【具體實(shí)施方式】
[0067] 下面，對本實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，在W下說明的本實(shí)施方式并不是不當(dāng)?shù)叵薅?權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的內(nèi)容。另外，在本實(shí)施方式中說明的全部構(gòu)成并不限定于本 發(fā)明的必要構(gòu)成要素。 W側(cè) 1.概要
[0069] 如上所述，例如在進(jìn)行超聲波測量裝置的測量而生成B模式圖像時，需要降低接 收超聲回波（接收波）的時的散射噪聲，提高接收波中的S/N。為此，最好例如縮短發(fā)送信 號中的過渡響應(yīng)，W使輸入至超聲波測量裝置的超聲波換能器元件的發(fā)送信號（發(fā)送波） 中不含高次諧波成分。并且，如發(fā)送波中的正極側(cè)的振幅的絕對值和負(fù)極側(cè)的振幅的絕對 值相同，則更佳。
[0070] 可是，在上述的專利文獻(xiàn)1的方法中，由于從脈沖發(fā)生器輸出的一般的發(fā)送驅(qū)動 波形為矩形波，因此發(fā)送波中包含高次諧波成分。尤其是在使用諧波成像的時候，如發(fā)送波 中包含高次諧波成分，則不能區(qū)別接收波中所含的高次諧波成分是非線性效應(yīng)下的高次諧 波成分還是基于發(fā)送波中所含的高次諧波成分的高次諧波成分，不能生成適當(dāng)?shù)腂模式圖 像。另外，即使在上述的專利文獻(xiàn)2的方法中，由于脈沖電壓一定，因此難W得到充分的阻 尼作用。
[0071] 因此，如圖1的（A)或做所示，在下面說明的本實(shí)施方式的超聲波測量裝置100 包含根據(jù)時鐘信號輸出矩形波的脈沖信號的脈沖信號輸出電路（脈沖發(fā)生器）110、（電） 連接于脈沖信號輸出電路110的輸出節(jié)點(diǎn)并具有超聲波換能器元件且具有低通濾波器 (LP巧的頻率特性的諧振電路120。
[0072] 然后，脈沖信號輸出電路110輸出脈沖信號的脈沖電壓W及脈沖寬度、脈沖輸出 定時中至少一個不同的多個脈沖信號。 陽073]目P，在本實(shí)施方式中，脈沖信號輸出電路110向諧振電路120輸出脈沖信號電壓W 及脈沖寬度、脈沖輸出定時中至少一個不同的多個脈沖信號，向超聲波換能器元件輸出基 于輸入到諧振電路120的多個脈沖信號的發(fā)送信號。換而言之，控制矩形波驅(qū)動中的脈沖 電壓、脈沖寬度W及脈沖輸出定時，得到過渡響應(yīng)短、（大致）正弦波的發(fā)送波。由此，能夠 除去輸入至超聲波換能器元件的發(fā)送波的高次諧波成分，抑制發(fā)送波的過渡響應(yīng)。
[0074] 2.第一實(shí)施方式 陽0巧]2. 1.系統(tǒng)構(gòu)成例
[0076] 接著，圖1的（A) W及做示出本實(shí)施方式的超聲波測量裝置100中所含的發(fā)送 電路的構(gòu)成例。圖1的（A) W及度）所示的發(fā)送電路具有脈沖發(fā)生器110(脈沖信號輸出 電路110)，在脈沖發(fā)生器110的輸出側(cè)具有低通濾波器。另外，如上所述，該低通濾波器與 超聲波換能器元件（振動元件）一起構(gòu)成諧振電路120。
[0077] 在圖1的（A)中示出通過對具有電容成分C的超聲波換能器元件串聯(lián)方式插入電 感器L和電阻R的無源元件而構(gòu)成LCR的低通濾波器的例子。超聲波換能器元件的電容成 分C也作為低通濾波器的構(gòu)成要素而發(fā)揮作用。另外，在構(gòu)成低通濾波器的基礎(chǔ)上可W與 超聲波換能器元件并聯(lián)插入無源電容元件，然而在本例中為了說明的簡化而省略。
[007引另一方面，在圖1的度）中示出將超聲波換能器元件和電感器L串聯(lián)連接并將超 聲波換能器元件和電阻R并聯(lián)連接而構(gòu)成低通濾波器的例子。圖1的（A) W及度）的兩構(gòu) 成作為低通濾波器都具有同樣的功能。此外，超聲波測量裝置100并不限定于圖1的（A) W及度）的構(gòu)成，可W是省略其中一部分構(gòu)成要素，或追加其他構(gòu)成要素等各種變形實(shí)施。
[0079] 另外，如圖1的（A) W及做所示，所謂脈沖發(fā)生器輸出波PO是指脈沖發(fā)生器110 的輸出信號，是輸入至諧振電路120的信號。另外，所謂發(fā)送波TP是根據(jù)脈沖發(fā)生器輸出 波PO輸入至超聲波換能器元件的信號。
[0080] 接著，在圖2中示出脈沖發(fā)生器110的構(gòu)成圖。脈沖發(fā)生器110具有與正電源電 壓Vp相對應(yīng)的開關(guān)元件的P型MOSFET (TP巧、與負(fù)電源電壓V。相對應(yīng)的開關(guān)元件的N型 MOS陽T UNF) W及控制器121。P型MOS陽T OP巧和N型MOS陽T燈N巧的柵極觸發(fā)信號借助 控制器121由驅(qū)動控制信號（邏輯信號）PIN和驅(qū)動控制信號NIN驅(qū)動控制，形成正脈沖、 負(fù)脈沖并輸出。另外，矩形波即脈沖發(fā)生器輸出波PO也形成正脈沖、負(fù)脈沖并輸出。此外， 脈沖發(fā)生器110例如如使用圖7后述那樣可W進(jìn)行各種變形實(shí)施。
[0081] 然后，超聲波測量裝置100具有多個構(gòu)成諧振電路120的超聲波換能器元件，由多 個超聲波換能器元件構(gòu)成如使用圖28后述那樣的超聲波換能器裝置。
[0082] 超聲波換能器裝置一邊沿著掃描面掃描對象物，一邊對對象物發(fā)送超聲波束，并 且接收通過發(fā)送超聲波束而得到的超聲回波。如W使用壓電元件的類型為例，則超聲波換 能器裝置具有多個超聲波換能器元件（超聲波元件陣列）、呈陣列狀配置有多個開口的基 板。然后，作為超聲波換能器元件，使用使薄的壓電元件和金屬板（振動膜）貼合的單晶 (單晶片）構(gòu)造。超聲波換能器元件（振動元件）是將電振動轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動的，然而此時， 若壓電元件在面內(nèi)伸縮則貼合的金屬板（振動膜）的尺寸由于保持原樣而產(chǎn)生彎曲。因而， 通過對壓電體膜施加交流電壓，振動膜在膜厚方向上振動，通過該振動膜的振動，放射超聲 波。此外，對壓電體膜施加的電壓例如是10~30V，頻率例如是1~IOMHz。
[0083] 另外，在超聲波換能器裝置中，由鄰近配置的多個超聲波換能器元件構(gòu)成一個通 道，可W-次驅(qū)動多個通道，依次移動超聲波束。
[0084] 此外，作為超聲波換能器裝置，可W采用使用壓電元件（薄膜壓電元件）的類 型的換能器，然而本實(shí)施方式并不限定于此。例如，可W采用使用c-MUT(Capacitive Micro-machined叫trasonic Transducers)等電容性元件的類型的換能器，也可W義用塊 型的換能器。對超聲波換能器元件W及超聲波換能器裝置的進(jìn)一步詳細(xì)的說明在后敘述。 陽0財 2. 2.詳細(xì)處理
[0086] 接著，詳細(xì)說明本實(shí)施方式的處理。首先，在圖3中示出脈沖發(fā)生器110的驅(qū)動方 法W及脈沖發(fā)生器輸出波P01，將脈沖發(fā)生器輸出波POl和向超聲波換能器元件輸入的發(fā) 送波TPl重疊并在圖4中示出。
[0087] 圖3的控制CLK (時鐘）在生成驅(qū)動控制信號PIN、NIN時進(jìn)行定時，為了說明而進(jìn) 行圖示。控制CLK為驅(qū)動超聲波換能器元件的頻率f。的兩倍，與上升沿同步地形成驅(qū)動控 制信號。在本例中，按照每ICLK來輸入驅(qū)動控制信號PIN和NIN，形成由正脈沖、負(fù)脈沖的 組合的1波的輸出波形。正脈沖電壓Vp和負(fù)脈沖電壓V。的絕對值的大小相等，V P= -V。。
[0088] 在運(yùn)樣的驅(qū)動方法中，如圖4的發(fā)送波TPl所示，與最初的波峰的峰值Vtp相比，下 一個波峰的峰值Vt。。大。另外，在圖4的發(fā)送波TPl中，殘留很長的過渡響應(yīng)TRP。運(yùn)是因 為，該驅(qū)動方法利用低通濾波器的諧振特性，除驅(qū)動脈沖W外還作用有諧振振動，因而會產(chǎn) 生。
[0089] 因此，在本實(shí)施方式中，利用下面的方法，實(shí)現(xiàn)振幅級的控制、過渡響應(yīng)的抑審Ij。在 圖5中示出本實(shí)施方式的第一實(shí)施例中的脈沖發(fā)生器110的驅(qū)動方法W及脈沖發(fā)生器輸出 波P02,將脈沖發(fā)生器輸出波P02和輸入至超聲波換能器元件的發(fā)送波TP2重疊并在圖6中 示出。
[0090] 在本例中，使圖5所示的脈沖發(fā)生器輸出波P02的負(fù)脈沖的電平為vy2。由此，圖 6的發(fā)送波TP2中的最初的波峰的峰值Vtp和下一個波峰的峰值Vt。的大小大致相等。運(yùn)是 因?yàn)?，通過使負(fù)脈沖電壓變小，抑制了負(fù)脈沖下的驅(qū)動和共振而變大的圖4所示的發(fā)送波 TPl的峰值Vt。。。
[0091] 此處，在圖7中示出本實(shí)施方式的第一實(shí)施例中的脈沖發(fā)生器110的電路構(gòu)成。第 一實(shí)施例中的脈沖發(fā)生器110除上述的圖2所示的構(gòu)成之外還設(shè)置有被輸入電源電壓Vp和 電源電壓Vp/2而選擇任一的開關(guān)SWp、被輸入電源電壓V。和電源電壓V。/2而選擇任一的開 關(guān)SW。。然后，向開關(guān)SWp輸入用于控制開關(guān)SW P的脈沖發(fā)生器控制信號SWP，向開關(guān)SW。輸 入用于控制開光SW。的脈沖發(fā)生器控制信號SWN。 陽09引在圖5的例子的情況下，開關(guān)SW。根據(jù)脈沖發(fā)生器控制信號SWN在與驅(qū)動控制信 號NIN相同的定時選擇電源電壓V。/%從而脈沖發(fā)生器110輸出電壓V"/2的脈沖發(fā)生器輸 出波。此外，在圖7中，W電源電壓Vp/2和電源電壓V2為外部電源，然而也可W由電源電 壓Vp和電源電壓V。在脈沖發(fā)生器內(nèi)部生成。
[0093] 如上所述，在第一實(shí)施例中，脈沖信號輸出電路110在第一脈沖輸出定時W第一 脈沖電壓輸出第一脈沖信號，在比第一脈沖輸出定時晚的第二脈沖輸出定時W與第一脈沖 電壓不同的第二脈沖電壓輸出第二脈沖信號。
[0094] 由此，可在不同的定時，輸出不同電壓的脈沖信號，實(shí)現(xiàn)發(fā)送波的振幅控制、過渡 響應(yīng)的抑制等。
[0095] 此處，脈沖輸出定時W時鐘信號的上升沿定時為基準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定。例如，如果在時鐘 信號的相同上升沿定時輸出脈沖信號，則兩個脈沖輸出定時是指相同脈沖輸出定時，如果 在時鐘信號不同的上升沿定時輸出脈沖信號，則兩個脈沖輸出定時是指不同的脈沖輸出定 時。例如在圖5的例子中，第一脈沖輸出定時是驅(qū)動控制信號PIN的上升沿定時Tl,第二脈 沖輸出定時是驅(qū)動控制信號NIN的上升沿定時T2。第一脈沖輸出定時Tl和第二脈沖輸出 定時T2是不同的脈沖輸出定時。
[0096] 另外，第一脈沖信號是正極或者負(fù)極的任意一個極性即第一極性脈沖信號，第二 脈沖信號是與第一極性不同的另一個極性即第二極性脈沖信號。然后，第二脈沖電壓的絕 對值小于第一脈沖電壓的絕對值。
[0097] 例如，在圖5的例子中，第一脈沖信號是在所述的第一脈沖輸出定時Tl輸出的正 極脈沖信號（正脈沖），第二脈沖信號是在所述的第二脈沖輸出定時T2輸出的負(fù)極脈沖信 號（負(fù)脈沖）。另外，此時，第一極性為正極，第二極性為