JP2008264218A - 超音波プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】 感度を劣化させることなく、超音波振動子が設置されたピッチよりも狭いラスタ密度を実現する超音波プローブを提供する。
【解決手段】 超音波振動子列の列方向に沿って１ピッチの間隔中に並ぶ各位置に該超音波振動子列を順次移動させて、各位置で同数及び同一の超音波振動子で超音波を送受信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、超音波を送受信する超音波プローブに関する。

超音波プローブは、被検体の体表に当てられて使用され、被検体内を超音波走査する。この超音波プローブは、超音波診断装置に接続されて、受信した超音波を反映した電気信号を超音波診断装置に出力する。超音波診断装置は、この電気信号から被検体内の画像を生成し、モニタに表示させる。

生成する画像に質を向上させるためには、超音波プローブによる超音波走査のラスタ密度を上げることが必要である。超音波プローブは、超音波振動子を直線的に一列に配して近位から遠位までを平行に走査するリニア型や、超音波振動子を一列に湾曲させて配して扇形状に走査するコンベックス型等が提供されているが、超音波を送受信させる超音波振動子を列方向に順次ずらしていく電子走査によっては、ラスタ密度は超音波振動子の配列ピッチに依存する。

従って、ラスタ密度を上げることにより画像の質を向上させるには、超音波振動子列の配列ピッチを小さくすることが考えられる。しかし、超音波振動子の配列ピッチを小さくすることで超音波振動子数を増加させてしまうと、その分コスト高となってしまう。そこで、超音波振動子のピッチはそのままで、送信する超音波ビームの中心と超音波の受信中心とを異なる箇所とすることで、超音波振動子のピッチよりも細かいラスタ密度を達成する技術が提示されている（例えば、「特許文献１」参照。）。超音波の送信波の指向特性をＸ、受信波の指向特性をＹとすると、送受波の総合指向特性Ｚは、Ｚ＝Ｘ・Ｙとなり、その中心は両者の中間点となることを利用したものである。

図１０は、この送信する超音波ビームの中心と超音波の受信中心とを異なる箇所とする第１の超音波送受信態様を示す模式図である。

図１０（ａ）に示すように、あるラスタ箇所を走査する際には、例えば１番目から連続して配列されている４番目までの超音波振動子に超音波を送信させ、同数及び同一の超音波振動子で超音波を受信する。この場合、超音波の送信中心は、２番目と３番目の超音波振動子の間、即ち１番目の超音波振動子から数えて２ピッチ目のところとなる。同様に、超音波の受信中心も２ピッチ目のところとなる。従って、この電子走査により走査された箇所は、２ピッチ目の線上となる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、その隣のラスタ箇所を走査する際には、例えば１番目から連続して配列されている４番目までの超音波振動子に超音波を送信させ、２番目から連続して配列されている５番目までの超音波振動子に超音波を受信させる。即ち、超音波を送信する超音波振動子の範囲と超音波を受信する超音波振動子の範囲とを異なるようにする。この場合、超音波の送信中心は、２ピッチ目のところとなる。一方、超音波の受信中心も３番目と４番目の超音波振動子の間、即ち３ピッチ目のところとなる。従って、この電子走査により走査された箇所は、２ピッチ目と３ピッチ目の中点を通る線上、即ち２．５ピッチ目の線上となる。

このように、この超音波を送信する超音波振動子の範囲と超音波を受信する超音波振動子の範囲とを異なるようにする技術によるとラスタ密度は、０．５ピッチ間隔とすることができる。

また、図１１は、送信する超音波ビームの中心と超音波の受信中心とを異なる箇所とする第２の超音波送受信態様を示す模式図である。

図１１（ａ）に示すように、あるラスタ箇所を走査する際には、例えば１番目から連続して配列されている４番目までの超音波振動子に超音波を送信させ、同数及び同一の超音波振動子で超音波を受信する。この場合、超音波の送信中心は、２番目と３番目の超音波振動子の間、即ち１番目の超音波振動子から数えて２ピッチ目のところとなる。同様に、超音波の受信中心も２ピッチ目のところとなる。従って、この電子走査により走査された箇所は、２ピッチ目の線上となる。

次に、図１１（ｂ）に示すように、その隣のラスタ箇所を走査する際には、例えば２番目から連続して配列されている４番目までの超音波振動子に超音波を送信させ、同数及び同一の超音波振動子で超音波を受信する。即ち、超音波を送受信する超音波振動子の範囲を１ピッチずらしつつ、超音波を送受信する超音波振動子数を減らす。この場合、超音波の送信中心は、２．５ピッチ目のところとなる。一方、超音波の受信中心も２．５ピッチ目のところとなる。従って、この電子走査により走査された箇所は、２ピッチ目と３ピッチ目の中点を通る線上、即ち２．５ピッチ目の線上となる。

このように、この超音波を送信する超音波振動子数を異なるようにする技術によるとラスタ密度は、０．５ピッチ間隔とすることができる。

特開平８−３１３５０４号公報

超音波を送信する超音波振動子の範囲と超音波を受信する超音波振動子の範囲とを異なるようにする技術では、ラスタ密度を向上することはできる。しかし、超音波振動子の範囲と超音波を受信する超音波振動子の範囲とを異ならせた場合、送信した超音波のメインビームの最大振幅箇所からズレた領域から返ってきた超音波を受信していることとなり、この受信した超音波はその分強度が低くなる。また、メインビームの最大振幅箇所からその領域は角度を有するため、反射率は低くなり、受信した超音波はその分強度が低くなる。即ち、この超音波を送信する超音波振動子の範囲と超音波を受信する超音波振動子の範囲とを異ならせた走査箇所は、超音波を送信する超音波振動子の範囲と超音波を受信する超音波振動子の範囲とを同じにした走査箇所と比べて感度が低くなる。従って、この技術を用いて生成した画像は、感度の高いところと低いところとが互い違いとなり、画像にムラが発生してしまう。

超音波を送受信する超音波振動子の範囲を１ピッチずらしつつ、超音波を送受信する超音波振動子数を減らす技術では、ラスタ密度を向上することはできる。しかし、超音波振動子数を減らした場合、その分超音波の送信強度と受信感度は落ちてしまう。即ち、超音波を送受信する超音波振動子数を減らした走査箇所は、超音波を送受信する超音波振動子数を減らしていない箇所と比べて感度が低くなる。従って、この技術を用いることによっても、生成した画像は、感度の高いところと低いところとが互い違いとなり、画像にムラが発生してしまう。

このように、送信する超音波ビームの中心と超音波の受信中心とを異なる箇所とする技術では、ラスタ密度は向上するが画像にムラが生じてしまうため、画質が向上したとは言い難い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感度を劣化させることなく、超音波振動子が設置されたピッチよりも狭いラスタ密度を実現する超音波プローブを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の態様は、所定ピッチで配列されるとともに、圧電効果によって超音波を送受信する超音波振動子列と、前記超音波振動子列の列方向に沿って１ピッチ中に並ぶ各位置に、前記超音波振動子列を順次位置させる駆動手段と、を備え、前記各位置で同数及び同一の超音波振動子で超音波を送受信すること、を特徴とする。

前記駆動手段は、１ピッチの間隔中に並ぶ２箇所に前記超音波振動子列を順次位置させるようにしてもよい（請求項２記載の発明に相当）。

前記駆動手段は、モータと、このモータの駆動力を前記超音波振動子列の列方向への移動力に変換する減速ギアとを含むようにしてもよい（請求項３記載の発明に相当）。

前記駆動手段は、前記超音波振動子列の移動始めの加速度を他の加速中の加速度と比べて低くし、かつ移動終わりの減速度をその他の減速中の減速度に比べて低くして移動させるようにしてもよい（請求項４記載の発明に相当）。

本発明の態様によっては、超音波振動子列の列方向に沿って１ピッチの間隔中に並ぶ各位置に該超音波振動子列を順次位置させて、各位置で同数及び同一の超音波振動子で超音波を送受信することにより、感度を劣化させることなく、超音波振動子が設置されたピッチよりも狭いラスタ密度を実現することができる。

以下、本発明に係る超音波プローブの好適な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は、本実施形態に係る超音波プローブのうち、リニア型の超音波プローブの構成を示す正面図である。また、図２は、本実施形態に係る超音波プローブのうち、リニア型の超音波プローブの構成を示す側面図である。

超音波プローブ１は、被検体の体表に当てられた状態で体内に超音波を送信し、体内で反射した超音波を受信する機器である。この超音波プローブ１は、図示しない超音波診断装置に接続されて使用される。超音波プローブ１は、受信した超音波の強度を反映した電気信号を超音波診断装置に出力する。超音波診断装置は、この電気信号を信号処理して被検体内の画像を生成し、モニタに表示する。

この超音波プローブ１は、１列の超音波振動子列１０を有している。リニア型の超音波プローブ１は、超音波振動子列１０を１次元方向に直線的に配し、近位から遠位までを平行に走査する。この超音波振動子列１０が配された側が体表に当てられる。

超音波振動子列１０は、多数の超音波振動子１０ａが所定ピッチＰで一列に配列されて構成される。超音波振動子１０ａは、短冊形状を有し、長手方向の辺を隣の超音波振動子１０ａと隣接させて配列されている。この超音波振動子１０ａは、チタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、又はチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）等のセラミック材料で組成されている音響／電気可逆的変換素子である。超音波振動子１０ａは、電極対で挟まれ、パルス電圧が印加されると電歪して超音波を発振し、超音波を受信するとその超音波の強度に応じた電圧を有する電気信号を出力する。

超音波振動子列１０の列方向及び長手方向と直交する方向のうち、一方向側には、図示しない音響整合層や音響レンズが積層されている。超音波振動子１０ａが送受信する超音波は、この音響整合層を通ることで音響インピーダンスの不整合による被検体体表での反射が抑制され、また音響レンズを通ることで集束され、被検体の所定深度において音響的な焦点が結ばれる。

超音波振動子列１０の音響整合層や音響レンズとは反対側には、バッキング材１１が積層されている。バッキング材１１は、必要でない超音波振動成分を減衰吸収する。また、超音波の送受信に伴って発生した熱を放熱部材へ伝達する。

バッキング材１１の超音波振動子列１０とは反対の側には、ベース１２が所定間隔離間して配置されている。このベース１２とバッキング材１１とは、支持部材１３によって連結されている。ベース１２は、超音波プローブ１の筐体に固定されており、この支持部材１３を介してバッキング材１１や超音波は振動し列１０等が積層されたヘッド部分を支持している。

支持部材１３は、歪み可能な弾性体である。例えば、この支持部材１３は、バネ板である。この支持部材１３は、超音波振動子列１０の長手方向に幅広となっており、超音波振動子列１０の列方向の側面は薄くなっている。即ち、超音波振動子列１０の列方向に歪み可能となっている。

ベース１２とバッキング材１１との間には、モータ１４が配されている。モータ軸１５は、超音波振動子列１０の列方向及びベース１２とバッキング材１１の並び方向と直交する方向に延びるように配置されている。このモータ１４は、ベース１２側に支持されている。モータ軸１５には、ピニオンギア１６が取り付けられている。ピニオンギア１６は、円周上に歯が並ぶ歯車であり、モータ１４の回転駆動に伴ってモータ軸１５の軸を中心に回転する。

一方、ベース１２とバッキング材１１との間には、ラックギア１７が配されている。ラックギア１７は、バッキング材１１に固定されている。ベース１２側のピニオンギア１６と噛み合っている。このラックギア１７は、超音波振動子列１０の列方向に沿って延び、その延び方向に沿って歯が連設されている。このピニオンギア１６とラックギア１７で減速ギアが構成されている。

図３は、この超音波プローブ１の第１の動作態様を示す模式図である。

この超音波プローブ１は、モータ１４を駆動させることにより、超音波振動子列１０を一つの位置からもう一つの位置に移動させる。例えば、支持部材１３の歪みがない状態における超音波振動子列１０の位置を第１の位置とする。この第１の位置でモータ１４を所定量駆動させると、モータ軸１５を介してピニオンギア１６が所定角度回転する。ピニオンギア１６が所定角度回転すると、ピニオンギア１６と噛み合っているラックギア１７は、超音波振動子１０の列方向に所定量移動する。このとき、支持部材１３が歪み、このラックギア１７と固定関係にあるバッキング材１１や超音波振動子列１０も列方向に所定量移動し、超音波振動子列１０は第２の位置に位置する。この超音波プローブ１では、モータ１４の回転量を調節して、超音波振動子列１０を所定ピッチＰの半分だけ移動させる。

この第２の位置からモータ１４を同じ量だけ逆回転させると、ピニオンギア１６とラックギア１７との噛み合いによって超音波振動子列１０は、移動して第１の位置に位置する。

即ち、この超音波プローブ１では、モータ１４を駆動させることによって、超音波振動子列１０を列方向に１／２ピッチずらすことができる。

図４は、この超音波プローブ１の第１の動作態様に伴う、超音波振動子列１０の第１の移動態様を詳細に示す模式図である。

第１の位置に超音波振動子列１０が位置している状態で、例えば超音波振動子列１０の端から１番目から４番目までの超音波振動子１０ａにパルス電圧を印加すると、端から２ピッチのところが超音波の送信指向中心となる。そして、同数及び同一となる１番目から４番目までの超音波振動子１０ａが超音波を受信して出力した電気信号を画像生成のための電気信号とする。即ち、同様に端から２ピッチのところが超音波の受信指向中心となる。

次に、モータ１４を駆動させて、超音波振動子列１０を第１の位置と半ピッチずれた第２の位置へ移動させる。そして、この第２の位置に超音波振動子列１０が位置している状態で、第１の位置において超音波を一度に発生させた数と同数の端から１番目から４番目までの超音波振動子１０ａにパルス電圧を印加すると、第１の位置を基準とすると端から２．５ピッチのところが超音波の送信指向中心となる。そして、同数及び同一となる１番目から４番目までの超音波振動子１０ａが超音波を受信して出力した電気信号を画像生成のための電気信号とする。即ち、同様に第１の位置を基準とすると端から２．５ピッチのところが超音波の送信及び受信の両方の指向中心となる。

このように、この超音波プローブ１では、モータ１４を駆動させて超音波振動子列１０を機械的に半ピッチずれた第１の位置と第２の位置に順次位置させることによって、同数及び同一の超音波振動子１０ａで送受信しても半ピッチ間隔でラスタ線を形成することができる。従って、ラスタ密度を２倍にすることができ、かつ感度落ちがない。

図５は、この超音波プローブ１の第２の動作態様を示す模式図である。

この超音波プローブ１は、モータ１４を駆動させることにより、超音波振動子列１０を２カ所の位置に移動させる。例えば、バッキング材１１とベース１２とが一方向に１／３ピッチずれた状態における超音波振動子列１０の位置を第１の位置とする。この第１の位置でモータ１４を駆動させて、超音波振動子１０ａを列方向に他方向へ向けて１／３ピッチだけ移動させ、バッキング材１１とベースとがずれていない第２の位置に位置させる。さらに、この第２の位置でモータ１４を駆動させて、超音波振動子１０ａを列方向に他方向へ向けて１／３ピッチだけ移動させ、バッキング材１１とベースとが他方向に１／３ピッチずれた第３の位置に位置させる。

この第３の位置からモータ１４を逆回転させ、超音波振動子列１０を第１の位置に位置させる。即ち、この超音波プローブ１では、モータ１４を駆動させることによって、超音波振動子列１０を列方向に１／３ピッチずらすことができる。

図６は、この超音波プローブ１の第２の動作態様に伴う、超音波振動子列１０の第２の移動態様を詳細に示す模式図である。

第１の位置に超音波振動子列１０が位置している状態で、例えば超音波振動子列１０の端から１番目から４番目までの超音波振動子１０ａにパルス電圧を印加すると、端から２ピッチのところが超音波の送信指向中心となる。そして、同数及び同一となる１番目から４番目までの超音波振動子１０ａが超音波を受信して出力した電気信号を画像生成のための電気信号とする。即ち、同様に端から２ピッチのところが超音波の受信指向中心となる。

次に、モータ１４を駆動させて、超音波振動子列１０を第１の位置と１／３ピッチずれた第２の位置へ移動させる。そして、この第２の位置に超音波振動子列１０が位置している状態で、第１の位置において超音波を一度に発生させた数と同数の端から１番目から４番目までの超音波振動子１０ａにパルス電圧を印加すると、第１の位置を基準とすると端から約２．３３ピッチのところが超音波の送信指向中心となる。そして、同数及び同一となる１番目から４番目までの超音波振動子１０ａが超音波を受信して出力した電気信号を画像生成のための電気信号とする。即ち、同様に第１の位置を基準とすると端から約２．３３ピッチのところが超音波の送信及び受信の両方の指向中心となる。

次に、モータ１４を駆動させて、超音波振動子列１０を第２の位置と１／３ピッチずれた第３の位置へ移動させる。そして、この第３の位置に超音波振動子列１０が位置している状態で、第１の位置及び第２の位置において超音波を一度に発生させた数と同数の端から１番目から４番目までの超音波振動子１０ａにパルス電圧を印加すると、第１の位置を基準とすると端から約２．６６ピッチのところが超音波の送信指向中心となる。そして、同数及び同一となる１番目から４番目までの超音波振動子１０ａが超音波を受信して出力した電気信号を画像生成のための電気信号とする。即ち、同様に第１の位置を基準とすると端から約２．６６ピッチのところが超音波の送信及び受信の両方の指向中心となる。

このように、この超音波プローブ１では、モータ１４を駆動させて超音波振動子列１０を機械的に１／３ピッチずれた第１の位置と第２の位置と第３の位置に位置させることによって、同数及び同一の超音波振動子１０ａで送受信しても１／３ピッチ間隔でラスタ線を形成することができる。従って、ラスタ密度を２倍にすることができ、かつ感度落ちがない。

図７は、本実施形態に係るリニア型の超音波プローブ１の変形例を示す正面図である。

この超音波プローブ１の支持部材１３は、バッキング材１１から立設された柱片１３ａを有する。この柱片１３ａの側面とベース１２の側面とは一部重なっている。柱片１３ａの重なったベース１２と重なった部分には、超音波振動子列１０の列方向に長い長穴１３ｂが貫設されている。ベース１２のこの長穴１３ｂと対向する箇所からは、シャフト１３ｃが長穴１３ｂを貫通して延設されている。

この超音波プローブ１では、シャフト１３ｃと長穴１３ｂとが貫通していることにより、ベース１２がバッキング材１１と超音波振動子列１０とを支持している。

モータ１４が駆動して、オピニオンギア１６とラックギア１７とが噛み合うと、長穴１３ｂの長径方向に隙間が存在する分、超音波振動子列１０が第１の位置又は第２の位置、若しくは第１の位置又は第２の位置又は第３の位置に位置させることができる。

この超音波振動子列１０を機械的に移動させる機構は、コンベックス型の超音波プローブ１にも適用することができる。図８は、本実施形態に係る超音波プローブのうち、コンベックス型の超音波プローブ１の構成を示す正面図である。

コンベックス型の超音波プローブ１は、超音波探触子列１０の列方向がヘッド部分先端側を弧側として湾曲し、扇状に体内を走査する。

このコンベックス型の超音波プローブ１も同様に、超音波振動子列１０を列方向に沿って１ピッチの間隔中に並ぶ各位置に該超音波振動子列１０を移動させる。例えば、１／２ピッチ離れた２カ所又は１／３Ｐずつ離れた３カ所に超音波振動子列１０の順次移動を繰り返し、超音波振動子１０ａが設置されたピッチＰよりも狭いラスタ密度を実現する。

この超音波プローブ１では、湾曲した列方向への超音波振動子列１０の移動を、支持部材１３によって誘導する。

支持部材１３は、バッキング材１１から立設された柱片１３ａを有する。この柱片１３ａの側面とベース１２の側面とは一部重なっている。柱片１３ａの重なったベース１２と重なった部分には、超音波振動子列１０の列方向に長い長穴１３ｂが貫設されている。ベース１２のこの長穴１３ｂと対向する箇所からは、シャフト１３ｃが長穴１３ｂを貫通して延設されている。

この支持部材１３が有する長穴１３ｂは、長径方向が超音波振動子列１０の湾曲した列方向に沿うように貫設されている。この長径方向が超音波振動子列１０の湾曲した列方向に沿うように貫設された長穴１３ｂを有する支持部材１３は、ヘッド部分の超音波振動子列１０の湾曲した列方向への移動を確実とするために、複数、例えば、４つ配されている。それぞれの支持部材１３がその設置箇所の延長線上に存在する超音波振動子列１０の対応箇所における列方向に沿った長穴１３ｂを有する。

この超音波プローブ１では、モータ１４が駆動してピニオンギア１６がラックギア１７と噛み合いながら回転すると、超音波振動子列１０をラックギア１７の延設方向に直線的に移動させる力が発生するが、この力が支持部材の長穴１３ｂによって長径方向に変換されるため、超音波振動子列１０は長径方向、即ち超音波振動子列１０の湾曲した列方向に移動する。

この超音波振動子列１０の移動量を１／２ピッチや１／３ピッチ等とすることによって、コンベックス型の超音波プローブ１であっても、１ピッチの間隔中に並ぶ各位置に超音波振動子列１０をずらすことができる。そして、その各所で超音波を送受信させることにより、コンベックス型の超音波プローブ１であっても、超音波振動子１０ａが設置されたピッチＰよりも狭いラスタ密度を実現する。

このように、電子走査を主としたリニア型やコンベックス型の超音波プローブ１では、超音波振動子列１０の列方向に沿って１ピッチの間隔中に並ぶ各位置に該超音波振動子列１０を順次位置させて、各位置で同数及び同一の超音波振動子１０ａで超音波を送受信することにより、感度を劣化させることなく、超音波振動子１０ａが設置されたピッチＰよりも狭いラスタ密度を実現することができる。

尚、この本実施形態に係るリニア型やコンベックス型の超音波プローブ１における超音波振動子列１０の移動は、定速であってもよいが、図９に示すように、可変させるようにしてもよい。図９は、超音波振動子列１０の移動速度を示すグラフである。

超音波プローブ１は、図９に示すように、移動速度遷移スケジュールＬ３のように、超音波振動子列１０を移動させる間、移動始め区間Ｉｓの加速度をその他の加速中の区間Ｉａに比べて低くする。また、移動終わり区間Ｉｅの減速度をその他の減速中の区間Ｉｒに比べて低くする。即ちモータ１４は、モータ回転始めにおける回転数の増加とモータ回転終わりの回転数の減少を緩やかにしている。

例えば、超音波振動子列１０の移動には、移動速度遷移スケジュールＬ１に示すように、定速に遷るまでの加速度又は停止させるまでの加速度を一定にする方式が考えられる。しかし、この移動速度遷移スケジュールＬ１によると、移動始めと停止における加速度が極めて大きくなり、移動始めと停止において超音波振動子列１０に加速に伴う振動が発生する。この振動は、超音波送受信における送受信方向のブレを発生させ画像劣化に繋がるとともに、超音波プローブ１の機械的な故障につながる。

また、超音波振動子列１０の移動には、移動速度遷移スケジュールＬ２に示すように、定速の箇所をなくすことで、加速時間を多めにとり、移動速度遷移スケジュールＬ１に比べて加速度を低くする方式が考えられる。しかし、この移動速度遷移スケジュールＬ２によると、移動時間が遅くなるため、画像１フレーム分の超音波走査の時間が延びてしまい、被検体内の画像を更新表示するフレームレートが低下してしまう。

一方で、移動速度遷移スケジュールＬ３によると、移動始めと停止において振動が発生しにくく、超音波送受信における送受信方向のブレを防ぎ、超音波プローブ１の機械的な故障を防ぐことができるため好ましい。この移動速度遷移スケジュールＬ３の方式にならえば、ハミング、ハニング、Ｃｏｓ等の関数で表される曲線又はその近似にならった可変を行うようにしても良い。

また、本実施形態におけるリニア型やコンベックス型の超音波プローブ１では、超音波振動子列１０を列方向に移動させるモータ１４と減速ギアの組み合わせであれば、各種を適用することができる。例えば、モータ１４としては、ステッピングモータ、リニアモータ、ＤＣモータと位置センサ、ソレノイド、超音波モータ、圧電アクチュエータ、電動アクチュエータ、高分子アクチュエータ、リニアアクチュエータ、静電アクチュエータ、電場応答アクチュエータを用いることができる。圧電アクチュエータの場合は、超音波診断装置の送信と類似の技術を利用でき、高速で動作できるメリットがある。

リニア型の超音波プローブの構成を示す正面図である。 リニア型の超音波プローブの構成を示す側面図である。 超音波プローブの第１の動作態様を示す模式図である。 超音波振動子列の第１の移動態様を詳細に示す模式図である。 超音波プローブの第２の動作態様を示す模式図である。 超音波振動子列の第２の移動態様を詳細に示す模式図である。 リニア型の超音波プローブの変形例を示す正面図。 コンベックス型の超音波プローブの構成を示す正面図である。 超音波振動子列の移動速度を示すグラフである。 従来の第１の超音波送受信態様を示す模式図である。 従来の第２の超音波送受信態様を示す模式図である。

符号の説明

１ 超音波プローブ
１０ 超音波振動子列
１０ａ 超音波振動子
１１ バッキング材
１２ ベース
１３ 支持部材
１３ａ 柱片
１３ｂ 長穴
１３ｃ シャフト
１４ モータ
１５ モータ軸
１６ ピニオンギア
１７ ラックギア
Ｐ ピッチ

Claims (7)

1. 所定ピッチで配列されるとともに、圧電効果によって超音波を送受信する超音波振動子列と、
   前記超音波振動子列の列方向に沿って１ピッチ中に並ぶ各位置に、前記超音波振動子列を順次位置させる駆動手段と、
   を備え、
   前記各位置で同数及び同一の超音波振動子で超音波を送受信すること、
   を特徴とする超音波プローブ。
2. 前記駆動手段は、
   １ピッチ中に並ぶ２カ所に前記超音波振動子列を順次位置させること、
   を特徴とする請求項１記載の超音波プローブ。
3. 前記駆動手段は、
   モータと、このモータの駆動力を前記超音波振動子列の列方向への移動力に変換する減速ギアとを含むこと、
   を特徴とする請求項１記載の超音波プローブ。
4. 前記駆動手段は、
   前記超音波振動子列の移動始めの加速度を他の加速中の加速度と比べて低くし、かつ移動終わりの減速度をその他の減速中の減速度に比べて低くして移動させること、
   を特徴とする請求項１記載の超音波プローブ。
5. 前記駆動手段は、
   前記超音波振動子列を先端に配列したバッキング材の他端に取り付けられて、前記列方向へ移動可能なラック部材と、
   前記バッキング材に対峙する位置に固定配置されたベースに設けられ、前記ラック部材と噛合するピニオンギアと、
   を含むこと、
   を特徴とする請求項１記載の超音波プローブ。
6. 前記バッキング材と前記ベースとは、弾性支持部材を介して相対的に列方向に移動可能に連結されていること、
   を特徴とする請求項５記載の超音波プローブ。
7. 前記支持部材は、列方向に長い長穴が貫設された支持部材と、
   この長穴に挿入されたシャフトと、
   をさらに備え、
   前記バッキング材と前記ベースとは、支持部材及びシャフトを介して相対的に列方向に移動可能に連結されていること、
   を特徴とする請求項５記載の超音波プローブ。