JPH0724659B2 - 機械的走査形超音波装置用探触子 - Google Patents
機械的走査形超音波装置用探触子Info
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- JPH0724659B2 JPH0724659B2 JP59020652A JP2065284A JPH0724659B2 JP H0724659 B2 JPH0724659 B2 JP H0724659B2 JP 59020652 A JP59020652 A JP 59020652A JP 2065284 A JP2065284 A JP 2065284A JP H0724659 B2 JPH0724659 B2 JP H0724659B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、機械的走査形超音波装置用探触子に適用して
有効な技術に関するものである。
有効な技術に関するものである。
セクタ走査を行う機械的走査形超音波装置に用いられる
探触子は、例えば、第１図及び第２図示すように、円筒
形のロータ１の周面に振動子２を等角度で固定し、ベル
ト３とベルト車4,5を介してモータ６によってロータ１
を回転して、超音波ビーム７をセクタ状に振らせるよう
にしてある。このようなものでは、構造自体が大きくな
ることをさけられないばかりか、ロータ１の回転に際し
てトルクの大きなモータを必要とするため、コンパクト
に探触子を構成することができず、施術者が握り、か
つ、自由に動かすことをきわめて困難にしている。
探触子は、例えば、第１図及び第２図示すように、円筒
形のロータ１の周面に振動子２を等角度で固定し、ベル
ト３とベルト車4,5を介してモータ６によってロータ１
を回転して、超音波ビーム７をセクタ状に振らせるよう
にしてある。このようなものでは、構造自体が大きくな
ることをさけられないばかりか、ロータ１の回転に際し
てトルクの大きなモータを必要とするため、コンパクト
に探触子を構成することができず、施術者が握り、か
つ、自由に動かすことをきわめて困難にしている。
このような探触子に対し、第３図乃至第５図に示すよう
なシンプルな構造の小型の探触子が提案されている（特
願昭59−42970号参照）。
なシンプルな構造の小型の探触子が提案されている（特
願昭59−42970号参照）。
第３図至第５図において、11は振動子の支持体であり、
半球状の頭部を有するシリンダ状に形成されている。こ
の支持体11は前記シリンダ部分を貫通した支持軸12に回
転自在に取り付けられている。支持軸12の両端は、支持
部材から延びるアーム13上の軸受に保持されており、支
持体11はこの支持軸12を中心に回転できるようになって
いる。支持体11の下面にある凹部に円板状の振動子14が
嵌合し、かつ固定されており、支持体11が往復回転され
ることにより、超音波ビームを支持体11の回転面内にお
いてセクタ状に振らせることができるようになってい
る。
半球状の頭部を有するシリンダ状に形成されている。こ
の支持体11は前記シリンダ部分を貫通した支持軸12に回
転自在に取り付けられている。支持軸12の両端は、支持
部材から延びるアーム13上の軸受に保持されており、支
持体11はこの支持軸12を中心に回転できるようになって
いる。支持体11の下面にある凹部に円板状の振動子14が
嵌合し、かつ固定されており、支持体11が往復回転され
ることにより、超音波ビームを支持体11の回転面内にお
いてセクタ状に振らせることができるようになってい
る。
支持体11に往復回転をさせる駆動手段は、第４図に示さ
れるように、支持体11の回転中心軸に平行になるように
半球状の頭部に設けられた直線溝15と、支持体11の上部
に配置されているロータ16を備えている。このロータ16
はほぼ円錐形に形成されており、円錐の中心軸の周りに
回転しうるようにモータ17の回転軸18に取り付けてい
る。これらのロータ16及びモータ17は、ロータ16の回転
中心軸が支持体11の回転中心軸に直交するように配置さ
れていると共に、モータ17を前述の支持部材に設置する
ことによってそれらの位置を固定している。回転軸18が
支持体11の回転中心軸から離れた位置にあるようにロー
タ16を取り付けている。また、ローラ19は前記ロータ16
の内側に延びる端部に軸受20を介在させて取り付けられ
ていると共に、支持体11の直線溝15に嵌合されている。
れるように、支持体11の回転中心軸に平行になるように
半球状の頭部に設けられた直線溝15と、支持体11の上部
に配置されているロータ16を備えている。このロータ16
はほぼ円錐形に形成されており、円錐の中心軸の周りに
回転しうるようにモータ17の回転軸18に取り付けてい
る。これらのロータ16及びモータ17は、ロータ16の回転
中心軸が支持体11の回転中心軸に直交するように配置さ
れていると共に、モータ17を前述の支持部材に設置する
ことによってそれらの位置を固定している。回転軸18が
支持体11の回転中心軸から離れた位置にあるようにロー
タ16を取り付けている。また、ローラ19は前記ロータ16
の内側に延びる端部に軸受20を介在させて取り付けられ
ていると共に、支持体11の直線溝15に嵌合されている。
この駆動手段において、モータ17によってロータ16を回
転させると、ローラ19は自転しつつ直線溝15に沿って移
動して、支持体11は支持軸12を中心に往復回転させるこ
とになる。すなわち、ロータ16が時計方向に回転する
と、ローラ19はロータ16の回転中心軸を中心とする円上
を移動する。ローラ19は、この移動に際して、支持体11
上の直線溝15内で自転しつつ移動し、同時に支持体11を
支持軸12を中心に反時計方向に回転させる。支持体11
は、ロータ16が角度90゜回転することにより、水平まで
回転し、ロータ16がさらに角度90゜回転することによ
り、前記と逆方向に回転する。そして、ロータ16が残り
の半周を回転することにより、前記支持体11は時計方向
に回転して図面の状態にもどることになる。したがっ
て、モータ17がロータ16を回転しつづけることによっ
て、振動子14から放射される超音波ビームは支持体11の
この往復回転により、セクタ状に振られることになる。
転させると、ローラ19は自転しつつ直線溝15に沿って移
動して、支持体11は支持軸12を中心に往復回転させるこ
とになる。すなわち、ロータ16が時計方向に回転する
と、ローラ19はロータ16の回転中心軸を中心とする円上
を移動する。ローラ19は、この移動に際して、支持体11
上の直線溝15内で自転しつつ移動し、同時に支持体11を
支持軸12を中心に反時計方向に回転させる。支持体11
は、ロータ16が角度90゜回転することにより、水平まで
回転し、ロータ16がさらに角度90゜回転することによ
り、前記と逆方向に回転する。そして、ロータ16が残り
の半周を回転することにより、前記支持体11は時計方向
に回転して図面の状態にもどることになる。したがっ
て、モータ17がロータ16を回転しつづけることによっ
て、振動子14から放射される超音波ビームは支持体11の
この往復回転により、セクタ状に振られることになる。
支持体11,ロータ16及びモータ17は密閉ケース21に収容
される。この密閉ケース21は、超音波ビームが通る部分
に音響インピーダンスを整合させるための超音波が通る
窓22を有し、その内部空間25には油23が充填されてい
る。
される。この密閉ケース21は、超音波ビームが通る部分
に音響インピーダンスを整合させるための超音波が通る
窓22を有し、その内部空間25には油23が充填されてい
る。
前記充填油23は、被検体となる生体中を通過する超音波
の音速と同じ音速となる音響インピーダンス、あるいは
それに近い音響インピーダンスを有する油、例えば、高
フェニールシリコン油を用いている。この高フェニール
シリコン油の構造式は、 である。したがって、振動子14から放射される超音波ビ
ームの角度は、セクタ状に振られる振動子14の角度と一
致するものと考えてよい。一方、密閉ケース21の超音波
ビームが通る窓22は、セクタ状に超音波ビームを振る場
合、超音波ビームを被検体の体表に対して小さい面積で
もって入射させるため、振動子14の回転中心、即ち、支
持軸12の中心を曲率中心とする曲面で形成されている。
密閉ケース21を含めた探触子全体の形状は、モータ17,
ロータ16及び支持体11がほぼ一直線に配置され、しかも
ロータ16が円錐形に形成され、ローラ19はこのロータ16
の内側に配置されているので、細長いものとすることが
できる。そのため、検査に際して、施術者は探触子を容
易に、かつ、しっかりと手で握ることができて、検査を
容易になすことができる。
の音速と同じ音速となる音響インピーダンス、あるいは
それに近い音響インピーダンスを有する油、例えば、高
フェニールシリコン油を用いている。この高フェニール
シリコン油の構造式は、 である。したがって、振動子14から放射される超音波ビ
ームの角度は、セクタ状に振られる振動子14の角度と一
致するものと考えてよい。一方、密閉ケース21の超音波
ビームが通る窓22は、セクタ状に超音波ビームを振る場
合、超音波ビームを被検体の体表に対して小さい面積で
もって入射させるため、振動子14の回転中心、即ち、支
持軸12の中心を曲率中心とする曲面で形成されている。
密閉ケース21を含めた探触子全体の形状は、モータ17,
ロータ16及び支持体11がほぼ一直線に配置され、しかも
ロータ16が円錐形に形成され、ローラ19はこのロータ16
の内側に配置されているので、細長いものとすることが
できる。そのため、検査に際して、施術者は探触子を容
易に、かつ、しっかりと手で握ることができて、検査を
容易になすことができる。
なお、以上述べた従来の探触子の例において、ロータと
支持体とはローラによって連結されているが、例えば、
半球状の頭部を有するロータと支持体とを連結させても
よい。
支持体とはローラによって連結されているが、例えば、
半球状の頭部を有するロータと支持体とを連結させても
よい。
前記の構造の探触子は、構造が簡単で小型，安価に製作
できる特徴があるが、モータ17の回転角に対して振動子
14の首振り角が比例しないため、等しい時間々隔で超音
波パルスを発射する場合、超音波ビームの間隔を等しい
角度でセクタ状に振らせることができない欠点がある。
即ち、従来例の一つである第１図に示した構造の探触子
では、モータ６の回転角に振端子２を固定したロータ１
の回転角が比例するため、モータを等速度で回転するか
ぎり、超音波を等しい間隔のタイミングで発射した場
合、等角度の間隔のセクタ状の超音波ビームで画像が形
成される。一方、第３図の構造の探触子では、超音波ビ
ームの間隔がセクタ状の画像の両端で超音波ビームが密
な像になる。このような欠点をさけるため、超音波の発
射タイミング間隔を超音波ビームの偏向角が大きくなる
に従い長くとるようにするとよいが、かぎられた時間内
にとり込む情報量を捨てることになり、リアルタイムで
良好な画像を得ることを目的とした装置では、画質の劣
化につながることになり望ましくない。
できる特徴があるが、モータ17の回転角に対して振動子
14の首振り角が比例しないため、等しい時間々隔で超音
波パルスを発射する場合、超音波ビームの間隔を等しい
角度でセクタ状に振らせることができない欠点がある。
即ち、従来例の一つである第１図に示した構造の探触子
では、モータ６の回転角に振端子２を固定したロータ１
の回転角が比例するため、モータを等速度で回転するか
ぎり、超音波を等しい間隔のタイミングで発射した場
合、等角度の間隔のセクタ状の超音波ビームで画像が形
成される。一方、第３図の構造の探触子では、超音波ビ
ームの間隔がセクタ状の画像の両端で超音波ビームが密
な像になる。このような欠点をさけるため、超音波の発
射タイミング間隔を超音波ビームの偏向角が大きくなる
に従い長くとるようにするとよいが、かぎられた時間内
にとり込む情報量を捨てることになり、リアルタイムで
良好な画像を得ることを目的とした装置では、画質の劣
化につながることになり望ましくない。
本発明の目的は、小型で軽量の機械的走査形超音波装置
用探触子において、リアルタイムで良好な画像を得るこ
とができる技術手段を提供することにある。
用探触子において、リアルタイムで良好な画像を得るこ
とができる技術手段を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明による機械的
走査形超音波装置用探触子は、基本的には、仮想の直線
に回転軸が一致づけられて配置されるモータと、このモ
ータの駆動により前記仮想の直線と直交して配置される
支持軸を中心として揺動運動をする支持体に固定された
超音波振動子と、該モータと超音波振動子との外囲器を
兼ねた曲面状の超音波照射窓とを備え、前記支持体は、
そのモータ側に形成された前記支持軸と平行な溝に、前
記モータの回転軸から一定の距離を隔てて該モータの回
転に伴って回転する突起部が嵌合されていることによっ
て揺動する機械的走査形超音波装置用探触子において、
前記支持軸は、前記超音波照射窓の曲率半径よりも小さ
な距離で該超音波照射窓に近接されているとともに、前
記超音波照射窓からなる外囲器内に音速が生体よりも遅
くかつ音響インピーダンスが生体に近似した液体が封入
されていることを特徴とするものである。
走査形超音波装置用探触子は、基本的には、仮想の直線
に回転軸が一致づけられて配置されるモータと、このモ
ータの駆動により前記仮想の直線と直交して配置される
支持軸を中心として揺動運動をする支持体に固定された
超音波振動子と、該モータと超音波振動子との外囲器を
兼ねた曲面状の超音波照射窓とを備え、前記支持体は、
そのモータ側に形成された前記支持軸と平行な溝に、前
記モータの回転軸から一定の距離を隔てて該モータの回
転に伴って回転する突起部が嵌合されていることによっ
て揺動する機械的走査形超音波装置用探触子において、
前記支持軸は、前記超音波照射窓の曲率半径よりも小さ
な距離で該超音波照射窓に近接されているとともに、前
記超音波照射窓からなる外囲器内に音速が生体よりも遅
くかつ音響インピーダンスが生体に近似した液体が封入
されていることを特徴とするものである。
このように構成した機械的走査形超音波装置用探触子に
よれば、まず、超音波探触子を揺動させる支持体の支持
軸を超音波照射窓の曲率半径よりも小さな距離で該超音
波照射窓に近接させているものである。
よれば、まず、超音波探触子を揺動させる支持体の支持
軸を超音波照射窓の曲率半径よりも小さな距離で該超音
波照射窓に近接させているものである。
これによって、モータ、およびこのモータによる前記超
音波探触子を揺動させる機構をも超音波照射窓に近接さ
せることができることから、特に、該モータの回転軸の
軸方向に関して各部品間の距離を狭めることができ、こ
の方向に対しての小型化を図ることができるようにな
る。
音波探触子を揺動させる機構をも超音波照射窓に近接さ
せることができることから、特に、該モータの回転軸の
軸方向に関して各部品間の距離を狭めることができ、こ
の方向に対しての小型化を図ることができるようにな
る。
さらに、超音波照射窓からなる外囲器内に音速が生体よ
りも遅くかつ音響インピーダンスが生体に近似した液体
を封入させることによって、前記超音波探触子からの超
音波は、該外囲器を通過した際に、その延長線方向に対
して外方に屈折して照射されることになる。
りも遅くかつ音響インピーダンスが生体に近似した液体
を封入させることによって、前記超音波探触子からの超
音波は、該外囲器を通過した際に、その延長線方向に対
して外方に屈折して照射されることになる。
このため、超音波探触子の揺動角を小さく、すなわち、
支持体の溝に嵌合される突起部のモータ軸からの距離を
小さくすることができるようになって、特に、前記モー
タの回転軸に対する径方向の小型化を図ることができる
ようになる。
支持体の溝に嵌合される突起部のモータ軸からの距離を
小さくすることができるようになって、特に、前記モー
タの回転軸に対する径方向の小型化を図ることができる
ようになる。
このように本願発明は、モータの回転軸方向および該回
転軸に対する径方向のいずれにおいても小型化を図るこ
とができることから、探触子全体を大幅に小型化するこ
とができるようになる。
転軸に対する径方向のいずれにおいても小型化を図るこ
とができることから、探触子全体を大幅に小型化するこ
とができるようになる。
そして、超音波探触子を揺動させる支持体の支持軸を超
音波照射窓の曲率半径よりも小さな距離で該超音波照射
窓に近接させることによって、後述する実施例の項で詳
述されるように、モータの回転速度が一定であり限り、
超音波のセクタの変位量を一定にすることができるよう
になる。
音波照射窓の曲率半径よりも小さな距離で該超音波照射
窓に近接させることによって、後述する実施例の項で詳
述されるように、モータの回転速度が一定であり限り、
超音波のセクタの変位量を一定にすることができるよう
になる。
したがって、リアルタイムで良好な画像を得ることがで
きるようになる。
きるようになる。
本発明の探触子は、第３図に示した構造の機構により、
モータの回転を振動子の振子動作に変換している。ま
ず、初めに、この振子動作を第６図を用いて説明する。
モータの回転を振動子の振子動作に変換している。ま
ず、初めに、この振子動作を第６図を用いて説明する。
第６図に示すように、ロータの回転角をφ、振子の振れ
角をθ、ローラの回転半径をr0、ロータの回転中心と振
子の回転中心との間の距離をｌとすると、振子の振れ角
を±45゜とするためにはr0＝ｌとすればよい。
角をθ、ローラの回転半径をr0、ロータの回転中心と振
子の回転中心との間の距離をｌとすると、振子の振れ角
を±45゜とするためにはr0＝ｌとすればよい。
ロータを角度φ回転した場合、振子の振れ角θは、次式
で与えられる。
で与えられる。
前記のように、振子の振れ角を±45゜に設計した場合、
r0＝ｌであるので、θ＝tan-1（sinφ）となる。
r0＝ｌであるので、θ＝tan-1（sinφ）となる。
モータ、すななち、ロータの回転角φと振れ角θの間の
数値計算例を第７図に示す。ここで、Ａはr0＝ｌとした
場合であり、セクタ角を大きくとる探触子の例である。
Ｂはr0＝0.7lとした場合であり、セクタ角を小さくとる
探触子の例である。
数値計算例を第７図に示す。ここで、Ａはr0＝ｌとした
場合であり、セクタ角を大きくとる探触子の例である。
Ｂはr0＝0.7lとした場合であり、セクタ角を小さくとる
探触子の例である。
第７図の計算例からわかるように、ロータの回転角φに
対し振子の振れ角θは比例しない。回転角φが大きくな
るに従い振れ角θの増加は小さくなる。
対し振子の振れ角θは比例しない。回転角φが大きくな
るに従い振れ角θの増加は小さくなる。
一方、第８図に示すように、曲面Ｌなる薄いプラスチッ
ク内に屈折率ｎなる音響媒体を封入し、この媒体内に振
動子をおいた場合を考える。ここで、曲面Ｌの断面を円
と仮定し、その曲率中心をＯとする。この円の半径つま
り曲率半径をｒ、音源（振動子）Ａは円の中心Ｏから前
方にy0だけ離れた位置にあるものとする。振動子を振ら
せて音源Ａから出る超音波ビームは直線OAの延長線に対
しθなる角で媒体中を進行し、プラスチックの界面との
交点Ｂで屈折するものとする。この屈折する際、点Ｂに
おける法線OBに対する入射角及び放射角をそれぞれα及
びβとする。前記曲面Ｌの断面は、中心をＯとする円で
あるので、OBはｒなる値となる。その他角BOA,角OABを
それぞれ図示のようにγ1,γ２とする。
ク内に屈折率ｎなる音響媒体を封入し、この媒体内に振
動子をおいた場合を考える。ここで、曲面Ｌの断面を円
と仮定し、その曲率中心をＯとする。この円の半径つま
り曲率半径をｒ、音源（振動子）Ａは円の中心Ｏから前
方にy0だけ離れた位置にあるものとする。振動子を振ら
せて音源Ａから出る超音波ビームは直線OAの延長線に対
しθなる角で媒体中を進行し、プラスチックの界面との
交点Ｂで屈折するものとする。この屈折する際、点Ｂに
おける法線OBに対する入射角及び放射角をそれぞれα及
びβとする。前記曲面Ｌの断面は、中心をＯとする円で
あるので、OBはｒなる値となる。その他角BOA,角OABを
それぞれ図示のようにγ1,γ２とする。
前記のように図示の記号を定めると、屈折の式から次の
式が得られる nsin α＝sin β ……（１） ΔOABにおいて、 γ１＋γ２＋α＝180゜ ……（２） 直線OC上の点Ａにおいて、 θ＋γ２＝180゜ ……（３） 超音波ビームの偏向角をΘとすると、 Θ＝γ１＋β ……（４） であたえられる。
式が得られる nsin α＝sin β ……（１） ΔOABにおいて、 γ１＋γ２＋α＝180゜ ……（２） 直線OC上の点Ａにおいて、 θ＋γ２＝180゜ ……（３） 超音波ビームの偏向角をΘとすると、 Θ＝γ１＋β ……（４） であたえられる。
前記式（２）と式（３）により、 γ１＋α−θ＝０ ……（５） 前記式（１）により、 sin β＝nsin α β＝sin-1（nsin α） ……（６） ΔOABに正弦公式を適用すると、 となる。この式により、 屈折率n,曲率半径r,曲率半径−振動子間距離y0,振れ角
θが与えられると、前記の式から、偏向角Θを求められ
ることがわかる。
θが与えられると、前記の式から、偏向角Θを求められ
ることがわかる。
n,r,y0,θを与え、Θを求めるための数値計算式として
次式を用いると便利である。
次式を用いると便利である。
γ１＝θ−α β＝sin-1（nsin α） Θ＝γ１＋β プラスチック内に封入する媒体として、例えば、生体と
の音響インピーダンスマッチングの良い音速882［m/se
c］となる３フッ化塩化エチレンの低重合物を用い、屈
折率ｎ＝1.75,曲率半径ｒ＝60［mm］の場合における振
れ角θと偏向角Θの関係をパラメータy0＝0,10,20,30,4
0,50［mm］として求める。
の音響インピーダンスマッチングの良い音速882［m/se
c］となる３フッ化塩化エチレンの低重合物を用い、屈
折率ｎ＝1.75,曲率半径ｒ＝60［mm］の場合における振
れ角θと偏向角Θの関係をパラメータy0＝0,10,20,30,4
0,50［mm］として求める。
このようにして得られた数値計算結果を第９図に示す。
y0＝０においては、当然振動子の振れ角θと超音波ビー
ムの偏向角（振れ角）Θは比例するが、図９に示すよう
にパラメータy0の値を大きくとるに従いθの増加に対す
るΘの増加率、すなわち、ｄΘ/dθの値がθと共に大き
くなる。つまり、Θ＝ｆ（θ）の曲線はパラメータy0が
大きくなるに従って、下に凸なる曲線となる。この関係
を図８で見ると、y0＝０のときはγ１＝０となり、Θ＝
θとなる。そして、y0が大きくなるに従って角度β、つ
まり屈折が大きくなるため、θの変化に対してΘの変化
率が大きくなる。したがって、y0の値を適当な大きさに
とると、第３図に示した構造において、ロータの回転角
φに対する振動子の振れ角θの増加率が、第７図に示す
曲線 のように、φが大きくなるに従い小さくなるのを補正す
ることが可能である。これらの実際の数値計算例を第10
図に示す。ここで、ロータの回転角φと振動子の振れ角
θとの関係式 において、r0＝１として計算した例を示す。横軸はロー
タの回転角φ、縦軸は超音波ビームの偏向角Θである。
ただし、ｒ＝60［mm］とし、パラメータyo＝0,10,20,3
0,40,50［mm］とした。
ムの偏向角（振れ角）Θは比例するが、図９に示すよう
にパラメータy0の値を大きくとるに従いθの増加に対す
るΘの増加率、すなわち、ｄΘ/dθの値がθと共に大き
くなる。つまり、Θ＝ｆ（θ）の曲線はパラメータy0が
大きくなるに従って、下に凸なる曲線となる。この関係
を図８で見ると、y0＝０のときはγ１＝０となり、Θ＝
θとなる。そして、y0が大きくなるに従って角度β、つ
まり屈折が大きくなるため、θの変化に対してΘの変化
率が大きくなる。したがって、y0の値を適当な大きさに
とると、第３図に示した構造において、ロータの回転角
φに対する振動子の振れ角θの増加率が、第７図に示す
曲線 のように、φが大きくなるに従い小さくなるのを補正す
ることが可能である。これらの実際の数値計算例を第10
図に示す。ここで、ロータの回転角φと振動子の振れ角
θとの関係式 において、r0＝１として計算した例を示す。横軸はロー
タの回転角φ、縦軸は超音波ビームの偏向角Θである。
ただし、ｒ＝60［mm］とし、パラメータyo＝0,10,20,3
0,40,50［mm］とした。
y0＝０の場合、ロータの回転角φが大きくなるに従い超
音波ビームの偏向角Θ増加率が小さくなるが、曲率半径
−振動子間距離y0の値を大きくとり、y0＝50［mm］にな
ると、φとΘは比例関係に近くなり、直線に近似するこ
とが理解できる。この関係を図８で見ると、θ＝tan-1
（sin φ）であるためy0＝０のときは、Θ＝θからΘ＝
tan-1（sin φ）となりsinカーブを描く。そして、y0が
大きくなるにつれてsinカーブの頂点が大きくなるた
め、Θの範囲はある程度限定されていることから近似的
に直線となる。このように超音波を伝播する速度が遅い
媒体を用いると、第３図に示した構造の機械的走査機構
において、探触子の超音波ビームの通る窓を球面とし
て、その曲率中心の前方に振動子の回転中心をおくこと
により、ロータの回転角に対し、超音波ビームの偏向角
を比例関係に近いものにすることができる。
音波ビームの偏向角Θ増加率が小さくなるが、曲率半径
−振動子間距離y0の値を大きくとり、y0＝50［mm］にな
ると、φとΘは比例関係に近くなり、直線に近似するこ
とが理解できる。この関係を図８で見ると、θ＝tan-1
（sin φ）であるためy0＝０のときは、Θ＝θからΘ＝
tan-1（sin φ）となりsinカーブを描く。そして、y0が
大きくなるにつれてsinカーブの頂点が大きくなるた
め、Θの範囲はある程度限定されていることから近似的
に直線となる。このように超音波を伝播する速度が遅い
媒体を用いると、第３図に示した構造の機械的走査機構
において、探触子の超音波ビームの通る窓を球面とし
て、その曲率中心の前方に振動子の回転中心をおくこと
により、ロータの回転角に対し、超音波ビームの偏向角
を比例関係に近いものにすることができる。
一方、前記の数値計算法において、y0＝50mmとおき、曲
率半径ｒをパラメータとして、ｒ＝60,65,70,75mmとし
た場合のφとΘの関係を求めた。その計算結果を第11図
に示す。第11図からわかるように、ｒが小さいほどφに
対するΘの値が大きくなる。したがって、φの増加と共
に曲率半径ｒを小さくして超音波ビームが通る窓の曲面
の曲率半径ｒを小さくするように設計にすれば、Θはφ
の増加に対して比例関係に近似することができる。
率半径ｒをパラメータとして、ｒ＝60,65,70,75mmとし
た場合のφとΘの関係を求めた。その計算結果を第11図
に示す。第11図からわかるように、ｒが小さいほどφに
対するΘの値が大きくなる。したがって、φの増加と共
に曲率半径ｒを小さくして超音波ビームが通る窓の曲面
の曲率半径ｒを小さくするように設計にすれば、Θはφ
の増加に対して比例関係に近似することができる。
第12図は、本発明の一実施例の構成を説明するための断
面図であり、第４図と同等の機能を有するものは、同一
符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
面図であり、第４図と同等の機能を有するものは、同一
符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本実施例は、第12図に示すように、前記本発明の原理に
もとずいて構成されたものであり、その密閉ケース21
は、曲率半径をｒ＝60［mm］とし、振動子14の振子運動
の回転中心を前記超音波ビームが通る窓24の曲率半径の
前方に置いて小型にしたものである。
もとずいて構成されたものであり、その密閉ケース21
は、曲率半径をｒ＝60［mm］とし、振動子14の振子運動
の回転中心を前記超音波ビームが通る窓24の曲率半径の
前方に置いて小型にしたものである。
以上説明したように、本願で開示した新規な技術手段に
よれば、次のような効果を得ることができる。
よれば、次のような効果を得ることができる。
（１）モータの回転角に超音波ビームの偏向角が比例す
るように、振動子の振子運動の回転中心を超音波ビーム
が通る窓の曲率半径の前方に置くことにより、等時間間
隔で超音波パルスを打出せるので、表示画像のフレーム
レートを高くすることができる。
るように、振動子の振子運動の回転中心を超音波ビーム
が通る窓の曲率半径の前方に置くことにより、等時間間
隔で超音波パルスを打出せるので、表示画像のフレーム
レートを高くすることができる。
（２）振動子の振子運動の回転中心を、密閉ケースの超
音波が通る窓の曲率半径の前方に置くことにより、装置
を小型にすることができる。
音波が通る窓の曲率半径の前方に置くことにより、装置
を小型にすることができる。
以上、本発明を原理及び実施例にもとずき具体的に説明
したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることはいうまでもない。
したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることはいうまでもない。
第１図及び第２図は、セクタ走査を行う機械的走査形超
音波装置に用いられる従来の探触子の一例を示す概略構
成図、 第３図乃至第５図は、従来のシンプルな構造の小型の探
触子の構成を説明するための図、 第６図乃至第11図、本発明の探触子の原理を説明するた
めの図、 第12図は、本発明の探触子の一実施例の構成を説明する
ための断面図である。 図中、11……支持体、12……支持軸、13……アーム、14
……振動子、15……直線溝、16……ロータ、17……モー
タ、18……回転軸、19……ローラ、20……受軸、21……
密閉ケース、22,24……超音波が通る窓、23……油、25
……内部空間。
音波装置に用いられる従来の探触子の一例を示す概略構
成図、 第３図乃至第５図は、従来のシンプルな構造の小型の探
触子の構成を説明するための図、 第６図乃至第11図、本発明の探触子の原理を説明するた
めの図、 第12図は、本発明の探触子の一実施例の構成を説明する
ための断面図である。 図中、11……支持体、12……支持軸、13……アーム、14
……振動子、15……直線溝、16……ロータ、17……モー
タ、18……回転軸、19……ローラ、20……受軸、21……
密閉ケース、22,24……超音波が通る窓、23……油、25
……内部空間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−89251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−50943（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−112587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−112853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−138443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−168547（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】仮想の直線に回転軸が一致づけられて配置
されるモータと、前記仮想の直線と直交して配置される
支持軸を中心として揺動運動をする支持体に固定された
超音波振動子と、前記モータの回転軸に固定され前記支
持体と連接して配設される回転体と、前記モータと超音
波振動子との外囲器を兼ねた曲面状の超音波照射窓とを
備え、前記超音波振動子が前記超音波照射窓の曲面に沿
って揺動する機械的走査形超音波装置用探触子におい
て、前記支持体を、前記超音波照射窓の曲率半径の中心
と超音波照射窓の内面との間に設けた前記支持軸によっ
て支持するとともに、前記超音波照射窓を含む外囲器内
に音速が生体よりも遅くかつ音響インピーダンスが生体
に近似した液体を封入し、前記回転体の回転核と前記超
音波照射窓外における超音波ビーム偏向角とが略比例関
係となるようにしたことを特徴とする機械的走査形超音
波装置用探触子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020652A JPH0724659B2 (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 機械的走査形超音波装置用探触子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59020652A JPH0724659B2 (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 機械的走査形超音波装置用探触子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60164245A JPS60164245A (ja) | 1985-08-27 |
| JPH0724659B2 true JPH0724659B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=12033150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59020652A Expired - Lifetime JPH0724659B2 (ja) | 1984-02-06 | 1984-02-06 | 機械的走査形超音波装置用探触子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724659B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008010558A1 (en) | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Panasonic Corporation | Ultrasonic probe |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54112587A (en) * | 1978-02-23 | 1979-09-03 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic wave diagnosis device |
| JPS56168547A (en) * | 1980-05-31 | 1981-12-24 | Aloka Co Ltd | Ultrasonic probe |
| JPS57112853A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-14 | Fujitsu Ltd | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JPS5850943A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-25 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子 |
| JPS5889251A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-27 | 株式会社東芝 | 超音波走査装置 |
| JPS58138443A (ja) * | 1982-02-12 | 1983-08-17 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
-
1984
- 1984-02-06 JP JP59020652A patent/JPH0724659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008010558A1 (en) | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Panasonic Corporation | Ultrasonic probe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60164245A (ja) | 1985-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |