JP2724656B2 - 機械走査式超音波探触子 - Google Patents

機械走査式超音波探触子

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JP2724656B2
JP2724656B2 JP4287660A JP28766092A JP2724656B2 JP 2724656 B2 JP2724656 B2 JP 2724656B2 JP 4287660 A JP4287660 A JP 4287660A JP 28766092 A JP28766092 A JP 28766092A JP 2724656 B2 JP2724656 B2 JP 2724656B2
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rotation
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井 清 藤
永 渉 徳
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波ビームの走査
を、超音波素子の機械的動作により行なう機械走査式超
音波探触子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の機械走査式超音波探触子
は、「医用超音波機器ハンドブック」(コロナ社)P2
8に記載されているように、探触子中にある電気信号超
音波変換素子をモータなどの駆動力を利用して機械的に
回転または揺動運動させることによって、超音波ビーム
の走査を行なうようにしたものである。
【0003】図3は従来の機械走査式超音波探触子の代
表的な構成を示している。図3において、31は第1の
素子、32は第2の素子であり、それぞれロータ33の
表面に、180度方向に対向して固定されている。ロー
タ33は、ロータ回転軸34を介してブラケット35に
より回転可能に保持されている。36はモータであり、
その回転軸37には、モータギヤ38が固定され、ロー
タ回転軸34に固定されたロータギヤ39と直交方向に
噛み合っている。モータ36にはまた、モータ35の回
転位置を検出するためのエンコーダ40が取り付けられ
ており、このエンコーダ40によって得られた回転位置
情報をもとに、図示されない制御回路がモータ36の回
転を制御している。41はロータ33をブラケット35
とともに密閉する音響窓であり、42は音響窓41の内
側に密封された音響結合液体であり、43は音響結合液
体42の流出を防止するためにモータ回転軸37に装着
されたオイルシールである。
【0004】次に上記従来例の動作について説明する。
図3において、モータ36が回転すると、モータギヤ3
8、ロータギヤ39の駆動伝達系を介してロータ33が
回転し、ロータ33に固定された第1の素子31および
第2の素子32が回転する。回転角度をモータ36に取
り付けられたエンコーダ40で検出しながら電気信号を
第1の素子31に伝達すると、第1の素子31で変換さ
れた超音波が、音響結合液体42、音響窓41を介して
人体に打ち出される。人体内で反射された超音波は、上
記経路を逆に経て第1の素子31で受信され、電気信号
に変換されて、超音波診断装置本体に画像表示する。
【0005】一方、第2の素子32は、ロータ33に第
1の素子31に対して180度対向する位置に取り付け
られており、ロータ33の1/2回転ごとに第1の素子
31と第2の素子32とを交互に切り換えて超音波の走
査を行ない、すなわちロータ33の1回転で2回の走査
を行ない、リアルタイム性の高い画像表示を可能にして
いる。
【0006】このように、上記従来の超音波探触子で
も、モータの回転運動を用いて素子を回転させ、2つ以
上の素子をロータに取り付けた場合には、その素子を切
り換えて表示することにより、リアルタイム性の高い画
像を得ることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の機械走査式超音波探触子では、ロータ33に取り付
けられた第1の素子31または第2の素子32の1走査
がモータ36、エンコーダ40およびモータギヤ38の
回転周期に一致していないため、ロータ33の1回転中
に第1の素子31と第2の素子32とを切り換えて各々
の素子の走査により得られた超音波画像を重ね合わせて
表示した時に、各素子の割付角度を高精度に取り付けか
つ偏心なくロータ軸側に起因する画像の揺れを防止した
としても、エンコーダ40の誤差、ロータギヤ38の偏
心などモータ出力軸側に起因する誤差により、各素子に
対して超音波走査用の電気信号の発生タイミングがずれ
るため、第1の素子31と第2の素子32により得られ
た画像にスキャニング位置の誤差が生じて、あたかも画
像がゆれているように表示されてしまうという問題があ
った。
【0008】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、エンコーダの誤差やギヤの偏心があって
も超音波画像にゆれを生じない優れた機械走査式超音波
探触子を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ロータに取り付けられた超音波素子の数
をNとした場合、モータの回転数に対するロータの回転
数の比、すなわち減速比を1/Nにさせた駆動伝達系を
設け、ロータに取り付けられた1つの素子の1走査と、
モータやエンコーダおよびギヤの1回転とを一致させる
ようにしたものである。
【0010】
【作用】したがって、本発明によれば、モータとそのモ
ータに直結されたエンコーダおよびギヤを1回転させる
ことにより、ロータに取り付けられた各々の素子の1回
の走査が可能となり、エンコーダの回転角度表示誤差や
ギヤの偏心があっても、各々の素子の走査位置を一致さ
せることができ、各々の素子の走査により得られた超音
波画像を重ねて表示した時に、位置ずれに起因する画像
揺れのない超音波画像を表示することができる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例の構成を示すもので
ある。図1において、11は電気信号と超音波信号を変
換する第1の素子であり、ロータ13に固定されてい
る。12は第2の素子であり、第1の素子11とは18
0度対向してロータ13に固定されている。14はロー
タ13の回転軸であり、傘歯状のロータギヤ15が取り
付けられて、ベアリング16を介してブラケット17に
回転可能に支持されている。18はモータであり、その
回転軸19に傘歯状のモータ20が固定され、反対側の
位置にモータの回転位置を検出するエンコーダ21が取
り付けられている。モータギヤ20は、ロータギヤ15
と直交方向に噛み合っており、減速比が1/2になるよ
うにそれぞれの歯数が設定され、モータ18の回転運動
を減速比1/2でロータ13に伝達している。22はロ
ータ13およびブラケット17を密閉する音響窓であ
り、内部に音響結合液体23が封入され、モータ回転軸
19に装着されたオイルシール24により封止されてい
る。
【0012】次に上記実施例の動作について説明する。
上記実施例において、モータ18が回転すると、モータ
回転軸19に取り付けられたモータギヤ20が回転す
る。その際、モータ18およびモータギヤ20の回転角
は、モータ18に取り付けられたエンコーダ21によっ
て検出される。モータギヤ20が回転すると、モータギ
ヤ20と噛み合っているロータギヤ15に両歯車の歯数
に応じた減速比で回転運動が伝達される。ロータギヤ1
5には、ロータ回転軸14を介してロータ13が固定さ
れており、ロータ13は、第1の素子11と第2の素子
12とともに、ロータ回転軸14を介してベアリング1
6およびブラケット17に支持されながら回転運動を行
なう。ロータ13に取り付けられた第1の素子11およ
び第2の素子12の回転中に、図示されないスリップリ
ング等の信号伝達手段を用いて電気信号を印加すると、
超音波信号が音響結合液体23、音響窓22を介して人
体に打ち出される。人体からの超音波反射エコーは、上
記経路を逆に経て再び電気信号に変換され、超音波診断
画像として超音波診断装置本体に表示される。
【0013】本実施例においては、ロータ13に取り付
けられた素子11、12の数が2個であり、モータギヤ
20とロータギヤ15の歯数の比(減速比)は1/2に
なっているので、モータ18、エンコーダ21、モータ
ギヤ20の1回転でロータ13が1/2回転する。
【0014】図2(a)は上記実施例におけるモータ1
8の回転角に対するロータ13の回転位置誤差を示した
ものであり、第1の素子11の走査と第2の素子12の
走査がまったく同じロータ回転位置誤差上に重なるた
め、2つの素子の走査により得られた画像を重ね合わせ
ても完全に一致する。
【0015】図2(b)は上記実施例において、減速比
をロータ13に取り付けた素子の数と一致させずに1:
1にした従来の方式の場合であり、第1の素子11の走
査と第2の素子12の走査でロータ13の回転位置誤差
が異なり、2つの素子により得られた画像を重ね合わせ
た場合に、全く調整不可能な画像揺れを生じてしまう。
【0016】このように、上記実施例によれば、第1の
素子11の1回の走査と第2の素子12の1回の走査
が、各々モータ18およびエンコーダ21およびモータ
ギヤ20の1回転に対応しているため、エンコーダ21
の角度誤差、モータギヤ20の偏心があっても、第1の
素子11と第2の素子12により得られた画像には、位
置ずれの全くない画像を得ることができる。
【0017】なお、上記実施例では、ロータ13に取り
付けられた素子の数を2として、モータギヤ20とロー
タギヤ15による減速比を1/2にしているが、素子の
数が3個の場合には減速比を1/3、素子の数が4個の
場合には減速比を1/4、素子の数がN個の場合には減
速比を1/Nとする。また、上記実施例では、ギヤを用
いた減速伝達手段について説明したが、ギヤ以外の駆動
伝達手段を用いてもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、ロータに取り付けられた素子の数をNとした場合、
モータの回転数に対するロータの回転数の減速比を1/
Nとすることにより、1つの素子の1走査とモータの1
回転とが一致するため、エンコーダの表示位置誤差やギ
ヤの偏心により生じるロータの回転角度誤差があって
も、各々の素子で得られた画像を超音波診断装置本体で
重ね合わせて表示した時に、位置ずれすなわち画像揺れ
のない画像が得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における機械走査式超音波探
触子の概略断面図
【図2】(a)本発明の一実施例における第1の素子お
よび第2の素子の走査位置とロータ回転位置誤差の関係
を示す特性図 (b)減速比を1:1にした場合の第1の素子および第
2の素子の走査位置とロータ回転位置誤差の関係を示す
特性図
【図3】従来の機械走査式超音波探触子の概略断面図
【符号の説明】
11 第1の素子 12 第2の素子 13 ロータ 14 ロータ回転軸 15 ロータギヤ 16 ベアリング 17 ブラケット 18 モータ 19 モータ回転軸 20 モータギヤ 21 エンコーダ 22 音響窓 23 音響結合液体 24 オイルシール

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波を送受信する素子と、前記素子を
    保持するロータと、前記ロータを回転可能に保持する手
    段と、前記ロータを回転させるモータと、前記ロータに
    取り付けられた素子の数をN個とした場合にモータの回
    転数に対するロータの回転数の比を1/Nに減速する動
    力伝達手段とを備えた機械走査式超音波探触子。
JP4287660A 1992-10-26 1992-10-26 機械走査式超音波探触子 Expired - Lifetime JP2724656B2 (ja)

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