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技術 超音波プローブ、超音波診断装置および超音波プローブの製造方法

出願人 株式会社日立製作所
発明者 矢崎徹五十嵐豊林昌宏川俣常雄
出願日 2019年3月22日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-054886
公開日 2020年9月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-151350
状態 未査定
技術分野 超音波診断装置
主要キーワード 短絡抵抗値 動作判定回路 パルス送信回路 超音波モジュール 抵抗閾値 チャネル列 電源ドロップ 列制御信号
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図面 (20)

課題

製品不良率を低減することが可能な超音波プローブ超音波診断装置および超音波プローブの製造方法を提供する。

解決手段

一実施の形態による超音波プローブは、複数のチャネルCH1〜CH3を有する。複数のチャネルCH1〜CH3のそれぞれは、超音波を出力する振動子2と、入力された送信信号TXに応じて出力を変化させ、当該出力で振動子2を駆動することで振動子2に超音波を出力させる送信回路ユニット8とを有する。ここで、送信回路ユニット8は、予め停止信号TPが入力された場合に停止信号STPを保持する停止信号保持回路を備え、送信信号TXに応じて出力を変化させるか否かを停止信号STPの保持有無に基づき選択する。

概要

背景

特許文献1には、振動子と、振動子にパルス信号を供給するパルサーと、振動子を介して超音波エコーを受信する信号受信手段とを各チャネル毎に設け、加えてテスト制御手段を設けた超音波プローブが示される。テスト制御手段は、テスト信号である正弦波を発生し、当該テスト信号を、パルサー内のFETを介して信号受信手段へ伝送する。この信号受信手段で受信したテスト信号に基づく画像処理を装置本体に行わせることで、当該テスト信号の伝送経路をテストすることが可能になる。

概要

製品不良率を低減することが可能な超音波プローブ、超音波診断装置および超音波プローブの製造方法を提供する。一実施の形態による超音波プローブは、複数のチャネルCH1〜CH3を有する。複数のチャネルCH1〜CH3のそれぞれは、超音波を出力する振動子2と、入力された送信信号TXに応じて出力を変化させ、当該出力で振動子2を駆動することで振動子2に超音波を出力させる送信回路ユニット8とを有する。ここで、送信回路ユニット8は、予め停止信号TPが入力された場合に停止信号STPを保持する停止信号保持回路を備え、送信信号TXに応じて出力を変化させるか否かを停止信号STPの保持有無に基づき選択する。

目的

本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、製品不良率を低減することが可能な超音波プローブ、超音波診断装置および超音波プローブの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のチャネルを有する超音波プローブであって、前記複数のチャネルのそれぞれは、超音波を出力する振動子と、入力された送信信号に応じて出力を変化させ、当該出力で前記振動子を駆動することで前記振動子に超音波を出力させる送信回路ユニットと、を有し、前記送信回路ユニットは、予め停止信号が入力された場合に前記停止信号を保持する停止信号保持回路を備え、前記送信信号に応じて出力を変化させるか否かを前記停止信号の保持有無に基づき選択する、超音波プローブ。

請求項2

請求項1記載の超音波プローブにおいて、前記複数のチャネルは、2次元状に配置される、超音波プローブ。

請求項3

請求項2記載の超音波プローブにおいて、さらに、前記停止信号の入力対象となるチャネルを定めた設定情報を保持するメモリを有する、超音波プローブ。

請求項4

請求項3記載の超音波プローブにおいて、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットは、共通電源に接続され、前記設定情報は、テスト用の前記送信信号を用いて、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットの出力レベルをそれぞれ変えながら、前記共通電源に流れる電源電流の変化を検出することで定められる、超音波プローブ。

請求項5

複数のチャネルを備える超音波プローブと、前記超音波プローブにケーブルを介して接続され、前記超音波プローブに対する電源供給および制御を担う超音波診断装置本体と、を有する超音波診断装置であって、前記超音波プローブの前記複数のチャネルのそれぞれは、超音波を出力する振動子と、入力された送信信号に応じて出力を変化させ、当該出力で前記振動子を駆動することで前記振動子に超音波を出力させる送信回路ユニットと、を有し、前記送信回路ユニットは、予め停止信号が入力された場合に前記停止信号を保持する停止信号保持回路を備え、前記送信信号に応じて出力を変化させるか否かを前記停止信号の保持有無に基づき選択する、超音波診断装置。

請求項6

請求項5記載の超音波診断装置において、前記複数のチャネルは、2次元状に配置される、超音波診断装置。

請求項7

請求項6記載の超音波診断装置において、前記超音波プローブは、さらに、前記停止信号の入力対象となるチャネルを定めた設定情報を保持するメモリを有し、前記超音波診断装置本体は、前記メモリから読み出した前記設定情報に基づいて、前記停止信号の入力対象となるチャネルに前記停止信号を入力するための指示を前記超音波プローブへ発行する、超音波診断装置。

請求項8

請求項6記載の超音波診断装置において、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットは、共通電源に接続され、前記超音波診断装置本体は、テスト用の前記送信信号を用いて、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットの出力レベルをそれぞれ変えながら、前記共通電源に流れる電源電流の変化を検出することで前記停止信号の入力対象となるチャネルを定める自己診断部を有する、超音波診断装置。

請求項9

複数のチャネルを有する超音波プローブの製造方法であって、前記複数のチャネルのそれぞれは、超音波を出力する振動子と、入力された送信信号に応じて出力を変化させるか否かを表す動作可否情報を保持し、前記動作可否情報に基づき出力を変化させる場合には、当該出力で前記振動子を駆動することで前記振動子に超音波を出力させる送信回路ユニットと、を有し、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットは、共通電源に接続され、前記製造方法は、前記複数のチャネルの前記振動子が形成された振動子ユニットと、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットが形成された制御ICとを準備し、前記複数のチャネル毎に、前記振動子と前記送信回路ユニットとを配線することで前記超音波プローブを組み立てる第1の工程と、前記検査装置が、前記超音波プローブを対象に、テスト用の前記送信信号を用いて、前記複数のチャネルの前記送信回路ユニットの出力レベルをそれぞれ変えながら、前記共通電源に流れる電源電流の変化を検出することで前記複数のチャネル毎の前記動作可否情報を定める第2の工程と、を有する超音波プローブの製造方法。

請求項10

請求項9記載の超音波プローブの製造方法において、前記複数のチャネルは、行方向と列方向からなる2次元状に配置される、超音波プローブの製造方法。

請求項11

請求項10記載の超音波プローブの製造方法において、前記第2の工程では、前記検査装置は、観測チャネルと、前記観測チャネルに隣接して配置される隣接チャネルとの間で、前記送信回路ユニットの出力レベルに電位差を生じさせた状態で、前記電源電流と予め定めた電流閾値とを比較する、超音波プローブの製造方法。

請求項12

請求項11記載の超音波プローブの製造方法において、前記第2の工程では、前記検査装置は、前記観測チャネルを基準として、前記観測チャネルとの間に電位差を生じさせる前記隣接チャネルを一つずつ変更しながら、前記観測チャネルとの間で短絡故障が生じている前記隣接チャネルを探索する、超音波プローブの製造方法。

請求項13

請求項10記載の超音波プローブの製造方法において、前記第2の工程では、前記検査装置は、前記送信回路ユニットの出力レベルを、同一列に配置される前記複数のチャネルを単位として制御するか、または同一行に配置される前記複数のチャネルを単位として制御する、超音波プローブの製造方法。

請求項14

請求項10記載の超音波プローブの製造方法において、前記第2の工程では、前記検査装置は、前記送信回路ユニットの出力レベルを、千鳥格子状に配置される前記複数のチャネルを単位として制御する、超音波プローブの製造方法。

請求項15

請求項9記載の超音波プローブの製造方法において、前記超音波プローブは、さらに、前記複数のチャネル毎の前記動作可否情報を設定情報として保持するメモリを有し、前記第2の工程では、前記検査装置は、前記メモリに前記設定情報を書き込む、超音波プローブの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、超音波プローブ超音波診断装置および超音波プローブの製造方法に関し、特に、マトリックスプローブに関するものである。

背景技術

0002

特許文献1には、振動子と、振動子にパルス信号を供給するパルサーと、振動子を介して超音波エコーを受信する信号受信手段とを各チャネル毎に設け、加えてテスト制御手段を設けた超音波プローブが示される。テスト制御手段は、テスト信号である正弦波を発生し、当該テスト信号を、パルサー内のFETを介して信号受信手段へ伝送する。この信号受信手段で受信したテスト信号に基づく画像処理を装置本体に行わせることで、当該テスト信号の伝送経路をテストすることが可能になる。

先行技術

0003

特開2008−220753号公報

発明が解決しようとする課題

0004

従来の超音波プローブ(1D(Dimension)プローブ)は、短冊状に並んだ振動子それぞれに印加する送信信号遅延を与えることで送信超音波信号の送信方向を制御している。同様に、1Dプローブは、ターゲットからの受信信号に遅延を与えて加算することで超音波画像を取得することができる。しかし、1Dプローブは、送受信のターゲットの方向を1次元でしか制御することができない。

0005

近年、2次元状に配置された振動子と、各振動子に遅延を与えるためのマイクロビームフォーマとを搭載したマトリックスプローブ(2Dプローブ)と呼ばれる超音波プローブの技術が注目されている。2Dプローブを用いると、送受信の超音波信号を2次元状に制御することができ、3次元画像が取得可能となる。3次元画像が取得できると、従来では非常に煩雑であった臓器体積などの計算が容易になる。

0006

2Dプローブでは、振動子が2次元状に配置されるため、振動子の数は、10000チャネルを越えることがある。また、振動子個々にマイクロビームフォーマを搭載する必要がある。これらに伴い製造工程が複雑化し、その結果、製造工程において、隣接するチャネル間で短絡故障が生じ易くなる。一方、2Dプローブでは、送受信共に信号が平均化されるため、一部のチャネルに短絡故障が生じても、実質的に、画像への影響は殆ど生じない。

0007

しかし、このような短絡故障が生じると、例えば、隣接するチャネル間で送信時の高電圧信号の極性が異なる場合に、短絡箇所を介して大電流が流れ得る。これにより、信頼性の低下、消費電力の増加という問題が発生する。すなわち、短絡故障が生じた2Dプローブは、超音波画像の性能としては良品差異が生じ無いにも関わらず、不良品として取り扱われる必要がある。

0008

なお、特許文献1の技術を用いると、2Dプローブの良品/不良品を判別することが可能になるが、製品不良率を低減することは困難である。また、特許文献1の技術では、高耐圧トランジスタ等を含む専用のテスト回路が必要となり、特に、回路面積制約が大きい2Dプローブにおいて、面積オーバーヘッドの増大が懸念される。

0009

本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、製品不良率を低減することが可能な超音波プローブ、超音波診断装置および超音波プローブの製造方法を提供することにある。

0010

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

課題を解決するための手段

0011

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

0012

一実施の形態による超音波プローブは、複数のチャネルを有する。複数のチャネルのそれぞれは、超音波を出力する振動子と、入力された送信信号に応じて出力を変化させ、当該出力で振動子を駆動することで振動子に超音波を出力させる送信回路ユニットとを有する。ここで、送信回路ユニットは、予め停止信号が入力された場合に停止信号を保持する停止信号保持回路を備え、送信信号に応じて出力を変化させるか否かを停止信号の保持有無に基づき選択する。

発明の効果

0013

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、製品不良率を低減することが可能になる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の実施の形態1による超音波プローブにおいて、主要部の構成例およびテスト方式の一例を示す概略図である。
図1において、各チャネルへの送信信号と電流計電流変化の一例を表すシーケンス図である。
(a)および(b)は、複数のチャネルの配置構成例およびそのテストパターンの一例を示す模式図である。
図3(a)に対応する超音波プローブの主要部の構成例を示す概略図である。
図3(b)および図4における各チャネルへの送信信号と電流計の電流変化の一例を表すシーケンス図である。
図3(b)のテストパターンを用いた超音波プローブのテスト方法の一例を示す模式図である。
図24のテスト工程で図6のテスト方法を実現する際の処理内容の一例を示すフロー図である。
図6および図7に基づく電源電流測定結果の一例を表すシーケンス図である。
図8の測定結果をマッピングした図である。
図1における制御回路の構成例を示す概略図である。
図10の制御回路の詳細な構成例を示す回路図である。
図11の制御回路の動作例を示すシーケンス図である。
本発明の実施の形態2による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。
図13のテスト方法を用いた場合の電流計の電流変化の一例を表すシーケンス図である。
図24のテスト工程で図13のテスト方法を実現する際の処理内容の一例を示すフロー図である。
本発明の実施の形態3による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。
図16において、短絡チャネルが存在する場合のテスト方法の一例を示す模式図である。
図24のテスト工程で図16および図17のテスト方法を実現する際の処理内容の一例を示すフロー図である。
本発明の実施の形態4による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。
図19において、短絡チャネルが存在する場合のテスト方法の一例を示す模式図である。
本発明の実施の形態5による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。
本発明の実施の形態1による超音波診断装置の構成例を示す概略図である。
図22における超音波プローブの構成例を示す概略図である。
本発明の実施の形態1による超音波プローブの製造方法において、主要な工程の一例を示すフロー図である。

実施例

0015

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

0016

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

0017

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

0018

(実施の形態1)
《超音波診断装置の概略構成
図22は、本発明の実施の形態1による超音波診断装置の構成例を示す概略図である。図22の超音波診断装置100は、超音波プローブPBと、超音波プローブPBにケーブル105を介して接続され、超音波プローブPBに対する電源供給および制御を担う超音波診断装置本体101と、ディスプレイ102とを有する。超音波プローブPBは、例えば、マトリックスプローブ(2Dプローブ)であり、振動子ユニットVUと、振動子ユニットVUを制御する制御IC(IntegratedCircuit)106とを含む振動子モジュールUMを有する。制御IC106は、例えば、一つの半導体チップで構成される。

0019

超音波診断装置本体101は、自己診断部103と、電源回路104と、画像処理部(図示せず)とを有する。自己診断部103は、詳細は後述するが、超音波プローブPBのテストを行う。電源回路104は、超音波プローブPBに配置される制御IC106の電源(例えば、数Vから±数十V等)を生成する。画像処理部は、超音波プローブPBからの信号を画像処理し、処理結果をディスプレイ102等に表示する。

0020

超音波診断装置本体101は、実際のハードウェアとして、例えば、超音波プローブPBを含めた装置全体の制御を担うCPU(Central Processor Unit)や、DSP(Digital Signal Processor)や、記憶装置や、通信インタフェースや、ユーザインタフェース等を備える。例えば、自己診断部103は、CPUを用いたプログラム処理等によって実現され、画像処理部は、DSP等によって実現される。ユーザインタフェースは、例えば、キーボードマウス、またはディスプレイ102上のタッチパネル等である。

0021

図23は、図22における超音波プローブPBの構成例を示す概略図である。超音波プローブPBは、複数のチャネルを有し、複数のチャネルのそれぞれは、超音波を出力する振動子2と、当該振動子2を制御するチャネル制御ユニット(マイクロビームフォーマ)110とを有する。具体的には、超音波プローブPBは、振動子ユニットVUと、制御IC106とを有する。振動子ユニットVUには、チャネル数分の振動子2が形成される。制御IC106には、この各振動子2にそれぞれに対応する形で、チャネル数分のチャネル制御ユニット110が形成される。各チャネルは、行方向(X)と列方向(Y)からなる2次元状に配置され、この例では、n行m列に配置される。

0022

図示は省略するが、実装上、振動子ユニットVUは、例えば、制御IC106の上部(高さ方向(Z))に配置される。そして、振動子ユニットVU内の振動子2と、制御IC106内のチャネル制御ユニット110は、チャネル毎に配線LNによって接続される。チャネル制御ユニット110は、送信回路1と、受信回路111と、制御回路9とを備える。制御回路9は、超音波診断装置本体101からの指示に応じて、送信回路1へ送信信号を出力し、また、受信回路111からの受信信号を超音波診断装置本体101へ出力する。

0023

送信回路1は、制御回路9を介して入力された送信信号に応じて出力を変化させ、当該出力で振動子2を駆動することで振動子2に超音波を出力させる。受信回路111は、振動子2を介してターゲットからの反射波形を受信し、その受信信号を制御回路9へ出力する。また、制御回路9は、可変遅延回路91を備える。可変遅延回路91は、送信回路1への送信信号の遅延時間(位相)や受信回路111からの受信信号の遅延時間(位相)を適宜制御する。この際には、複数のチャネルの可変遅延回路91にそれぞれ適切な遅延時間(位相)を設定することで、ターゲットの方向を2次元に制御することが可能になる。

0024

また、制御IC106は、行周辺回路115と、列周辺回路116と、メモリ120とを備える。行周辺回路115は、n組の行制御信号117を介してチャネル制御ユニット110を行単位で制御する。列周辺回路116は、m組の列制御信号118を介してチャネル制御ユニット110を列単位で制御する。この各制御信号(117,118)の中には、特定のチャネルを選択するための選択信号や、各チャネルの遅延時間を定めるための設定信号等が含まれる。メモリ120は、詳細は後述するが、停止させるチャネル(停止信号の入力対象となるチャネル)を定めた設定情報121を保持する。

0025

《超音波プローブの製造方法》
図24は、本発明の実施の形態1による超音波プローブの製造方法において、主要な工程の一例を示すフロー図である。図24において、各種製造装置は、複数のチャネルの振動子2が形成された振動子ユニットVUを作製する(ステップS401)。

0026

続いて、振動子ユニットVUと予め製造された制御IC106とを準備し、複数のチャネル毎に、振動子2とチャネル制御ユニット110とを配線することで振動子モジュールUMを組み立てる(ステップS402)。次いで、振動子モジュールUMとケーブルを接続し、超音波プローブPBを組み立てる(ステップS403)。さらに、検査装置は、詳細は後述するが、テスト用の送信信号を用いて当該超音波プローブPBのテストを行うことで、図23に示した設定情報121を定める(ステップS404)。

0027

このようなフローにおいて、例えば、振動子ユニットVUを作製する際(ステップS401)や、超音波モジュールUMを組み立てる際(ステップS402)に、隣接するチャネル間で短絡故障が生じる可能性がある、特に、10000チャネルを超えるような2Dプローブでは、各チャネルが高密度に多数配置されるため、短絡故障が生じる可能性がより高くなる。

0028

一方、例えば、一部のチャネル(例えば数%程度)に短絡故障が生じたとしても、実質的に、短絡故障が無い場合と変わらないレベル診断画像を取得することができる。ただし、短絡故障が生じると、発熱等によって、この故障箇所を起点として広範囲故障が拡大する恐れがある。また、消費電力の増大や、電源ドロップといった問題も生じ得る。このため、通常、短絡故障が生じた超音波プローブPBは、不良品とみなされる。この際には、ステップ403の組み立て工程を経たのちに不良品とみなされるため、コスト的な損失が大きくなる。そこで、以下に述べる実施の形態の方式を用いることが有益となる。

0029

《超音波プローブの構成およびテスト方式》
図1は、本発明の実施の形態1による超音波プローブにおいて、主要部の構成例およびテスト方式の一例を示す概略図である。超音波プローブは、複数のチャネル(ここでは説明の簡素化のために3チャネルCH1〜CH3)を備え、各チャネルは、振動子2と、送信回路ユニット8とを備える。送信回路ユニット8は、図23に示した送信回路1および制御回路9を備え、入力された送信信号TXに応じて出力を変化させ、当該出力で振動子2を駆動することで振動子2に超音波を出力させる。

0030

制御回路9は、超音波診断装置本体101(図22参照)からの指示に応じて、“H”レベルや“L”レベルの送信信号TXを送信回路1へ伝送する。送信回路1は、プリドライバ3と、ドライバ4を備える。超音波プローブの送信回路1の回路方式として、一般的に、“H”/“L”の離散値を出力するパルス回路方式や、正弦波のような連続波を出力するリニア回路方式などが知られている。ここでは、パルス回路方式を用いる場合を例とするが、他の回路方式であってもよい。

0031

プリドライバ3は、制御回路9を介して入力された送信信号TXに応じてドライバ4を駆動することでドライバ4の出力を変化させる。例えば、送信信号TXが“H”レベルの場合には、ドライバ4の出力も“H”レベルとなり、送信信号TXが“L”レベルの場合には、ドライバ4の出力も“L”レベルとなる。ドライバ4は、当該変化した出力で振動子2を駆動することで振動子2に超音波を出力させる。なお、送信信号TX(およびドライバ4の出力)は、“H”レベル/“L”レベルの2値に限らず、“H”レベル(正電圧レベル)/0Vレベル/“L”レベル(負電圧レベル)の3値であってもよい。

0032

ここで、各チャネルCH1〜CH3のドライバ4は、共通電源である正極高電圧電源5および負極高電圧電源7に接続される。共通電源(この例では正極高電圧電源5)とドライバ4の間には、電源電流を計測する電流計6が接続される。超音波プローブPBのテストの際、共通電源および電流計6は、超音波診断装置本体101の電源回路104(図22参照)に搭載されるか、または、検査装置に搭載される。

0033

すなわち、実施の形態では、超音波プローブPBの出荷後には、超音波診断装置本体101の自己診断部103(図22参照)を用いて、ケーブル105を介して超音波プローブPBのテストを行うことができる。例えば、前述した超音波プローブPBの短絡故障は、出荷後に生じる、または顕在化する場合がある。その際にも超音波プローブPBを継続使用できるように、自己診断部103が設けられる。この場合、共通電源および電流計6は、超音波診断装置本体101の電源回路104(図22参照)に搭載される。一方、超音波プローブPBの出荷前には、図24のステップS404に示したように、検査装置を用いて超音波プローブPBのテストが行われる。この場合、共通電源および電流計6は、検査装置に搭載される。

0034

ここで、図1の例では、チャネルCH2とチャネルCH3の間に短絡故障が生じている。この場合、テスト用の送信信号TXを用いて、例えば、チャネルCH2のドライバ4の出力を“H”レベルに定め、チャネルCH3の出力を“L”レベルに定める。その結果、各ドライバ4の出力間に電位差が発生するため、短絡抵抗10を介して、チャネルCH2からチャネルCH3へ電流が流れる。この電流を電流計6で検出することで、隣接するチャネル間の短絡故障を検出可能となる。

0035

一方、制御回路9は、送信信号TXに応じて対応する送信回路1の出力を変化させるか否か(出力変化有/無)を選択する動作可否情報を保持する。制御回路9は、停止信号STPが入力された場合に出力変化無の動作可否情報を保持する。これにより、図1の例では、短絡故障が存在するチャネル(短絡チャネルと呼ぶ)CH2,CH3の制御回路9に停止信号STPを入力することで、短絡チャネルCH2,CH3の実動作を止めることができる。その結果、短絡故障が生じた超音波プローブPBを良品として取り扱うことが可能になる。

0036

なお、出力変化無の動作可否情報を保持する制御回路9は、例えば、対応する送信回路1の出力を0Vレベル等に固定する。ただし、特にこれに限定されず、例えば、短絡チャネルの送信回路1の出力が共に“H”レベルまたは共に“L”レベルに固定されるといったように、制御回路9は、短絡チャネルの送信回路1の出力間に電位差を生じさせないような制御を行えばよい。また、場合によっては、制御回路9は、短絡チャネルの送信回路1の出力をハイインピーダンスに制御してもよい。

0037

図2は、図1において、各チャネルへの送信信号と電流計の電流変化の一例を表すシーケンス図である。図2に示されるように、短絡チャネルの出力論理反転したときに短絡電流Ishortが発生する。ここでは、簡略化のため、チャネルCH2を“H”レベル、チャネルCH3を“L”レベルとした場合が示されるが、チャネルCH2を“L”レベル、チャネルCH3を“H”レベルとした場合も同様である。すなわち、短絡チャネル間に電位差が発生するような制御を行えば短絡故障を検出可能である。例えば、3値出力のパルス送信回路では、短絡チャネル間に電位差が発生するように送信信号TXの論理レベルを定めればよく、リニア送信回路では、短絡チャネル間に電位差が発生するように送信信号の電圧レベルを調整すればよい。

0038

また、短絡電流Ishortを検出することで、短絡故障の有無に加えて、短絡抵抗値を算出することが可能である。具体的には、送信回路1の“H”レベルの出力電圧を“VOH”とし、“L”レベルの出力電圧を“VOL”とすると、図1の短絡抵抗10の抵抗値Rshortは式(1)で表すことができる。

0039

Rshort=Ishort/(VOH−VOL) …(1)
このように、短絡抵抗10の抵抗値Rshortを算出することで、短絡状態識別が可能となる。例えば、金属同士が短絡している場合は非常に小さい抵抗値となり、絶縁抵抗が低下している場合などは比較的大きい抵抗値となる。これにより、例えば、信頼性や放熱などに対して問題となる抵抗閾値を予め定め、この抵抗閾値と式(1)の抵抗値Rshortとの比較に基づいて、チャネルを停止すべきか否かを判断することができる。

0040

なお、図1の例では、電流計6を正極高電圧電源5に接続し、観測チャネルを“H”レベル、短絡対象のチャネルを“L”レベルにして検出を行ったが、例えば、電流計6を負極高電圧電源7に接続し、観測チャネルを“L”レベル、短絡対象のチャネルを“H”レベルにして検出を行ってもよい。また、3値出力の場合は、短絡チャネルの送信回路1の出力間を“H”レベル/0Vレベルや、“L”レベル/0Vレベルに定めてもよい。

0041

図3(a)および図3(b)は、複数のチャネルの配置構成例およびそのテストパターンの一例を示す模式図である。図4は、図3(a)に対応する超音波プローブの主要部の構成例を示す概略図である。図5は、図3(b)および図4における各チャネルへの送信信号と電流計の電流変化の一例を表すシーケンス図である。図3(a)では、説明の簡素化のため、9個のチャネルCH1〜CH9が3行3列に配置される。チャネルCH1〜CH9のそれぞれは、図4に示されるように、図1の場合と同様の振動子2および送信回路ユニット8を備える。また、図4では、図1の場合と同様に、正極高電圧電源5に電流計6が接続される。

0042

ここで、例えば、チャネルCH5を観測チャネルとする場合を想定する。この場合、図4に示す各チャネルへのテスト用の送信信号TXを用いて、例えば、図3(b)に示すようなテストパターンが定められる。図3(b)では、観測チャネルCH5の送信回路1の出力レベルは“H”レベルに定められ、当該観測チャネルに隣接して配置される8個のチャネル(隣接チャネル)CH1〜CH4,CH6〜CH9の送信回路1の出力レベルは全て“L”レベルに定められる。

0043

これにより、観測チャネルCH5と隣接チャネルCH1〜CH4,CH6〜CH9との間の短絡故障を検出することができ、観測チャネルCH5に短絡故障が生じているか否かを判別することが可能になる。観測チャネルと隣接チャネルとの間で短絡故障が生じている場合、図5に示されるように、観測チャネルCH5の送信信号TXのみが“H”レベルの場合に短絡電流Ishortが流れ、観測チャネルCH5の送信信号TXが隣接チャネルCH1〜CH4,CH6〜CH9と同じ“L”レベルの場合には短絡電流Ishortは流れない。

0044

図6は、図3(b)のテストパターンを用いた超音波プローブのテスト方法の一例を示す模式図であり、図7は、図24のテスト工程(ステップS404)で図6のテスト方法を実現する際の処理内容の一例を示すフロー図である。図6では、各チャネルが8(A〜H)行10(1〜10)列に配置された場合を例とする。図7において、検査装置は、概略的には、テスト用の送信信号TXを用いて、複数のチャネルの送信回路ユニット8の出力レベルをそれぞれ変えながら、共通電源に流れる電源電流の変化を検出することで短絡故障が生じているチャネル(すなわち、停止信号STPを入力すべきチャネル)を特定する。言い換えれば、検査装置は、図23のメモリ120が保持する設定情報121(複数のチャネル毎の動作可否情報)を定める。

0045

図7において、具体的には、検査装置は、まず、観測チャネルを選択したのち(ステップS101)、テスト用の送信信号TXを用いて、観測チャネルの出力レベルを“H”レベルに、隣接チャネルを含むその他のチャネルの出力レベルを全て“L”レベルに設定する(ステップS102)。これにより、観測チャネルと隣接チャネルとの間で送信回路1の出力レベルに電位差を生じさせた状態が構築される。この状態で、検査装置は、電流計6を用いて共通電源の電源電流を測定し(ステップS103)、その測定結果を保存する(ステップS104)。

0046

続いて、検査装置は、未測定の観測チャネルの有無を判定し(ステップS105)、未測定の観測チャネルがある場合には、それが選択されるように観測チャネルを変更してステップS102の処理に戻る(ステップS106)。そして、検査装置は、未測定の観測チャネルが無くなるまでステップS102〜S104の処理を繰り返す(ステップS105,S106)。図6の例では、観測チャネルは、A行1列→B行1列→…→H行1列→A行2列→B行2列→……→H行10列の順に移動する。なお、ここでは、超音波プローブPBの製造工程の段階を例として、検査装置が図7のフローを実行したが、超音波プローブPBを超音波診断装置本体101に接続したのちの段階では、超音波診断装置本体101の自己診断部103が図7のフローを実行する。

0047

図8は、図6および図7に基づく電源電流の測定結果の一例を表すシーケンス図であり、図9は、図8の測定結果をマッピングした図である。例えば、図6において、C行2列(C2)のチャネルと、D行3列(D3)のチャネルとが短絡し、E行7列(E7)のチャネルと、E行8列(E8)のチャネルとが短絡した場合を想定する。この場合、図8に示されるように、当該チャネルを観測チャネルとした場合に、電流計6によって測定される電源電流が予め定めた電流閾値Ithを上回る。

0048

当該電流閾値Ithは、例えば、予め定めた短絡抵抗閾値を式(1)に基づき電流に換算すること等で定めることができる。検査装置は、測定した電源電流と電流閾値Ithとを観測チャネル毎に比較し、電流閾値Ithを上回る観測チャネル(この例では、C2,D3,E7,E8)を短絡チャネルに定め、図9に示されるように、当該短絡チャネルを2次元状にマッピングする。その結果、検査装置(またはそのユーザ)は、符号20に示されるように、互いに隣接するチャネルで短絡が生じていることを認識することができる。

0049

《制御回路の詳細》
図10は、図1における制御回路の構成例を示す概略図である。図8および図9のようにして短絡チャネルが特定されると、当該短絡チャネルの動作を止めることで、当該短絡チャネルを含んだ超音波プローブPBを良品とみなすことができる。この際に、より厳密には、検査装置は、例えば、短絡チャネルの数が全チャネル数に対して所定の比率(例えば数%等)以下であるか否かや、予め定めた領域毎に短絡チャネルの発生密度が所定の密度以下であるか否か等を判定する。検査装置は、短絡チャネルの数が所定の比率以下である場合や、短絡チャネルの発生密度が所定の密度以下である場合には良品とみなし、そうでない場合には不良品とみなす。以下、良品とみなされた超音波プローブPBに対して、短絡チャネルの動作を止める方法について説明する。

0050

図10に示す制御回路9は、停止信号保持回路30と、動作判定回路31とを有する。停止信号保持回路30は、予め停止信号STPが入力された場合に当該停止信号STP(言い換えれば動作可否情報)を保持する。また、停止信号保持回路30は、保持している停止信号STPをイネーブル信号ENに応じて動作判定回路31へ出力する。イネーブル信号ENは、全ての短絡チャネルに対する停止信号STPの入力が完了した段階で発行される。動作判定回路31は、停止信号保持回路30からの出力(すなわち停止信号STPの保持有無)に基づき、送信信号TXに応じて出力を変化させるか否かを選択する。

0051

図11は、図10の制御回路の詳細な構成例を示す回路図である。図12は、図11の制御回路の動作例を示すシーケンス図である。図11に示されるように、停止信号保持回路30には、停止信号STPとして、行選択信号X_ON[n]、列選択信号Y_ON[m]および送信オン信号TX_ONが入力される。行選択信号X_ON[n]および列選択信号Y_ON[m]は、それぞれ、図23の行周辺回路115および列周辺回路116から入力される。送信オン信号TX_ONは、全チャネルに対して共通に入力される。

0052

停止信号STPを入力すべきチャネルは、行選択信号X_ON[n]および列選択信号Y_ON[m]によって決定される。すなわち、n本の行選択信号の中の1本と、m本の列選択信号の中の1本とを“H”レベルに定めることで、対応する1個のチャネルが選択される。ここで、選択されたチャネルでは、アンド演算回路41を介してフリップフロップ43のデータ入力(D)に“H”レベルが入力される。

0053

列選択信号Y_ON[m]は、別のアンド演算回路42に入力され、アンド演算回路42には、さらに、送信オン信号TX_ONの反転信号が入力される。アンド演算回路42の出力は、送信オン信号TX_ONが“H”レベルの場合には“L”レベルになり、“L”レベルの場合には“H”レベルになる。したがって、送信オン信号TX_ONを“H”レベルから“L”レベルに変化させると、アンド演算回路42の出力は“L”レベルから“H”レベルに遷移し、それがフリップフロップ43のクロック入力CK)となる。フリップフロップ43は、クロック入力(CK)の立ち上がりエッジでデータ入力(D)を保持し、出力(Q)へ伝達する。

0054

実際に、短絡チャネルの停止信号保持回路30に停止信号STPを保持させる際には、図12に示されるように、まず、1本の列選択信号Y_ON[m]を“H”レベルに制御することで、当該列選択信号Y_ON[m]に対応するn個のチャネルが選択される。更に、単数または複数の行選択信号X_ON[n]を“H”レベルに制御することで、当該n個のチャネルの中から短絡チャネルに対応する単数または複数のチャネルが選択される。そして、この選択期間の中で送信オン信号TX_ONを“H”レベルから“L”レベルに変化させることで、短絡チャネルのフリップフロップ43の出力(Q)が“H”レベルに定められる。

0055

この際に、当該列選択信号Y_ON[m]に対応するn個のチャネルの中の非短絡チャネルでは、行選択信号X_ON[n]が“L”レベルであるため、フリップフロップ43の出力(Q)は“L”レベルに定められる。また、当該列選択信号Y_ON[m]とは別の列選択信号に対応する“(n−1)×m”個のチャネルでは、列選択信号Y_ON[m]が“L”レベルであるためフリップフロップ43に対するクロック入力(CK)が行われない。したがって、このような処理を、短絡チャネルの存在箇所に対応する列選択信号Y_ON[m]を順次“H”レベルにしながら行うことで、短絡チャネルのみに停止信号STPを保持させることができる。

0056

図11において、アンド演算回路44は、フリップフロップ43の出力を、イネーブル信号ENが“H”レベルとなった際に、動作判定回路31へ出力する。動作判定回路31は、例えばアンド演算回路であり、アンド演算回路44の出力が“H”レベルの場合には、送信信号TXに関わらず、“L”レベルを出力し、アンド演算回路44の出力が“L”レベルの場合には、送信信号TXを出力する。これにより、停止信号保持回路30が停止信号STPを保持する場合(すなわち、アンド演算回路44の出力が“H”レベルの場合)には、制御回路9の出力は“L”レベルに固定され、チャネルの動作を停止させることが可能になる。

0057

《超音波診断装置の運用例》
図11および図12で述べた処理を含めた超音波診断装置の実際の運用例について説明する。まず、図24のテスト工程(ステップS404)において、検査装置は、図7のフローによって短絡チャネルを特定し、当該短絡チャネルの情報(すなわち図23の設定情報121)を図23のメモリ120に書き込む。超音波診断装置本体101は、例えば、超音波プローブPBが接続された際に超音波プローブPBに電源を供給し、その後、超音波プローブPBのメモリ120から設定情報121を読み出す。

0058

ここで、短絡チャネルの情報(すなわち図23の設定情報121)を図23のメモリ120に書き込む際には、例えば、次のような方法を用いてもよい。すなわち、短絡チャネルの情報を図示しない超音波プローブPB内に配置された不揮発性メモリに書き込み、実使用時に、超音波診断装置本体101が当該短絡チャネル情報を読み出し、超音波プローブPBのメモリ120に当該短絡チャネルの情報を書き込んでもよい。

0059

そして、超音波診断装置本体101は、メモリ120から読み出した設定情報121に基づいて、停止信号STPの入力対象となるチャネルに停止信号STPを入力するための指示を超音波プローブPBへ発行する。具体的には、超音波診断装置本体101は、例えば、停止信号STPの入力対象となるチャネルを特定するアドレス信号と、送信オン信号TX_ONと、イネーブル信号ENとを超音波プローブPBへ出力する。

0060

送信オン信号TX_ONおよびイネーブル信号ENは、全チャネルの制御回路9に向けて共通に伝送される。一方、アドレス信号は、図23の行周辺回路115および列周辺回路116に入力される。これを受けて、行周辺回路115および列周辺回路116は、当該アドレス信号に対応する行選択信号X_ON[n]および列選択信号Y_ON[m]をそれぞれ“H”レベルにアサートする。これによって、図12のようなシーケンスが実行される。超音波診断装置本体101は、停止信号STPの入力が全て完了したのち、イネーブル信号ENを出力する。

0061

また、図22の自己診断部103を用いる場合、当該自己診断部103は、例えば、超音波診断装置100の起動時や、または、ユーザによって指示された場合等に、予めプログラム上で実装された図7のフローを実行する。そして、自己診断部103は、図7のフローによって停止信号STPの入力対象となるチャネルを特定した場合、当該特定したチャネルに停止信号STPを入力するための指示を超音波プローブPBへ発行する。

0062

ここで、短絡チャネルに停止信号STPを入力するため、例えば、図22の制御IC106内部にチャネル数分の配線を設ける方式が考えられる。しかし、特に、チャネル数が多大となる2Dプローブ等では、このような配線を設けることは困難である。そこで、図11の例では、このような配線の増加を抑制するため、行選択信号X_ON[n]および列選択信号Y_ON[m]が用いられる。行選択信号X_ON[n]および列選択信号Y_ON[m]の配線(例えばアドレス配線等)は、通常動作時に各チャネルを制御するために元々設けられている。したがって、制御IC106内には、実質的に、送信オン信号TX_ONとイネーブル信号ENとに対応する2本の配線を追加すればよい。

0063

《実施の形態1の主要な効果》
以上、実施の形態1の方式を用いることで、短絡チャネルが発生しても、そのチャネルを検出して動作を止めることで、本来不良品となる超音波プローブPBを良品とみなすことができるため、製品不良率を低減することが可能になる。また、超音波診断装置本体101に自己診断部103を設けることで、経時劣化等に伴う超音波プローブPBの製品不良を救済することも可能になる。なお、ここでは、2Dプローブへの適用例を示したが、勿論、1Dプローブ等に適用することも可能である。

0064

(実施の形態2)
《超音波プローブのテスト方式》
前述した実施の形態1では短絡チャネルのマッピングから隣接するチャネル間の短絡故障を検知する方法について述べたが、実施の形態2では短絡故障を直接検出する方法について述べる。図13は、本発明の実施の形態2による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図13では、チャネルCH1〜CH9が3行3列に配列され、その中のチャネルCH5が観測チャネルである場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。

0065

“Step0”において、検査装置は、観測チャネルCH5を“H”レベルに、その他の隣接チャネルCH1〜CH4,CH6〜CH9を“L”レベルに制御する。この場合、観測チャネルを基準として隣接チャネルとの間に短絡故障が生じていると、実施の形態1で述べたように短絡電流が流れる。この状態から、検査装置は、隣接チャネルを一つずつ“L”レベルから“H”レベルに変更する。例えば、“Step1”では、チャネルCH8が“H”レベルに、“Step2”では、加えて、チャネルCH9が“H”レベルに変更される。“H”レベルに変更したチャネルが短絡チャネルの場合、観測チャネルの論理と等しくなるため短絡電流が流れなくなる。このため、観測チャネルと、どの隣接チャネルとの間で短絡故障が生じているかを直接的に検出することが可能となる。

0066

図14は、図13のテスト方法を用いた場合の電流計の電流変化の一例を表すシーケンス図である。ケース1として、観測チャネルCH5が隣接チャネルCH9と短絡している場合を考える。“Step0”において、観測チャネルCH5が“H”レベル、隣接チャネルCH1〜CH4,CH6〜CH9が“L”レベルの場合、短絡電流が流れる。その後、“Step2”において、隣接チャネルCH9を“L”レベルから“H”レベルに変更した段階で、観測チャネルCH5と隣接チャネルCH9の論理が等しくなるため、短絡電流が流れなくなる。その結果、この隣接チャネルCH9を短絡チャネルとして検出することができる。

0067

ケース2として、観測チャネルCH5が隣接チャネルCH7と短絡している場合を考える。ケース1と同様にして、“Step8”で隣接チャネルCH7を“L”レベルから“H”レベルに変更した段階で、観測チャネルCH5と隣接チャネルCH7の論理が等しくなるため、短絡電流が流れなくなる。その結果、この隣接チャネルCH7を短絡チャネルとして検出することができる。

0068

ケース3として、観測チャネルCH5が隣接チャネルCH7,CH9の2箇所と短絡している場合を考える。この場合、“Step2”において、短絡電流は、ゼロではなく短絡抵抗の比率によって定まる中間レベルとなる。そして、“Step8”において、短絡電流はゼロとなる。このように、短絡電流がゼロとなるまで隣接チャネルの論理を順次変更していき、その間の電源電流の変化を検出することで、観測チャネルを基準として短絡チャネルが複数存在する場合であっても、短絡チャネルを特定することが可能になる。

0069

図15は、図24のテスト工程(ステップS404)で図13のテスト方法を実現する際の処理内容の一例を示すフロー図である。図15の短絡チャネル特定処理において、検査装置は、まず、観測チャネルの送信回路1の出力レベルを“H”レベルに定め、その他のチャネルの送信回路1の出力レベルを“L”レベルに定める(ステップS201)。続いて、検査装置は、電流計6を用いて電源電流を測定する(ステップS202)。

0070

次いで、検査装置は、隣接チャネルの1つを選択し、その送信回路1の出力レベルを“L”レベルから“H”レベルに変更し(ステップS203)、電源電流を測定する(ステップS204)。その後、検査装置は、隣接チャネルが無くなるまでステップS203,S204の処理を繰り返す(ステップS205)。なお、ここでは、隣接チャネルを“L”レベルから“H”レベルに変更する順番反時計回りとしたが、勿論これに限らず、その他の順番であってもよい。また、このようにして特定された短絡チャネルに関しては、実施の形態1に示した方式を用いて動作停止の処理が行われる。

0071

《実施の形態2の主要な効果》
以上のように、実施の形態2の方式では、検査装置(または自己診断部103)が、観測チャネルを基準として、観測チャネルとの間に電位差を生じさせる隣接チャネルを一つずつ変更しながら、観測チャネルとの間で短絡故障が生じている隣接チャネルを探索する。これにより、実施の形態1の場合と同様の各種効果が得られることに加えて、マッピングを行うことなく観測チャネルと隣接チャネルとの間の短絡故障を検出することが可能になる。すなわち、例えば、隣接するチャネル間の短絡故障とは別の要因で電源電流が電流閾値を上回る可能性がある。この場合、当該超音波プローブPBを良品とみなせない場合がある。実施の形態2の方式を用いると、その切り分けを直接行うことができる。

0072

(実施の形態3)
《超音波プローブのテスト方式》
実施の形態1では観測チャネルを個々に移動して短絡チャネルの検出を行ったが、これとは別のテスト方法について述べる。図16は、本発明の実施の形態3による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図16では、8(A〜H)行10(1〜10)列のチャネルに対してテストを行う場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。

0073

“Step1”において、検査装置は、同一列に配置される8個(A〜H行)のチャネルを観測チャネルとして、その送信回路1の出力レベルを“H”レベルに制御し、その他のチャネルの出力レベルを全て“L”レベルに制御した状態で電源電流を測定する。そして、検査装置は、当該観測チャネル(すなわち同一列に配置される8個のチャネル)を単位として、観測チャネルを1列ずつ移動しながら各チャネルの出力レベルを同様にして制御し、その都度、電源電流を測定する。

0074

列が最終列(10列)に達すると、“Step2”において、検査装置は、同一行に配置される10個(1〜10列)のチャネルを観測チャネルとして、その送信回路1の出力レベルを“H”レベルに制御し、その他のチャネルの出力レベルを全て“L”レベルに制御した状態で電源電流を測定する。そして、検査装置は、当該観測チャネル(すなわち同一行に配置される10個のチャネル)を単位として、観測チャネルを1行ずつ移動しながら各チャネルの出力レベルを同様にして制御し、その都度、電源電流を測定する。

0075

ここで、短絡チャネルが存在しない場合を想定する。この場合、実施の形態1のように観測チャネルを1チャネルずつ移動する際には、電源電流の測定を“8×10”回行う必要がある。一方、実施の形態3のように、観測チャネルを列単位および行単位で移動する際には、電源電流の測定を“10+8”回行えばよい。その結果、テスト時間を短縮することが可能になる。

0076

図17は、図16において、短絡チャネルが存在する場合のテスト方法の一例を示す模式図である。図17では、F行3列(F3)のチャネルと、F行4列(F4)のチャネルとが短絡チャネルである場合を例とする。“Step1”において、観測チャネルを1列目から順に列単位で移動しながら電源電流の測定を行うと、観測チャネルが3列目の場合(すなわち3列目の各チャネルが“H”レベル、その他の各チャネルが“L”レベルの場合)に短絡電流が流れる。これにより、3列目に短絡チャネルが存在することが判明する。

0077

この場合、“Step1−2”に示すように、検査装置は、3列目に存在する8個(A〜H行)のチャネルを1個ずつ“H”レベルから“L”レベルに変更しながら電流電流を測定する。この際には、F行目のチャネルを“L”レベルに変更すると短絡電流が流れなくなる。これにより、“F3”のチャネルが短絡チャネルであることが判明する。その後、“Step1−3”において、“F3”のチャネルを観測チャネルとして実施の形態2で述べた短絡チャネル特定処理を行えば、“F3”のチャネルと“F4”のチャネルとの間に短絡故障が生じていることが判明する。

0078

図18は、図24のテスト工程(ステップS404)で図16および図17のテスト方法を実現する際の処理内容の一例を示すフロー図である。図18において、検査装置は、まず、観測チャネルに定める列を選択する(ステップS301)。続いて、検査装置は、選択した観測チャネル列の送信回路1の出力レベルを“H”レベルに、その他のチャネルの出力レベルを“L”レベルに設定し(ステップS302)、この状態で電流計6を用いて電源電流を測定する(ステップS303)。

0079

次いで、検査装置は、電源電流の測定結果に基づき短絡故障の有無を判定する(ステップS304)。検査装置は、短絡故障が無い場合には、ステップS310へ移行し、短絡故障が有る場合には、ステップS305へ移行する。検査装置は、ステップS305において、短絡故障を検出した対象列のn行目を“L”レベルに変更し、その状態で、ステップS306において、電流電流を測定する。ここで、電流電流の測定結果に変化が無かった場合、検査装置は、“L”レベルに変更する行(n)を追加しながら(ステップS308)、ステップS305,S306の処理を繰り返す(ステップS307)。

0080

一方、ステップS307で電流電流の測定結果に変化が有った場合、検査装置は、対象列のn行目を観測チャネルとして、図15に示した短絡チャネル特定処理を実行する(ステップS309)。その後、ステップS310において、検査装置は、未測定の列の有無を判定し、未測定の列が有る場合には、列を移動しながら(ステップS311)、ステップS301〜S309の処理を繰り返し実行する。一方、ステップS310において未測定の列が無い場合、検査装置は、列の代わりに行を観測チャネルとして、ステップS301〜S310の場合と同様の処理を行う(ステップS401〜S410)。

0081

なお、ここでは、列単位でのテストを先に行ったが、勿論、行単位でのテストを先に行ってもよい。また、ステップS309,S409における短絡チャネル特定処理の具体的な方法も、図15の方法に限らず他の方法を用いてもよい。また、このようにして特定された短絡チャネルに関しては、実施の形態1に示した方式を用いて動作停止の処理が行われる。

0082

《実施の形態3の主要な効果》
以上、実施の形態3の方式を用いることで、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、テスト時間を短縮することが可能になる。

0083

(実施の形態4)
《超音波プローブのテスト方式》
図19は、本発明の実施の形態4による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図19では、8(A〜H)行10(1〜10)列のチャネルに対してテストを行う場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。図19に示されるように、検査装置は、送信回路1の出力レベルを、千鳥格子状に配置される複数のチャネルを単位として制御しながら電源電流を測定する。

0084

具体的には、検査装置は、行方向と列方向に隣接する4個のチャネルを1個のユニットUTとして全チャネルをユニットUTに区切る。そして、検査装置は、“Step1”に示すように、ユニットUT内における特定の1個のチャネルの出力レベルを“H”レベルに、その他のチャネルを全て“L”レベルに制御することで、チャネル全体に千鳥格子状のテストパターンを設定した状態で電流電流を測定する。その後、検査装置は、“Step2”〜“Step4”において、ユニットUT内における特定の1個のチャネルを時計回りに変更しながら電流電流を測定する。これにより、短絡チャネルが存在しない場合には、電流電流の測定を4回行うことでテストを完了することが可能になる。

0085

図20は、図19において、短絡チャネルが存在する場合のテスト方法の一例を示す模式図である。図20の例では、D行3列目(D3)のチャネルとE行2列目(E2)のチャネルとの間に短絡故障が生じている。この場合、図19に示した“Step2”の段階で、“D3”のチャネルが“H”レベルに、“E2”のチャネルが“L”レベルに設定されるため、短絡電流が流れる。

0086

この場合、図20の“Step2−1”に示されるように、検査装置は、チャネル全体の中の1個のユニットUTのみに“Step2”の論理レベルを設定した状態で電源電流を測定する。そして、検査装置は、この1個のユニットUTを列方向(または行方向)に順次移動しながら電流電流を測定する。その結果、検査装置は、“D3”のチャネルを含むユニットUTで電流電流を測定した際に短絡電流を検出するため、“D3”のチャネルを短絡チャネルとして特定することができる。

0087

その後、検査装置は、“Step2−2”に示されるように、当該“D3”のチャネルを観測チャネルとして、図15の短絡チャネル特定処理を実行することで、“E2”のチャネルをもう一つの短絡チャネルとして特定することができる。このようにして特定された短絡チャネルに関しては、実施の形態1に示した方式を用いて動作停止の処理が行われる。

0088

《実施の形態4の主要な効果》
以上、実施の形態4の方式を用いることで、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、テスト時間を短縮することが可能になる。

0089

(実施の形態5)
《超音波プローブのテスト方式》
図21は、本発明の実施の形態5による超音波プローブにおいて、テスト方法の一例を示す模式図である。図21では、8(A〜H)行10(1〜10)列のチャネルに対してテストを行う場合を例とする。また、当該テスト方法は、実施の形態1の場合と同様に、検査装置または自己診断部103によって実行されるが、ここでは、検査装置が実行する場合を例とする。

0090

図21に示されるように、検査装置は、“Step1−1”において、奇数列に位置する各チャネルの出力レベルを“H”レベルに、偶数列に位置する各チャネルの出力レベルを“L”レベルに設定した状態で電流電流を測定する。続いて、検査装置は、“Step1−2”において、偶数列に位置する各チャネルの出力レベルを“H”レベルに、奇数列に位置する各チャネルの出力レベルを“L”レベルに設定した状態で電流電流を測定する。

0091

また、検査装置は、“Step2−1”において、奇数行に位置する各チャネルの出力レベルを“H”レベルに、偶数行に位置する各チャネルの出力レベルを“L”レベルに設定した状態で電流電流を測定する。続いて、検査装置は、“Step2−2”において、偶数行に位置する各チャネルの出力レベルを“H”レベルに、奇数行に位置する各チャネルの出力レベルを“L”レベルに設定した状態で電流電流を測定する。

0092

これにより、短絡チャネルが存在しない場合には、電流電流の測定を4回行うことでテストを完了することが可能になる。ここで、短絡電流が検出された場合には、例えば、図17の場合と同様の方式を用いて短絡チャネルを特定することが可能である。この際には、奇数列(奇数行)か偶数列(偶数行)の一方を対象として、短絡チャネルを特定すればよい。このようにして特定された短絡チャネルに関しては、実施の形態1に示した方式を用いて動作停止の処理が行われる。

0093

《実施の形態5の主要な効果》
以上、実施の形態5の方式を用いることで、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、テスト時間を短縮することが可能になる。

0094

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

0095

例えば、ここでは、超音波診断装置本体101が超音波プローブPBのメモリ120から設定情報121を読み出し、それに基づいて、停止信号STPの入力対象となるチャネルに停止信号STPを入力するための指示を超音波プローブPBへ発行した。ただし、場合によっては、超音波プローブPB自身がメモリ120から設定情報121を読み出し、それに基づいて自身の送信回路1へ停止信号STPを入力するように構成することも可能である。

0096

1送信回路
2振動子
5 正極高電圧電源
6電流計
7 負極高電圧電源
8送信回路ユニット
9制御回路
30停止信号保持回路
101超音波診断装置本体
103自己診断部
105ケーブル
106 制御IC
120メモリ
121設定情報
CHチャネル
LN配線
PB超音波プローブ
STP停止信号
TX送信信号
VU振動子ユニット

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