスタ
に流れ込む寄生電流があり、これが発熱の大きな要因と
なっていた。さらに、インピーダンス変換用回路を高耐
圧素子で回路構成することは、高耐圧素子は一般的にサ
イズが大きいので、小型化の障害となっていた。本発明
の目的は、低コストで且つ小型に構築できる高耐圧のイ
ンピーダンス変換回路を有する超音波診断装置を提供す
ることにある。
ーダンス変換用回路はプローブに内蔵させるために集積
回路（ＩＣ）化されているが、目的に合った高耐圧ＩＣ
化技術には現状限界があり、この限界により、感度向上
させるために超音波の送信信号の振幅を十分高めること
ができなかった。また、ＩＣ化特有の寄生トランジスタ
に流れ込む寄生電流があり、これが発熱の大きな要因と
なっていた。さらに、インピーダンス変換用回路を高耐
圧素子で回路構成することは、高耐圧素子は一般的にサ
イズが大きいので、小型化の障害となっていた。本発明
の目的は、低コストで且つ小型に構築できる高耐圧のイ
ンピーダンス変換回路を有する超音波診断装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、振動子とイン
ピーダンス変換回路とを内蔵する超音波プローブと、装
置本体と、前記超音波プローブと前記装置本体とを電気
的に接続するケーブルとを具備する超音波診断装置にお
いて、前記インピーダンス変換回路は、ベース側が前記
振動子に接続され、エミッタ側が前記ケーブルに接続さ
れたトランジスタ素子と、前記トランジスタに並列に、
且つ前記装置本体からの高電圧の送信信号を前記振動子
に送信するように設けられた第１のダイオード素子と、
前記送信信号により前記振動子に蓄積された電荷を放電
するための第２のダイオード素子と、前記トランジスタ
素子への過大電流を抑制するための抵抗と、前記トラン
ジスタ素子のコレクタ側に前記送信信号が加わっている
ときには高インピーダンスを示し、前記トランジスタ側
のコレクタ側に前記送信信号が加わっていないときには
低インピーダンスを示す高耐圧デバイスとを有する。
ピーダンス変換回路とを内蔵する超音波プローブと、装
置本体と、前記超音波プローブと前記装置本体とを電気
的に接続するケーブルとを具備する超音波診断装置にお
いて、前記インピーダンス変換回路は、ベース側が前記
振動子に接続され、エミッタ側が前記ケーブルに接続さ
れたトランジスタ素子と、前記トランジスタに並列に、
且つ前記装置本体からの高電圧の送信信号を前記振動子
に送信するように設けられた第１のダイオード素子と、
前記送信信号により前記振動子に蓄積された電荷を放電
するための第２のダイオード素子と、前記トランジスタ
素子への過大電流を抑制するための抵抗と、前記トラン
ジスタ素子のコレクタ側に前記送信信号が加わっている
ときには高インピーダンスを示し、前記トランジスタ側
のコレクタ側に前記送信信号が加わっていないときには
低インピーダンスを示す高耐圧デバイスとを有する。
【０００７】本発明によれば、トランジスタ素子のコレ
クタ側に高電圧の送信信号が加わっているときには、ト
ランジスタ素子と第１のダイオード素子と第２のダイオ
ード素子と抵抗が高耐圧デバイスにより外部と電気的に
遮断され、高耐圧デバイスを除くトランジスタ素子らに
は高電圧が加わらないので、これらトランジスタ素子ら
を低圧プロセスでＩＣ化して、高耐圧のインピーダンス
変換回路を低コストで且つ小型に構築できる。また、耐
圧性能が高耐圧デバイスのみで決まるため、送信信号の
振幅を容易に上げることができる。さらに、集積回路の
基板は出力側に接続されているので、基板電圧が出力電
圧と同じになって、寄生トランジスタの寄生電流による
発熱を低減できる。
クタ側に高電圧の送信信号が加わっているときには、ト
ランジスタ素子と第１のダイオード素子と第２のダイオ
ード素子と抵抗が高耐圧デバイスにより外部と電気的に
遮断され、高耐圧デバイスを除くトランジスタ素子らに
は高電圧が加わらないので、これらトランジスタ素子ら
を低圧プロセスでＩＣ化して、高耐圧のインピーダンス
変換回路を低コストで且つ小型に構築できる。また、耐
圧性能が高耐圧デバイスのみで決まるため、送信信号の
振幅を容易に上げることができる。さらに、集積回路の
基板は出力側に接続されているので、基板電圧が出力電
圧と同じになって、寄生トランジスタの寄生電流による
発熱を低減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により具
体的に説明する。図１は本実施形態である超音波診断装
置の主要部の１チャネル分の構成を示している。この超
音波診断装置は、超音波プローブ１と、装置本体３と、
超音波プローブ１と装置本体３とを電気的に接続するた
めのケーブル２とから構成される。超音波プローブ１に
は、振動子４と、インピーダンス変換回路５とが内蔵さ
れている。多チャネル型のプローブであれば、インピー
ダンス変換回路５は、チャネル数分だけ設けられる。
体的に説明する。図１は本実施形態である超音波診断装
置の主要部の１チャネル分の構成を示している。この超
音波診断装置は、超音波プローブ１と、装置本体３と、
超音波プローブ１と装置本体３とを電気的に接続するた
めのケーブル２とから構成される。超音波プローブ１に
は、振動子４と、インピーダンス変換回路５とが内蔵さ
れている。多チャネル型のプローブであれば、インピー
ダンス変換回路５は、チャネル数分だけ設けられる。
【０００９】インピーダンス変換回路５は、振動子４を
励振するために装置本体３からケーブル２を介して供給
される高電圧高周波の送信信号（駆動パルス）を低損失
で振動子４に伝えると共に、振動子４からの受信信号を
高インピーダンスで取り込み、取り込んだ受信信号を低
インピーダンスでケーブル２側に出力するインピーダン
ス変換機能を有している。
励振するために装置本体３からケーブル２を介して供給
される高電圧高周波の送信信号（駆動パルス）を低損失
で振動子４に伝えると共に、振動子４からの受信信号を
高インピーダンスで取り込み、取り込んだ受信信号を低
インピーダンスでケーブル２側に出力するインピーダン
ス変換機能を有している。
【００１０】このような機能を現実させるためには種々
の回路構成が考えられるが、本実施形態においては、コ
レクタ接地されたトランジスタ（バイポーラトランジス
タ）Ｔｒを中心に構成した回路を採用している。すなわ
ち振動子４からの受信信号（受信エコー）は、トランジ
スタＴｒのベース“Ｂ”に伝達されるようになってお
り、トランジスタＴｒのエミッタ“Ｅ”の出力は抵抗Ｒ
３を経て、ケーブル３を介して装置本体３に伝達される
ようになっている。抵抗Ｒ１，Ｒ２は点（Ｂ）における
電位を決定するために調整され設けられている。点
（Ａ）と点（Ｂ）との間にはダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ
３が設けられており、送信信号はダイオードＤ１，Ｄ
２，Ｄ３を介して振動子４に印加される。ツェナーダイ
オードＤ４は、ツェナー電圧をトランジスタＴｒの耐電
圧以下にすることでトランジスタＴｒが破壊することを
防ぐ役割を担うために設けられている。
の回路構成が考えられるが、本実施形態においては、コ
レクタ接地されたトランジスタ（バイポーラトランジス
タ）Ｔｒを中心に構成した回路を採用している。すなわ
ち振動子４からの受信信号（受信エコー）は、トランジ
スタＴｒのベース“Ｂ”に伝達されるようになってお
り、トランジスタＴｒのエミッタ“Ｅ”の出力は抵抗Ｒ
３を経て、ケーブル３を介して装置本体３に伝達される
ようになっている。抵抗Ｒ１，Ｒ２は点（Ｂ）における
電位を決定するために調整され設けられている。点
（Ａ）と点（Ｂ）との間にはダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ
３が設けられており、送信信号はダイオードＤ１，Ｄ
２，Ｄ３を介して振動子４に印加される。ツェナーダイ
オードＤ４は、ツェナー電圧をトランジスタＴｒの耐電
圧以下にすることでトランジスタＴｒが破壊することを
防ぐ役割を担うために設けられている。
【００１１】ダイオードＤ５は、送信パルスの波高値以
上の耐電圧を有する高電圧素子（高耐圧性素子）であ
り、送信パルスが電源電圧Ｖ１に流れ込むのを防ぐ役割
を担っている。このダイオードＤ５により、外部の電源
Ｖ１と電気的に分離されるので、他の素子（Ｔｒ，Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）は、低圧プ
ロセスで集積回路６に構築することができる。これとは
独立してダイオードＤ５は集積回路６に外付けされる。
上の耐電圧を有する高電圧素子（高耐圧性素子）であ
り、送信パルスが電源電圧Ｖ１に流れ込むのを防ぐ役割
を担っている。このダイオードＤ５により、外部の電源
Ｖ１と電気的に分離されるので、他の素子（Ｔｒ，Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）は、低圧プ
ロセスで集積回路６に構築することができる。これとは
独立してダイオードＤ５は集積回路６に外付けされる。
【００１２】また、装置本体３はトランジスタＴｒのエ
ミッタ電流を流すための電流回路、送信信号を発生する
送信回路、受信信号を取り込むための受信回路、取り込
んだ受信信号の処理を行う信号処理回路、その処理信号
を表示する表示装置等を有して構成されているが、この
装置本体３の構成については従来と同様であるため、そ
の詳細な説明を省略する。
ミッタ電流を流すための電流回路、送信信号を発生する
送信回路、受信信号を取り込むための受信回路、取り込
んだ受信信号の処理を行う信号処理回路、その処理信号
を表示する表示装置等を有して構成されているが、この
装置本体３の構成については従来と同様であるため、そ
の詳細な説明を省略する。
【００１３】次に、以上のような構成による作用につい
て説明する。 （送信）図２には、送信時の信号経路を太線で示してい
る。装置本体３における送信回路、具体的にはパルサよ
り出力された駆動パルスが、ケーブル３を介してインピ
ーダンス変換回路５に伝達される。伝達された駆動パル
スは送信信号通過用のダイオードＤ３を通過し、振動子
４に印加される。振動子４に蓄えられた電荷はダイオー
ドＤ１，Ｄ２を介して放電される。これにより振動子４
から超音波が送波される。
て説明する。 （送信）図２には、送信時の信号経路を太線で示してい
る。装置本体３における送信回路、具体的にはパルサよ
り出力された駆動パルスが、ケーブル３を介してインピ
ーダンス変換回路５に伝達される。伝達された駆動パル
スは送信信号通過用のダイオードＤ３を通過し、振動子
４に印加される。振動子４に蓄えられた電荷はダイオー
ドＤ１，Ｄ２を介して放電される。これにより振動子４
から超音波が送波される。
【００１４】駆動パルスの電位は通常数＋〜百数＋ボル
ト程度であり、電源電圧Ｖ１は数ボルト程度である。こ
のため、送信時に駆動パルスによってトランジスタＴｒ
のエミッタとコレクタとの間が逆バイアスされ、トラン
ジスタＴｒはオフ状態となり、駆動パルスの立ち下がり
時はダイオードＤ１，Ｄ２を通過する。そのため、トラ
ンジスタＴｒのベースとエミッタとの間にはダイオード
Ｄ１，Ｄ２の順方向電圧（約１．４Ｖ）以上印加される
ことはなく、トランジスタＴｒの破損防止が図られる。
ト程度であり、電源電圧Ｖ１は数ボルト程度である。こ
のため、送信時に駆動パルスによってトランジスタＴｒ
のエミッタとコレクタとの間が逆バイアスされ、トラン
ジスタＴｒはオフ状態となり、駆動パルスの立ち下がり
時はダイオードＤ１，Ｄ２を通過する。そのため、トラ
ンジスタＴｒのベースとエミッタとの間にはダイオード
Ｄ１，Ｄ２の順方向電圧（約１．４Ｖ）以上印加される
ことはなく、トランジスタＴｒの破損防止が図られる。
【００１５】またトランジスタＴｒのコレクタ“Ｃ”の
端子側に存在する寄生容量Ｃ１に電荷が蓄積されるため
駆動パルスの立ち下がり時にトランジスタＴｒのコレク
タ／エミッタ間に逆電圧がかかるが、ツエナーダイオー
ドＤ４のツエナー電圧をトランジスタＴｒの耐電圧以下
にすることでトランジスタＴｒの破損防止が図られる。
端子側に存在する寄生容量Ｃ１に電荷が蓄積されるため
駆動パルスの立ち下がり時にトランジスタＴｒのコレク
タ／エミッタ間に逆電圧がかかるが、ツエナーダイオー
ドＤ４のツエナー電圧をトランジスタＴｒの耐電圧以下
にすることでトランジスタＴｒの破損防止が図られる。
【００１６】以上の送信動作において駆動パルスはダイ
オードＤ１，Ｄ２，Ｄ３を通過して振動子４に印加され
るため、駆動パルス（送信信号）の損失は極めて少な
い。また外付けに高耐圧のダイオードＤ５を用いること
で、素子（Ｔｒ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ
３，Ｄ４）を低圧プロセスで集積化すること、高電圧の
駆動パルスを印加して感度の向上を図ることができる。 （受信）図３には、受信時の信号経路を太線で示してい
る。振動子４より送信された超音波の反射は再び振動子
４により受信され、この超音波の受信による受信信号
（受信エコー）がインピーダンス変換回路５に取り込ま
れる。駆動パルスが振動子４に印加されない期間におい
ては、電源電圧Ｖ１及び抵抗Ｒ１，Ｒ２によりバイアス
電位が決まり、トランジスタＴｒはＡ級動作状態とな
る。つまりトランジスタＴｒはエミッタフォロワとして
動作するので、取り込まれた受信信号に応じてエミッタ
電流が変化する。
オードＤ１，Ｄ２，Ｄ３を通過して振動子４に印加され
るため、駆動パルス（送信信号）の損失は極めて少な
い。また外付けに高耐圧のダイオードＤ５を用いること
で、素子（Ｔｒ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ
３，Ｄ４）を低圧プロセスで集積化すること、高電圧の
駆動パルスを印加して感度の向上を図ることができる。 （受信）図３には、受信時の信号経路を太線で示してい
る。振動子４より送信された超音波の反射は再び振動子
４により受信され、この超音波の受信による受信信号
（受信エコー）がインピーダンス変換回路５に取り込ま
れる。駆動パルスが振動子４に印加されない期間におい
ては、電源電圧Ｖ１及び抵抗Ｒ１，Ｒ２によりバイアス
電位が決まり、トランジスタＴｒはＡ級動作状態とな
る。つまりトランジスタＴｒはエミッタフォロワとして
動作するので、取り込まれた受信信号に応じてエミッタ
電流が変化する。
【００１７】エミッタフォロワの特徴は入力インピーダ
ンスが高く（数十ＫΩ以上）、出力インピーダンスが低
い（数〜数十Ω）ことである。また電圧利得は、ほぼ１
であるが電流利得が大きく、ベース・エッミタ間は同相
である。エミッタ電流の変化は抵抗Ｒ４によって電圧の
変化に変換され、ケーブル３を介して装置本体３に伝達
される。低インピーダンスで伝達された受信信号は装置
本体３における受信回路に取り込まれ、信号処理回路に
おける信号処理に供されることになる。信号処理は被検
体の超音波像を形成する場合もあるが、被検体の組織識
別のための演算処理を行う場合もある。
ンスが高く（数十ＫΩ以上）、出力インピーダンスが低
い（数〜数十Ω）ことである。また電圧利得は、ほぼ１
であるが電流利得が大きく、ベース・エッミタ間は同相
である。エミッタ電流の変化は抵抗Ｒ４によって電圧の
変化に変換され、ケーブル３を介して装置本体３に伝達
される。低インピーダンスで伝達された受信信号は装置
本体３における受信回路に取り込まれ、信号処理回路に
おける信号処理に供されることになる。信号処理は被検
体の超音波像を形成する場合もあるが、被検体の組織識
別のための演算処理を行う場合もある。
【００１８】以上の受信動作において、受信信号を低イ
ンピーダンスで伝達するため、ケーブル３等の容量成分
による影響を受け難く、信号損失が極めて少ない。この
ため、高インピーダンスで受信信号を伝達する従来装置
に比べＳ／Ｎ比が向上する。
ンピーダンスで伝達するため、ケーブル３等の容量成分
による影響を受け難く、信号損失が極めて少ない。この
ため、高インピーダンスで受信信号を伝達する従来装置
に比べＳ／Ｎ比が向上する。
【００１９】振動子４とインピーダンス変換回路５の入
力端とを結ぶ導電路は、振動子４の出力インピーダンス
が高い関係上できる限り短い方がよい。例えばインピー
ダンス変換回路５を超音波プローブ内に設けるのが好ま
しい。この場合、超音波プローブは医師または技師が常
に被検体上で走査することから小型化する必要があり、
インピーダンス変換回路５をＩＣ（集積回路）化すると
よい。ＩＣ化の際には送信電圧を上げるために高耐圧の
プロセスを必要とするが本実施形態では外付けとして高
耐圧のダイオードを用いることで送受信信号伝達手段部
は低耐圧のプロセスでのＩＣ化が可能となり、更なる小
型化が可能となる。
力端とを結ぶ導電路は、振動子４の出力インピーダンス
が高い関係上できる限り短い方がよい。例えばインピー
ダンス変換回路５を超音波プローブ内に設けるのが好ま
しい。この場合、超音波プローブは医師または技師が常
に被検体上で走査することから小型化する必要があり、
インピーダンス変換回路５をＩＣ（集積回路）化すると
よい。ＩＣ化の際には送信電圧を上げるために高耐圧の
プロセスを必要とするが本実施形態では外付けとして高
耐圧のダイオードを用いることで送受信信号伝達手段部
は低耐圧のプロセスでのＩＣ化が可能となり、更なる小
型化が可能となる。
【００２０】また、抵抗Ｒ４などは装置本体２側に設け
るなどしてインピーダンス変換回路５の小型化及び超音
波プローブ１内の発熱量の減少を図るのが好ましい。イ
ンピーダンス変換回路５のＩＣ化の際、ＩＣ化特有の寄
生トランジスタへの寄生電流が発生するが、基板電位を
出力電位と同電位にすることにより寄生電流を制限し、
これによる発熱を低減することが可能となる。以上、本
発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能
であるのはいうまでもない。
るなどしてインピーダンス変換回路５の小型化及び超音
波プローブ１内の発熱量の減少を図るのが好ましい。イ
ンピーダンス変換回路５のＩＣ化の際、ＩＣ化特有の寄
生トランジスタへの寄生電流が発生するが、基板電位を
出力電位と同電位にすることにより寄生電流を制限し、
これによる発熱を低減することが可能となる。以上、本
発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能
であるのはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、トランジスタ素子のコ
レクタ側に高電圧の送信信号が加わっているときには、
トランジスタ素子と第１のダイオード素子と第２のダイ
オード素子と抵抗が高耐圧デバイスにより外部と電気的
に遮断され、高耐圧デバイスを除くトランジスタ素子ら
には高電圧が加わらないので、これらトランジスタ素子
らを低圧プロセスでＩＣ化して、高耐圧のインピーダン
ス変換回路を低コストで且つ小型に構築できる。また、
耐圧性能が高耐圧デバイスのみで決まるため、送信信号
の振幅を容易に上げることができる。さらに、集積回路
の基板は出力側に接続されているので、基板電圧が出力
電圧と同じになって、寄生トランジスタの寄生電流によ
る発熱を低減できる。
レクタ側に高電圧の送信信号が加わっているときには、
トランジスタ素子と第１のダイオード素子と第２のダイ
オード素子と抵抗が高耐圧デバイスにより外部と電気的
に遮断され、高耐圧デバイスを除くトランジスタ素子ら
には高電圧が加わらないので、これらトランジスタ素子
らを低圧プロセスでＩＣ化して、高耐圧のインピーダン
ス変換回路を低コストで且つ小型に構築できる。また、
耐圧性能が高耐圧デバイスのみで決まるため、送信信号
の振幅を容易に上げることができる。さらに、集積回路
の基板は出力側に接続されているので、基板電圧が出力
電圧と同じになって、寄生トランジスタの寄生電流によ
る発熱を低減できる。
【図１】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の主要
部の構成を示す図。
部の構成を示す図。
【図２】送信時の信号経路を示す図。
【図３】受信時の信号経路を示す図。
１…超音波プローブ、 ２…装置本体、 ３…ケーブル、 ４…振動子、 ５…インピーダンス変換回路、 ６…集積回路（ＩＣ）。
フロントページの続き (72)発明者 亀石 渉 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内 (72)発明者 上木 康至 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式会 社東芝那須工場内
Claims (6)
- 【請求項１】 振動子とインピーダンス変換回路とを内
蔵する超音波プローブと、装置本体と、前記超音波プロ
ーブと前記装置本体とを電気的に接続するケーブルとを
具備する超音波診断装置において、 前記インピーダンス変換回路は、 ベース側が前記振動子に接続され、エミッタ側が前記ケ
ーブルに接続されたトランジスタ素子と、 前記トランジスタ素子に並列に、且つ前記装置本体から
の高電圧の送信信号を前記振動子に送信するように設け
られた第１のダイオード素子と、 前記送信信号により前記振動子に蓄積された電荷を放電
するための第２のダイオード素子と、 前記トランジスタ素子への過大電流を抑制するための抵
抗素子と、 前記トランジスタ素子のコレクタ側に前記送信信号が加
わっているときには高インピーダンスを示し、前記トラ
ンジスタ素子側のコレクタ側に前記送信信号が加わって
いないときには低インピーダンスを示す高耐圧素子とを
有することを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】 前記トランジスタ素子と前記第１のダイ
オードと前記第２のダイオードと前記抵抗とは集積回路
に構成され、前記高耐圧素子は前記集積回路に外付けさ
れ、前記集積回路の基板は出力側に接続され、前記集積
回路は低電圧プロセスで形成されることを特徴とする請
求項１記載の超音波診断装置。 - 【請求項３】 前記高電圧素子はダイオード素子である
ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。 - 【請求項４】 振動子とインピーダンス変換回路とを内
蔵する超音波プローブと、装置本体と、前記超音波プロ
ーブと前記装置本体とを電気的に接続するケーブルとを
具備する超音波診断装置において、 前記インピーダンス変換回路は、ベース側が前記振動子
に接続され、エミッタ側が前記ケーブルに接続されたト
ランジスタ素子と、前記トランジスタ素子に並列に、且
つ前記装置本体からの高電圧の送信信号を前記振動子に
送信するように設けられた第１のダイオード素子と、前
記送信信号により前記振動子に蓄積された電荷を放電す
るための第２のダイオード素子と、前記トランジスタ素
子への過大電流を抑制するための抵抗素子とが低圧プロ
セスで集積回路化され、この集積回路に高耐圧のダイオ
ード素子が外付けされてなることを特徴とする超音波診
断装置。 - 【請求項５】 第１の電気回路と第２の電気回路との間
に挿入されるインピーダンス変換回路において、 ベース側が前記第１の電気回路に接続され、エミッタ側
が前記第２の電気回路に接続されたトランジスタ素子
と、 前記トランジスタ素子に並列に、且つ前記第２の電気回
路からの高電圧信号を前記第１の電気回路に送るように
設けられた第１のダイオード素子と、 前記高電圧信号により前記第１の電気回路に蓄積された
電荷を放電するための第２のダイオード素子と、 前記トランジスタ素子への過大電流を抑制するための抵
抗素子と、 前記トランジスタ素子のコレクタ側に前記高電圧信号が
加わっているときには高インピーダンスを示し、前記ト
ランジスタ素子側のコレクタ側に前記高電圧信号が加わ
っていないときには低インピーダンスを示す高耐圧素子
とを有することを特徴とするインピーダンス変換回路。 - 【請求項６】 第１の電気回路と第２の電気回路との間
に挿入されるインピーダンス変換回路において、ベース
側が前記第１の電気回路に接続され、エミッタ側が前記
第２の電気回路に接続されたトランジスタ素子と、前記
トランジスタ素子に並列に、且つ前記第２の電気回路か
らの高電圧信号を前記第１の電気回路に送るように設け
られた第１のダイオード素子と、前記高電圧信号により
前記第１の電気回路に蓄積された電荷を放電するための
第２のダイオード素子と、前記トランジスタ素子への過
大電流を抑制するための抵抗素子とが低圧プロセスで集
積回路化され、この集積回路に高耐圧のダイオード素子
が外付けされてなることを特徴とするインピーダンス変
換回路。
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|---|---|---|---|
| JP34508897A JP4024914B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 超音波診断装置 |
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1997
- 1997-12-15 JP JP34508897A patent/JP4024914B2/ja not_active Expired - Fee Related
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