放大电路及超声波探头的制作方法

本发明涉及一种放大电路及超声波探头。

背景技术：

在专利文献1中公开了一种电气波形生成电路，其具有浮动源驱动控制电路、与浮动源驱动控制电路耦合的一对开关控制电路、与开关控制电路耦合的多个互补型的P型以及N型MOSFET、与互补型的P型以及N型MOSFET耦合的转换器，浮动源驱动控制电路具有频率预分频部、与频率预分频部耦合的控制逻辑器、与频率预分频部耦合的波形存储器、与波形存储器和频率预分频部耦合的地址发生器、与波形存储器耦合的一对数字模拟转换器，一个数字模拟转换器与开关电流控制电路相耦合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第8198922号

技术实现要素：

发明所要解决的课题

超声波诊断装置的超声波探头的分辨率取决于各种要素，作为其中之一，取决于用于驱动振子的放大电路的尺寸，其中，该振子发出超声波。为了获得高分辨率，关于放大电路的尺寸，要求收纳在预定的尺寸内。在专利文献1的电路中，电路尺寸大，无法得到超声波探头的期望的分辨率。另外，需要在实现电路小型化的同时还实现消耗功率的降低。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够通过小的电路尺寸来放大信号以及能够谋求消耗功率降低的技术。

解决课题的手段

本申请包含多个用于解决上述课题中的至少一部分课题的手段，其例子如下所示。为了解决上述课题，本发明的放大电路具有：第一电流源部，其基于第一设定信号来使输出的电流变化；第二电流源部，其基于第二设定信号来使引入的电流变化；第一振幅控制部，其基于第三设定信号来使向所述第一电流源部供给的电源电压变化，从而使通过从所述第一电流源部输出的电流而产生的电压的振幅变化；第二振幅控制部，其基于第四设定信号来使向所述第二电流源部供给的电源电压变化，从而使通过所述第二电流源部引入的电流而产生的电压的振幅变化；缓冲部，其与从所述第一电流源部输出的电流以及从所述第二电流源部引入的电流对应地来驱动负载。

发明的效果

通过本发明，能够通过小的电路尺寸来放大信号。

通过以下实施方式的说明能够更加明确上述以外的课题、结构、以及效果。

附图说明

图1表示本发明的第一实施方式的超声波诊断装置。

图2说明图1的2D阵列IC。

图3说明图2的发送电路的振幅可变以及过渡时间调整。

图4说明图2的发送电路的区块的例子。

图5说明图4的发送电路的电路例子。

图6表示图5的发送电路的时序图之一。

图7表示图5的发送电路的时序图之二。

图8表示图5的发送电路的振幅控制的仿真结果。

图9表示图5的发送电路的过渡时间控制的仿真结果。

图10表示第二实施方式的发送电路的区块的例子。

图11说明驱动信号的收敛。

图12表示图10的RZ电路的电路例子。

图13表示图12的RZ电路的时序图。

具体实施方式

超声波诊断装置与X射线CT(Computed Tomography计算机断层扫描)装置和MRI(Magnetic Resonance Imaging磁共振成像)装置一起，作为能够容易且实时地观察生物体内的装置而被广泛使用。并且，近年来，不仅是现有的图像诊断还用于穿刺观测、造影剂观测等治疗辅助，由此扩大了超声波诊断装置的用途，基于这个背景，在超声波诊断装置中谋求比目前更高的高画质。以下，对将本发明的放大电路用于超声波诊断装置的超声波探头的发送电路的例子进行说明。

[第一实施方式]

图1表示本发明的第一实施方式的超声波诊断装置。如图1所示，超声波诊断装置具有装置主体11、超声波探头12。

在装置主体11的框体内部例如具有：进行该超声波诊断装置的整体控制的CPU(Central Processor Unit中央处理单元)、存储了CPU执行的程序等的HDD(Hard Disk Drive硬盘驱动器)和暂时存储要进行处理的数据的RAM等存储装置、用于与外部装置进行通信的通信IF(IF：InterFace接口)装置。另外，在装置主体11的框体内部例如具有：各种电源电路、对来自超声波探头的信号进行图像处理的图像处理电路。另外，装置主体11例如具有：键盘和鼠标等输入装置、液晶显示装置等输出装置。输入装置例如也可以是在液晶显示装置上设置的触摸板。装置主体11是通过安装在底面上的脚轮等能够自由地在地面上移动的结构。

超声波探头12具有：2D(Dimension维度)阵列振子12a、2D阵列IC(Integrated Circuit集成电路)12b。2D阵列振子12a在超声波探头12的与人体接触一侧的面上，具有发出超声波的多个振子。2D阵列振子12a的多个振子被配置为二维(平面状)。

2D阵列IC12b具有多个与2D阵列振子12a相对的，用于对2D阵列振子12a的振子进行驱动的电路。2D阵列IC12b的多个电路被配置为二维。

将2D阵列IC12b的多个电路设置为与2D阵列振子12a的多个振子相对应。例如，2D阵列IC12b的一个电路与2D阵列振子12a的一个振子电气连接。

图2说明图1的2D阵列IC。在图2中表示了图1所示的2D阵列IC12b。如图2的下部所示，2D阵列IC12b具有多个子阵列21和周围电路22、23。

子阵列21与周围电路22、23例如被形成在一个IC基板上。在图2中，在IC基板上形成了40个(S00～S39)的子阵列21。另外，在图2中，在IC基板上形成了两个周围电路22、23。

周围电路22、23虽然未图示，但具有用于与装置主体11进行通信的IF电路。另外，周围电路22、23虽然未图示，但具有向多个子阵列21供给电源的通用低压电源电路、通用高压电源电路。另外，周围电路22、23虽然未图示，但是具有基于来自装置主体11的指示控制多个子阵列21的控制电路。

如图2的上部左侧所示，多个子阵列21分别具有多个元件电路31。在图2中表示了“S00”的子阵列21的元件电路31的例子。一个子阵列21具有64个(EL00～EL63)元件电路31。

2D阵列振子12a的多个振子根据高画质的要求而小型化，并增加其数量。与此相伴，元件电路31的数量例如达到约1万个。因此，减少元件电路31的尺寸以及消耗功率是重要的。此外，在图2中简化了图示，表示了40个(S00～S39)×64个(EL00～EL63)的元件电路31的例子。

如图2的上部右侧所示，多个元件电路31分别具有延迟控制电路32、发送电路33、接收电路34。在图2中表示了“EL14”的元件电路31的电路区块的例子。在图2中还表示了与元件电路31相连接的2D阵列振子12a的振子41。

相同行的元件电路31(例如：EL00～EL07等)与周围电路22、23所具有的上述未图示的通用低压电源电路以及通用高压电源电路相连接。例如，相同行的元件电路31与低压的正负一对的电源配线相连接。另外，相同行的元件电路31与高压的正负一对的电源配线相连接。以下，将低压的正侧电源配线称为电源VDD，将低压的负侧电源配线称为电源VSS。另外，将高压的正侧电源配线称为电源HVDD，将高压的负侧电源配线称为电源HVSS。

延迟控制电路32根据来自装置主体11的控制，对从发送电路33输出的用于驱动振子41的驱动信号的输出定时进行控制。例如，延迟控制电路32控制发送电路33输出的驱动信号的输出定时，从而将从2D阵列振子12a的多个振子输出的多个超声波的聚焦点(超声波重合的点)进行扫描。另外，延迟控制电路32例如控制接收电路34的接收定时，从而从2D阵列振子12a的多个振子接收的多个反射波中得到目标的恰当的图像。延迟控制电路32向装置主体11发送由接收电路34接收到的反射波的信号。由此，装置主体11能够对从延迟控制电路32接收到的信号进行图像处理，并在输出装置中显示目标的图像。

发送电路33基于从延迟控制电路32输出的信号来输出用于驱动振子41的驱动信号。发送电路33能够改变输出到振子41的驱动信号的振幅。另外，发送电路33能够调整输出到振子41的驱动信号的上升的过渡时间和下降的过渡时间。

接收电路34放大由振子41接收到的信号，并输出到延迟控制电路32。

图3说明图2的发送电路的振幅可变以及过渡时间调整。在图3中，表示了发送电路33向振子41输出的驱动信号的波形W1、W2。另外，在图3中表示了扩大波形W1后的波形W3。

发送电路33能够根据诊断的部位或映出的影像的种类来改变驱动信号的振幅。例如，装置主体11在显示装置中显示断层图像时，发送电路33向振子41输出波形W1所示的振幅的驱动信号。另外，例如装置主体11在显示装置中显示血流图像时，发送电路33向振子41输出振幅小于波形W1的振幅的波形W2的驱动信号。

当驱动信号的上升过渡时间与下降过渡时间不同时，在断层图像、血流图像中产生伪像(伪差)。因此，发送电路33能够进行调整，以使驱动信号的上升过渡时间与下降过渡时间相等。例如，发送电路33能够调整图3的箭头A1所示的驱动信号的下降过渡时间、箭头A2所示的驱动信号的上升过渡时间。发送电路33能够同样对波形W2调整过渡时间。

在这里，超声波探头的分辨率取决于各种要素，作为其中之一取决于振子41的尺寸。例如，振子41的尺寸越小，能够越密集地扫面目标，从而断层图像、血流图像的空间分辨率提高。因此，例如谋求一个振子41的尺寸为200～300μm²。

如上所述，元件电路31与振子41一对一地连接。因此，元件电路31的尺寸也谋求与振子41相同的尺寸。例如，谋求一个元件电路31的尺寸为200～300μm²。

发送电路33能够改变驱动信号的振幅。另外，发送电路33能够调整驱动信号的过渡时间。因此，一个元件电路31具有延迟控制电路32、发送电路33以及接收电路34，但是发送电路33占据了约一半的大小。因此，为了得到分辨率高的超声波探头，谋求减小发送电路33的尺寸以及降低消耗功率。

图4表示图2的发送电路的区块的例子。如图4所示，发送电路33具有可变电流源部51、电平转换部52、电流控制电流源部53和54、振幅控制部55和56、缓冲部57。

可变电流源部51与电源VDD、VSS相连接。向可变电流源部51输入了输入信号inp。从在图2中说明的延迟控制电路32输出该输入信号inp。输入信号inp例如为正的脉冲信号。当向可变电流源部51输入了输入信号inp时，从缓冲部57例如输出功率放大后的正的脉冲的驱动信号out。

向可变电流源部51输入了输入信号inn。从图2中说明的延迟控制电路32输出该输入信号inn。输入信号inn例如为正的脉冲信号。当向可变电流源部51输入了输入信号inn时，从缓冲部57例如输出功率放大后的负的脉冲的驱动信号out。

向可变电流源部51输入了过渡时间设定信号tp。过渡时间设定信号tp是用于调整从缓冲部57输出的驱动信号out的上升的过渡时间的信号。例如，根据过渡时间设定信号tp的电压的大小来调整驱动信号out的上升的过渡时间。

例如，从装置主体11输出过渡时间设定信号tp。例如，通过用户操作装置主体11的输入装置来改变过渡时间设定信号tp的大小。即，用户能够调整从缓冲部57输出的驱动信号out的上升的过渡时间。可变电流源部51例如在输入了正的脉冲的输入信号inp的期间，向电平转换部52输出与过渡时间设定信号tp的大小相对应的电流的信号ip。

向可变电流源部51输入过渡时间设定信号tn。过渡时间设定信号tn是用于调整从缓冲部57输出的驱动信号out的下降的过渡时间的信号。例如，根据过渡时间设定信号tn的电压大小来调整驱动信号out的下降的过渡时间。

例如，从装置主体11输出过渡时间设定信号tn。例如，通过用户操作装置主体11的输入装置来改变过渡时间设定信号tn的大小。即，用户能够调整从缓冲部57输出的驱动信号out的上升的过渡时间。可变电流源部51例如在输入了正的脉冲的输入信号inn时，向电平转换部52输出与过渡时间设定信号tn的大小相对应的电流的信号in。

电平转换部52与电源VDD、VSS相连接。电平转换部52把从可变电流源部51输出的信号ip电平转换至高压信号，向电流控制电流源部53输出信号Isp。另外，电平转换部52把从可变电流源部51输出的信号in电平转换至高压信号，向电流控制电流源部54输出信号Isn。

向电流控制电流源部53输入从电平转换部52输出的信号Isp。电流控制电流源部53基于信号Isp的大小来使向缓冲部57输出的电流变化。例如，从电平转换部52输出的信号Isp的电流越大，电流控制电流源部53向缓冲部57输出越大的电流。从电流控制电流源部53向缓冲部57输出的电流越大，从缓冲部57输出的驱动信号out的上升的过渡时间越短。

此外，信号Isp是对信号ip进行电平转换后的信号，其大小基于过渡时间设定信号tp的大小。因此，电流控制电流源部53基于用户设定的过渡时间设定信号tp的大小来使向缓冲部57输出的电流变化。

向电流控制电流源部54输入从电平转换部52输出的信号Isn。电流控制电流源部54基于信号Isn的大小来使从缓冲部57引入的电流变化。例如，从电平转换部52输出的信号Isn的电流越大，电流控制电流源部53从缓冲部57引入越大的电流。电流控制电流源部54从缓冲部57引入的电流越大，从缓冲部57输出的驱动信号out的下降的过渡时间越短。

此外，信号Isn是对信号in进行电平转换后的信号，其大小基于过渡时间设定信号tn的大小。因此，电流控制电流源部53基于用户设定的过渡时间设定信号tn的大小来使从缓冲部57引入的电流变化。

振幅控制部55连接在电源HVDD与电流控制电流源部53之间。向振幅控制部55输入振幅设定信号ap。振幅设定信号ap是用于改变从缓冲部57输出的驱动信号out的上升的振幅的信号。根据振幅设定信号ap的大小来改变驱动信号out的上升的振幅。

例如，从装置主体11输出振幅设定信号ap。关于振幅设定信号ap的大小，例如通过用户操作装置主体11的输入装置来进行改变。即，用户能够改变从缓冲部57输出的驱动信号out的上升的振幅。

振幅控制部55基于振幅设定信号ap的大小来改变向电流控制电流源部53供给的电源电压，从而使通过从电流控制电流源部53输出的电流而产生的电压的振幅变化。例如，当减小向电流控制电流源部53供给的电源电压的绝对值时，通过从电流控制电流源部53输出的电流而产生的电压(缓冲部57的输入电压)的振幅变小。并且，从缓冲部57输出的驱动信号out的上升的振幅变小。

振幅控制部56连接在电源HVSS与电流控制电流源部54之间。向振幅控制部56输入振幅设定信号an。振幅设定信号an是用于改变从缓冲部57输出的驱动信号out的下降的振幅的信号。根据振幅设定信号an的大小来改变驱动信号out的下降的振幅。

例如，从装置主体11输出振幅设定信号an。关于振幅设定信号an的大小，例如通过用户操作装置主体11的输入装置来进行改变。即，用户能够改变从缓冲部57输出的驱动信号out的下降的振幅。

振幅控制部56基于振幅设定信号an的大小来改变向电流控制电流源部53供给的电源电压，从而使通过电流控制电流源部54所引入的电流而产生的电压的振幅变化。例如，当减小向电流控制电流源部54供给的电源电压的绝对值时，通过电流控制电流源部54所引入的电流而产生的电压(缓冲部57的输入电压)的振幅变小。然后，从缓冲部57输出的驱动信号out的下降的振幅变小。

缓冲部57与电源HVDD、HVSS相连接。缓冲部57的输入信号的输入部与串联连接的电流控制电流源部53与电流控制电流源部54之间的连接点相连接。缓冲部57根据从电流控制电流源部53输出的电流以及由电流控制电流源部54引入的电流，向振子41输出驱动信号out。

图5表示图4的发送电路的电路例子。在图5中表示了图4所示的可变电流源部51、电平转换部52、电流控制电流源部53和54、振幅控制部55和56、以及缓冲部57的电路例子。

可变电流源部51具有开关SP1、SP2、SN1、SN2；反相器61和62；NMOS(Negative channel metal Oxide Semiconductor N沟道金属氧化物半导体)的晶体管MN1；PMOS(Positive channel metal Oxide Semiconductor P沟道金属氧化物半导体)的晶体管MP1。

向开关SP1输入输入信号inp和过渡时间设定信号tp。开关SP1根据输入信号inp对开关进行打开闭合，从而向晶体管MN1的栅极输出或者不输出该输入的过渡时间设定信号tp。例如，当从延迟控制电路32输出了输入信号inp时(当输出了“H状态”的输入信号inp时)，开关SP1将开关闭合从而向晶体管MN1的栅极输出过渡时间设定信号tp。

向反相器61输入输入信号inp。反相器61将输入的输入信号inp进行反转后输出给开关SP2。例如，反相器61在输入了“H状态”的输入信号inp时，向开关SP2输出“L状态”的信号。

向开关SP2输入由反相器61进行反转后的输入信号inp、电源VSS的电压。开关SP2根据由反相器61进行反转后的输入信号inp来对开关进行打开闭合，从而向晶体管MN1的栅极输出或者不输出该输入的电源VSS的电压。例如，开关SP2在没有从延迟控制电路32向反相器61输出输入信号inp时(在向反相器61输出了“L状态”的输入信号inp时)，将开关闭合，从而向晶体管MN1的栅极输出电源VSS的电压。

晶体管MN1的栅极与开关SP1、SP2相连接。晶体管MN1的源极与电源VSS相连接。晶体管MN1的漏极与电平转换部52的晶体管MN2相连接。

关于晶体管MN1，在从延迟控制电路32输出了输入信号inp时，向栅极输入过渡时间设定信号tp。例如，在从延迟控制电路32输出了“H状态”的输入信号inp时，开关SP1闭合，开关SP2打开，从而向晶体管MN1的栅极输入过渡时间设定信号tp。晶体管MN1在向栅极输入了过渡时间设定信号tp时导通，在漏极-源极间流过与过渡时间设定信号tp的电压相对应的电流。另一方面，关于晶体管MN1，在从延迟控制电路32没有输出输入信号inp时，向栅极输入电源VSS的电压。例如，在从延迟控制电路32输出了“L状态”的输入信号inp时，开关SP1打开，开关SP2闭合，从而向晶体管MN1的栅极输入电源VSS的电压。晶体管MN1在向栅极输入了电源VSS的电压时关断，在漏极-源极间不流过电流。

向开关SN1输入过渡时间设定信号tn和输入信号inn。开关SN1根据输入信号inn来对开关进行打开闭合，从而向晶体管MP1的栅极输出或者不输出该输入的过渡时间设定信号tn。例如，开关SN1在从延迟控制电路32输出了输入信号inn时(在输出了“H状态”的输入信号inn时)，将开关闭合，从而向晶体管MP1的栅极输出过渡时间设定信号tn。

向反相器62输入输入信号inn。反相器62将输入的输入信号inn进行反转后向开关SN2输出。例如，反相器62在输入了“H状态”的输入信号inn时，向开关SN2输出“L状态”的信号。

向开关SN2输入由反相器62进行反转后的输入信号inn、电源VDD的电压。开关SN2根据由反相器62进行反转后的输入信号inn来对开关进行打开闭合，从而向晶体管MP1的栅极输出或者不输出该输入的电源VDD的电压。例如，开关SN2在没有从延迟控制电路32向反相器62输出输入信号inn时(在向反相器62输出了“L状态”的输入信号inn时)，将开关闭合从而向晶体管MN1的栅极输出电源VDD的电压。

晶体管MP1的栅极与开关SN1、SN2相连接。晶体管MP1的源极与电源VDD相连接。晶体管MP1的漏极与电平转换部52的晶体管MP2相连接。

关于晶体管MP1，在从延迟控制电路32输出了输入信号inn时，向栅极输入过渡时间设定信号tn。例如，当从延迟控制电路32输出了“H状态”的输入信号inn时，开关SN1闭合，开关SN2打开，向晶体管MP1的栅极输入过渡时间设定信号tn。晶体管MP1在向栅极输入了过渡时间设定信号tn时导通，在漏极-源极间流过与过渡时间设定信号tn的电压相对应的电流。另一方面，关于晶体管MP1，在未从延迟控制电路32输出输入信号inn时，向栅极输入电源VDD的电压。例如，在从延迟控制电路32输出了“L状态”的输入信号inn时，开关SN1打开，开关SN2闭合，向晶体管MP1的栅极输入电源VDD的电压。晶体管MP1在向栅极输入了电源VDD的电压时关断，不在漏极-源极间流过电流。

电平转换部52具有高耐压用NMOS的晶体管MN2、高耐压用PMOS的晶体管MP2。

晶体管MN2的栅极与电源VDD相连接。晶体管MN2的源极与可变电流源部51的晶体管MN1的漏极相连接。晶体管MN2的漏极与电流控制电流源部53的晶体管MP3的栅极以及漏极相连接。

当晶体管MN1导通，源极的电压降低时晶体管MN2导通。由此，在晶体管MN2的漏极-源极间流过与在晶体管MN1的栅极输入的过渡时间设定信号tp的大小相对应的电流。

晶体管MP2的栅极与电源VSS相连接。晶体管MP2的源极与可变电流源部51的晶体管MP1的漏极相连接。晶体管MP2的漏极与电流控制电流源部54的晶体管MN3的栅极以及漏极相连接。

当晶体管MP1导通，源极的电压上升时，晶体管MP2导通。由此，在晶体管MP2的漏极-源极间流过与在晶体管MP1的栅极输入的过渡时间设定信号tn的大小相对应的电流。

电流控制电流源部53具有PMOS的晶体管MP3和MP5、高耐压用PMOS的晶体管MP4和MP6。

将晶体管MP3进行二极管连接。晶体管MP3的栅极与晶体管MP4的栅极相连接。

晶体管MP4的源极与晶体管MP5、MP6的栅极相连接。晶体管MP4的漏极与晶体管MP6的漏极、电流控制电流源部54的晶体管MN4和MN6的漏极、以及缓冲部57的晶体管MN8和MP8的栅极相连接。

将晶体管MP5进行二极管连接。晶体管MP5的栅极与晶体管MP6的栅极、晶体管MP4的源极相连接。晶体管MP5的源极与晶体管MP6的源极、振幅控制部55的晶体管MN7的源极相连接。

晶体管MP5、MP6在晶体管MP6中流过与流过晶体管MP5、MP3、MN2、MN1的电流相对应的电流。此时，晶体管MP5、MP6将流过晶体管MP5、MP3、MN2、MN1的电流进行放大后使其流过晶体管MP6。放大率例如能够根据晶体管MP5、MP6的宽长比来进行设定。晶体管MP3、MP4使晶体管MP6的电流针对流过晶体管MP5、MP3、MN2、MN1的电流的响应时间高速化。

在这里，过渡时间设定信号tp的电压越大，流过晶体管MP5、MP3、MN2、MN1的电流越大。电流控制电流源部53是根据晶体管MP5、MP3中流过的电流来控制流过晶体管MP6的电流的电流控制电流源，当流过晶体管MP5、MP3、MN2、MN1的电流大时，从晶体管MP6向缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极输出的电流也变大。由此，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极的充电时间变短，电压的上升时间变快。

电流控制电流源部54具有NMOS的晶体管MN3和MN5、高耐压用NMOS的晶体管MN4和MN6。

将晶体管MN3进行二极管连接。晶体管MN3的栅极与晶体管MN4的栅极相连接。

晶体管MN4的源极与晶体管MN5、MN6的栅极相连接。晶体管MN4的漏极与晶体管MN6的漏极、电流控制电流源部53的晶体管MP4和MP6的漏极、以及缓冲部57的晶体管MN8和MP8的栅极相连接。

将晶体管MN5进行二极管连接。晶体管MN5的栅极与晶体管MN6的栅极、晶体管MN4的源极相连接。晶体管MN5的源极与晶体管MN6的源极、振幅控制部56的晶体管MP7的源极相连接。

晶体管MN5、MN6在晶体管MN6中流过与流过晶体管MP1、MP2、MN3、MN5的电流相对应的电流。此时，晶体管MN5、MN6在将流过晶体管MP1、MP2、MN3、MN5的电流放大后使其流过晶体管MN6。放大率例如能够根据晶体管MN5、MN6的宽长比来进行设定。晶体管MN3、MN4使晶体管MN6的电流针对流过晶体管MP1、MP2、MN3、MN5的电流的响应时间高速化。

在这里，过渡时间设定信号tn的电压越小，流过晶体管MP1、MP2、MN3、MN5的电流越大。电流控制电流源部54是根据晶体管MN3、MN5中流过的电流来控制流过晶体管MN6的电流的电流控制电流源，当流过晶体管MP1、MP2、MN3、MN5的电流大时，从缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极向晶体管MP6引入的电流也变大。由此，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极的充电时间变短，电压的下降时间变快。

振幅控制部55具有高耐压用NMOS的晶体管MN7。在晶体管MN7的栅极输入振幅设定信号ap。晶体管MN7的漏极与电源HVDD相连接。晶体管MN7的源极与电流控制电流源部53的晶体管MP5、MP6的源极相连接。

当晶体管MP6中流过电流时，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压上升，晶体管MP6的源极电压也上升。当把在晶体管MN7的栅极输入的振幅设定信号ap的电压设为“apv”，将晶体管MN7的阈值电压设为“Vthn”时，晶体管MP6的源极电压上升到“apv－Vthn”附近。因为“Vthn”是固定值，所以晶体管MP6的源极电压能够通过改变“apv”来改变。即，晶体管MN7能够根据在栅极输入的振幅设定信号ap的电压“apv”来改变缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压上升时的振幅。当晶体管MP6的源极电压上升到“apv－Vthn”附近时，流过晶体管MP6的电流流过一端与电源VSS相连接的电阻R1。

振幅控制部56具有高耐压用PMOS的晶体管MP7。在晶体管MP7的栅极输入振幅设定信号an。晶体管MP7的漏极与电源HVSS相连接。晶体管MP7的源极与电流控制电流源部54的晶体管MN5、MN6的源极相连接。

当晶体管MN6中流过电流时，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压下降，晶体管MN6的源极电压也下降。当把在晶体管MP7的栅极输入的振幅设定信号an的电压设为“anv”，将晶体管MP7的阈值电压设为“Vthp”时，晶体管MN6的源极电压下降到“anv+Vthp”附近。因为“Vthp”是固定值，所以晶体管MN6的源极电压能够通过改变“anv”来改变。即，晶体管MP7能够根据在栅极输入的振幅设定信号an的电压“anv”来改变缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压下降时的振幅。此外，在晶体管MN6的源极电压下降到“anv+Vthp”附近时，晶体管MN6从一端与电源VSS相连接的电阻R1引入电流。

缓冲部57具有高耐压用NMOS的晶体管MN8、高耐压用PMOS的晶体管MP8。

晶体管MN8、MP8的栅极与电流控制电流源部53的晶体管MP4、MP6的漏极相连接。另外，晶体管MN8、MP8的栅极与电流控制电流源部54的晶体管MN4、MN6的漏极相连接。另外，晶体管MN8、MP8的栅极与一端连接到电源VSS的电阻R1的另一端相连接。

晶体管MN8的漏极与电源HVDD相连接。晶体管MN8的源极与晶体管MP8的源极相连接，并与未图示的振子41相连接。晶体管MP8的漏极与电源HVSS相连接。

晶体管MN8在从电流控制电流源部53输出电流时导通。由此，从电源HVDD向振子41流动电流。晶体管MP8在电流控制电流源部53引入电流时导通。由此，从振子41向电源HVSS引入电流。

高耐压用晶体管MN8、MP8的尺寸大于高耐压用晶体管MN2、MP2、MP4、MP6、MN7、MN4、MN6、MP7，能够流过大电流。例如，晶体管MN8、MP8具有相对于晶体管MN2、MP2、MP4、MP6、MN7、MN4、MN6、MP710倍的尺寸。晶体管MN2、MP2、MP4、MP6、MN7、MN4、MN6、MP7例如流过数毫安(mA)的电流，与此相对，晶体管MN8、MP8能够流过数十毫安的电流。

另外，不是用于高耐压的晶体管MN1、MP1、MP3、MP5、MN3、MN5的尺寸小于高耐压用晶体管。另外，构成开关SP1、SP2、SN1、SN2的晶体管以及构成反相器61、62的晶体管的尺寸小于高耐压用晶体管的尺寸。

使用时序图来说明图5的发送电路33的动作。

图6是表示图5的发送电路的时序图之一。图6所示的“ap”表示向振幅控制部55的晶体管MN7的栅极输入的振幅设定信号ap的电压。

“an”表示向振幅控制部56的晶体管MP7的栅极输入的振幅设定信号an的电压。

“tp”表示向可变电流源部51的开关SP1输入的过渡时间设定信号tp的电压。

“tn”表示向可变电流源部51的开关SN1输入的过渡时间设定信号tn的电压。

“inp”表示向可变电流源部51的开关SP1以及反相器61输入的输入信号inp的电压。

“inn”表示向可变电流源部51的开关SN1以及反相器62输入的输入信号inn的电压。

“Isp”表示流过电平转换部52的晶体管MN2的电流。如图6所示，在输入了电压VDD(H状态)的输入信号inp时，电流“Isp”流过电平转换部52的晶体管MN2。根据经由开关SP1向晶体管MN1的栅极输入的过渡时间设定信号tp的电压的大小，来改变电流“Isp”的大小。

“Isn”表示流过电平转换部52的晶体管MP2的电流。如图6所示，在输入了电压VDD(H状态)的输入信号inn时，电流“Isn”流过电平转换部52的晶体管MP2。根据经由开关SN1向晶体管MP1的栅极输入的过渡时间设定信号tn的电压的大小，来改变电流“Isn”的大小。

“ccip”表示从电流控制电流源部53向缓冲部57输出的电流。通过向电平转换部52的晶体管MN2流过电流“Isp”，从电流控制电流源部53向缓冲部57输出“ccip”所示的电流。根据过渡时间设定信号tp的电压的大小，来改变电流“ccip”的振幅(电流的大小)。

电流“ccip”最初流入缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极，因此如图6所示，流过绝对值大的电流。此后，电流“ccip”随着向晶体管MN8、MP8的栅极进行电荷充电，其绝对值逐渐减少。然后，电流“ccip”以固定的电流值流过电阻R1。

“ccin”表示电流控制电流源部54从缓冲部57引入的电流。通过在电平转换部52的晶体管MP2中流过电流“Isn”，电流控制电流源部54从缓冲部57引入“ccin”所示那的电流。根据过渡时间设定信号tn的电压的大小，来改变电流“ccin”的振幅(电流的大小)。

电流“ccin”最初从缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极引入电荷，因此如图6所示，流过绝对值大的电流。此后，电流“ccin”随着将晶体管MN8、MP8的栅极的电荷进行放电，其绝对值逐渐减少。然后，电流“ccin”以固定的电流值流过电阻R1。

“vin”表示缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极的电压。电压“vin”通过从电流控制电流源部54输出电流“ccip”而上升。

能够根据从电流控制电流源部54输出的电流“ccip”的大小，来改变电压“vin”的上升的过渡时间。如上所述，电流“ccip”的大小可根据过渡时间设定信号tp来改变，所以电压“vin”的上升的过渡时间根据过渡时间设定时间tp来改变。

因为电流“ccip”的绝对值越大，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压就上升越快，所以“vin”的上升的过渡时间变短。另外，因为电流“ccip”的绝对值越小，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压就上升越慢，所以“vin”的上升的过渡时间变长。

另外，通过电流控制电流源部54引入电流“ccin”，电压“vin”降低。

电压“vin”的下降的过渡时间能够根据从电流控制电流源部54引入的电流“ccin”的大小进行改变。如上所述，电流“ccin”的大小根据过渡时间设定信号tn来进行改变，所以电压“vin”的下降的过渡时间根据过渡时间设定时间tn来进行改变。

因为电流“ccin”的绝对值越大，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压就下降越快，所以“vin”的下降的过渡时间变短。另外，因为电流“ccin”的绝对值越小，缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极电压就下降越慢，所以“vin”的下降的过渡时间变长。

另外，电压“vin”上升到与向电流控制电流源部53的晶体管MN6的源极供给的电压相对应的电压为止。因为电流控制电流源部53的晶体管MN6的源极电压根据向振幅控制晶体管MN7的栅极供给的振幅设定信号ap的电压进行改变，所以电压“vin”上升时的振幅根据振幅设定信号ap的电压进行改变。

另外，电压“vin”下降到与向电流控制电流源部54的晶体管MP6的源极供给的电压相对应的电压为止。因为电流控制电流源部54的晶体管MP6的源极电压根据向振幅控制晶体管MP7的栅极供给的振幅设定信号an的电压进行改变，所以电压“vin”下降时的振幅根据振幅设定信号an进行改变。

“out”表示缓冲部57的晶体管MN8、MP8的源极电压。电压“out”的振幅相对于电压“vin”，减小缓冲部57的晶体管MN8、MP8的阈值电压量。

图7是表示图5的发送电路的时序图之二。图7所示的“ccip”、“ccin”、“vin”、以及“out”与图6所示的“ccip”、“ccin”、“vin”、以及“out”相同，因此省略其详细说明。

图7的“ccip”所示的“－Ip”表示在向缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极进行电荷充电时的，从电流控制电流源部53输出的电流的大小(振幅)。

“ccin”所示的“In”表示在从缓冲部57的晶体管MN8、MP8的栅极进行电荷放电时的，从电流控制电流源部54引入的电流的大小(振幅)。

“aip”表示流过振幅控制部55的晶体管MN7的电流。因为振幅控制部55连接在电源HVDD与电流控制电流源部53之间，所以电流“aip”与流过电流控制电流源部53的电流“ccip”相同。即，振幅控制部55基于振幅设定信号ap来改变向电流控制电流源部53供给的电压，并且从电源HVDD向电流控制电流源部53供给电流。

“ain”表示流过振幅控制部56的晶体管MP7的电流。因为振幅控制部56连接在电源HVSS与电流控制电流源部54之间，所以电流“ain”与流过电流控制电流源部54的电流“ccin”相同。即，振幅控制部56基于振幅设定信号an来改变向电流控制电流源部54供给的电压，并且使电流控制电流源部54引入的电流流过电源HVSS。

“outi”表示从缓冲部57的晶体管MN8、MP8的源极输出的电流。电流“outi”所示的“10×Ip”表示从电流控制电流源部53向缓冲部57输出振幅“－Ip”的电流时的缓冲部57的输出电流的振幅。另外，电流“outi”所示的“10×In”表示电流控制电流源部53从缓冲部57引入振幅“In”的电流时的缓冲部57的输出电流的振幅。在图7中表示了缓冲部57输出相对于输入电流10倍的电流的例子。

图8表示图5的发送电路的振幅控制的仿真结果。在图8中表示针对7种振幅设定信号ap、an，从发送电路33的缓冲部57输出的驱动信号out的仿真结果。

发送电路33能够根据向可变电流源部51输入的振幅设定信号ap、an，改变从缓冲部57输出的驱动信号out的振幅。例如，如图8所示，发送电路33能够根据输入的振幅设定信号an来改变驱动信号out下降时的振幅。另外，发送电路33能够根据输入的振幅设定信号ap来改变驱动信号out上升时的振幅。

图9表示图5的发送电路的过渡时间控制的仿真结果。在图9中表示针对4种过渡时间设定信号tp、tn，从发送电路33的缓冲部57输出的驱动信号out的仿真结果。

发送电路33能够根据向可变电流源部51输入的过渡时间设定信号tp、tn来改变从缓冲部57输出的驱动信号out的上升以及下降的过渡时间。例如，如图8所示，发送电路33能够根据输入的过渡时间设定信号tn来调整驱动信号out的下降的过渡时间。另外，发送电路33能够根据输入的过渡时间设定信号tp来调整驱动信号out的上升的过渡时间。

如此，发送电路33具有：基于过渡时间设定信号tp来使输出的电流变化的电流控制电流源部53、基于过渡时间设定信号tn来使引入的电流变化的电流控制电流源部54、基于振幅设定信号ap来使向电流控制电流源部53供给的电源电压变化，从而使通过从电流控制电流源部53输出的电流而产生的电压的振幅变化的振幅控制部55、基于振幅设定信号an来使向电流控制电流源部54供给的电源电压变化，从而使通过电流控制电流源部54所引入的电流而产生的电压的振幅变化的振幅控制部56、与从电流控制电流源部53输出的电流以及从电流控制电流源部54引入的电流对应地来驱动负载的缓冲部57。

由此，发送电路33能够分为驱动负载的缓冲部57、对从缓冲部57输出的信号的过渡时间以及振幅进行控制的电流控制电流源部53和54以及振幅控制部55和56，在缓冲部57中，能够使用用于驱动负载的大电流用晶体管，在电流控制电流源部53、54以及振幅控制部55、56中，能够使用小电流用晶体管，能够通过小的电路尺寸来放大信号。

例如，高耐压用的大电流用晶体管流过相对于高耐压用的小电流用晶体管10倍的电流。此时，高耐压用的小电流用晶体管的尺寸成为相对于高耐压用的大电流用晶体管约1/10的尺寸。因此，高耐压用的小电流用晶体管例如在使用10个时，与一个高耐压用的大电流用晶体管的尺寸相同。在图5的发送电路中，高耐压用的大电流用晶体管为2个，高耐压用的小电流用晶体管为8个(不到1个高耐压用的大电流用晶体管的尺寸)，与使用4个大电流用晶体管的放大电路相比尺寸变小。另外，还能够抑制消耗功率的增加。

[第二实施方式]

优选发送电路在结束了驱动信号的输出时，立即使驱动信号收敛到基准电压(例如，电源VSS的电压)。当收敛速度慢时，在驱动信号中包含低频成分，因此超声波探头的分辨率下降。在第二实施方式中，说明在结束了驱动信号的输出时，提高驱动信号向基准电压的收敛速度的电路。

图10表示第二实施方式的发送电路的区块的例子。在图10中，对与图4相同的部分赋予相同的符号。

如图10所示，发送电路33具有RZ(Return to zero归零)电路71。向RZ电路71输入输入信号inp、inn。RZ电路71的输出与缓冲部57的输入相连接。

图11说明驱动信号的收敛。在图11中表示从缓冲部57输出的驱动信号out的波形。

如图11的虚线的波形所示，具有如下情况：在结束输出时，驱动信号out从下降后的状态收敛到电源VSS的电压(例如，接地电压0V)需要时间。因此，如图11的实线波形所示，RZ电路71在结束驱动信号out的输出时，提高驱动信号out的收敛速度。

此外，在图11中，对驱动信号out从下降后的状态开始上升来收敛到基准电压的例子进行了说明，从上升后的状态开始下降来收敛到基准电压的情况也相同。

图12表示图10的RZ电路的电路例子。如图12所示，RZ电路71具有：NOR电路81、开关电路82和83、高耐压用PMOS的晶体管MP11、高耐压用NMOS的晶体管MN11、二极管D1和D2。

向NOR电路81输入输入信号inp、inn。NOR电路81在输入了“H状态”的输入信号inp或输入信号inn时，向开关电路82、83输出“L状态”的信号。NOR电路81在输入了“L状态”的输入信号inp以及输入信号inn时，向开关电路82、83输出“H状态”的信号。

向开关电路82输入从NOR电路81输出的信号、收敛信号vss-r。收敛信号vss-r是用于使下降后的驱动信号out收敛到基准电压的信号。例如，收敛信号vss-r用于使图11所示的虚线的波形的信号成为实线的波形的信号。

收敛信号vss-r例如从装置主体11输出。收敛信号vss-r的大小例如通过用户操作装置主体11的输入装置来进行改变。即，用户通过改变收敛信号vss-r的大小，能够调整下降后的驱动信号out向基准电压的收敛时间。

开关电路82在从NOR电路81输入了“L状态”的信号时，不向晶体管MP11的栅极输出收敛信号vss-r。即，开关电路82在从延迟控制电路32输出了输入信号inp或者输入信号inn时，不向晶体管MP11输出收敛信号vss-r。另一方面，开关电路82在从NOR电路81输入了“H状态”的信号时，向晶体管MP11的栅极输出收敛信号vss-r。即，开关电路82在没有从延迟控制电路32输出输入信号inp以及输入信号inn时，向晶体管MP11输出收敛信号vss-r。

向开关电路83输入从NOR电路81输出的信号、收敛信号vdd-r。收敛信号vdd-r用于使上升后的驱动信号out收敛到基准电压。

收敛信号vdd-r例如从装置主体11输出。收敛信号vdd-r的大小例如通过用户操作装置主体11的输入装置来进行改变。即，用户通过改变收敛信号vdd-r的大小，能够调整上升后的驱动信号out向基准电压的收敛时间。

开关电路83在从NOR电路81输入了“L状态”的信号时，不向晶体管MN11的栅极输出收敛信号vdd-r。即，开关电路83在从延迟控制电路32输出了输入信号inp或者输入信号inn时，不向晶体管MN11输出收敛信号vdd-r。另一方面，开关电路83在从NOR电路81输入了“H状态”的信号时，向晶体管MN11的栅极输出收敛信号vdd-r。即，开关电路83在没有从延迟控制电路32输出输入信号inp以及输入信号inn时，向晶体管MN11输出收敛信号vdd-r。

晶体管MP11的栅极与开关电路82的输出相连接。晶体管MP11的源极与电源VSS相连接。晶体管MP11的漏极与二极管D1的阳极相连接。晶体管MP11在从开关电路82输出了收敛信号vss-r时导通，将缓冲部57的输入与电源VSS相连接。此时，在晶体管MP11中流过与在栅极输入的收敛信号vss-r的电压的大小相对应的电流。

晶体管MN11的栅极与开关电路83的输出相连接。晶体管MN11的源极与电源VSS相连接。晶体管MN11的漏极与二极管D2的阴极相连接。晶体管MN11在从开关电路83输出了收敛信号vdd-r时导通，将缓冲部57的输入与电源VSS相连接。此时，在晶体管MN11中流过与在栅极输入的收敛信号vdd-r的电压的大小相对应的电流。

二极管D1的阳极与晶体管MP11的漏极相连接。二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相连接，并与电流控制电流源部53和54以及缓冲部57的连接点相连接。二极管D1防止从缓冲部57向晶体管MP11流过电流。

二极管D2的阴极与晶体管MN11的漏极相连接。二极管D2的阳极与二极管D1的阴极相连接，并与电流控制电流源部53和54以及缓冲部57的连接点相连接。二极管D2防止从电源VSS向晶体管MN11流过电流。

使用时序图来说明图12的RZ电路71的动作。

图13表示图11的RZ电路的时序图。图13所示的“inp”表示从延迟控制电路32输出的输入信号inp的电压。

“inn”表示从延迟控制电路32输出的输入信号inp的电压。

“vss-r”表示从开关电路82向晶体管MP11的栅极输出的电压。

“vdd-r”表示从开关电路83向晶体管MN11的栅极输出的电压。

开关电路82、83如图13所示，在输入信号inp以及输入信号inn为“L状态”时，向晶体管MP11、MN11输出收敛信号vss-r以及收敛信号vdd-r。即，开关电路82、83在电流控制电流源部53结束了电流输出，从而结束了驱动信号out的输出时，或者在电流控制电流源部54结束了电流引入，从而结束了驱动信号out的输出时，向晶体管MP11、MN11输出收敛信号vss-r以及收敛信号vdd-r。由此，在结束了驱动信号out的输出时，晶体管MP11、MN11导通，将缓冲部57的输入与电源VSS相连接。然后，在晶体管MP11、MN11中的某一方中流过与收敛信号vss-r以及收敛信号vdd-r相对应的电流。

例如，在结束了驱动信号out的输出时，如果缓冲部57的输入的信号下降，则在晶体管MP11中流过与收敛信号vss-r相对应的电流。在结束了驱动信号out的输出时，如果缓冲部57的输入的信号上升，则在晶体管MN11中流过与收敛信号vdd-r相对应的电流。

如此，发送电路33具有RZ电路71，其在电流控制电流源部53结束了电流输出时以及电流控制电流源部54结束了电流引入时，使缓冲部57的输入的电压收敛到电源VSS。由此，发送电路33能够提高驱动信号向基准电压的收敛速度。

另外，发送电路33能够抑制驱动信号out中包含的低频成分，从而能够抑制超声波探头的分辨率降低。

另外，因为在RZ电路71的晶体管MP11、MN11的栅极输入收敛信号vss-r、vdd-r，所以用户能够通过调整收敛信号vss-r、vdd-r的大小来调整驱动信号out的收敛速度。

本发明并不限定于上述的实施例，还包含各种变形例子。例如，上述的实施例为了容易理解地说明本发明而详细说明了整体系统，但是并不限于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分替换为其他实施例的结构，另外，能够在某个实施例的结构中添加其他实施例的结构。另外，能够对各实施例的结构的一部分追加/删除/置换其他的结构。另外，例如可以通过集成电路方式进行设计等通过硬件方式来将上述的各结构、功能、处理部、处理单元等全部实现或者实现其中的一部分。另外，上述的发送电路33的放大电路还能够用于进行信号放大的装置。

符号的说明

11：装置主体

12：超声波探头

12a：2D阵列振子

12b：2D阵列IC

21：子阵列

22、23：周围电路

31：元件电路

32：延迟控制电路

33：发送电路

34：接收电路

41：振子

51：可变电流源部

52：电平转换部

53、54：电流控制电流源部

55、56：振幅控制部

57：缓冲部

61、62：反相器

71：RZ电路

81：NOR电路

82、83：开关电路。