专利名称：接收电路、超声波探头以及超声波图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有对超声波的回波信号经过放大的输出信号赋予既定的延迟时间的延迟部的接收电路、具备该接收电路的超声波探头以及超声波图像显示装置。
背景技术：
在超声波图像显示装置中，从设置于超声波探头的多个超声波振动器(超声波换能器)进行超声波发送，并在各超声波振动器接收回波信号。在各超声波振动器所接收的回波信号被输入接收电路进行整相加法运算。由此，形成一个接收波束。在该接收电路中，在对每个超声波振动器所设置的放大部，回波信号得到放大。例如专利文献I所示，各放大部的输出信号在延迟部按既定的时间赋予了延迟以后，在加法部进行加法运算。现有技术文献
专利文献1:日本专利公开特开2010-68957号公报。
发明内容
一般而言，延迟部使用由电阻器和电容器所构成的RC电路。但是，RC电路必须使用很多放大部，又要使用电阻值较低的电阻器以降低电阻噪声。因此使用RC电路的延迟部的能耗量较大。第I方面的接收电路，包括放大部，对在超声波振动器所接收的回波信号的电流进行放大；以及延迟部，连接到放大部并具有对输出电流赋予延迟时间的第I电路和第2电路。而且，第I电路及第2电路具有4n (n为自然数)个电容器组(capacitor bank)，电容器组分别具有两个以上的电容器，被写入在放大部经过放大的输出电流且电容量不同；写入开关，将输出电流写入第I及第2电容器；以及读出开关，读出被写入第I及第2电容器的输出电流。第2方面的接收电路，通过读出开关从第I电路的电容器读出输出电流的定时和从第2电路的电容器读出输出电流的定时相位相差90°。第3方面的接收电路，从第I电路的电容器读出输出电流的定时和从第2电路的电容器读出输出电流的定时相同，第2电路具有90°移相器。在第4方面的接收电路中，第I电路的4n个电容器组和第2电路的4n个电容器组，通过写入开关，每个该电容器组写入定时相同。在第5方面的接收电路中，通过写入开关，输出电流写入第I电路及第2电路的所有电容器，通过读出开关，根据延迟时间从电容器之中既定的电容器读出输出电流。在第6方面的接收电路中，通过写入开关，输出电流写入第I电路及第2电路的既定的电容器，通过读出开关，根据延迟时间从既定的电容器读出输出电流。在第7方面的接收电路中，通过写入开关，第I电路的4n个电容器组分别相位相差(90° /n)地被写入输出电流。
在第8方面的接收电路中，两个以上的电容器的各自的电容量比以均等地分割延迟时间的方式来设定。第9方面的接收电路内的延迟部设置于超声波振动器的各信道。第10方面的接收电路的电容器的总电容量小于连接超声波探头和超声波图像显示装置的装置主体的电缆的电容量。第11方面的接收电路，在读出开关的后级侧，在来自延迟部的输出线上将延迟部的输出电流相加。第12方面的接收电路的放大部是将作为电压信号的输入信号放大并且转换成电流信号而输出的V/I放大部，或者将作为电流信号的输入信号进行放大并输出电流信号的I/I放大部的任一种。第13方面的接收电路，还包括使读出开关及写入开关的开关时钟频率可变的开关控制部。第14方面的接收电路，在第12方面中被检体的回波反射点越深则开关时钟频率越低。另外，超声波探头还可以设置上述第I方面到第12方面的接收电路。另外该超声波探头被用于超声波图像显示装置。本发明的接收电路能够通过使用电容器来抑制消耗电力。另外接收电路能够使用电容量不同的两个以上的电容器，对输出信号设定既定的延迟时间。
图1是表示超声波图像显示装置的实施方式的一例的概略图。图2是表示接收电路10的框图。图3是表示第I实施方式的接收电路10内的延迟部14的构成的图。图4是表示延迟部14的电容器组CA的构成的图。图5是关于对四个电容器组CA及四个电容器组CB内的电容器进行写入、读出及电荷清除的定时进行说明的图。图6是表示在时刻TO及时刻Tl，写入开关WS与读出开关RS的状态的图。图7是表示在时刻T2及时刻T3，写入开关WS与读出开关RS的状态的图。图8是表示在时刻T0，电容器组CAl及CA2的通断开关CS的状态的图。图9是表示在时刻Tl，电容器组CAl及CA2的通断开关CS的状态的图。图10是表示四个电容器C的电容量与一个周期CY的关系的图。图11是表不在每22. 5°对输出电流进行移相时,对于电容器Cl C4的通断开关CS的状态的表。图12是表示在时刻Tl，电容器组CAl及CA2的通断开关CS的状态的图。图13是表示在时刻Tl，电容器组CAl及CA2的通断开关CS的状态的图。图14是表示第3实施方式的接收电路10内的延迟部14’的构成的图。图15是关于对八个电容器组CA及八个电容器组CB内的电容器进行写入、读出及电荷清除的定时进行说明的图。图16是表不三个电容器C的电容量与一个周期CY的关系的图。
图17是表示第6实施方式的接收电路10内的延迟部14”的构成的图。图18 Ca)是表示中心频率与被检体的深度的关系的曲线图。(b)是表示相位与被检体的深度的关系的曲线图。(C)是表示开关时钟频率与被检体的深度的关系的曲线图。附图标记说明
10接收电路；12放大器；14、14’延迟部；16差动放大部；100超声波图像显示装置；101装置主体；102超声波探头；103电缆；142 A组电路；144 B组电路；CA(CAl CA8)、CB (CBl CB8)电容器组；WS写入开关；RS读出开关；CS通断开关；cc清除开关；C (Cl C5)电容器。
具体实施例方式(第I实施方式)
(超声波图像显示装置的构成)
图1是表示第I实施方式的超声波图像显示装置100的一例的概略图。如图1所示，超声波图像显示装置100具有装置主体101和与该装置主体101连接的超声波探头102。该超声波探头102经由电缆103与装置主体101连接。在超声波探头102设置有输入在超声波振动器所接收的超声波的回波信号的接收电路10。另外，虽然未特别图示但还可以在超声波探头102设置发送电路，该发送电路以既定的发送条件驱动超声波探头102的超声波振动器，并通过超音波束以声线(音線)顺序扫描扫描面。来自接收电路10的输出信号经由电缆103被输入到装置主体101。输出信号在装置主体101内未图示的A/D转换部中进行A/D转换。然后，超声波图像显示装置100基于A/D转换后的回波信号来创建超声波图像，该超声波图像被显示在装置主体101的显示部 104。(接收电路的构成)
图2是表示接收电路10的框图。接收电路10具有放大部12和延迟部14。放大部12和延迟部14按从信道0 (chO) 信道X (chx :x为任意自然数)所设置的多个超声波振动器Tr的每个来设置。在各超声波振动器Tr所接收的回波信号在放大部12进行放大，之后在延迟部14被赋予既定的延迟时间。配置于超声波探头102的超声波振动器Tr还可以排列成一维阵列或者二维阵列。超声波振动器Tr还可以各自或者以组为单位以电动器方式进行控制。放大部12以电流输出电路构成。该电流输出电路是将作为电压信号的输入信号进行放大并且转换成电流信号而输出的V/I放大部，或者将作为电流信号的输入信号进行放大并输出电流信号的I/I放大部的任一种。(延迟部的构成)
图3是表示接收电路10内的延迟部14的构成的图。如图3所示,延迟部14大体划分的话具有A组电路142和B组电路144。A组电路142具有电容器组CA(CA1 CA4)、写入开关 WS (WSla WS4a、WSlb WS4b)和读出开关 RS (RSla RS4a、RSlb RS4b)。B 组电路144具有电容器组CB (CBl CB4)、写入开关WS (WSla WS4a、WSlb WS4b)和读出开关RS (RSla RS4a、RSlb RS4b)。在第I实施方式中，A组电路142具有电容器组CAl CA4，B组电路144具有电容器组CBl CB4。但是，并不限于此实施方式，A组电路142及B组电路144还可以分别具有4n (n为自然数)个电容器组。A组电路142和B组电路144基本上为相同构成。关于电容器组使用图4在后叙述。在A组电路142的电容器组CAl连接有写入开关WSla及WSlb，进而还连接有读出开关RSla及RSlb。同样，在电容器组CA2连接有写入开关WS2a及WS2b，进而还连接有读出开关RS2a及RS2b。如图3所示，电容器组CA3及电容器组CA4亦同样如此。在B组电路144的电容器组CBl连接有写入开关WSla及WSlb，进而还连接有读出开关RSla及RSlb。同样，在电容器组CB2连接有写入开关WS2a及WS2b，进而还连接有读出开关RS2a及RS2b。如图3所示，电容器组CB3及电容器组CB4亦同样如此。A组电路142及B组电路144的写入开关WS的一端侧与放大部12连接，另一端侧与电容器组CA或者电容器组CB的一端侧连接。另外，A组电路142的读出开关RS的一端侧与电容器组CA的一端侧连接，另一端侧被连接到切换开关SWA。同样，B组电路144的读出开关RS的一端侧与电容器组CB的一端侧连接，另一端侧被连接到切换开关SWB。切换开关SWA的输出侧及切换开关SWB的输出侧被连接到差动放大部16。延迟部14通过这样的电路构成来进行电流采样。此外，虽然在图4中设置有写入开关WSla WS4a及WSlb WS4b，但也可以没有写入开关WSlb WS4b而直接相连。同样，还可以没有读出开关RSla RS4a或者RSlb RS4b中的一方。 差动放大部16能够使用差动电压放大器或者差动I/V转换器或者差动I/I转换器。在电缆上检测出电压时，需要使所连接的电容器C的总电容量相等。因此在差动放大部16准备使总电容量相等的补偿电容器。也就是说，根据电容器组CA及电容器组CB的电容器Cl C4的所连接的电容量，与未存储电荷的补偿电容器连接，以使总电容量相等。另外，还可以以不设置差动放大部16而原样进行电流输出的方式，使切换开关SffA的输出侧及切换开关SWB的输出侧的一端进行输出，并使切换开关SWA的输出侧及切换开关SWB的输出侧的另一端接地。在不设置差动放大部16而原样对电缆103进行电流输出的情况下，最好是电容器C的总电容量小于电缆103的电容量，以使得在电容器C所写入的电流流经电缆103。从而，作为电缆103最好是选择电容量大于电容器C的总电容量的电缆。电容器的电容量因相位而异，最小与最大在8相或者16相下为1. 4倍(0. 32X2+0. 38X2),若电缆的电容量为20倍则虽具有3%程度的振幅误差但却几乎没有实质损害。(电容器组的构成)
图4是表示延迟部14的A组电路142的电容器组CAl及CA2的构成的图。虽然未图示，但电容器组CA3及CA4也是同样的构成。另外，B组电路144的电容器组CBl CB4也是同样的构成。因此，说明电容器组CAl的构成，关于其他电容器组则省去说明。电容器组CAl具有电容器Cl C4、切换电流的导通/断开(0N/0FF)的通断开关CS (CSla CS4a、CSlb CS4b)和清除开关cc。在第I实施方式中，电容器组CAl具有四个电容器C，但并不限于此，电容器组CAl只要具有两个以上的电容器C即可。电容器Cl在其两端具有通断开关CSla及CSlb。同样，电容器C2在其两端具有通断开关CS2a及CS2b。电容器C3及电容器C4亦同样如此。各通断开关CS被连接到写入开关WSla及WSlb、或者读出开关RSla及WSlb。在各电容器C并联连接有清除开关cc。清除开关cc 一连接，电容器C所写入的电荷(输出电流)就被清除(放电)。此外，虽然在图5中设置有通断开关CSla CS4a及CSlb CS4b，但也可以没有通断开关CSla CS4a或者CSlb CS4b中的一方。(延迟部的动作)
接着，就延迟部14的动作进行说明。图5是关于对电容器组CA (CAl CA4)及电容器组CB (CBl CB4)内的电容器C进行输出电流的写入、读出及电荷清除的定时进行说明的图。图6是表示在时刻TO及时刻Tl，写入开关WS与读出开关RS的状态的图。图7是表示在时刻T2及时刻T3，写入开关WS与读出开关RS的状态的图。进而，图8是表示在时刻T0,电容器组CAl及电容器组CA2的开关状态的图。图9是表示在时刻Tl，电容器组CAl及电容器组CA2的开关状态的图。在图5中，写入用“W”、读出用“R”、电荷清除用“C”分别来表示。另外在图5中，从时刻TO (0)到时刻T4 (4CY/4)为一个周期CY，一个周期CY被4等分来表示。关于输出电流的写入、读出及电荷清除的定时，时刻TO (0)与时刻T4 (4CY/4)相同，输出电流的写入、读出及电荷清除在其后时刻T5 (5CY/4)、时刻T6 (6CY/4)……继续下去。〈时刻T0(0)>
在图5所示的时刻T0(0)，A组电路142的电容器组CAl表示为写入(W)，电容器组CA2表示为电荷清除(C)，电容器组CA4表示为读出(R)。另外，B组电路144的电容器组CBl表示为写入(W)，电容器组CB2表示为电荷清除(C)，电容器组CB3表示为读出(R)。图6的上段表示时刻TO (0)的写入开关WS及读出开关RS的状态。在A组电路142的电容器组CAl连接有写入开关WSla及WSlb。进而如图8所示，在电容器Cl C4连接有通断开关CSla (CSlb) CS4a (CS4b)。因此，在放大部12 (参照图3)经过放大的输出电流被写入(存储)到电容器Cl C4。在A组电路142的电容器组CA4连接有读出开关RSla及RSlb。虽然没有图示，在电容器组CA4内的电容器Cl C4连接有通断开关CSla(CSlb) CS4a (CS4b)。因此，电容器Cl C4所存储的电荷(输出电流)被差动放大部16(参照图3)读出。另外，在时刻T0(0)，电容器组CA2的各电容器C是清除开关cc为连接状态，各电容器C所存储的电荷被清除。在图6的上段，在B组电路144的电容器组CBl连接有写入开关WSla及WSlb。此时，对B组电路144的电容器组CBl内的电容器Cl C4进行写入(存储)。另外，在电容器组CB3连接有读出开关RSla及RSlb。此时，电容器组CB3内的电容器Cl C4所存储的电荷(输出电流)被差动放大部16读出。〈时刻Tl (CY/4) >
在图5所示的时刻Tl (CY/4)，A组电路142的电容器组CAl表示为读出(R)，电容器组CA2表示为写入(W)，电容器组CA3表示为电荷清除(C)。另外，B组电路144的电容器组CB2表示为写入(W)，电容器组CB3表示为电荷清除(C)，电容器组CB4表示为读出(R)。图6的下段表示时刻Tl (CY/4)的写入开关WS及读出开关RS的状态。在A组电路142的电容器组CAl连接有读出开关RSla及RSlb。进而如图9所示，在电容器Cl C4连接有通断开关CSla (CSlb) CS4a (CS4b)。因此，电容器Cl C4所存储的电荷被差动放大部16 (参照图3)读出。在A组电路142的电容器组CA2连接有写入开关WSla及WSlb0如图9所示，在电容器组CA2内的电容器Cl C4连接有通断开关CSla (CSlb) CS4a (CS4b)。因此，在放大部12 (参照图3)经过放大的输出电流被写入电容器Cl C4。
另外，在时刻Tl (CY/4)，电容器组CA3的各电容器C是清除开关cc为连接状态，各电容器C所存储的电荷被清除。在图6的下段，在B组电路144的电容器组CB2连接有写入开关WSla及WSlb。此时，对B组电路144的电容器组CBl内的电容器Cl C4进行写入。另外，在电容器组CB4连接有读出开关RSla及RSlb。此时，电容器组CB4内的电容器Cl C4所存储的电荷被差动放大部16读出。〈时刻T2 (2CY/4) >
在图5所示的时刻T2 (2CY/4)，A组电路142的电容器组CA2表示为读出(R)，电容器组CA3表示为写入(W)，电容器组CA4表示为电荷清除(C)。另外，B组电路144的电容器组CBl表示为读出(R)，电容器组CB3表示为写入(W)，电容器组CB4表示为电荷清除(C)。图7的上段表示时刻T2(2CY/4)的写入开关WS及读出开关RS的状态。在A组电路142的电容器组CA2连接有读出开关RSla及RSlb。因此，电容器组CA2的电容器Cl C4所存储的电荷被差动放大部I 6读出。在A组电路142的电容器组CA3连接有写入开关WSla及WSlb。在放大部12经过放大的输出电流被写入电容器组CA3的电容器Cl C4。另外，在时刻T2(2CY/4)，电容器组CA4的各电容器C是清除开关cc为连接状态，各电容器C所存储的电荷被清除。在图7的上段，在B组电路144的电容器组CBl连接有读出开关RSla及RSlb。此时，电容器组CBl内的电容器Cl C4所存储的电荷被差动放大部16读出。另外，在电容器组CB3连接有写入开关WSla及WSlb。此时，对B组电路144的电容器组CB3内的电容器Cl C4进行写入。〈时刻T3 (3CY/4) >
在图5所示的时刻T3 (3CY/4)，A组电路142的电容器组CAl表示为电荷清除(C)，电容器组CA3表示为读出(R)，电容器组CA4表示为写入(W)。另外，B组电路144的电容器组CBl表示为电荷清除(C)，电容器组CB3表示为读出(R)，电容器组CB4表示为写入(W)。图7的下段表示时刻T3(3CY/4)的写入开关WS及读出开关RS的状态。在A组电路142的电容器组CA3连接有读出开关RSla及RSlb。因此，电容器组CA3的电容器Cl C4所存储的电荷被差动放大部16读出。在A组电路142的电容器组CA4连接有写入开关WSla及WSlb。在放大部12经过放大的输出电流被写入电容器组CA4的电容器Cl C4。另外，在时刻T3(3CY/4)，电容器组CAl的各电容器C是清除开关cc为连接状态，各电容器C所存储的电荷被清除。在图7的下段，在B组电路144的电容器组CB2连接有读出开关RSla及RSlb。此时，电容器组CB2内的电容器Cl C4所存储的电荷被差动放大部16读出。另外，在电容器组CB4连接有写入开关WSla及WSlb。此时，对B组电路144的电容器组CB4内的电容器Cl C4进行写入。(延迟时间(移相)的控制)
接着就输出电流的延迟进行说明。通过在放大部12 (参照图3)经过放大的输出电流的移相(移动相位)来进行延迟。然后通过变更A组电路142的电容器组CA及B组电路144的电容器组CB内的电容器C的电容量来决定延迟时间。图10是表示各电容器C的电容量与一个周期CY的关系的图。另外，图11是表示在从0°到360°每22.5°将输出电流进行移相时，对于电容器Cl C4的通断开关CS的状态的表。各电容器的电容量比被设定成电容器Cl为0. 08、电容器C2为0. 22、电容器C3为0. 32以及电容器C4为0. 38。电容器Cl C4的电容量比相加之和为I。如观看图10的左上图的A组电路142的周期所理解那样，这对应于电容器Cl的电容量比被设定成“1-cos (22. 5° )”，电容器C2的电容量比被设定成“cos (22. 5° )—cos (45° )”，电容器C3的电容量比被设定成“cos (45° ) — cos (67.5° )”,电容器C4的电容量比被设定成“cos(67. 5° )”。如图10的左上图的A组电路142所示那样，通过用通断开关CS使电容器组CA内的电容器Cl C4通断，就能够将输出电流移相到0° (360° ),22.5° (337. 5° )、45°(315° ),67. 5° (292. 5° )。另外若切换A组电路142的正负极性，就能够如图10的右上图所示那样，将输出电流移相到 112. 5° (247.5。),135° (225。),157. 5° (202.5。)、180°。A组电路142的正负极性的切换通过切换开关SWA (参照图3)来进行。如图10的左下图的B组电路144所示那样，通过用通断开关CS使电容器组CB内的电容器Cl C4通断，就能够将输出电流移相到22. 5° (157.5° )、45° (135° ),67. 5°(112. 5° )、90°。另外若切换B组电路144的正负极性，就能够如图10的右下图所示那样，将输出电流移相到 202. 5。(337.5。),225° (315。),247. 5° (292.5。),270°。B 组电路144的正负极性的切换通过切换开关SWB (参照图3)来进行。汇总以上说明，如图11所示，通过针对电容器Cl C4的通断，还有A组电路142及B组电路144的正负极性的切换，就能够从0°到360°每22. 5°将输出电流进行移相。此外，尽管A组电路142和B组电路144为相同的电路构成，但B组电路144相对于A组电路142错开90°相位。其理由尤其如图5所示那样是因为一方面A组电路142和B组电路144在相同定时将输出电流写入电容器C，另一方面从B组电路144的电容器C的输出电流的读出定时比从A组电路144的电容器C的输出电流的读出定时滞后90°相位。使用图9及图12详细地说明延迟时间(移相)的控制。图9及图12表示时刻Tl (CY/4)的电容器组CAl及电容器组CA2。而且，在电容器组CA2，在放大部12 (参照图3)经过放大的输出电流被写入电容器Cl C4。另一方面，从电容器组CAl存储到电容器Cl C4的电荷被差动放大部16 (参照图3)读出。图9所示的电容器组CAl在所有电容器Cl C4连接有通断开关CSla (CSlb) CS4a (CS4b)。亦即，表示在图11中延迟部14将输出电流的移相设定成0°的情况。相对于此，图12所示的电容器组CAl在电容器C3连接有通断开关CS3a (CS3b)，并在电容器C4连接有通断开关CS4a (CS4b)。亦即，表示在图11中延迟部14将输出电流的移相设定成45°的情况。这样，第I实施方式的延迟部14，通过切换电容器Cl C4所存储电荷的读出，来设定输出电流的延迟时间(移相)。(第2实施方式)
在第I实施方式中，如图8及图9所示，在将输出电力写入电容器C时，对电容器组CA的电容器Cl C4全部进行写入。在第2实施方式中，根据延迟时间仅对既定的电容器写入输出电流。图13表示时刻Tl (CY/4)的电容器组CAl及电容器组CA2。另外，延迟部14将延迟时间设定成67.5°。在图13中，电容器组CAl及CA2的通断开关CS4a及CS4b被连接到电容器C4。然后在放大部12经过放大的输出电流仅写入电容器组CA2的电容器C4。另一方面，从电容器组CAl使仅电容器C4所存储的电荷差动放大部16 (参照图3)读出。这样，在第2实施方式中，根据延迟时间仅对既定的电容器C写入输出电流。因仅对延迟时间所需要的电容器C写入输出电流，故能够谋求消耗电流的降低。(第3实施方式)
在第I实施方式中，如图5所示，B组电路144的电容器组CBl CB4相比A组电路142的电容器组CAl CA4错开90°相位来读出输出电流。在第3实施方式中，在B组电路144的读出线配置了 90度移相器。图14是表示第3实施方式的接收电路10内的延迟部14’的构成的图。第3实施方式的延迟部14’的构成与图3所示的第I实施方式的延迟部14的构成基本上相同。但是，在B组电路144的读出线配置有90度移相器15。因此，在第3实施方式中，就不需要如第I实施方式那样使对电容器组CA及电容器组CB内的电容器C写入输出电流的定时相同并使从电容器C读出输出电流的定时错开90°相位。即、第3实施方式的延迟部14能够使对电容器组CA及电容器组CB内的电容器C写入输出电流的定时和从电容器C读出输出电流的定时同步。(第4实施方式)` 在第I实施方式到第3实施方式中，如图3所示，A组电路142具有四个电容器组CAl CA4，B组电路144具有四个电容器组CBl CB4。另外，因A组电路142和B组电路144分别具有四个电容器组，故延迟部14将一个周期CY经4等分来进行输出电流的写入及读出。在第4实施方式中，A组电路142和B组电路144分别具有八个电容器组(未图示)。图15分别用“W”表示写入，用“R”表示读出并用“C”来表示电荷清除。另外在图15中，从时刻TO (0)到时刻T8 (8CY/8)为一个周期CY，一个周期CY被8等分来进行表示。关于输出电流的写入、读出及电荷清除的定时，时刻TO (0)和时刻T8 (8CY/4)相同，输出电流的写入、读出及电荷清除在其后时刻T9 (9CY/8)、时刻TlO (10CY/8)……继续下去。例如，在时刻Tl (CY/8)，A组电路142的电容器组CAl表示为读出(R)，电容器组CA2表示为写入(W)，电容器组CA3表示为电荷清除(C)。另外，B组电路144的电容器组CB2表示为写入(W)，电容器组CB3表示为电荷清除(C)，电容器组CB7表示为读出(R)。即便在A组电路142和B组电路144分别具有八个电容器组的情况下，对A组电路142的电容器组的写入定时和对B组电路144的电容器组的写入定时也同时进行。另夕卜，从A组电路142的电容器组的读出定时和从B组电路144的电容器组的读出定时则错开90°相位。若A组电路142和B组电路144分别具有八个电容器组，则因写入输出电流的次数(采样次数)增加,故延迟部14能够精度更好地控制延迟时间。(第5实施方式)
在第I实施方式到第4实施方式中，如图9等所示在一个电容器组CA或者CB内具有电容量不同的四个电容器Cl C4。在第5实施方式中,在一个电容器组CA或者CB内具有电容量不同的三个电容器Cl C3。
图16是表示三个电容器C的电容量与一个周期CY的关系的图。各电容器的电容量比被设定成电容器Cl为0. 13、电容器C2为0. 37以及电容器C3为0.5。电容器Cl C3的电容量比相加之和为I。如观看图16的左上图的A组电路142的周期所理解那样，这对应于电容器Cl的电容量比被设定成“1- cos (30° )”，电容器C2的电容量比被设定成“cos (30° ) — cos (60° )”，电容器C3的电容量比被设定成“cos (60° )”。如图16的左上图的A组电路142所示那样，通过用通断开关CS使电容器组CA内的电容器Cl C3通断，就能够将输出电流移相到0° (360。)、30。(330。)、60。(300。)。另外若切换A组电路142的正负极性，就能够如图16的右上图所示那样，将输出电流移相到120° (240° ),150° (210° ),180°。A组电路142的正负极性的切换通过切换开关SffA (参照图3)来进行。如图16的左下图的B组电路144所示那样，通过用通断开关CS使电容器组CB内的电容器Cl C3通断，就能够将输出电流移相到30° (150° )、60° (120° )、90°。另外若切换B组电路144的正负极性，就能够如图16的右下图所示那样，将输出电流移相到210° (330° ),240° (300° ),270°。B组电路144的正负极性的切换通过切换开关SWB(参照图3)来进行。虽然未图示，还可以在一个电容器组CA或者CB内具有电容量不同的两个电容器Cl C2，也可以在一个电容器组CA或者CB内具有电容量不同的五个电容器Cl C5。如果是电容量不同的两个电容器Cl C2，电容量比就是电容器Cl为0. 29(1- cos(45° ))、电容器C2为0. 71(cos(45° ))。另外如果是电容量不同的五个电容器Cl C5，电容量比就是电容器 Cl 为 0.05 (1- cos (18。))、电容器 C2 为 0. 14 (cos (18。)—cos (36。))、电容器 C3 为 0. 22 (cos (36。)一 cos (54。))、电容器 C4 为 0. 28 (cos (54。) — cos(72。))、电容器 C5 为 0. 31 (cos (72。))。虽然在第I实施方式到第5实施方式中，延迟部14能够设定一个周期(360° )的延迟时间，但还可以能够设定半周期(0 180°或者90°相位到270° )的延迟时间。如果是半周期的延迟时间，就能够省略切换开关SWA或者切换开关SWB (参照图3、图14)。(第6实施方式)
在第I实施方式到第5实施方式中，说明了接收电路10内的延迟部14其写入开关WS及读出开关RS的开关时钟频率固定的情况。在第6实施方式中，说明延迟部14”具有使开关时钟频率可变的开关控制部16的例子。特别是虽然第6实施方式与第I实施方式所说明的图3相比较来进行说明，但也能够应用于第2实施方式到第5实施方式。越是在被检体内的较深的位置，若不以中心频率低的频率进行发送则衰减变大，在深部被反射的回波信号就不会返回到超声波探头102。因此，最好是越在深部则发送中心频率越低的频率。在第I实施方式到第5实施方式中，未相对于被检体的深度来考虑中心频率，而是在中心频率固定的状态下设定了输出电流的延迟时间(移相)。在第6实施方式中，延迟部14”进行与回波反射点的深度相应的修正、即时间/频率控制(TFC :time_frequency control)。通过时间/频率控制，当中心频率改变时可以进行良好的调焦以用于B-模式(B-mode)显示。图17是表示接收电路10内的延迟部14”的构成的图。图17的延迟部14”与图3所示的延迟部14相比较，在具有开关控制部16这一点上不同。开关控制部16接收固定的时钟频率并将可变的时钟频率输出到写入开关WS及读出开关RS。具体而言，开关控制部16将可变的频率输出到A组电路142及B组电路144的写入开关WS (WSla WS4a、WSlb WS4b)和读出开关 RS (RSla RS4a、RSlb RS4b)。图18 (a)是表示中心频率与被检体的深度的关系的曲线图。图18(b)是表示相位与被检体的深度的关系的曲线图。另外图18 (c)是表示开关的时钟频率与被检体的深度的关系的曲线图。这里，被检体的回波反射点越深，则回波信号返回来的时间就越长，所以横轴还是回波信号返回来的时间。也就是说，图18 (a)还是表示时间/频率控制的曲线图。图18 (a)的曲线图fl是从第I实施方式到第5实施方式的中心频率。无论是被检体的浅部还是深部其中心频率都一定。而曲线图f6是被检体的回波反射点越深则中心频率越低的曲线图。在第6实施方式中，因进行这种时间频率控制，故使A组电路142及B组电路144的写入开关WS (WSla WS4a、WSlb WS4b)和读出开关RS (RSla RS4a、RSlb RS4b)的开关时钟频率根据被检体的回波反射点A来变化。也就是说，虽然在图5中被均等地分配为时刻TO (O)、时刻Tl (CY/4)、时刻T2 (2CY/4)、时刻T3 (3CY/4)、时刻T4 (4CY/4)，但该时刻T却可变。图18 (C)的曲线图Cl是如图5所示的时刻TO (O)、时刻Tl (CY/4)等。与被检体的回波反射点没有关系地使开关时钟频率固定。曲线图c6表示被检体的回波反射点越深则开关时钟频率越低，被检体的回波反射点越浅则开关时钟频率越高。如曲线图c6所示，若开关时钟频率变化则如图18 (b)所示那样相位也变化。图18 (b)的曲线图pi是第I实施方式到第5实施方式的相位，曲线图p6是第6实施方式的相位。如曲线图P6那样，通过在被检体的回波反射点由较浅位置到较深位置使相位较大地改变，就能够如图18 (a)的曲线图f6所示那样使中心频率可变。从而开关控制部16就能够控制动态聚焦用的接收延迟。上面就本发明的优选实施方式详细地进行了说明，但如本领域技术人员所清楚的那样，本发明能够在其技术范围内对实施方式施加各种各样的变更/变形来实施。
权利要求
1.一种配置于超声波探头内的接收电路，包括: 放大部，对在超声波振动器所接收的回波信号进行放大；以及 延迟部，连接到所述放大部，并具有对所述输出赋予延迟时间的第I电路和第2电路， 所述第I电路及所述第2电路具有多个电容器组， 所述电容器组分别具有: 两个以上的电容器，被写入在所述放大部经过放大的信号，且电容量不同； 写入开关，将所述输出电流写入所述第I及所述第2电容器；以及 读出开关，读出被写入所述第I及所述第2电容器的所述输出。
2.如权利要求1所述的接收电路，其中， 通过所述读出开关从所述第I电路的所述电容器读出所述输出电流的定时和从所述第2电路的所述电容器读出所述输出电流的定时相差90°相位。
3.如权利要求1或者权利要求2所述的接收电路，其中， 所述第I电路的多个电容器组和所述第2电路的4n个电容器组，通过所述写入开关，每个该电容器组写入定时相同。
4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的接收电路，其中， 通过所述写入开关，所述输出被写入所述第I电路及所述第2电路的所有所述电容器，通过所述读出开关，根据所述 延迟时间从所述电容器之中既定的电容器读出所述输出电流或者电荷。
5.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的接收电路，其中， 通过所述写入开关，所述输出电压被写入所述第I电路及所述第2电路的既定的所述电容器，通过所述读出开关，根据所述延迟时间至少从所述既定的电容器读出所述输出电流或者电荷。
6.如权利要求1至权利要求4中任一项所述的接收电路，其中， 通过所述写入开关，所述第I电路的多个所述电容器组分别相差(90° /n) (n为自然数)相位地写入所述输出电流。
7.如权利要求1至权利要求6中任一项所述的接收电路，其中， 所述两个以上的电容器的各自的电容量比以均等地分割所述延迟时间的方式来设定。
8.如权利要求1至权利要求7中任一项所述的接收电路，其中， 所述延迟部被设置于所述超声波振动器的各信道。
9.如权利要求1至权利要求8中任一项所述的接收电路，其中， 所述电容器的总电容量小于连接所述超声波探头和超声波图像显示装置的装置主体的电缆的电容量。
10.如权利要求1至权利要求9中任一项所述的接收电路，其中， 在所述读出开关的后级侧，在来自所述延迟部的输出线上将所述延迟部的输出电流或者电荷相加。
11.如权利要求1至权利要求10中任一项所述的接收电路，其中， 所述放大部是将输入信号放大并且转换成电流信号而输出的电流输出型放大器。
12.如权利要求1至权利要求11中任一项所述的接收电路，其中，还包括: 开关控制部，使所述读出开关及所述写入开关的开关时钟频率可变。
13.如权利要求12所述的接收电路，其中，被检体的回波反射点越深则所述开关时钟频率越低。
14.一种超声波探头，设置有权利要求1至权利要求13中任一项所述的接收电路。
15.一种超声波图像显示装 置，具备权利要求14所述的超声波探头。
全文摘要
本发明提供一种用于超声波探头的消耗电力小的接收电路。接收电路(10)包括放大部(12)，对在超声波振动器所接收的回波信号的电流进行放大；以及延迟部(14)，连接到放大部并具有对输出电流赋予延迟时间的第1电路和第2电路。而且，第1电路(142)及第2电路(144)具有4n(n为自然数)个电容器组(CA、CB)，电容器组分别具有两个以上的电容器，被写入在放大部经过放大的输出电流，且电容量不同；写入开关(WS)，将输出电流写入第1及第2电容器；以及读出开关(RS)，读出被写入第1及第2电容器的输出电流。
文档编号G01S7/52GK103076603SQ201210414710
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者雨宫慎一 申请人:Ge医疗系统环球技术有限公司