专利名称：磁共振图像诊断装置、相位比较器、控制单元及线圈单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁共振图像诊断装置、相位比较器、控制单元以及线圈单元。
背景技术：
一般地在磁共振图像诊断装置(magnetic resonance imagingapparatus)中，收 集系统的多信道化正在发展，能够将多个线圈单元与控制单元连接。因此，由于线圈单元与 控制单元之间的连接缆线(cable)的数量也随着增多而造成不便，所以期望将线圈单元与 控制单元之间的信号传送进行无线化。并且，在这种情况下，已经提出了以下技术，S卩、将线圈单元与控制单元之间的信 号传送进行无线化的技术(例如，参照日本特开平05-261085号公报)。另外相关联的技术 在日本特开2001-76439号公报中被公开。近年来线圈单元正呈多功能化发展，有必要能够由控制单元来控制线圈单元的动 作状态。当想要通过无线进行传送为其操作的控制信号时，就还要增加无线信道。另一方面，本申请人在日本特愿2009-122M7(日本特开2010-29644号公报)中 已经提出了以下技术，即、在线圈单元与控制单元(主单元)之间的信号传送中使用数字无 线方式的技术。根据该特愿2009-122M7的技术，需要用于分别传送采样时钟以及载波的 无线信道。
发明内容
这样，在线圈单元与控制单元之间的信号传送中，存在需要多个无线信道，用于无 线信号的发送接收的电路规模增大的问题。本发明提供一种磁共振图像诊断装置，具备控制单元以及独立于该控制单元的线 圈单元，该磁共振图像诊断装置的特征在于上述控制单元具备时钟生成部，生成第1时 钟信号；数据生成部，生成用于指示上述线圈单元的动作状态的数据信号；调制部，利用上 述数据信号对上述第1时钟信号进行调制，取得调制信号；传送信号生成部，生成含有上述 调制信号的时钟传送信号；以及发送天线，将上述时钟传送信号向空间放射，上述线圈单元 具备接收天线，将在上述空间中传播的上述时钟传送信号转换为电信号状态；检波部，从 通过上述接收天线被转换为电信号状态的上述时钟传送信号，对上述调制信号进行检波； 时钟再生部，根据由上述检波部被检波出的上述调制信号，生成与上述第1时钟信号同步 的第2时钟信号；线圈，对由被检体产生的磁共振信号进行检测；数字转换部，与上述第2 时钟信号同步地对由上述线圈检测出的上述磁共振信号进行数字转换；数据检测部，根据 由上述检波部被检波出的上述调制信号，使用上述第2时钟信号来检测上述数据信号；以及控制部，控制上述线圈单元的动作状态，以使其成为由通过上述数据检测部检测出的上 述数据信号所指示的动作状态。本发明提供一种相位比较器，输出表示调制信号与第2时钟信号的相位差的时钟 相位差信号，该调制信号为利用数据信号对第1时钟信号进行调制而取得的信号，该相位 比较器的特征在于，具备上升沿相位比较器，输出上升相位差信号，在比第2时钟信号的 上升沿更早地检测出第1时钟信号的上升沿的情况下，在从上述调制信号的上升沿到上述 第2时钟信号的上升沿的期间，将上述上升相位差信号设为第1电平，在比上述调制信号的 上升沿更早地检测出上述第2时钟信号的上升沿的情况下，在从上述第2时钟信号的上升 沿到上述调制信号的上升沿的期间，将上述上升相位差信号设为第2电平，在除此以外的 期间，将上述上升相位差信号设为第3电平；下降沿相位比较器，输出下降相位差信号，在 比上述第2时钟信号的下降沿更早地检测出上述调制信号的下降沿的情况下，在从上述调 制信号的下降沿到上述第2时钟信号的下降沿的期间，将上述下降相位差信号设为上述第 1电平，在比上述调制信号的下降沿更早地检测出上述第2时钟信号的下降沿的情况下，在 从上述第2时钟信号的下降沿到上述调制信号的下降沿的期间，将上述下降相位差信号设 为上述第2电平，在除此以外期间，将上述下降相位差信号设为上述第3电平；相位差合成 器，输出上述时钟相位差信号，在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均为上述 第3电平的情况以及在从上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均不为上述第3电 平时起开始的规定期间内的情况下，将上述时钟相位差信号设为上述第3电平，在上述上 升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上述第3电平的情况下，将上述时钟 相位差信号设为将上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号的各自的电平进行了合 成而得的电平。本发明提供一种控制单元，与独立的线圈单元一同在磁共振图像诊断装置中被使 用，该控制单元的特征在于，包括时钟生成部，生成第1时钟信号；数据生成部，生成用于 指示上述线圈单元的动作状态的数据信号；调制部，利用上述数据信号对上述第1时钟信 号进行调制，取得调制信号；传送信号生成部，生成含有上述调制信号的时钟传送信号；以 及发送天线，将上述时钟传送信号向空间放射。本发明提供一种线圈单元，与独立的控制单元一同在磁共振图像诊断装置中被 使用，该控制单元具有向空间放射时钟传送信号的功能，该时钟传送信号含有利用用于指 示动作状态的数据信号对第1时钟信号进行调制而取得的调制信号，该线圈单元的特征 在于，包括接收天线，将在上述空间中传播的上述时钟传送信号转换为电信号状态；检波 部，从通过上述接收天线被转换为电信号状态的上述时钟传送信号，对上述调制信号进行 检波；时钟再生部，根据由上述检波部被检波出的上述调制信号，生成与上述第1时钟信号 同步的第2时钟信号；线圈，对由被检体产生的磁共振信号进行检测；数字转换部，与上述 第2时钟信号同步地对由上述线圈检测出的上述磁共振信号进行数字转换；数据检测部， 根据由上述检波部被检波出的上述调制信号，使用上述第2时钟信号来检测上述数据信 号；以及控制部，控制上述线圈单元的动作状态，以使其成为由通过上述数据检测部检测出 的上述数据信号所指示的动作状态。根据这种情况，期望减少无线信道数，由此可以缩小用于无线信号的发送接收的 电路规模。
结合在这里并构成说明书的一部分的附图描述本发明当前优选的实施方式，并且 与上述的概要说明以及下面的对优选实施方式的详细描述一同用来说明本发明的原理。图1为表示与一个实施方式有关的磁共振图像诊断装置(MRI装置)的结构的图。图2为图1中的线圈单元以及无线单元的框图。图3为图2中的检波部、时钟再生部以及数据检测部的框图。图4为表示调制信号的一个例子的图。图5为表示调制信号的一个例子的图。图6为表示调制信号的一个例子的图。图7为数据信号与动作状态的变化的定时图。图8为数据信号与动作状态的变化的定时图。图9为在图2中的时钟再生部的第1实施方式中的框图。图10为在图9中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图11为在图2中的时钟再生部的第1实施方式的第1变形例中的框图。图12为在图11中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图13为在图2中的时钟再生部的第1实施方式的第2变形例中的框图。图14为在图13中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图15为在图2中的时钟再生部的第2实施方式中的框图。图16为在图15中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图17为在图2中的时钟再生部的第2实施方式的第1变形例中的框图。图18为在图17中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图19为在图2中的时钟再生部的第2实施方式的第2变形例中的框图。图20为在图19中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图21为在图15中的相位比较器的动作的变形例中的定时图。图22为在图17中的相位比较器的动作的变形例中的定时图。图23为在图19中的相位比较器的动作的变形例中的定时图。图M为在图2中的时钟再生部的第3实施方式中的框图。图25为在图M中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图沈为在图2中的时钟再生部的第3实施方式的第1变形例中的框图。图27为在图沈中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图观为在图2中的时钟再生部的第3实施方式的第2变形例中的框图。图四为在图观中的相位比较器的动作的一个例子中的定时图。图30为在图2中的时钟再生部的第3实施方式的第3变形例中的框图。图31为在图2中的时钟再生部的第3实施方式的第4变形例中的框图。图32为表示通过在已有的PLL上连接相位比较器来实现第3实施方式的第3以 及第4变形例的构思的图。
具体实施例方式本发明提供的一种磁共振图像诊断装置包括控制单元以及与该控制单元独立的 线圈单元。控制单元包括时钟生成部、数据生成部、传送信号生成部以及发送天线。上述 时钟生成部生成第1时钟信号。上述数据生成部生成用于指示上述线圈单元的动作状态的 数据信号。上述调制部通过上述数据信号进行调制上述第1时钟信号而取得调制信号。上 述传送信号生成部生成含有上述调制信号的时钟传送信号。上述发送天线向空间中放射上 述时钟传送信号。上述线圈单元包括接受天线、检波部、时钟再生部、线圈、数字转换部、 数据检测部以及控制部。上述接收天线将在上述空间中进行传播的上述时钟传送信号转换 为电信号状态。上述检波部根据通过上述接收天线被转换成电信号状态的上述时钟传送信 号，对上述调制信号进行检波。上述时钟再生部根据由上述检波部所检波出的上述调制信 号，生成与上述第1时钟信号同步的第2时钟信号。上述线圈检测由被检体产生的磁共振 信号。上述数字转换部与上述第2时钟信号同步地对由上述线圈所检测出的上述磁共振信 号进行数字转换。上述数据检测部根据由上述检波部所检波出的上述调制信号，使用上述 第2时钟信号来检测上述数据信号。上述控制部控制上述线圈单元的动作状态，以使得成 为由通过上述数据检测部所检测出的上述数据信号所指示的动作状态。以下，参照附图针对实施方式进行说明。图1为表示与实施方式有关的磁共振图像诊断装置(MRI装置)100的结构的图。 MRI装置100包括静磁场磁铁(static magnet) 1、倾斜磁场线圈(gradient coil) 2、倾斜磁 场电源(gradient power supply) 3、床4、床控制部5、线圈单元6a，6b、发送部7、时钟生成 部8、高频脉冲 倾斜磁场控制部(RF/gradient fields controller)9、驱动器10、无线单 元11、重建前端15、重建系统20、存储部21、显示部22、输入部23、主控制部M以及数据生 成部25。另外，这些各部分中的除线圈单元6b以外的各部分具备于与线圈单元6b独立的 主单元。另外主单元还具有机架与处理单元被分开的情况。该情况例如在机架中具备静磁 场磁铁1、倾斜磁场线圈2、倾斜磁场电源3、床4、床控制部5、线圈单元6a、发送部7、高频脉 冲·倾斜磁场控制部9以及无线单元11，在处理单元中具备时钟生成部8、驱动器10、重建 前端15、重建系统20、存储部21、显示部22、输入部23以及主控制部对。这样，主单元或者 处理单元具有作为控制单元的功能。静磁场磁铁1形成中空的圆筒形，在内部空间内产生均勻的静磁场。作为该静磁 场磁铁1例如使用永久磁铁、超导磁铁等。倾斜磁场线圈2形成中空的圆筒形，配置在静磁场磁铁1的内侧。倾斜磁场线圈2组 合与相互正交的X，Y，Z的各轴对应的3种线圈。关于倾斜磁场线圈2，上述3种线圈从倾斜磁 场电源3中独立地接受电流供给，产生磁场强度沿着X，Y，Z的各轴倾斜的倾斜磁场。另外，Z 轴方向例如设与静磁场同方向。X，Y，Z各轴的倾斜磁场例如分别与切片(slice)选择用倾斜磁 场Gs、相位编码用倾斜磁场Ge以及读出用倾斜磁场Gr对应。切片选择用倾斜磁场Gs为了任 意决定成像断面而被使用。相位编码用倾斜磁场Ge为了根据空间位置改变磁共振信号的相位 而被使用。读出用倾斜磁场&为了根据空间位置改变磁共振信号的频率而被使用。被检体200以载置在床4的顶板如上的状态被插入到倾斜磁场线圈2的内部的 空间(成像空间)内。床4在床控制部5的控制下，使顶板如在该长度方向(在图1中的 左右方向)以及上下方向上移动。通常，以该长度方向与静磁场磁铁1的中心轴成平行的方式设置床4。线圈单元6a将一个或者多个线圈收容在圆筒状的盒子里来构成。线圈单元6a配 置在倾斜磁场线圈2的内侧。线圈单元6a从发送部7中接受高频脉冲(RF脉冲)的供给， 产生高频磁场。线圈单元6b载置在顶板如上，或者内置在顶板如中，或者装置在被检体200上。 并且在成像时，与被检体200 —同插入成像空间内，接受由被检体200作为电磁波被放射出 的磁共振信号从而取得电形式的磁共振信号。作为线圈单元6b能够任意地安装各种类型 的物体。另外接收用的线圈单元也可以被安装2个以上。线圈单元6b具有对作为电形式 的信号取得的磁共振信号进行数字无线发送的功能。发送部7向线圈单元6a提供与拉莫尔频率对应的RF脉冲。时钟生成部8产生规定频率的第1时钟信号。该第1时钟信号也可以作为MRI装 置100的整体动作定时的基准的系统时钟被使用。高频脉冲 倾斜磁场控制部9在主控制部M的控制下，以依照所需要的脉冲序列 使各倾斜磁场变化、并且发送RF脉冲的方式控制倾斜磁场电源3以及发送部7。另外在高 频脉冲 倾斜磁场控制部9中，在通过驱动器10恰当地调整第1时钟信号的电平后提供该 第1时钟信号。高频脉冲·倾斜磁场控制部9与该第1时钟信号同步地使脉冲序列前进。无线单元11接收由线圈单元6b进行数字无线发送出的磁共振信号。无线单元11 在对接收到的数字状态的磁共振信号进行了数字解调后输出至重建前端15。另外，无线单 元11将第1时钟信号以及调制解调时钟信号无线发送至线圈单元6b。进而无线单元11用 由数据生成部25输出的数据信号对第1时钟信号进行调制，将数据信号与第1时钟信号一 同进行无线发送。重建前端15对由无线单元11所提供的磁共振信号实施增益控制(gain control)、频率转换以及正交检波。进而重建前端15对磁共振信号实施在线圈单元6b中 的振幅压缩的复原处理。重建系统20根据由重建前端15所处理处后的磁共振信号的至少一个，来重建 (reconstruct)与被检体200有关的图像。存储部21存储表示由重建系统20所重建出的图像的图像数据等各种数据。显示部22在主控制部M的控制下显示由重建系统20所重建出的图像，或者用于 用户操作MRI装置100的各种操作画面等各种信息。作为显示部22能够使用液晶显示器 等显示设备。输入部23受理来自操作者的各种指令或者信息输入。作为输入部23能够适当地 使用鼠标或者轨迹球等定位设备、模式切换开关等选择设备、或者键盘等输入设备。主控制部M具有未图示的CPU或者存储器等，综合地控制MRI装置100。数据生成部25在主控制部M的指示下生成用于指示线圈单元6b的动作状态的 数据信号。图2为图1中的线圈单元6b以及无线单元11的框图。线圈单元6b包括接收天线31、检波部32、时钟再生部33、载波生成部35、多个线 圈36、耦合电路37、选择器38、LOG放大器39、数字转换器40、信号附加部41、调制处理部 42、驱动器43、发送天线44、数据检测部45以及控制部46。另外，无线单元11包括调制部51、载波生成部52、振幅调制部53、驱动器M、发送天线55、解调用信号生成部56以及解调 处理部63。调制部51通过以从数据生成部25中所输出的数据信号对从时钟生成部8中所输 出的第1时钟信号进行调制，来生成调制信号。载波生成部52生成用于进行无线传送调制信号的规定频率的载波信号。载波信 号的频率设定为避开了磁共振频率的整数分之一的频率的值。振幅调制部53通过利用调制信号对载波信号进行振幅调制，生成时钟传送信号。驱动器M将时钟传送信号调整为适合进行无线发送的电平。这样载波生成部52、振幅调制部53、驱动器M以及发送天线55构成用于生成含 有调制信号的时钟传送信号的传送信号生成部。发送天线55当提供从驱动器M中输出的电形式的时钟传送信号时，将时钟传送 信号作为电磁波向空间进行放射。接收天线31接受含有从发送天线55中所放射出的时钟传送信号的电磁波，从而 输出与其对应的电信号。检波部32根据包含在从发送天线55输出的电信号中的时钟传送信号，对调制信 号进行检波。时钟再生部33生成与由检波部32所检波出的调制信号中所包含的第1时钟信号 的分量同步的第2时钟信号。解调用信号生成部56生成规定频率的解调用信号。载波生成部35使用由时钟再生部33所再生出的第2时钟信号来生成载波。载波 的频率设定为避开磁共振频率的整数分之一的频率、并且与载波信号的频率不同的频率。 并且载波生成部35在适当调整了再生出的载波的电平后提供给调制处理部42。线圈36虽然在图2中只表示出两个，但是也可以在线圈单元6b中设置3个以上。 并且这些线圈36形成相控阵列线圈(PAC)。线圈36分别接受从被检体200作为电磁波所 放射出的磁共振信号，并输出与其对应的电形式的磁共振信号。耦合电路37在多个线圈36中的2个之间的耦合/退耦进行切换。耦合电路37为 了切换耦合/退耦具备例如PIN 二极管。耦合电路37中，在设置有3个以上的线圈36的 情况下，也可以分别对线圈36不同的组合设置2个以上的耦合电路37。选择器38通过在控制部46的控制下选择多个线圈36中的任一个，来将该选择出 的线圈36进行有效化。选择器38将选择出的线圈36输出的磁共振信号输入至LOG放大 器39中。另外，选择器38也可以设为能同时选择多个线圈36的全部或者一部分的至少2 个线圈36。例如，当多个线圈36被几个部分(section)分开并且在各部分中至少有2个线 圈36归属时，选择器38同时选择属于同一单元中的至少2个线圈36。LOG放大器39根据预先决定了的对数函数对从选择器38输入的磁共振信号的振 幅进行压缩。数字转换部40对从LOG放大器39输出的模拟状态的磁共振信号进行数字化。数 字转换部40与从时钟再生部33所提供的第2时钟信号同步地进行用于上述数字化的磁共 振信号的采样。信号附加部41在控制部46的控制下，对由数字转换部40进行数字化后的磁共振信号附加表示回波信号的开始定时的开始信号。调制处理部42对附加开始信号后的磁共振信号实施用于数字发送的编码。在 该编码中，例如能够应用卷积码(convolutional code)、里德所罗门码(Reed Solomon code)、涡轮码(Turbo code)或者LDCP码等。进而调制处理部42通过利用进行编码后的 磁共振信号对从载波生成部35提供的载波进行调制，取得传送用信号。驱动器43在将调制处理部42输出的传送用信号调整为适于进行无线发送的电平 后，提供给发送天线44。这样载波生成部35、调制处理部42以及驱动器43构成共振信号发送部。发送天线44将由驱动器43提供的电形式的传送用信号作为电磁波向空间进行放 射。天线62接受含有从发送天线44放射出的传送用信号的电磁波，并输出与其对应 的电信号。解调处理部63将从天线62输出的电信号，使用由解调用信号生成部56所提供的 载波，解调成数字状态的磁共振信号，进行解调。图3为检波部32、时钟再生部33以及数据检测部45的框图。检波部32包括包络线检波部32a以及滤波器32b。包络线检波部3 对在从发送天线55输出的电信号中所包含的时钟传送信号进 行包络线检波，并提取相当于调制信号的信号分量。过滤器32b通过用频带限制抑制希望频带外的信号，从通过包络线检波所提取出 的信号分量中提取调制信号。时钟再生部33包括相位比较器33a、环路滤波器33b以及振荡器(以下称为 VC0)33c O相位比较器33a比较由检波部32所提供的调制信号与V0C33c输出的第2时钟信 号的相位，输出时钟相位差信号。环路滤波器3 通过将时钟相位差信号进行频带限制，生成VC033c的控制电压。VC033c使第2时钟信号进行振荡。VC033c根据由环路滤波器3 所提供的控制 信号的电压，变更振荡频率。数据检测部45包括采样部45a以及检测部4 。采样部4 与由时钟再生部33提供的第2时钟信号同步地采样由检波部32提供 的调制信号。检测部4 通过将由采样部4 取得的代码串作为数据信号，与预先决定出的数 据模型进行比较，从而检测数据信号。控制部46根据由数据检测部45所检测出的数据信号，如后述一样地控制耦合电 路37、选择器38、L0G放大器39、数字转换部40、信号附加部41、调制处理部42以及驱动器 43的动作状态。接下来针对如以上所构成的MRI装置100的动作进行说明。但是，针对使回波信 号在被检体200中产生，收集回波信号，根据该收集到的回波信号重建与被检体200有关的 图像的动作等这样的与原有的MRI装置相同的动作省略说明，并以MRI装置100的特征性 动作为中心进行说明。
在线圈单元6b中，例如针对如以下的各项目能够变更动作状态。(1)选择器38中的线圈36的选择状态。(2)耦合模式/退耦模式的选择状态。(3)对磁共振信号附加开始信号。(4)磁共振信号的发送/非发送并且这些动作状态在主控制部M中被决定。当主控制部M出现需要变更在线圈单元6b中的一些动作状态时，以生成用于指 示变更该动作状态的数据信号的方式对数据生成部25进行指示。当接受该指示时，数据生 成部25生成由主控制部M所指定的数据信号。数据信号用排列了“0”或者“1”的序列进 行表示，根据指示的内容，序列的模式不同。预先分配与如上述那样的动作状态的各项目分 别对应起来并相互不同的数据模式。并且数据生成部25生成具有与由主控制部M所指示 的项目对应的数据模式的序列的数据信号。由数据生成部25生成的数据信号被提供给调制部51。当这样提供数据信号时，调 制部51用数据信号对由时钟生成部8提供的第1时钟信号进行调制，取得调制信号。在该 调制中，例如能够使用OOK(ON-OFF-Keying开关键控)或者ASK(Amplitude-shift-Keying 幅移键控)。图4、5、6为分别表示调制信号的一个例子的图。在这些图4、5、6中，区间301、401、501表示第1时钟信号的周期。并且在图4、 5、6的例子中，通过以该第1时钟信号的周期单位使振幅发生变化，多路复用数据信号。 例如，将第1时钟信号的振幅为原状的时候设为“1”，将第1时钟信号的振幅变小的时候 设为“0”。这样在区间302,402,502中分别多路复用具有形成“ 10010110”、“01001011”、 “01001110”的序列的数据信号。调制部51中这样取得的调制信号，为了在振幅调制部53中对由载波生成部52所 生成的载波信号进行振幅调制而被使用。并且由振幅调制部53取得的时钟传送信号经由 驱动器M被提供给发送天线55，通过该发送天线55作为电波放射至空间。当该电波在空 间中进行传播并到达接收天线31时，时钟传送信号通过接收天线31被返回成电信号状态。 并且通过由检波部32进行检波时钟传送信号，从时钟传送信号中提取出调制信号。该调制 信号被分别提供至时钟再生部33以及数据检测部45。在时钟再生部33中，通过生成与调制信号同步的第2时钟信号，虚拟地再生包含 在调制信号中的第1时钟信号。在数据检测部45中，与由时钟再生部33生成的第2时钟 信号同步地采样调制信号，进而通过将通过该采样取得的代码串与被预先决定的数据模型 进行比较来检测数据信号。并且由数据检测部45向控制部46提供该数据信号本身、或者 与数据信号所表示的指示相关联的指令。通过这样，与在线圈单元6b中的一些动作状态变更有关的指示以与第1时钟信号 重叠的状态通过无线被发送至线圈单元6b的控制部46。控制部46根据通过这样所给出的指示，如下那样进行与上述各项目有关的动作 状态的变更。(1)当指示变更在多个线圈36中应该设为有效的线圈36时，控制部46以重新选 择应该设为有效的线圈36的方式控制选择器38。
(2)当指示设定耦合模式时，控制部46将耦合电路37设为耦合状态，当指示设定 退耦模式时，将耦合电路37设为退耦状态。(3)当指示对磁共振信号附加开始信号时，控制部46以对磁共振信号附加开始信 号的方式控制信号附加部41。(4)当指示发送磁共振信号时，控制部46使LOG放大器39、数字转换部40、调制处 理部42以及驱动器43进行动作，当指示非发送时，控制部46使LOG放大器39、数字转换部 40、调制处理部42以及驱动器43停止。另外在本实施方式中，设数据信号为触发信号来进行处理。即、主控制部M在生 出需要变更在线圈单元6b中的一些动作状态的定时，使数据生成部25生成数据信号。并 且控制部46根据通过数据检测部45进行检测数据信号的操作，变更动作状态。其中，既可 以如图7所示，通过数据信号只指示从第1动作状态切换到第2动作状态的定时，在经过预 先决定的期间继续第2动作状态的后，不依照在数据信号中的指示切换为第1动作状态；也 可以如图8所示，在从第1动作状态切换至第2动作状态的定时以及从第2状态动作切换 至第1动作状态的定时的任意一个中利用数据信号进行指示。另外在后者的情况下，还可 以在从第1动作状态切换至第2动作状态的定时与从第2动作状态切换至第1动作状态的 定时，使数据信号的数据模型不同。关于上述(1)的动作状态的变更，一般情况下图8所示的方式适合。关于上述(2) 的动作状态的变更，根据耦合模式的变更序列，图7所示的方式以及图8所示的方式中的任 意一方都能够适合。即、既可以当采用只在恒定期间设定某一方的模式、而在其他期间设定 另一方的模式这样的变更序列时，图7所示的方式适合，也可以当采用能够变更设定两个 模式的期间这样的变更序列时，图8所示的方式适合。关于上述(3)的动作状态的变更，当 信号附加部41对磁共振信号结束附加规定的开始信号，则应该停止处理，因此一般情况下 图7所示的方式适合。关于上述的动作状态的变更，根据使磁共振信号为非发送的目 的，图7所示的方式以及图8所示的方式中的任意一个都能适合。作为使磁共振信号为非发 送的目的，考虑回避由线圈单元6a产生高频磁场时(90度脉冲的发送时或者180度脉冲的 发送时)的干扰。在这个目的中，当产生高频磁场的期间为恒定时，能够使用图7所示的方 式，但是当产生高频磁场期间发生变化时，应该使用图8所示的方式。进而，考虑在不进行 用于成像的一连串动作的期间中，通过设为使磁共振信号为非发送的动作状态，来抑制LOG 放大器39、数字转换部40、调制处理部42以及驱动器43的动作产生的电池(battery)的 消耗。这样根据本实施方式，虽然可以由主单元来控制线圈单元6b中的动作状态，但是 由于用于该控制的数据信号与时钟信号重叠传送，因此不需要确保用于传送数据信号的无 线信道。该结果，可以减少用于在线圈单元6b与主单元之间信息传送的无线信道数，由此 缩小用于发送接收无线信号的电路规模。但是，在时钟再生部33中，能够使用众所周知的PLL。PLL通过将输入时钟信号 与输出时钟信号的相位进行比较，调整输出时钟信号的频率以使得两时钟信号的相位差变 �。佣捎胧淙胧敝有藕畔辔煌降氖涑鍪敝有藕�。但是这里所指的时钟信号表示如 Cff (Continuous Wave连续波)或者矩形波的那样，周期性地产生信号的上升以及下降的信 号的情况。
作为PLL，例如在专利文献2中所公开的内容而得知。在该PLL中包括限定于信号 上升沿(positive edge)的出现定时，输出相位差信号的相位比较器，以及限定于信号下降 沿(Negative Edge)的出现定时，输出相位差信号的相位比较器，并通过将分别从这2个相 位比较器输出的相位差信号进行相加而取得的信号通过低通滤波器(LPF)，来取得VCO的 控制电压。但是本实施方式的输入至时钟再生部33的输入信号为通过OOK或者ASK等用数 据信号对第1时钟信号进行调制了的调制信号。在该调制信号中，由于使第1时钟信号的 振幅一部分变�。虼思觳庠诘�1时钟信号中的一部分的边沿较困难。因此，在时钟再生部 33中应用了在专利文献2中所公开的PLL的情况下，有可能像第2时钟信号的相位较大地 延迟了那样被错误地检测，并且第2时钟信号的相位噪声增加。因此作为时钟再生部33，期望采用以下所示的几个实施方式的任意一个结构。(第1实施方式)图9为时钟再生部33的第1实施方式中的框图。另外，在图9中与图3相同部分 处附上同一符号。在第1实施方式的时钟再生部33中的相位比较器33a包括上升(positive)沿相 位比较器(P0S相位比较器)71、下降(negative)沿相位比较器(NEG相位比较器)72以及 相位差合成器73。从检波部32输出的调制信号以及从VC033c输出的第2时钟信号分别被输入至 POS相位比较器71以及NEG相位比较器72。POS相位比较器71观测调制信号以及第2时钟信号的各上升沿，输出与该相位差 对应的上升相位差信号。具体来讲，POS相位比较器71在将第2时钟信号的上升沿比调 制信号的上升沿先检测出的情况下，在从第2时钟信号的上升沿到调制信号的上升沿的期 间，设上升相位差信号为第1电平(Level)。POS相位比较器71在将调制信号的上升沿比 第2时钟信号的上升沿先检测出的情况下，在从调制信号的上升沿到第2时钟信号的上升 沿的期间，设上升相位差信号为第2电平。并且在除此以外的期间，POS相位比较器71设 上升相位为第3电平。NEG相位比较器72观测调制信号以及第2时钟信号的各下降沿，输出与该相位差 对应的下降相位差信号。具体来讲，NEG相位比较器72在将第2时钟信号的下降沿比调 制信号的下降沿先检测出的情况下，在从第2时钟信号的下降沿到调制信号的下降沿的期 间，设下降相位差信号为第1电平。NEG相位比较器72在将调制信号的下降沿比第2时钟 信号的下降沿先检测出的情况下，从调制信号的下降沿到第2时钟信号的下降沿的期间， 设下降相位差信号为第2电平。并且在除此以外的期间，NEG相位比较器72设下降相位为 第3电平。这样，上升相位差信号以及下降相位差信号，在为第1电平时表示第2时钟信号比 调制信号的相位向前的情况，在为第2电平时表示第2时钟信号比调制信号的相位落后的 情况，在为第3电平时表示不可以检测相位差的状态。并且这些第1-第3电平，例如分别设 为以具有某常数值X来表示的+x[v]、-x[v]、o[v]这样的电压值。或者也可以设为具有相 反的值_X[V]、+X[V]、0[V]。另外也可以如+X[V]、0[V]、+X/2[V]的那样全部设为0以上的 值。另外，也可以使用逻辑值(Iogicalvalue)分别设10、01、00这样的2位(bit)值。另外，在以下设第1至第3电平为+X [V]、-X [V]、0[V]。相位差合成器73在上升相位差信号以及下降相位差信号均为第3电平的情况下， 设时钟相位差信号为第3电平，在只有上升相位差信号以及下降相位差信号的任意一个为 第3电平的情况下，设时钟相位差信号为上升相位差信号以及下降相位差信号的各电平之 和。即、在设第3电平为0[V]的情况下，相位合成器73求出上升相位差信号与下降相位差 信号的异或，将该结果作为时钟相位差信号输出。该相位差合成器73输出的时钟相位差信 号被提供给环路滤波部33b。其次，针对在以上那样的第1实施方式中的时钟再生部33的动作进行说明。图10为在第1实施方式中的相位比较器33a的动作的一个例子的定时图。在调制信号中只第1时钟信号的分量(以下标记为“无欠缺”)被表现的情况下， 在上升沿相位差信号以及下降相位差信号中表现出第1电平或者第2电平被的定时，如图 10所示偏移了大约第2时钟信号的周期的一半。即、在调制信号与第2时钟信号的相位处 于某程度的状况下，在上升沿相位差信号以及下降相位差信号中没有同时表现出第1电平 或者第2电平。另一方面，在第1时钟信号的分量中存在欠缺，在不能检测出在第1时钟信 号中应该存在的边沿时，如在图10中的期间701至704那样，有可能发生经过第2时钟信号 的1个周期以上的期间产生第1电平或者第2电平的情况。并且如期间701以及期间703 重复的期间705，或者期间702以及期间704重复的期间706等那样，在上升沿相位差信号 以及下降相位差信号中同时表现出第1电平或者第2电平。由此，在上升沿相位差信号以及 下降相位差信号中同时表现出第1电平或者第2电平时，由于在第1时钟信号分量中存在 欠缺，上升沿相位差信号以及下降相位差信号错误的可能性比较高。这样在上升沿相位差 信号以及下降相位差信号中同时表现出第1电平或第2电平的期间705，706中，上升沿相 位差信号以及下降相位差信号的异或成为第3电平，在除此以外的期间中上升沿相位差信 号以及下降相位差信号的异或成为上升沿相位差信号以及下降相位差信号的各电平之和。 并且生成具有这种电平变化的例如图10所示的时钟相位差信号。通过这样在相位比较器33a中所生成的时钟相位差信号，被输入至环路滤波器 33b中并进行频域限制后，作为控制电压提供至VC033c。VC033c在时钟相位差信号为第1电平时，使第2时钟信号的频率降低。在时钟相 位差信号为第1电平时，由于第2时钟信号比调制信号的相位向前，因此通过使第2时钟信 号的频率降低来减少该相位差。VC033c在时钟相位差信号为第2电平时，使第2时钟信号 的频率上升。在时钟相位差信号为第2电平时，由于调制信号比第2时钟信号的相位向前， 因此通过使第2时钟信号的频率上升来减少该相位差。VC033c在时钟相位差信号为第3电 平时，不改变第2时钟信号的频率。这样，通过重复调整这种第2时钟信号的频率，使第2 时钟信号与包含在调制信号中的第1时钟信号分量相位同步。当为引用文献2中所公开的以往的PLL时，即使在期间705、706中时钟相位差信 号也被设为第1电平，基于此第2时钟信号的频率被过分地变更，与此相对，由于在第1实 施方式中的时钟再生部33中无视在期间705，706中由POS相位比较器71以及NEG相位比 较器72所检测的相位偏移而进行调整第2时钟信号的频率，因此与使用以往的PLL的情况 相比，第2时钟信号的相位噪音被减少。(第1实施方式的第1变形例)
图11为表示在时钟再生部33的第1实施方式的第1变形例中的结构的框图。另 外，在图11中在与图3以及图9相同部分处附上同一符号，省略其详细的说明。在本变形例的时钟再生部33中的相位比较器33a包括POS相位比较器71、NEG相 位比较器72、相位差合成器73以及停止器74。在停止器74中，输入从POS相位比较器71输出的上升相位差信号，并且作为停止 控制信号输入从相位差合成器73输出的信号。并且停止器74的输出信号被作为时钟相位 差信号提供给环路滤波器33b。停止器74在停止控制信号为第1电平或者第2电平期间直 接输出上升相位差信号，在除此以外的期间通过停止上升相位差信号的输出来生成时钟相 位差信号。即、停止器74作为在停止控制信号为第1电平或者第2电平的期间具有上升相 位差信号的电平，在除此以外的期间具有第3电平的如图12所示的信号，生成时钟相位差 信号。如果像这样做，由于受第1时钟信号的分量欠缺的影响，在期间707，708中产生的 下降相位差信号中的误差没有被反映在时钟相位差信号中，因此第2时钟信号的相位噪音 进一步被减少。其中，在时钟相位差信号中所反映的相位差检测的次数在第1实施方式的 基本结构上进行减半。(第1实施方式的第2变形例)图13为表示在时钟再生部33的第1实施方式的第2变形例中的结构的框图。另 外，在图13中与图3、图9以及图11相同部分处附上同一符号，省略其详细的说明。在本变形例的时钟再生部33中的相位比较器33a包括POS相位比较器71、NEG相 位比较器72、相位差合成器73以及停止器74。在停止器74中，输入从NEG相位比较器72中输出的下降相位差信号与从相位差 合成器73中输出的信号作为停止控制信号。并且停止器74的输出信号作为时钟相位差信 号被提供给环路滤波器33b。停止器74在停止控制信号为第1电平或者第2电平期间，直 接输出下降相位差信号，在除此以外的期间通过停止下降相位差信号的输出来生成时钟相 位差信号。即、停止器74作为在停止控制信号为第1电平或者第2电平的期间具有下降相 位差信号的电平、在除此以外的期间具有第3电平的如图14所示的信号，生成时钟相位差 信号。如果这样做，由于受第1时钟信号的分量欠缺的影响在期间709，710中产生的上 升相位差信号中的误差没有被反映在时钟相位差信号中，因此第2时钟信号的相位噪音进 一步被减少。其中，在时钟相位差信号中所反映的相位差检测的次数与第1实施方式的基 本构成相比减半。另外，当置换为具有只检测上升沿或者下降沿的相位差的相位比较器的以往的 PLL并采用本实施方式的时钟再生部33时，当应用图11或者图13所示的结构时，则在第1 时钟信号的分量中不欠缺的期间可以取得与以往相同的性能。另外，当置换为专利文献2 所公开的以往的PLL并采用本实施方式的时钟再生部33时，当应用图9所示的结构时，在 第1时钟信号的分量不欠缺的期间可以取得与以往相同的性能。(第2实施方式)图15为时钟再生部33的第2实施方式中的框图。另外，在图15中与图3以及图 9相同部分处附上同一符号，省略其详细的说明。
在第2实施方式的时钟再生部33中的相位比较器33a包括POS相位比较器71、 NEG相位比较器72以及相位差合成器75。S卩、在第2实施方式中，代替在第1实施方式中 的相位差合成器73而具有相位差合成器75。相位差合成器75在从上升相位差信号以及下降相位差信号均成为了除第3电平 以外电平的时刻到经过规定时间为止的输出停止期间，设时钟相位差信号为第3电平，在 除此以外的期间设时钟相位差信号为上升相位差信号以及下降相位差信号的各电平之和。 即、在设第3电平为0[V]的情况下，相位差合成器75分别求出上升相位差信号与下降相位 差信号的OR合成值以及AND合成值，基本上将OR合成值作为时钟相位差信号输出，但是只 有在从AND合成值成为第1或者第2电平的时刻到经过规定时间为止的期间设时钟相位差 信号为第3电平。该相位差合成器75输出的时钟相位差信号被提供至环路滤波器33b。其次，针对在以上这样的第2实施方式中的时钟再生部33的动作进行说明。图16为在第2实施方式中的相位比较器33a的动作的一个例子中的定时图。另 外，关于图16的例子与图10所示的例子一样的状况，在相同部分附上同一符号，省略其详 细的说明。如期间701以及期间703重复的期间705或者期间702以及期间704重复的期间 706等那样，在上升沿相位差信号以及下降相位差信号中同时表现出第1电平或者第2电平 的期间中，AND合成值成为第1或者第2电平。并且，这样生成从AND合成值成为第1或者 第2电平的定时711，712起到经过规定时间为止的输出停止期间713，714中被设为第3电 平，在除此以外的期间设为OR合成值的例如如图16所示的时钟相位差信号。在相位差合成器75中用于求出输出停止期间的规定时间的测定，例如可以通过 使用第2时钟信号或者调制信号进行了驱动的计数器来进行。但是，第2时钟信号为由 VC033c生成的信号，由于产生欠缺的可能性较低，因此比起使用调制信号，使用第2时钟信 号的情况可以精度更好地测定规定时间。但是，即使规定时间的测定的精度多少不佳，由于 能取得与使用以往的PLL的情况相比可以减少第2时钟信号的相位噪音的效果，因此也可 以使用调制信号来测定规定时间。进而，也可以通过使用第2时钟信号进行驱动的计数器 与使用调制信号进行驱动的计数器两方来测定经过时间，当在某一方的计数器先到达规定 时间时也可以判定为输出停止期间结束了。如果这样做，在时钟上无欠缺的情况下，通过用 第2时钟信号与调制信号两者进行测定，能够进一步精度良好地测定期间，另外即使在调 制信号中存在欠缺的情况下，可以以与在只使用了 1个计数器的情况相同程度的精度进行 测定。另外，在第1时钟分量中产生欠缺的部分中，调制信号与第2时钟信号哪一个的边 沿先产生是由进行多路复用数据信号的方式来决定的。例如在图4至6所示的实施了多路 复用的情况下，由于将从信号上升到信号下降的期间设为一个周期而使信号振幅改变，因 此在第1时钟信号的分量中产生欠缺的期间中上升沿先被检测。(第2实施方式的第1变形例)图17为表示在时钟再生部33的第2实施方式的第1变形例中的结构的框图。另 外，在图17中与图3以及图15相同部分附上同一符号，省略其详细的说明。在本变形例的时钟再生部33中的相位比较器33a包括POS相位比较器71、NEG相 位比较器72、相位差合成器76以及停止器77。
相位差合成器76根据上升相位差信号与下降相位差信号生成停止控制信号。具 体来讲，相位差合成器76求出上升相位差信号与下降相位差信号的AND合成值，该AND合 成值只有在从成为第1或者第2电平的时刻到经过规定时间为止的期间作为表示停止的信 号来生成停止控制信号。在停止器77中，输入从POS相位比较器71输出的上升相位差信号与从相位差合 成器76输出的停止控制信号。并且停止器77的输出信号作为时钟相位差信号被提供给环 路滤波器33b。停止器77通过在停止控制信号表示停止的期间直接输出上升相位差信号， 在除此以外的期间停止上升相位差信号的输出，来生成时钟相位差信号。即、停止器77作 为停止控制信号在表示停止的期间具有第3电平，在除此以外的期间具有上升相位差信号 的电平的如图18所示的信号，生成时钟相位差信号。如果这样做，由于受第1时钟信号分量的欠缺的影响在期间715中产生的下降相 位差信号中的误差没有被反映在时钟相位差信号中，因此，第2时钟信号的相位噪音进一 步被减少。其中，反映在时钟相位差信号中的相位差检测的次数在第2实施方式的基本构 成中被减半。(第2实施方式的第2变形例)图19为表示在时钟再生部33的第2实施方式的第2变形例的结构的框图。另夕卜， 在图19中与图3、图15以及图17相同的部分附上同一的符号，省略其详细的说明。本变形例的时钟再生部33中的相位比较器33a包括POS相位比较器71、NEG相位 比较器72、相位差合成器76以及停止器77。在停止器77中，输入从NEG相位比较器72输出的下降相位差信号与从相位差合 成器76输出的停止控制信号。并且，停止器77的输出信号作为时钟相位差信号被提供给 环路滤波器33b。停止器77通过在停止控制信号表示停止的期间直接输出下降相位差信 号，在除此以外的期间停止下降相位差信号的输出，来生成时钟相位差信号。即、停止器77 作为在停止控制信号表示停止的期间具有第3电平，在除此以外的期间具有下降相位差信 号的电平的如图20所示的信号，生成时钟相位差信号。如果这样做，由于受第1时钟信号的分量欠缺的影响在期间709、710中产生的上 升相位差信号中的误差没有被反映在时钟相位差信号中，因此第2时钟信号的相位噪音进 一步被减少。其中，在时钟相位差信号中所反映的相位差检测的次数在第2实施方式的基 本结构中减半。另外，当置换为具有只检测上升沿或者下降沿的相位差的相位比较器的以往的 PLL并采用本实施方式的时钟再生部33时，如果应用图17或者图19所示的结构时，则可以 在第1时钟信号的分量没有欠缺的期间取得与以往相同的性能。另外当置换为专利文献2 所公开的以往的PLL并采用本实施方式的时钟再生部33时，如果应用图15所示的结构时， 则可以在第1时钟信号的分量没有欠缺的期间取得与以往相同的性能。但是期望第2实施方式中的输出停止期间设为与数据信号的信号序列的长度相 同。其原因是因为在设为比信号序列短的期间的情况下，从输出停止期间重新开始之后在 第1时钟的分量中产生欠缺的可能性变高，而在设为比信号序列长的期间的情况下，存在 减少能够进行有效的相位比较的机会并且直到PLL锁住为止的时间变长的可能性。这里所 指的信号序列的长度是像用图4至6的期间302、402、502所表示的那样，表示数据信号被第1时钟信号进行多路复用的期间的情况。其中，在预先了解信号序列的情况下，也可以设 在第1时钟信号的分量中实际出现欠缺的期间。例如在图3至5的例子中为期间303、403、 503。通过这样做，可以将输出停止期间的长度抑制为最小限度。但是，在只了解信号序列 的长度却不了解信号序列的数值的情况下，或者在多个数据信号的各个中在第1时钟信号 的分量中实际上出现欠缺的期间发生变化的情况下，期望使用期间302、402、502。通过这样 做，可以不依赖于信号序列的值，避开从停止期间重新开始后在时钟上产生欠缺的状态。另 一方面，由于在信号序列的多路复用而产生的此外的、例如噪音这样的原因而可能引起与 信号的序列长相比较短的期间的时钟欠缺的情况下，也可以设使停止期间比信号序列长度 短。通过这样做，即使在受噪音等影响而停止的情况下，也可以以更短的时间从停止期间进 行复原，可以有效地进行相位比较。图21至23为在图15、17、19的各结构中将输出停止期间的长度设为与数据信号 的信号序列的长度相同的情况中的相位比较器33a的动作的一个例子中的定时图，在输出 停止期间716中均将时钟相位差信号设为第3电平。(第3实施方式)图M为时钟再生部33的第3实施方式中的框图。另外，在图M中与图3以及图 9相同部分附上同一符号，省略其详细的说明。在第3实施方式的时钟再生部33中的相位比较器33a包括上升沿相位比较器 (P0S相位比较器)78、下降沿相位比较器(NEG相位比较器)79、相位差合成器80以及复位 器81。POS相位比较器78以及NEG相位比较器79基本上与POS相位比较器71以及NEG 相位比较器72 —样，输出上升相位差信号以及下降相位差信号。但是，POS相位比较器78 以及NEG相位比较器79具有在来自复位器81的控制下将动作状态复位为初期状态的功 能。相位差合成器80在上升相位差信号以及下降相位差信号的任意一个为第1或者 第2电平时，设时钟相位差信号为第1或者第2电平。从该相位差合成器80输出的时钟相 位差信号被提供给环路滤波器33b。另外，相位差合成器80随着上升相位差信号以及下降 相位差信号均成为第3电平以外的电平，将复位信号输出至复位器81。即、在设第3电平 为0[V]的情况下，相位差合成器80求出上升相位差信号与下降相位差信号的OR合成值， 并将该OR合成值作为时钟相位差信号输出。另外，相位差合成器80求出上升相位差信号 与下降相位差信号的AND合成值，并将该AND合成值作为复位信号输出。复位器81根据由相位差合成器80提供复位信号，将POS相位比较器78以及NEG 相位比较器79复位为初期状态。POS相位比较器78以及NEG相位比较器79的初期状态表 示将到此为止的任意一个边沿的检测结果进行复位，等待根据调制信号或者第2时钟信号 的任意一个检测先到的边沿的状态。另外，通过复位，上升相位差信号以及下降相位差信号 都返回第3电平。接着，针对在如以上那样的第3实施方式中的时钟再生部33的动作进行说明。图25为第3实施方式中的相位比较器33a的动作的一个例子中的定时图。另夕卜， 图25的例子关于与图10所示的例子相同的状况，在同一期间附上同一符号，省略其详细的 说明。
在上升相位差信号与下降相位差信号均成为第3电平以外的电平的各时刻717、 718,719的各自中，由于AND合成值成为第1电平或者第2电平，因此与此相对应地向复位 器81提供复位信号。当这样做，复位器81将POS相位比较器78以及NEG相位比较器79 复位为初期状态。这样，上升相位差信号与下降相位差信号均返回为第3电平，解除那些均为第3电 平以外的电平的状态。其结果，防止基于起因于第1时钟信号的分量的欠缺而被错误地检 测出的相位差，第2时钟频率的调整相关联地被进行的情况，第2时钟信号的相位噪音被减 少。特别是在第3实施方式中，由于在上升相位差信号与下降相位差信号中每次同时出现 第3电平以外的电平就进行复位，因此在零散地产生第1时钟信号的分量欠缺的情况下，可 以特别有效地减少被错误地输出的相位差。另外，也可以将上升相位差信号以及下降相位差信号分别输入给复位器81，在复 位器81中计算出AND合成值。(第3实施方式的第1变形例)图沈为表示在时钟再生部33的第3实施方式的第1变形例中的结构的框图。另 外，在图沈中与图3以及图M相同的部分附上同一符号，省略其详细的说明。在本变形例的时钟再生部33中的相位比较器33a中，将上升相位差信号直接作为 时钟相位差信号提供给环路滤波器33b。图27为在第3实施方式的第1变形例中的相位比较器33a的动作的一个例子的 定时图。(第3实施方式的第2变形例)图观为表示时钟再生部33在第3实施方式的第2变形例中的结构的框图。另夕卜， 在图观中与图3以及图M相同部分附上同一符号，省略其详细的说明。在本变形例的时钟再生部33中的相位比较器33a中，将下降相位差信号直接作为 时钟相位差信号提供给环路滤波器33b。图四为在第3实施方式的第2变形例中的相位比较器33a的动作的一个例子的 定时图。该实施方式，能够进行以下各种变形实施。(第3实施方式的第3变形例)图30为时钟再生部33的在第3的实施方式的第3变形例中的框图。另外，在图 30中与图3以及图M相同的部分附上同一符号，省略其详细的说明。在本变形例的时钟再生部33中包括相位比较器33a、环路滤波器33b、VC033c以 及上升沿相位比较器(P0S相位比较器)33d。相位比较器33a包括POS相位比较器78、NEG 相位比较器79、相位差合成器80以及复位器81。调制信号除了被提供给相位比较器33a以外还被提供给POS相位比较器33d。POS 相位比较器33d与POS相位比较器78同样地生成上升相位差信号。并且，该POS相位比较 器33d生成的上升相位差信号被作为时钟相位差信号提供给环路滤波器33b。进而，POS相 位比较器33d具有在来自复位器81的控制下将动作状态进行复位至初期状态的功能。这样，在本变形例中也生成与第3实施方式的第2变形例相同的第2时钟信号。 并且，根据该变形例，由环路滤波器33b、VC033c以及POS相位比较器33d构成众所周知的PLL电路，因此能够通过对这种原有的PLL电路附加相位比较器33a的操作来简易地实现。(第3实施方式的第4变形例)图31为在时钟再生部33的第3实施方式的第4变形例中的框图。另外，在图31 中与图3以及图M相同部分附上同一符号，省略其详细的说明。在本变形例的时钟再生部33中，包括相位比较器33a、环路滤波器33b、VC033c以 及下降沿相位比较器(NEG相位比较器)3 。相位比较器33a包括POS相位比较器78、NEG 相位比较器79、相位差合成器80以及复位器81。调制信号除相位比较器33a以外还被提供给NEG相位比较器33e。NEG相位比较 器3 与NEG相位比较器79 —样地生成下降相位差信号。并且，该NEG相位比较器3 生 成的下降相位差信号被作为时钟相位差信号提供给环路滤波器33b。进而，NEG相位比较器 33e具有在来自复位器81的控制下将动作状态进行复位至初期状态的功能。这样，在本变形例中也生成与第3实施方式的第3变形例一样的第2时钟信号。 并且，根据本变形例，由环路滤波器33b、VC033c以及NEG相位比较器3 构成众所周知的 PLL电路，因此能够通过对这样原有的PLL电路附加相位比较器33a的操作来简易地实现。图32为表示通过将相位比较器33a与原有的PLL91连接来实现第3实施方式的 第3以及第4的变形例的构思的图。线圈单元6b也可以被用于RF发送中。并且，在该情况中，可以通过数据信号由主 控制部M控制接受磁共振信号的动作状态与进行RF发送的动作状态。本发明不是直接被限定为上述实施方式的技术方案。在实施阶段在不脱离发明的 要旨的范围内变形各种构成要素来具体化、或者适当地组合上述实施方式中公开的多个过 程要素，从而形成各种发明。例如、可以从实施方式所示的所有构成要素中删除一些个构成 要素。进而也可以适当地组合不同的实施方式的构成要素。本领域技术人员容易想到其它优点和变更方式。因此，本发明就其更宽的方面而 言不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施方式。因此，在不背离由所附的权利 要求书以及其等同物限定的一般发明概念的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
权利要求
1.一种磁共振图像诊断装置，具备控制单元以及独立于该控制单元的线圈单元，该磁 共振图像诊断装置的特征在于上述控制单元具备时钟生成部，生成第1时钟信号；数据生成部，生成用于指示上述线圈单元的动作状态的数据信号； 调制部，利用上述数据信号对上述第1时钟信号进行调制，取得调制信号； 传送信号生成部，生成含有上述调制信号的时钟传送信号；以及 发送天线，将上述时钟传送信号向空间放射， 上述线圈单元具备接收天线，将在上述空间中传播的上述时钟传送信号转换为电信号状态； 检波部，从通过上述接收天线被转换为电信号状态的上述时钟传送信号，对上述调制 信号进行检波；时钟再生部，根据由上述检波部被检波出的上述调制信号，生成与上述第1时钟信号 同步的第2时钟信号；线圈，对由被检体产生的磁共振信号进行检测；数字转换部，与上述第2时钟信号同步地对由上述线圈检测出的上述磁共振信号进行 数字转换；数据检测部，根据由上述检波部被检波出的上述调制信号，使用上述第2时钟信号来 检测上述数据信号；以及控制部，控制上述线圈单元的动作状态，以使其成为由通过上述数据检测部检测出的 上述数据信号所指示的动作状态。
2.根据权利要求1所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于 上述线圈单元具备多个上述线圈，该线圈单元还具备线圈选择部，为了检测上述磁共振信号，使上述多个线圈中的一部分线圈有效， 上述数据生成部生成上述数据信号作为用于指示上述多个线圈中的有效的线圈的数 据信号；上述控制部通过以使由上述数据信号所指示的线圈有效的方式控制上述线圈选择部， 从而控制上述动作状态。
3.根据权利要求1所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述线圈单元包括发送模式和接收模式作为上述动作状态，该发送模式使用于激励上 述被检体内的自旋的高频脉冲从上述线圈放射，该接收模式用上述线圈检测上述磁共振信 号，上述数据生成部生成上述数据信号作为用于指示上述发送模式以及上述接收模式中 的某一个的数据信号，上述控制部切换动作状态，以使其成为由上述数据信号所指示的模式。
4.根据权利要求1所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于 上述线圈单元具备多个上述线圈，该线圈单元还具备切换部，有选择地形成耦合模式以及退耦模式，该耦合模式为在上述多个线圈中的至 少2个之间耦合的模式，该退耦模式为在上述多个线圈中的至少2个之间退耦的模式，上述数据生成部生成上述数据信号作为用于指示上述耦合模式以及上述退耦模式中 的某一个的数据信号；上述控制部控制上述切换部，以使得形成由上述数据信号所指示的模式。
5.根据权利要求4所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述切换部使用PIN 二极管来切换上述耦合模式以及上述退耦模式。
6.根据权利要求1所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述线圈单元还具备附加部，该附加部对于由上述线圈检测出的上述磁共振信号或 者由上述数字转换部进行数字转换后的上述磁共振信号，附加表示回波信号开始的开始信 号，上述数据生成部生成上述数据信号作为用于指示附加上述开始信号的定时的数据信号，上述控制部控制上述附加部，以使得在上述数据信号表示的定时附加上述开始信号。
7.根据权利要求1所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于，还具备 高频发送部，发送用于激励上述被检体内的自旋的高频脉冲， 上述线圈单元还具备共振信号发送部，生成含有通过上述数字转换部进行数字转换后的磁共振信号的共振 信号传送信号；以及发送天线，将上述共振信号传送信号向空间放射，上述数据生成部生成上述数据信号，作为用于按照上述高频发送部进行发送上述高频 脉冲的定时来分别指示发送结束以及发送开始的数据，上述控制部控制上述共振信号发送部，以使得依照上述发送结束的指示停止向上述发 送天线供给上述共振信号传送信号，并且依照上述发送开始的指示开始向上述发送天线供 给上述共振信号传送信号。
8.根据权利要求1所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于 上述时钟再生部还具备振荡器，用于振荡上述第2时钟信号，并能够按照所输入的控制信号变更振荡频率； 相位比较器，比较由上述检波部被检波出的上述调制信号以及由上述振荡器振荡出的 第2时钟信号的相位，输出时钟相位差信号；以及环路滤波器，生成上述控制信号，以使得根据上述时钟相位差信号为第1电平的情况 来使上述振荡频率上升，根据上述时钟相位差信号为第2电平的情况来使上述振荡频率下 降，根据上述时钟相位差信号为第3电平的情况来使上述振荡频率不改变， 上述相位比较器还具备上升沿相位比较器，输出上升相位差信号，在比第2时钟信号的上升沿更早地检测出 上述调制信号的上升沿的情况下，在从上述调制信号的上升沿到上述第2时钟信号的上升 沿的期间，将上述上升相位差信号设为上述第1电平，在比上述调制信号的上升沿更早地 检测出上述第2时钟信号的上升沿的情况下，在从上述第2时钟信号的上升沿到上述调制 信号的上升沿的期间，将上述上升相位差信号设为上述第2电平，在除此以外的期间，将上述上升相位差信号设为上述第3电平；下降沿相位比较器，输出下降相位差信号，在比上述第2时钟信号的下降沿更早地检 测出上述调制信号的下降沿的情况下，在从上述调制信号的下降沿到上述第2时钟信号的 下降沿的期间，将上述下降相位差信号设为上述第1电平，在比上述调制信号的下降沿更 早地检测出上述第2时钟信号的下降沿的情况下，在从上述第2时钟信号的下降沿到上述 调制信号的下降沿的期间，将上述下降相位差信号设为上述第2电平，在除此以外的期间， 将上述下降相位差信号设为上述第3电平；以及相位差合成器，输出上述时钟相位差信号，在上述上升相位差信号以及上述下降相位 差信号均为上述第3电平的情况、以及在从上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号 均不是上述第3电平时起开始的规定期间内的情况下，将上述时钟相位差信号设为上述第 3电平，上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号只是其中一个为上述第3电平的情 况下，将上述时钟相位差信号设为将上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号的各自 的电平进行了合成而得的电平。
9.根据权利要求8所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述相位差合成器将上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均不是上述第3 电平的期间设为上述规定期间。
10.根据权利要求8所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述相位差合成器将从上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均不是上述第3 电平时起经过规定时间为止的期间设为上述规定期间。
11.根据权利要求10所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述相位差合成器将上述调制信号或者上述第2时钟信号的上升沿或者下降沿的计 数数达到规定数为止的时间设为上述规定时间。
12.根据权利要求10所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述数据生成部以固定的序列长度生成数据信号，上述相位差合成器将相当于上述序列长度的时间设为上述规定时间。
13.根据权利要求8所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述相位差合成器将从上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均不是上述第3 电平时起、到接下来上述上升相位差信号和上述下降相位差信号仅任意一方为上述第3电 平为止的期间设为上述规定期间。
14.根据权利要求8所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述相位差合成器在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上 述第3电平的情况下，将上述时钟相位差信号设为将上述上升相位差信号以及上述下降相 位差信号的各自的电平进行了相加而得到的电平。
15.根据权利要求8所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述相位差合成器在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上 述第3电平的情况下，将上述时钟相位差信号设为上述上升相位差信号的电平。
16.根据权利要求8所述的磁共振图像诊断装置，其特征在于上述相位差合成器在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上 述第3电平的情况下，将上述时钟相位差信号设为上述下降相位差信号的电平。
17.—种相位比较器，输出表示调制信号与第2时钟信号的相位差的时钟相位差信号， 该调制信号为利用数据信号对第1时钟信号进行调制而取得的信号，该相位比较器的特征 在于，具备上升沿相位比较器，输出上升相位差信号，在比第2时钟信号的上升沿更早地检测出 第1时钟信号的上升沿的情况下，在从上述调制信号的上升沿到上述第2时钟信号的上升 沿的期间，将上述上升相位差信号设为第1电平，在比上述调制信号的上升沿更早地检测 出上述第2时钟信号的上升沿的情况下，在从上述第2时钟信号的上升沿到上述调制信号 的上升沿的期间，将上述上升相位差信号设为第2电平，在除此以外的期间，将上述上升相 位差信号设为第3电平；下降沿相位比较器，输出下降相位差信号，在比上述第2时钟信号的下降沿更早地检 测出上述调制信号的下降沿的情况下，在从上述调制信号的下降沿到上述第2时钟信号的 下降沿的期间，将上述下降相位差信号设为上述第1电平，在比上述调制信号的下降沿更 早地检测出上述第2时钟信号的下降沿的情况下，在从上述第2时钟信号的下降沿到上述 调制信号的下降沿的期间，将上述下降相位差信号设为上述第2电平，在除此以外期间，将 上述下降相位差信号设为上述第3电平；相位差合成器，输出上述时钟相位差信号，在上述上升相位差信号以及上述下降相位 差信号均为上述第3电平的情况以及在从上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号 均不为上述第3电平时起开始的规定期间内的情况下，将上述时钟相位差信号设为上述第 3电平，在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上述第3电平的情 况下，将上述时钟相位差信号设为将上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号的各自 的电平进行了合成而得的电平。
18.根据权利要求17所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器将上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均不是上述第3 电平的期间设为上述规定期间。
19.根据权利要求17所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器将从上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均不为上述第3 电平时起经过规定时间为止的期间设为上述规定期间。
20.根据权利要求19所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器将上述调制信号或者上述第2时钟信号的上升沿或者下降沿的计 数数达到规定数时的时间设为上述规定时间。
21.根据权利要求19所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器将相当于上述数据信号的序列长度的时间设为上述规定时间。
22.根据权利要求17所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器将从上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号均不为上述第3 电平时起、到接下来上述上升相位差信号和上述下降相位差信号仅任意一方成为上述第3 电平为止的期间设为上述规定期间。
23.根据权利要求17所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上 述第3电平的情况下，将上述时钟相位差信号设为将上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号的各自的电平进行了相加而得的电平。
24.根据权利要求17所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上 述第3电平的情况下，将上述时钟相位差信号设为上述上升相位差信号的电平。
25.根据权利要求17所述的相位比较器，其特征在于上述相位差合成器在上述上升相位差信号以及上述下降相位差信号仅任意一方为上 述第3电平的情况下，将上述时钟相位差信号设为上述下降相位差信号的电平。
26.—种控制单元，与独立的线圈单元一同在磁共振图像诊断装置中被使用，该控制单 元的特征在于，包括时钟生成部，生成第1时钟信号；数据生成部，生成用于指示上述线圈单元的动作状态的数据信号；调制部，利用上述数据信号对上述第1时钟信号进行调制，取得调制信号；传送信号生成部，生成含有上述调制信号的时钟传送信号；以及发送天线，将上述时钟传送信号向空间放射。
27.一种线圈单元，与独立的控制单元一同在磁共振图像诊断装置中被使用，该控制单 元具有向空间放射时钟传送信号的功能，该时钟传送信号含有利用用于指示动作状态的数 据信号对第1时钟信号进行调制而取得的调制信号，该线圈单元的特征在于，包括接收天线，将在上述空间中传播的上述时钟传送信号转换为电信号状态；检波部，从通过上述接收天线被转换为电信号状态的上述时钟传送信号，对上述调制 信号进行检波；时钟再生部，根据由上述检波部被检波出的上述调制信号，生成与上述第1时钟信号 同步的第2时钟信号；线圈，对由被检体产生的磁共振信号进行检测；数字转换部，与上述第2时钟信号同步地对由上述线圈检测出的上述磁共振信号进行 数字转换；数据检测部，根据由上述检波部被检波出的上述调制信号，使用上述第2时钟信号来 检测上述数据信号；以及控制部，控制上述线圈单元的动作状态，以使其成为由通过上述数据检测部检测出的 上述数据信号所指示的动作状态。
全文摘要
本发明提供一种磁共振图像诊断装置、相位比较器、控制单元及线圈单元，该磁共振图像诊断装置具有控制单元和线圈单元。控制单元包括时钟生成部，生成第1时钟信号；数据生成部，生成数据信号；调制部，取得调制信号；传送信号生成部，生成时钟传送信号；发送天线，放射时钟传送信号。线圈单元包括接收天线，转换时钟传送信号为电信号状态；检波部，依时钟传送信号检波调制信号；时钟再生部，依调制信号生成与第1时钟信号同步的第2时钟信号；线圈，检测磁共振信号；数字转换部，与第2时钟信号同步数字转换磁共振信号；数据检测部，依调制信号用第2时钟信号检测数据信号；控制部，控制线圈单元的动作状态，以使成为由数据信号所指示的动作状态。
文档编号G01R33/36GK102048539SQ20101053309
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月5日 优先权日2009年11月6日
发明者关口孝公, 冈本和也, 加藤庄十郎, 秋田耕司 申请人:东芝医疗系统株式会社, 株式会社东芝
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