二维阵列超声波探头以及加法运算电路制造技术

本发明专利技术提出了二维阵列超声波探头以及加法运算电路，在抑制芯片面积的增大的同时根据主体装置的接收信道切换接收信号的加法运算单位。加法运算电路在输出加法运算信号的加法运算输出端子(P1～P4)与振子信道(CH1～CH4)之间具备：布线(L1～L8)，对于每个子阵列，按包含在纵向方向上排列的振子信道的每个振子信道列设置，并且与对应的振子信道列的振子信道连接；输出开关(SW_OUT1、SW_OUT2)，按每个布线(L1～L8)设置，与对应的振子信道列布线连接；以及输出间开关(SW_INT1)，经由输出开关(SW_OUT1、SW_OUT2)连接与在横向方向上相邻的振子信道列对应的布线(L1、L5(L2～L4、L6～L8))。L6～L8))。L6～L8))。

【技术实现步骤摘要】
二维阵列超声波探头以及加法运算电路


[0001]本专利技术涉及二维阵列超声波探头以及加法运算电路。

技术介绍

[0002]超声波诊断装置是通过将超声波探头贴在体表，由此例如能够实时地显示心脏的脉动、胎儿的活动等的对人体非侵入且安全性高的医疗诊断设备。
[0003]近年来，开发了可得到三维立体图像的超声波诊断装置。为了获取三维立体图像，需要使超声波探头内的振子从以往的一维排列成为二维排列。于是，振子数相对于以往的超声波探头以平方增加，因此包含布线等的装置结构变得复杂。
[0004]由于不可能使连接超声波探头和主体装置的电缆的根数以平方增加，所以需要在超声波探头内进行调相加法运算来削减接收信号的根数。为了实现在超声波探头内的调相加法运算，例如将收发功能以及调相加法运算功能作为IC来实现，在IC内按每个振子配置收发电路。
[0005]具体地，在二维阵列超声波探头中，有时在IC搭载数千至一万以上的收发电路。根据超声波诊断装置的主体装置的接收信道数，在IC的加法运算电路中，存在通过调相加法运算将数千至一万以上的接收信号削减至200个信道左右的情况。
[0006]图16是示出二维振子阵列中的接收信号的加法运算方法的一个例子的图。在图16示出了具有24
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12＝288个振子信道的二维振子信道阵列ARRAY。在图16中，288个振子信道被划分为以2
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2＝4个振子信道为1个单位的72个子阵列SUB。然后，按每个子阵列将对各振子信道的接收信号进行了加法运算的加法运算信号向主体装置进行传输，由此能够将288个信道减少到1/4的72个信道，通过72根电缆与主体装置连接。
[0007]然而，在将具有图16的结构的超声波探头连接在接收信道数比72个信道少的主体装置的情况下，一部分的振子信道的信号无法利用。因此，在接收信道数少的主体装置中，信噪比劣化。
[0008]图17是示出二维振子阵列中的接收信号的加法运算方法的其他例的图。在图17中，288个振子信道被划分为以3
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3＝9个振子信道为1个单位的32个子阵列(203)。这样，通过增加构成子阵列的振子信道，能够减少信道数。
[0009]这样，在搭载于二维阵列超声波探头内的IC中，如果能够根据所连接的主体装置的接收信道数切换振子信道的加法运算单位，则能够不依赖于主体装置的接收信道数而利用宽的接收开口，即使在接收信道数少的主体装置中，也能够确保信噪比。
[0010]作为这样的振子信道的加法运算单位的切换方法，例如公开了专利文献1。在专利文献1中记载了使用能够进行控制的开关来切换振子信道与主体装置接收信道的连接。
[0011]在先技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本专利第6165855号公报
[0014]图18是以专利技术人的视点重新描绘专利文献1的图4的图。通过图18的矩阵开关，二
维阵列超声波探头能够在对于具有不同的接收信道数的主体装置而言高成本效益的探针电缆中使用。在图18中，各振子信道的接收电路(Rx)构成为能够经由开关(SW)与主体装置的全部的接收信道连接。
[0015]在该情况下，在设为二维阵列超声波探头的振子信道数为N、主体装置的最大接收信道数为M的情况下，IC需要N
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M个开关。此外，在1个振子信道的收发电路上会设置M根布线。
[0016]但是，存在二维阵列超声波探头中使用的振子信道为数千至一万以上，主体装置的最大接收信道数为200左右的情况。在该情况下，会设置许多开关以及许多布线，因此加法运算电路的芯片面积增大。

技术实现思路

[0017]因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够在抑制芯片面积的增大的同时根据主体装置的接收信道切换接收信号的加法运算单位的二维阵列超声波探头。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]如果简单说明本申请中公开的专利技术当中的代表性的方案的概要，则如以下那样。
[0020]基于本专利技术的代表性的实施方式的二维阵列超声波探头在第1方向以及第2方向上配置有多个包含超声波振子以及对超声波振子的接收信号进行传输的接收电路的振子信道。多个振子信道按接收信号的每个加法运算单位划分为多个子阵列。二维阵列超声波探头按每个子阵列具备生成对子阵列包含的振子信道的接收信号进行了加法运算的加法运算信号的加法运算电路。加法运算电路在输出加法运算信号的加法运算输出端子与振子信道之间具备：振子信道列布线，针对每个子阵列，按包含在第1方向上排列的振子信道的每个振子信道列设置，并且与对应的振子信道列的振子信道连接；第1开关，按每个振子信道列布线设置，与对应的振子信道列布线连接；以及第2开关，经由第1开关连接与在第2方向上相邻的振子信道列对应的振子信道列布线。
[0021]专利技术效果
[0022]如果简单说明通过本申请中公开的专利技术当中的代表性的方案得到的效果，则如以下那样。
[0023]即，根据本专利技术的代表性的实施方式，能够在抑制芯片面积的增大的同时根据主体装置的接收信道切换接收信号的加法运算单位。
附图说明
[0024]图1是示出具有本专利技术的实施方式1涉及的二维阵列超声波探头的超声波诊断装置的一个例子的结构图。
[0025]图2是示出收发电路的结构的一个例子的电路框图。
[0026]图3是说明加法运算电路的动作的图。
[0027]图4是将图3的电阻置换为开关的图。
[0028]图5是说明加法运算电路的课题的图。
[0029]图6是例示实现图5的具体的电路结构的图。
[0030]图7是与图5对应地示出消除电阻值的偏差的加法运算电路的图。
[0031]图8是例示实现图7的具体的电路结构的图。
[0032]图9是示出图8的等效电路的图。
[0033]图10是例示切换了加法运算单位的电路结构的图。
[0034]图11是示出图10的等效电路的图。
[0035]图12是一览示出图11中的信号衰减率的数式的图。
[0036]图13是说明切换开关的导通电阻的方法的图。
[0037]图14是例示与图13不同的输出开关的结构的图。
[0038]图15是说明本专利技术的实施方式2涉及的电路的测试方法的图。
[0039]图16是示出二维振子阵列中的接收信号的加法运算方法的一个例子的图。
[0040]图17是示出二维振子阵列中的接收信号的加法运算方法的其他例的图。
[0041]图18是以专利技术人的视点重新描绘专利文献1的图4的图。
[0042]附图标记说明
[0043]1：超声波诊断装置，100：二维阵列超声波探头，300：主体装置，ADD：加法运算电路，BUF：缓存电路，CH：振子信道，L1～L12：布线，OUT、P1～P4：加法运算输出端子，TD：超声波振子，SUB：子阵列，SW_INT：输出间开关，SW_OUT：输出开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维阵列超声波探头，在第1方向以及第2方向上配置有多个包含超声波振子以及对所述超声波振子的接收信号进行传输的接收电路的振子信道，所述二维阵列超声波探头的特征在于，多个所述振子信道按所述接收信号的每个加法运算单位划分为多个子阵列，所述二维阵列超声波探头按每个所述子阵列具备生成对所述子阵列包含的所述振子信道的接收信号进行了加法运算的加法运算信号的加法运算电路，所述加法运算电路在输出所述加法运算信号的加法运算输出端子与所述振子信道之间具备：振子信道列布线，对于每个所述子阵列，按包含在所述第1方向上排列的所述振子信道的每个振子信道列而设置，并且与对应的所述振子信道列的所述振子信道连接；第1开关，按每个所述振子信道列布线而设置，与对应的所述振子信道列布线连接；以及第2开关，经由所述第1开关连接与在所述第2方向上相邻的所述振子信道列对应的所述振子信道列布线。2.根据权利要求1所述的二维阵列超声波探头，其特征在于，设定各个所述第1开关以及各个所述第2开关间的导通电阻的电阻比，以使各个所述振子信道与所述加法运算输出端子之间的信号衰减率相等。3.根据权利要求1所述的二维阵列超声波探头，其特征在于，按每个所述振子信道具备进行多个所述振子信道间的所述接收信号的调相的延迟电路，所述第1开关以及所述第2开关设置在所述延迟电路与所述加法运算输出端子之间。4.根据权利要求1所述的二维阵列超声波探头，其特征在于，所述第1开关能够根据所述加法运算单位的切换来切换导通电阻。5.根据权利要求4所述的二维阵列超声波探头，其特征在于，所述第1开关并联地连接有包含MOSFET的多个子开关，通过接通的所述子开关切换导通电阻。6.根据权利要求1所述的二维阵列超声波探头，其特征在于，按每个所述振子信道具备进行多个所述振子信道间的所述接收信号的调相的延迟电路，在各个所述延迟电路与所述第1开关之间具备进行所述接收信号的阻抗变换的缓存电路。7.根据权利要求1所述的二维阵列超声波探头，其特征在于，将所述加法运算输出端子和特定的所述振子信道连接的路径上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梶山新也，林昌宏，锅田忠宏，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：