JPS6336255B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、医用のための超音波スキヤンニング
装置に関し特に、検査面内で比較的鋭角なスキヤ
ンをなすビームを発生してチヤンバ内の連結液に
より検査されるべき検体へそれを伝達する超音波
トランスジユーサを有する超音波スキヤンニング
装置に関する。

更に詳述すれば、先ず第１にハウジングを含ん
でおり、このハウジング内にはデイスク状の圧電
素子が浸漬された連結液が設けられており、また
超音波ビームの通る窓、電気駆動ユニツト及びモ
ータのロータの回転角に応じてビームの角偏位を
発生せしめる機械的手段とが設けられており、第
２にビーム角度位置を連続的に表示する装置を含
んでいる如き超音波スキヤンニングプローブに関
するものである。

背景技術 かかるプローブは心臓学や産科等に用いる実時
間の超音波スキヤンニングのためのものであり、
かかる分野では、装置が表示すべき１秒間におけ
る像の数は例えば25乃至50のオーダであり、また
極めて軽量、コンパクト、使い易さ、低価格及び
高信頼性のプローブであることが重要となる。こ
れら用途のいくつかにおいては、いわゆる「Ｂス
キヤン」又は「TM」若しくは「タイムム−ヴメ
ント（time movement）」モードのいずれかを用
いた装置の操作が可能となることが有用である。
前者においては、検体における超音波ビームの位
置を示す位置を表示用CRT上に軌跡として瞬時
瞬時に表示するものであり、後者にあつては、プ
ローブは静止しており被検査組織の時間的変化を
表示するものである。

「Ｂスキヤン」モードのためには、超音波ビー
ムの角度位置を連続して表示し得るプローブが要
求される。この場合、超音波ビームスキヤンニン
グ装置は、電子ビームのデビエーシヨンを当該位
置情報に基づき制御するに適した機器を備えてい
る必要があり、かかる装置は周知であつて本発明
に関係するものではない。

「TMモード」においては、CRTスクリーン
上に輝線を表出する機器を一般に含んでおり、こ
の輝線は観察に必要な像の動きの１部に従つてス
クリーン上で移動可能となつている。このモード
の選択がなされると、超音波ビームは対応する角
度位置となるようになされてその位置で固定され
るもので、ビームの適当な角度の動きをなすため
の手段が必要となる。

発明の概要 本発明は、特に簡単でかつ有効に超音波ビーム
の角偏位を生ぜしめることが可能な機械的手段を
提供することを目的としている。

本発明の他の目的は、特に前記偏位のための手
段と共に用いて好適であつて超音波ビームの角度
位置を示すためのシステムを提供することであ
る。

本発明の更に他の目的は、検査装置をTMモー
ドに変化させる際に適したビームの当該角偏位を
生ぜしめるために、プローブと共に用いるシステ
ムであつて、前記偏位のための手段と協働し得る
システムを提供することである。

本発明による装置においては、デイスク状の圧
電トランスジユーサ（以下、単にトランスジユー
サと称する）と、第１の軸に沿つた前記窓に直角
なシヤフトを有するトランスジユーサ駆動ユニツ
トとが設けられており、前記機械的手段は、前記
第１の軸を中心に円錐運動自在な連結ロツドと、
トランスジユーサの直径を通る軸線において固定
された回転軸となる手段と、トランスジユーサの
直径を通る他の軸線であつてその中心を通り前記
回転軸に垂直な軸を中心にして旋回する
（swivelling）ヨークとを有しており、かかるヨ
ークはトランスジユーサの回転軸に垂直で直径を
通る軸と平行に伸長するブラケツトとブラケツト
の両端に位置するＬ字脚部とからなる部材であ
る。前記連結ロツドは、それ自身の方向に沿う並
進運動を伴うことなくそれ自身を中心にして回転
するように設けられこのロツドを前記シヤフトへ
連結する機械的リンケージにより円錐運動駆動さ
れ、前記第１の軸及び前記回転軸は一体にかつ同
じ平面内に位置するように更には互いに直交する
ように設けられており、前記ヨークはそのブラケ
ツト上において機械的リンケージに連結されてい
ない方の連結ロツドの端部に固着されている。

本発明の上述のタイプのプローブは、主チヤン
バの他に補助チヤンバを有しており、前記主チヤ
ンバにはトランスジユーサが収納されていると共
に超音波の水における伝播速度とは異なる伝播速
度を有する連結液が満たされており、また超音波
の伝播方向においては可撓性薄膜により閉じられ
ており、前記補助チヤンバは前記主薄膜及び可撓
性の補助薄膜により囲まれて水を含んでおり、こ
れら２つの薄膜と前記連結液とは水と実質的に同
等の音響インピーダンスを有し、前記主薄膜の表
面の少くとも１部は２つのチヤンバ内の液体圧力
間の平衡を確実とするに十分な可撓性材質よりな
ることを特徴としている。

かかる構成により、患者の肌に適用した場合に
補助薄膜が歪むことによつて主薄膜に歪が伝達さ
れることがないし、主薄膜が２つの液体間のイン
ターフエイスを形成することにより、超音波の歪
による屈折をなくすことができる。

実施例 以下、本発明を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の実施例のプローブの軸方向
の面を通る１部断面を有する図であり、第２図は
トランスジユーサ駆動機構の斜視図である。両図
は超音波に対して透明な薄膜２１の近傍に設けら
れた円盤状の圧電素子のセラミツクペレツトより
成るトランスジユーサ１を示しており、ハウジン
グ２には連結液が満たされている。この液は、超
音波の伝播速度が水における伝播速度よりも小な
る例えば弗化物の如き種類のものが良い。

かかる液体は不活性であるから、モータを浸漬
して使用し得る。ハウジング２は円錐部分により
終端された円筒状であり、当該端部は薄膜２１に
より閉塞されている。２２はケーブルであつて、
プローブと検査のための装置の回路との間を電気
的に連結するものである。本発明においては、後
述するように単一のケーブルを用いることが可能
となる。尚、トランスジユーサ１までのケーブル
及びトランスジユーサ１の電極は公知の方法によ
つて接続されているので図示はしない。

モータ３は、液が循環可能となるように設けら
れたチヤンネル３４１により貫通されたスリーブ
３４０によりハウジングに固定されている。

トランスジユーサ１は、極めて小なる慣性のモ
ータ３によつて第１図の面に直角な軸１００を中
心にして揺動自在となつており、かかる軸１００
はトランスジユーサ１中においてその直径方向に
伸長する直径軸上にある。モータのシヤフト３１
はハウジング２の第一軸すなわち薄膜２１に垂直
な軸に沿つて設けられていると共に後述するよう
に、電磁的又は弾性的システムにより定まる基準
位置を中心にして例えば±20゜だけ回動するもの
である。リンケージ手段の一部であるデイスク３
２はその中心にてシヤフト３１に取付けられてい
る。連結ロツド３３は、後述するように、デイス
ク３２の周上の点３３０においてこのデイスク３
２に連結されることにより、これまた後述する方
法によつてトランスジユーサ１に取付けられたヨ
ーク３４と協働するものである。

第３図はデイスク３２と連結ロツド３３との間
の連結をなすリンケージ手段を示すものである。
ロツド３３の第一端部であるヘツド部３３１は、
ロツド３３のデイスク３２に関して描き得る運動
が、それ自身の軸に平行ないかなる動きをも排除
して当該連結ロツドの長手方向の中心軸すなわち
回転軸を中心にした回転のみとなるようにリンケ
ージ手段の一部であるベアリグ３３２と係合して
いることが判る。

第４図は、当該ロツドの中心線がトランスジユ
ーサ１の中心Ｏを通る如き位置においてロツド３
３とヨーク３４とが固定されている状態を示して
いる。かかるヨーク３４はトランスジユーサ１の
回転軸に垂直で直径を通る軸と平行に伸長するブ
ラケツトとブラケツトの両端に位置するＬ字脚部
とからなる部材である。従つて、このロツドは、
Ｏを通りかつシヤフト３１の軸と一致する軸を中
心にして円錐運動をなす。この円錐の頂角の半分
は例えば45゜である。

トランスジユーサ１は担持用キヤツプ１０２に
固定されたブツシユ１０１の底部に取付けられて
いる。部材１０１及び１０２はプラスチツクより
成り、キヤツプの側壁とプツシユ１０１との間の
ギヤツプ１０３は接着剤により充填されているの
が良い。当該キヤツプの側壁上における、軸１０
０に直角なトランスジユーサ１の直径方向に伸長
する軸１０４上の対抗する端部には（第２図参
照）、互いにヨーク支持手段であるベアリング１
０７−１０８と共に作動する２つの筒耳
（trunnion）１０５−１０６が取付けられており
（第２図及び第４図）、また、トランスジユーサ１
は、軸１００上の両端において図示せぬ圧電素子
支持手段による方法によりハウジング２に固定さ
れかつ第４図に示すようにヨーク３４の端部のＬ
字脚部に固定されたベアリング１０７，１０８に
接続されている。

トランスジユーサ１が描き得る運動は軸１００
を中心とする揺動のみであることは明白である。
この軸は、キヤツプ１０２に取付けられ、ハウジ
ング２に取付けられた図示せぬ圧電素子支持手段
であるベアリングと共に作動する２つの筒耳１０
０１及び１００２により定められるものである。
軸１０４はトランスジユーサ１中にあり中心Ｏを
通りかつ軸１００に直交する面内においてそれ自
身振動することになり、ヨーク３４は可動軸１０
４及び３３を中心にして振動するのみである。実
際において、例えば±20゜乃至50゜のオーダのトラ
ンスジユーサ１の揺動は、遊びやスリツプなしの
部材を用いた場合回転運動のみから得られること
になる。デイスク３２がクランクにより置換可能
であることは明らかである。本発明は、周知のカ
ルダンジヨイント（Cardanjoint）の構成と類似
のものを採用しており、カルダンジヨイントの２
本の軸が本願発明におけるヨーク３４及びハウジ
ング２に対応しており、カルダンジヨイントの２
本の軸を連結するクロス部材が本願発明のトラン
スジユーサ１に対応する。カルダンジヨイントに
おいて、一方の軸を固定し他方の軸をカルダンジ
ヨイントに対して円錐運動を行なわせた場合、中
間にあるクロス部材は一方の軸に関して揺動す
る。従つて、かかるカルダンジヨイントの構成を
用いた本発明におけるトランスジユーサ１は、ヨ
ーク３４の円錐運動によつて軸１００に関して揺
動し超音波ビームの角変位を生ぜしめる。

信頼性の他に、このシステムはシヤフト３１の
角度位置とトランスジユーサ１の角度位置との間
に特異な関係があるという点に特徴があるもの
で、これにより放射ビームの角変位の表示に好都
合となる。このシステムは構成部品、例えばデイ
スク３２、トランスジユーサ１自体がモータのシ
ヤフトの第一軸の周りに対象的に配置されること
になるから同軸プローブが構成可能となり、特に
心蔵学に用いて好適である。

第５図はデイスク３２の上面及びハウジング２
の横断面を示している。２つの小さなマグネツト
２０１及び２０２かハウジング２の内面に半径方
向に取付けられており、デイスクの表面の一部を
被うように設けられている。デイスク表面には半
径方向を向いたマグネツト３２０が取付けられて
いる。これら３つのマグネツトはデイスクの外周
の接線方向に磁化されており、マグネツト３２０
はマグネツト２０１及び２０２の磁極と互いに反
対となつており、かつ対向磁極は同じ極性となる
ようになされている。その結果、反発力が復帰ト
ルクとて作用して、マグネツト３２０はモータに
よる非駆動時において、両マグネツト２０１と２
０２との間の平衡位置にて静止することになり、
両マグネツトが全く同等な条件にあれば両マグネ
ツトから等距離に位置することになる。マグネツ
ト２０１と２０２とを通る半径のなす角はシヤフ
ト３１の回動角よりも若干大とする必要があるこ
とは明白である。こうしてシヤフト３１の基準角
度位置が決定される。

これら復帰トルク手段であるマグネツトによる
制動システムは（第２図においては簡単化のため
に示されていないが）、モータシヤフトに固定さ
れた他の回転部材上に取付け得るのみならず、ス
プリングや他の適当な手段を用いた弾性制動シス
テムによつて置換可能である。同様に、モータは
ガルバノメータシステムにより代替可能である。

薄膜２１は、ハウジング内の液体が上述したタ
イプのものであれば、可撓性のものが良く、水を
含む補助チヤンバの第１の膜と境界をなす第２の
可撓性膜であつても良い。しかしながら、場合に
よつては膜による不要反射を減ずべく、超音波を
吸収する材質と共に薄膜２１を用いてもよい。

第６図には、モータを駆動させる励磁手段とし
ての回路が示されており、例えば繰返し周波数と
して100Hzの鋸歯状波又は矩形波を発生する発振
器３５が示されており、これはアンプ８４、抵抗
３５０及び互いにケーブル６により連結された高
インダクタンス値のインダクタンス素子３５１，
３５２（例えば100ｍＨ）を介してモータ３の励
磁電流となるものである。このモータは、抵抗３
００とインダクタンス素子３０１との直列回路と
更には（速度に比例する）逆起電力（back−
EMF）により等価的に示されている。

４は（例えば２乃至5MHz間の所定周波数を有
する）パルストランスミツタであり、５は検査装
置におけるレシーバである。これら各要素はイン
ダクタンス素子３５１、コンデンサ３５３に接続
されており、インダクタンス素子３５２はコンデ
ンサ３５４を介してトランスジユーサ１に接続さ
れている。

発振器３５の出力は抵抗３５６に直列接続され
たポテンシヨメータ３５５を介して接地されてい
る。差動アンプ３５７は抵抗３５８を介してオペ
アンプ３５９の逆相入力に接続された出力を有し
ており、このアンプ３５９の正相入力は接地され
ている。アンプ３５９の出力は抵抗３６１と並列
接続されたコンデンサ３６０を介してそれ自身の
逆相入力へ接続されている。アンプ３５９の出力
は後述する回路を経てCRTの制御電極に接続さ
れている。

アンプ３５７の１入力はポテンシヨメータ３５
５の摺動子に、また他入力は抵抗抗３５０とイダ
クタンス素子３５１との共通接続点にそれぞれ接
続されている。

抵抗３５０、インダクタンス素子３５１及び３
５２、モータの電機子巻線に流れる低周波電流
は、（コンデンサ３５３により阻止されるから）
トランスミツタ及びレシーバの各ユニツト４及び
５へ流入しないしまた、（コンデンサ３５４によ
り）トランスジユーサ１へも流入しない。同様
に、コンデンサ３５３及び３５４によるところの
トランスジユーサ１へのトランスミツタ４によ
る、またトランスジユーサからレシーバ５への各
伝達高周波電流は、（インダクタンス素子３５１
−３５２によつて）上述した低周波電流通路を妨
害することはない。かかる回路構成において、ト
ランスジユーサ１と外部回路との間の接続が単一
の同軸ケーブルを用いるのみで可能となるもので
ある。

積分機能を有するオペアンプ３５９の出力に
は、以下に述べるように、基準位置に対するモー
タ（従つてトランスジユーサ）の角偏位θに比例
した電圧が得られるようになる。

直列抵抗３５５と３５６及び抵抗３５０とモー
タイピーダンスの直列接続構成がブリツジ回路を
形成しており、アンプ３５７がそのブリツジの１
つの対角線部分に挿入接続されていることにな
る。（インダクタンス素子３５１及び３５２は100
Hzではそのインピーダンスが無視可能である。）
ポテンシヨメータ３５５を適当に調整しモータを
停止状態にしてブリツジを平衡とすれば、アンプ
３５７の２入力間には何等電位差は生じない。動
作状態では、両入力間に生ずる電圧は逆起電力Ｅ
に比例しており、これはまたモータ速度に比例し
たものである。従つて、積分器であるアンプ３５
９の出力において角偏位に比例した電圧を得るこ
とができる。

角度位置の絶対表示を得るためには、先ず振動
アセンブリの機械的基準位置を決定する必要があ
り、第２に入力信号がないとき（すなわちモータ
が停止している時）の積分器３５９の出力電圧を
零とする必要がある。

上記第１の条件は既述したマグネツトシステム
により得られるもので、励磁電流がない時にモー
タシヤフトが所定位置に設定される。

第２の条件はコンデンサ３６０と抵抗３６１に
より得られる。コンデンサ３６０はアンプ入力に
所定電圧があれば充電される。入力電圧がなけれ
ば抵抗３６１を介して次第に放電され、アンプ出
力は所定時間後にゼロへ復帰する。

角偏位情報は周知のシステム７に印加される
が、このシステムは（トランスミツタ４の端子４
０からの）トランスミツシヨン同期信号を入力７
００に受けており、tsinθ及びtcosθにそれぞれ比
例した瞬間振幅の鋸歯状波電圧をCRTの制御電
極Ｘ及びＹへそれぞれ供給するものである。ここ
にｔは時間を示している。２つのスイツチ７０及
び７１は２つのスキヤンニングゼネレータ７２−
７３によりそれぞれ供給される電圧によつて切替
えられて上記電圧をそれぞれオンオフするもので
ある。ゼネレータ７２はスクリーン上の遅走査を
なすためのものであり、ゼネレータ７３は通常の
走査をなすためのもである（鋸歯状波はトランス
ミツシヨンと同期しており、そのために端子７３
０は端子４０に接続されている）。

積分器３５９の出力はコンパレータとしての差
動アンプ８へ供給されており、その出力はCRT
の輝度調整用電極Ｚに接続されたアンプ８１へコ
ンデンサ８０を介して接続されている。アンプ８
１の他入力には抵抗５１を介してレシーバ５の出
力５０が供給されており、アンプ８の他入力には
ポテンシヨメータ８２の摺動子が接続されて直流
電圧が供給される。この摺動子はまた、ポテンシ
ヨメータ８３を介して接地されており、このポテ
ンシヨメータの摺動子にはスイツ８５を介してア
ンプ８４の１入力が接続されている。アンプ８４
の他入力にはスイツチ８６を介してゼネレータ３
５の出力が接続されており、このアンプ出力がモ
ータ３の巻線へ供給されることになる。

スイツチ８６が閉でスイツチ８５が開の場合、
モータ供給電圧はゼネレータ３５からの電圧であ
り、モータは上述した回動運動をなす。この時、
スイツチ７０及び７１は図中の「Ｂ」で示す位置
にあり、よつてCRTはＢモードスキヤン状態と
なつている。

コンパレータ８は積分器３５９の出力電圧Kθ
とポテンシヨメータ８２の基準電圧Kθ₀とを比較
し、Kθ＝Kθ₀の時には矩形波信号を電極Ｚに供
給してビデオ情報と重畳するものである。その結
果、超音波ビームの与えられた角度位置として輝
線がスクリーン上に表示される。

運動中の特定の組織をTMモードに従つてスク
リーン上に表示して観察する場合には、ポテンシ
ヨメータ８２を調整して当該組織部上に輝線をも
つてくるようにする。

同時に、スイツチ７０−７１−８５−８６を操
作する。その結果、先ずTMモードに従つて周知
の方法でスクリーンが走査され、次にモータは直
流電圧KK₁θ₀以外による励磁がなされなくなる。
ここに、K₁はポテンシヨメータ８３のセツテイ
ングに依存する比例定数である。この電圧により
モータは駆動トルクを発生して、上述したマグネ
ツト構造により定められた復帰トルクと平衡する
までモータが回転して所定角度となる。ポテンシ
ヨメータ８３は、当該平衡位置が上述した輝線に
より定められる１つに正確に対応する如く工場に
てセツトされている。

トランスジユーサ駆動機構が基準位置への復帰
トルクを有することによつて、ＢモードからTM
モードへの切換えが簡単になされる。

第７図は、第６図の回路の１部であるモータの
回転速度を測定するためのブリツジの他の変形例
を示す図である。本例においては、第６図の抵抗
３５５が抵抗３５６に直列接続された利得制御ア
ンプにより置換されたものであり、この利得制御
は、同期復調器（synchronous demodulator）
３６５の出力を抵抗３６６及びコンデンサ３６７
によるフイルタを介した電圧によりなされる。こ
の復調器３６５は、ブリツジの差動アンプ３５７
の出力及び端子３６２に供給される例えば1000Hz
の電圧により駆動される。この後者の電圧はモー
タを回転させないような十分高い周波数であるの
が良く、この電圧はまたコンデンサ３６３を介し
て抵抗３５０とアンプ３６４の入力との共通接続
点に供給されている。ブリツジの平衡には何等寄
与しないインダクタンス素子３５１，３５２は簡
単化のために省略されている。1000Hzでは、モー
タは逆起電力を発生しないから、仮令モータが回
転していてもブリツジは平衡を保つことが明白で
ある。

復調器３６５は、それ自身周知の構成のもので
あつて、ブリツジが1000Hzにおいて不平衡となる
場合（例えばプローブを変換したような場合）、
アンプ３５７から出力される1000Hzにおける誤差
信号に大きさ及び極性が比例した直流電圧を発生
するもである。この直流電圧はブリツジを自動平
衡化すべくアンプ３６４の利得を可変とするもの
である。

第８図は本発明の他の実施例である２つの薄膜
プローブの断面図であり、第９図は外側薄膜を除
去した場合の当該プローブの終端部の斜視図であ
り、第１０図は第８図の−線に沿つた断面図
である。

第８図においては簡単化のために圧電気トラン
スジユーサ１０のみが示されており、これは、点
線１０２により示されたモータ及び点線１０３で
示されたリンク機構により駆動されて、図の面に
直交する軸１０１を中心に振動するものである。
これら部材はメタル又はプラスチツクのケースに
収納されており、このケースはその底部において
着脱自在な円錐部分１１１とこれから伸長した円
筒部分１１０とを有している。円錐部分は、例え
ば天然ゴムよりなる極めて薄くかつ極めて可撓性
のあるフイルムであるストリツプ１１２によつ
て、その底部近傍において接着して囲繞されてお
り、このストリツプに対向するようにケース１１
１には窓１１１０〜１１１３が設けられている
（第９図及び第１０図参照）。

ケースの部分１１１の底部は薄膜１１３により
閉塞されており、この膜は環状物により固定され
圧力をもつてぴつたりとはめ合わされている。こ
の膜は水と同じ音響インピーダンスを有する比較
的可撓性を有する材質よりなり、例えば、天然ゴ
ム、シリコンエラストマー、ポリエチレン又は
Montedison社により登録商標「Dutral」として
市販されているプラスチツク材（ポリエチレン−
プロピレン）等である。

後者を用いる場合には、当該膜が成形されるに
十分な強度を有しまたストレスのない状態でその
形状を維持するに十分な強度を有しているため
に、平坦に伸長する代りに、所定曲率を予め付与
することも可能である。

ケースの部分１１０の連結部に近い部分１１１
に固定されたネジブツシユ１２が、強固な材質よ
りなるスリーブ１３の上部に設けられたネジ部と
係合している。このスリーブの低部には、天然ゴ
ム、シリコンエラストマー、ポリウレタン等の水
と同等な音響インピーダンスを有する可撓性材質
よりなる薄膜１４が、接着等により取付けられて
いる。

ケース１１０，１１１、窓１１１０〜１１１３
に対応するストリツプ１１２の部分及び薄膜１１
３により画定される主の閉チヤンバ内には、例え
ば水の約２倍の密度を有する弗化液体が充填され
ており、この内部の超音波伝播速度が例えば水の
それの半分とされ、その結果、かかる液体の音響
インピーダンスは水のそれと実質的に等しいもの
となつている。

ブツシユ１２、スリーブ１３及び薄膜１４によ
り画定された補助の閉チヤンバ内には水が充填さ
れている。

極めて可撓性のある窓１１１０〜１１１３に対
応するストリツプ１１２の部分は、２つのチヤン
バ間の平衡永久圧力を与えるべく歪んでいる。そ
の結果、患者の肌にこれを適用した場合におい
て、薄膜１４の歪によつては薄膜１１３が変形し
ない。

主チヤンバ内の特殊な液体中に可撓性薄膜によ
り閉じられて空気が満たされたキヤビテイ１１４
を浸しておけば、液体の温度による体積変化がこ
れにより生ずる圧力変化を補償することになる。

上述したように、薄膜１１３に所定の曲率を付
与してもよく、また超音波ビームを収束するため
の収束レンズを液体と共に用いるようにしてもよ
い。また、周知のタイプの音響レンズを薄膜１１
３に接着して用いるようにしてもよいことは勿論
である。

本発明の精神から逸脱することなく、種々の変
形が可能であることは明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のプローブの軸方向面
を通る断面を１部に含む図、第２図はトランスジ
ユーサ駆動機構の斜視図、第３図は連結及び駆動
ユニツト間の結合状態を示す図、第４図はトラン
スジユーサ及びそれに振動を与えるヨークの詳細
を示す図、第５図はモータを基準位置へ復帰させ
るためのマグネツト機構を示す図、第６図はビー
ムの位置角表示するシステムの回路及びTMモー
ドに切替えるに適したビームの角変位を発生する
システムの回路を示す図、第７図はモータの角速
度を測定するブリツジ回路の変形例を示す回路
図、第８図は本発明の他の実施例である２つの薄
膜を有するプローブの断面図、第９図は外側膜を
除去したプローブの終端部の斜視図、第１０図は
第８図の−線に沿う断面図である。 主要部分の符号の説明、１……トランスジユー
サ、２……ハウジング、３……モータ、３１……
シヤフト、３３……連結ロツド、３４……ヨー
ク、１００……振動軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端部分に実質的に平担な平面部を有した超
   音波の通過可能な窓を有しかつ連結液を内部に収
   納した長手ハウジングと、 前記連結液中に浸漬された中心を有する円盤状
   の圧電トランスジユーサと、 前記平担部に直角な第一軸線上に配置されたシ
   ヤフトを有するモータ手段と、 前記シヤフトと前記圧電トランスジユーサとを
   連結する機械的結合手段と、 前記シヤフトの往復回転運動が得られるように
   第一周波数の励磁信号で前記モータ手段を励磁す
   る励磁手段と、 前記モータ手段が前記第一周波数で励磁されな
   い時、前記シヤフトを基準角度位置へ復帰させる
   復帰トルク発生手段とからなり、 前記機械的結合手段は、 第一及び第二端部を有する連結ロツドと、 前記連結ロツドの自身の長手軸線回りの回転の
   みをなし自身の長手方向においてはこれを摺動さ
   せないように前記第一軸線の周りにおいて前記連
   結ロツドを円錐運動させかつ前記連結ロツドの第
   一端部に結合されたリンケージ手段と、 前記ハウジングに対して固定されて位置した前
   記圧電トランスジユーサの直径方向に伸長する直
   径軸線の周りにおいて、前記圧電トランスジユー
   サを回転自在に支持し、かつ前記第一軸線と前記
   直径軸線が互いに同一平面に位置しかつ互いに直
   角に配置されるようになされた圧電素子支持手段
   と、 前記圧電トランスジユーサの直径に亘つて伸長
   するブラケツトからなるヨーク部材と、 前記圧電トランスジユーサ中に固定されて位置
   しかつ前記直径軸線に直角でかつ前記圧電トラン
   スジユーサの中心を通過する軸線の回りにおい
   て、前記ヨーク部材を回転自在に支持するヨーク
   支持手段とからなつており 前記ヨーク部材は、前記ブラケツト上の一点に
   おいて前記連結ロツドの第二端部に結合して前記
   連結ロツドの長手軸線が前記圧電トランスジユー
   サの中心を通過するように配置されていることを
   特徴とするプローブ。 ２ 前記リンケージ手段は、 前記シヤフトに直角でかつ前記シヤフトに結合
   された中心を有するデイスクと、 前記デイスクにおいてその中心から距離を隔て
   て位置しかつ前記連結ロツドの第一端部を回転自
   在に支持するベアリングとからなり、 前記復帰トルク発生手段は前記デイスクに固定
   された第一磁石と、 前記第一磁石に復帰トルクを及ぼすように前記
   第一磁石と磁気的に協働する位置に前記ハウジン
   グに固定された第二及び第三磁石とからなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプロー
   ブ。 ３ 前記シヤフトの角度位置を連続的に検知する
   検出手段を有し、前記検出手段は第一出力信号を
   発生させかつ前記モータ手段によつて発生した逆
   起電力を連結的に測定するように接続されたブリ
   ツジ手段と、 前記ブリツジ手段に接続されて前記第一出力信
   号を積分して第二出力信号を発生させる積分手段
   と、 前記積分手段に接続されて前記第一出力信号が
   零のとき前記第二出力信号を消去させる消去手段
   とをさらに有していることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のプローブ。 ４ 前記ブリツジ手段は制御入力を有する可変利
   得アンプを有し、前記プローブはさらに、第一及
   び第二入出力を有した同期復調器と、前記可変利
   得アンプの制御入力に前記同期復調器の出力を接
   続する接続手段と、前記第一出力信号を前記同期
   復調器の第一入力へ印加する第一印加手段と、前
   記第一周波数の周波数より実質的に高い周波数を
   有するAC周期電圧を同期復調器の第二入力及び
   前記ブリツジ手段へ印加する第二印加手段とを有
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   のプローブ。 ５ 前記積分手段に接続されかつ前記第二出力信
   号に比例する更なる電圧を導出する導出手段と、
   前記更なる電圧と調節自在なDC基準電圧とを比
   較する比較手段と、前記更なる電圧及び基準電圧
   が等しい時矩形波を発生させる発生手段と、前記
   DC基準電圧に比例するDC電圧を前記モータ手段
   に印加しかつ第一周波数において前記励磁信号を
   消去する手段とを有することを特徴とする特許請
   求の範囲第３項記載のプローブ。 ６ 前記窓は可撓性の膜からなり、前記連結液は
   該連結液における超音波の伝播速度が水中におけ
   る伝播速度と実質的に異なるように選択されてお
   り、前記プローブはさらに、前記ハウジングの端
   部の周囲に載置され前記端部及び前記膜を覆いか
   つ水を収納したスリーブと、前記膜に向い合つて
   前記スリーブに配置された可撓性の更なる膜とか
   らなる補助チヤンバを有し、前記膜、前記更なる
   膜及び前記連結液は実質的に水の音響インピーダ
   ンスと同一となされており、前記膜の少なくとも
   一部の面は２つの前記膜及び更なる膜間の平行を
   確実とするに十分な可撓性を有していることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載のプローブ。 ７ 前記ハウジングの表面部分には、前記窓を形
   成する剛直なストリツプに固定された可撓性のス
   トリツプが設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載のプローブ。 ８ 前記スリーブは第一及び第二端部を有する長
   手管からなり、前記更なる膜が第二端部に取り付
   けられており、かつ前記ハウジングに対して移動
   自在となるような壁部が第一端部に取り付けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載のプローブ。 ９ 前記連結液中においては空気が充填された可
   撓性の閉塞容器が浸漬されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載のプローブ。