JP5648149B2 - Ultrasonic microscope - Google Patents

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Description

本発明は、超音波を利用して試料の性状を観察する超音波顕微鏡に関するものである。   The present invention relates to an ultrasonic microscope for observing the properties of a sample using ultrasonic waves.

従来、医療分野では、生体組織の診断を行う装置として、超音波顕微鏡を応用した製品の開発が進められており、高解像度で生体組織の観察が可能なものが実用化されている。光学顕微鏡では生体組織における化学的性質の違いを例えば染色によって区別するのに対し、超音波顕微鏡では物理的性質の違いを無染色で区別することができる。つまり、超音波顕微鏡を用いる場合には、染色を行わなくても生体組織診断を行うことができるといった利点がある。   Conventionally, in the medical field, as an apparatus for diagnosing a living tissue, a product using an ultrasonic microscope has been developed, and a device capable of observing a living tissue with high resolution has been put into practical use. In an optical microscope, a difference in chemical properties in a living tissue is distinguished by, for example, staining, whereas in an ultrasonic microscope, a difference in physical properties can be distinguished without staining. That is, when using an ultrasonic microscope, there is an advantage that a living tissue diagnosis can be performed without staining.

従来の超音波顕微鏡は、超音波のXY走査を行うための走査機構を備えており、超音波をXY走査しながら試料からの反射波信号を取得し、反射波信号の強度に基づいて試料の画像信号を生成している。このため、超音波顕微鏡では、試料表面に対して垂直に超音波を照射する必要がある。また、解像度の高い超音波像を取得するためには、高精度に超音波を走査する必要がある。従って、従来の超音波顕微鏡では、超音波の走査機構が複雑な構造となり、検査を簡易に行うことができないといった問題があった。   A conventional ultrasonic microscope has a scanning mechanism for performing XY scanning of ultrasonic waves, acquires a reflected wave signal from the sample while performing XY scanning of the ultrasonic wave, and based on the intensity of the reflected wave signal, An image signal is generated. For this reason, in an ultrasonic microscope, it is necessary to irradiate ultrasonic waves perpendicular to the sample surface. In addition, in order to acquire an ultrasonic image with high resolution, it is necessary to scan ultrasonic waves with high accuracy. Therefore, the conventional ultrasonic microscope has a problem that the ultrasonic scanning mechanism has a complicated structure and the inspection cannot be easily performed.

一方、比較的簡単な構成で超音波の走査を行う装置として、バイモルフアクチュエータを利用した超音波スキャナが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この超音波スキャナでは、バイモルフアクチュエータ50の自由端に超音波振動子51が固定されており、基材52を介して貼り合わせた圧電材53a,53bを逆位相となるよう駆動すると、アクチュエータ50の屈曲変位によって超音波振動子51が円弧状に移動される(図11参照)。この超音波スキャナを用いれば、装置の小型化が可能であり、振動や騒音も抑えられる。   On the other hand, an ultrasonic scanner using a bimorph actuator has been proposed as an apparatus that performs ultrasonic scanning with a relatively simple configuration (see, for example, Patent Document 1). In this ultrasonic scanner, the ultrasonic transducer 51 is fixed to the free end of the bimorph actuator 50, and when the piezoelectric materials 53 a and 53 b bonded together via the base material 52 are driven so as to be in reverse phase, The ultrasonic transducer 51 is moved in an arc shape by the bending displacement (see FIG. 11). If this ultrasonic scanner is used, the apparatus can be miniaturized and vibration and noise can be suppressed.

実公平6−9610号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-9610

ところが、上記した特許文献1の超音波スキャナは、比較的解像度が低い断層画像(Bモード画像など)を取得するための装置に用いられるものであり、解像度が高い超音波像を取得するための超音波顕微鏡には用いることができない。具体的には、超音波顕微鏡において、試料に対して垂直に超音波を照射する必要があるが、特許文献1の超音波スキャナを用いる場合、バイモルフアクチュエータ50の屈曲変位によって超音波振動子51が円弧状に移動してしまう。このため、超音波の照射方向Z(図11参照)を一定に保つことができず、試料の表面構造に応じた正確な反射波信号を得ることができない。   However, the ultrasonic scanner disclosed in Patent Document 1 is used in an apparatus for acquiring a tomographic image (such as a B-mode image) having a relatively low resolution, and for acquiring an ultrasonic image having a high resolution. It cannot be used for an acoustic microscope. Specifically, in the ultrasonic microscope, it is necessary to irradiate the ultrasonic wave perpendicularly to the sample. However, when the ultrasonic scanner of Patent Document 1 is used, the ultrasonic transducer 51 is caused by the bending displacement of the bimorph actuator 50. It moves in an arc shape. For this reason, the irradiation direction Z of ultrasonic waves (see FIG. 11) cannot be kept constant, and an accurate reflected wave signal corresponding to the surface structure of the sample cannot be obtained.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で超音波の走査を的確に行うことができる超音波顕微鏡を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic microscope that can accurately perform ultrasonic scanning with a simple configuration.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、先端部に超音波伝達媒体が収容可能なスキャナ本体と、前記スキャナ本体の先端部に配置され、試料にて焦点を結ぶように前記超音波伝達媒体を介して超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記スキャナ本体の内部に配置され、超音波の照射点を前記試料の表面に沿って移動させる走査手段とを備え、前記超音波振動子で受信した超音波の反射波信号に基づいて、前記試料の超音波像を表示する超音波顕微鏡であって、前記走査手段は、板状に形成され、互いに平行かつ隙間をもって配置された複数枚の屈曲変位型の電歪アクチュエータと、前記各電歪アクチュエータの各基端を支持する支持体とを含んで構成され、共通の前記超音波振動子に対し、前記各電歪アクチュエータの各先端が互いに離間して固定され、前記走査手段は、駆動時において、前記各電歪アクチュエータにおける先端側の領域と基端側の領域とを逆方向に屈曲させ、その時々の前記超音波の照射方向が平行となるよう前記超音波振動子の位置を移動させることを特徴とする超音波顕微鏡をその要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is arranged such that a scanner main body capable of accommodating an ultrasonic transmission medium at a tip portion and a tip portion of the scanner main body so as to focus on a sample. A focal-type ultrasonic transducer that irradiates ultrasonic waves through the ultrasonic transmission medium, receives reflected waves from the sample and converts them into electrical signals, and is disposed inside the scanner body. A scanning means for moving an irradiation point along the surface of the sample, and an ultrasonic microscope for displaying an ultrasonic image of the sample based on a reflected wave signal of the ultrasonic wave received by the ultrasonic transducer. The scanning means includes a plurality of bending displacement type electrostrictive actuators that are formed in a plate shape and are arranged parallel to each other with a gap, and a support that supports the base ends of the electrostrictive actuators. Consists of With respect to the ultrasonic vibrator through the respective tips of the electrostrictive actuator is apart from fixed to each other, said scanning means, at the time of driving, the front end side of each of the electrostrictive actuator region and proximal The gist of the present invention is an ultrasonic microscope characterized in that the region is bent in the opposite direction and the position of the ultrasonic transducer is moved so that the ultrasonic irradiation direction at that time is parallel.

請求項1に記載の発明によると、走査手段として、板状に形成された屈曲変位型の電歪アクチュエータを用いている。そして、走査手段の駆動時には、電歪アクチュエータにおける先端側の領域と基端側との領域とを逆方向に屈曲させ、その時々の超音波の照射方向が平行となるよう超音波振動子の位置を移動させることで、超音波の走査が行われる。このように構成すると、超音波走査時における超音波の照射方向が常に一定の方向(具体的には、試料表面と直交する方向)を向くように超音波振動子を駆動することができる。さらに、板状の電歪アクチュエータの先端に超音波振動子が固定されているので、超音波の走査範囲を十分に確保することができる。またこの場合、走査手段の簡素化が可能となるため、スキャナ本体の軽量化や小型化を図ることができ、携帯型の超音波顕微鏡を実現することが可能となる。また、スキャナ本体を手で持って容易に操作することができ、スキャナ本体の先端部を直接患部に当てて患部の検査を迅速に行うことができる。   According to the first aspect of the present invention, a bending displacement type electrostrictive actuator formed in a plate shape is used as the scanning means. When the scanning means is driven, the position of the ultrasonic transducer is such that the distal end region and the proximal end region of the electrostrictive actuator are bent in opposite directions, and the ultrasonic irradiation direction at that time is parallel. The ultrasonic scanning is performed by moving. With this configuration, the ultrasonic transducer can be driven so that the irradiation direction of ultrasonic waves during ultrasonic scanning always faces a fixed direction (specifically, the direction orthogonal to the sample surface). Furthermore, since the ultrasonic transducer is fixed to the tip of the plate-like electrostrictive actuator, a sufficient ultrasonic scanning range can be ensured. In this case, since the scanning means can be simplified, the scanner body can be reduced in weight and size, and a portable ultrasonic microscope can be realized. In addition, the scanner main body can be easily operated by hand, and the tip of the scanner main body can be directly applied to the affected area to quickly inspect the affected area.

請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記各電歪アクチュエータは、第1面及び第2面を有する板状基材を備え、前記第1面において中央部よりも先端側の領域に圧電材が設けられ、前記第2面において中央部よりも基端側の領域に圧電材が設けられたユニモルフ型のアクチュエータであることをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, each of the electrostrictive actuators includes a plate-like base material having a first surface and a second surface, and a region on the tip side of the first surface with respect to the first surface. The gist of the present invention is a unimorph type actuator in which a piezoelectric material is provided on the second surface and a piezoelectric material is provided in a region closer to the base end side than the central portion on the second surface.

請求項2に記載の発明によると、超音波振動子が接続される先端側の屈曲方向と基端側の屈曲方向とが逆方向となるよう電歪アクチュエータを構成することができる。また、電歪アクチュエータがユニモルフ型のアクチュエータであるので、簡素な構成で走査手段を構成することができる。なお、板状基材の第1面側に設けられる圧電材と第2面側に設けられる圧電材とは、長さや屈曲度合が等しくなるよう形成されることが好ましい。   According to the second aspect of the invention, the electrostrictive actuator can be configured such that the bending direction on the distal end side to which the ultrasonic transducer is connected and the bending direction on the proximal end side are opposite to each other. Further, since the electrostrictive actuator is a unimorph actuator, the scanning means can be configured with a simple configuration. In addition, it is preferable that the piezoelectric material provided on the first surface side of the plate-like substrate and the piezoelectric material provided on the second surface side are formed to have the same length and bending degree.

請求項3に記載の発明は、請求項1において、前記各電歪アクチュエータは、第1面及び第2面を有する板状基材を備え、前記第1面において中央部よりも先端側の領域及び基端側の領域に屈曲方向が異なる圧電材が設けられるとともに、前記第2面において中央部よりも先端側の領域及び基端側の領域に屈曲方向が異なる圧電材が設けられたバイモルフ型のアクチュエータであることをその要旨とする。 A third aspect of the present invention provides the electrostrictive actuator according to the first aspect, wherein each of the electrostrictive actuators includes a plate-like base material having a first surface and a second surface. And a bimorph type in which a piezoelectric material having a different bending direction is provided in the region on the base end side, and a piezoelectric material having a different bending direction is provided in the region on the distal end side and the region on the proximal end side than the center portion on the second surface. It is the gist of the actuator.

請求項3に記載の発明によると、超音波振動子が接続される先端側の屈曲方向と基端側の屈曲方向とが逆方向となるよう電歪アクチュエータを構成することができる。また、電歪アクチュエータがバイモルフ型のアクチュエータであるので、超音波振動子を確実に移動させることができ、超音波の走査範囲を十分に確保することができる。   According to the third aspect of the invention, the electrostrictive actuator can be configured such that the bending direction on the distal end side to which the ultrasonic transducer is connected and the bending direction on the proximal end side are opposite to each other. In addition, since the electrostrictive actuator is a bimorph type actuator, the ultrasonic transducer can be reliably moved, and a sufficient ultrasonic scanning range can be secured.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記超音波の走査位置を示す可視光を前記スキャナ本体の先端部から出力する可視光照射手段をさらに備えたことをその要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the apparatus further includes visible light irradiation means for outputting visible light indicating the scanning position of the ultrasonic wave from a tip end portion of the scanner body. Is the gist.

請求項4に記載の発明によると、可視光照射手段から出力される可視光によって超音波の走査位置を容易に確認することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the scanning position of the ultrasonic wave can be easily confirmed by the visible light output from the visible light irradiation means.

以上詳述したように、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明によると、簡単な構成で超音波の走査を的確に行うことができる超音波顕微鏡を提供することができる。   As described above in detail, according to the invention described in any one of claims 1 to 4, it is possible to provide an ultrasonic microscope capable of accurately performing ultrasonic scanning with a simple configuration.

一実施の形態の超音波顕微鏡を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the ultrasonic microscope of one Embodiment. 超音波顕微鏡の電気的な構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical constitution of an ultrasonic microscope. ラインマーカの固定位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the fixed position of a line marker. 可視光及び超音波の照射位置を示す説明図。Explanatory drawing which shows the irradiation position of visible light and an ultrasonic wave. (a)は電歪アクチュエータの屈曲前の状態を示し、(b)はその屈曲後の状態を示す説明図。(A) shows the state before bending of an electrostrictive actuator, (b) is explanatory drawing which shows the state after the bending. 焦点型超音波振動子から照射される超音波ビームを示す説明図。Explanatory drawing which shows the ultrasonic beam irradiated from a focus type | mold ultrasonic transducer | vibrator. (a)は別の実施の形態における電歪アクチュエータの屈曲前の状態を示し、(b)はその屈曲後の状態を示す説明図。(A) shows the state before the bending of the electrostrictive actuator in another embodiment, (b) is explanatory drawing which shows the state after the bending. (a)は別の実施の形態における電歪アクチュエータの屈曲前の状態を示し、(b)はその屈曲後の状態を示す説明図。(A) shows the state before the bending of the electrostrictive actuator in another embodiment, (b) is explanatory drawing which shows the state after the bending. 別の実施の形態の走査手段を示す構成図。The block diagram which shows the scanning means of another embodiment. (a)は別の実施の形態における電歪アクチュエータの屈曲前の状態を示し、(b)はその屈曲後の状態を示す説明図。(A) shows the state before the bending of the electrostrictive actuator in another embodiment, (b) is explanatory drawing which shows the state after the bending. (a)は従来のバイモルフアクチュエータの屈曲前の状態を示し、(b)はその屈曲後の状態を示す説明図。(A) shows the state before the bending of the conventional bimorph actuator, (b) is explanatory drawing which shows the state after the bending.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は、超音波顕微鏡1を示す概略構成図であり、図2は、超音波顕微鏡1の電気的な構成を示すブロック図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an ultrasonic microscope 1, and FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the ultrasonic microscope 1.

本実施の形態の超音波顕微鏡1は、全体としてペン状を呈するスキャナ本体2と、スキャナ本体2を制御する制御ユニット3(具体的には、パソコン)とから構成されている。スキャナ本体2と制御ユニット3とは、例えばUSBケーブル4を介して接続される。   The ultrasonic microscope 1 according to the present embodiment includes a scanner main body 2 that has a pen shape as a whole and a control unit 3 (specifically, a personal computer) that controls the scanner main body 2. The scanner body 2 and the control unit 3 are connected via, for example, a USB cable 4.

スキャナ本体2は、筐体11、超音波を照射する焦点型超音波振動子12、焦点型超音波振動子12を駆動する1枚の電歪アクチュエータ13(走査手段)、電歪アクチュエータ13を支持可能な支持具14(支持体)、超音波の走査位置を示すラインマーカ15(可視光照射手段)等を備えている。   The scanner body 2 supports a housing 11, a focal ultrasonic transducer 12 that emits ultrasonic waves, a single electrostrictive actuator 13 (scanning unit) that drives the focal ultrasonic transducer 12, and the electrostrictive actuator 13. A possible support tool 14 (support body), a line marker 15 (visible light irradiation means) indicating an ultrasonic scanning position, and the like are provided.

筐体11は、直径が3cm程度の円筒状に形成されている。この筐体11の先端側は開口しており、その開口を覆うように試料接触部材16が着脱可能に装着されている。筐体11内において、その先端部となる試料接触部材16の部分に超音波伝達媒体W1(具体的には水)が充填されている。試料接触部材16は、光及び超音波を効率よく透過する材料(具体的にはガラスや樹脂材料)を用いて形成されている。   The casing 11 is formed in a cylindrical shape having a diameter of about 3 cm. The front end side of the housing 11 is open, and a sample contact member 16 is detachably mounted so as to cover the opening. In the housing 11, the portion of the sample contact member 16 that is the tip is filled with the ultrasonic transmission medium W <b> 1 (specifically, water). The sample contact member 16 is formed using a material (specifically, glass or resin material) that efficiently transmits light and ultrasonic waves.

焦点型超音波振動子12は筐体11内の先端側に配置されている。この超音波振動子12が照射する超音波は、超音波伝達媒体W1を介して円錐状に収束され、試料接触部材16の外表面(試料18の表面)近傍で焦点を結ぶようになっている。つまり、超音波顕微鏡1は、スキャナ本体2の試料接触部材16の外表面を試料18(例えば、インビボの生体組織)に接触させて検査する携帯型の顕微鏡である。なお本実施形態では、超音波振動子12が照射する超音波としては、例えば、中心周波数が80MHzであり、帯域幅が50〜105MHz(−6dB)である。   The focal ultrasonic transducer 12 is disposed on the tip side in the housing 11. The ultrasonic waves irradiated by the ultrasonic transducer 12 are converged in a conical shape via the ultrasonic transmission medium W1 and focused near the outer surface of the sample contact member 16 (the surface of the sample 18). . That is, the ultrasonic microscope 1 is a portable microscope that inspects the outer surface of the sample contact member 16 of the scanner body 2 by contacting the sample 18 (for example, in vivo biological tissue). In the present embodiment, the ultrasonic wave irradiated by the ultrasonic transducer 12 has, for example, a center frequency of 80 MHz and a bandwidth of 50 to 105 MHz (−6 dB).

電歪アクチュエータ13は、圧電材料を用いて細長い長方形状の板状に形成されたユニモルフ型のアクチュエータ(屈曲変位型アクチュエータ)であり、長さ80mm、幅10mm、厚さ0.6mmのサイズを有する。そして、超音波振動子12の後端面の中央部分に電歪アクチュエータ13の先端が固定され、電歪アクチュエータ13の基端が支持具14に支持されている。なお、本実施の形態では、電歪アクチュエータ13の表面に、耐水性を高めるための絶縁皮膜が形成されている。超音波振動子12は、歪みが生じていない状態での電歪アクチュエータ13の長手方向を向くように配置されている。またこの状態では、超音波振動子12の中心線に重なるように電歪アクチュエータ13が配置される。   The electrostrictive actuator 13 is a unimorph type actuator (bending displacement type actuator) formed into an elongated rectangular plate shape using a piezoelectric material, and has a size of 80 mm in length, 10 mm in width, and 0.6 mm in thickness. . The distal end of the electrostrictive actuator 13 is fixed to the central portion of the rear end surface of the ultrasonic transducer 12, and the proximal end of the electrostrictive actuator 13 is supported by the support tool 14. In the present embodiment, an insulating film for improving water resistance is formed on the surface of the electrostrictive actuator 13. The ultrasonic transducer 12 is disposed so as to face the longitudinal direction of the electrostrictive actuator 13 in a state where no distortion is generated. In this state, the electrostrictive actuator 13 is disposed so as to overlap the center line of the ultrasonic transducer 12.

また、図1及び図3に示されるように、筐体11の内周面には、2つのラインマーカ15が設けられている。各ラインマーカ15は、スキャナ本体2の先端部(試料接触部材16)から可視光のレーザをライン状に照射する照射手段であり、筐体11の内周面において90度の角度間隔となる位置にそれぞれ配置されている。そして、超音波振動子12は、各ラインマーカ15から照射されるライン状のレーザの交差点と超音波の照射点とが一致するように配置されている(図4参照)。   As shown in FIGS. 1 and 3, two line markers 15 are provided on the inner peripheral surface of the housing 11. Each line marker 15 is an irradiation unit that irradiates a visible laser beam in a line shape from the tip (sample contact member 16) of the scanner body 2, and is positioned at an angular interval of 90 degrees on the inner peripheral surface of the housing 11. Respectively. The ultrasonic transducer 12 is arranged so that the intersection of the line-shaped lasers irradiated from the line markers 15 and the ultrasonic irradiation point coincide (see FIG. 4).

図1に示されるように、支持具14は筐体11内の基端側に収納されており、この支持具14には配線基板19が設けられている。配線基板19には、電歪アクチュエータ13を駆動制御するための走査制御回路20、ラインマーカ15を点灯させる駆動回路21、超音波を送受信するための信号処理回路22、電気信号の入出力を行うためのI/F回路23などが設けられている(図2参照)。   As shown in FIG. 1, the support tool 14 is housed on the base end side in the housing 11, and the support tool 14 is provided with a wiring board 19. On the wiring board 19, a scanning control circuit 20 for driving and controlling the electrostrictive actuator 13, a driving circuit 21 for lighting the line marker 15, a signal processing circuit 22 for transmitting and receiving ultrasonic waves, and input / output of electric signals are performed. For this purpose, an I / F circuit 23 is provided (see FIG. 2).

I/F回路23としては、パソコン等の標準インターフェースであるUSBインターフェースが用いられる。なお、I/F回路23として、USBインターフェースの他にIEEE1394インターフェースを採用してもよく、また、データ転送速度は遅くなるが、シリアルインターフェースやパラレルインターフェースを採用することもできる。   As the I / F circuit 23, a USB interface which is a standard interface such as a personal computer is used. As the I / F circuit 23, an IEEE 1394 interface may be employed in addition to the USB interface, and a serial interface or a parallel interface may be employed although the data transfer speed is reduced.

図2に示されるように、走査制御回路20は、電歪アクチュエータ13に接続されており、電歪アクチュエータ13を変位させるための電圧信号を出力する。この電圧信号によって電歪アクチュエータ13が屈曲され、超音波振動子12が移動される(図5参照)。この結果、試料接触部材16の外表面(試料18の表面)に沿って超音波の照射点がリニア走査される。なお、超音波の走査範囲は、例えば2.4mmの幅である。   As shown in FIG. 2, the scanning control circuit 20 is connected to the electrostrictive actuator 13 and outputs a voltage signal for displacing the electrostrictive actuator 13. The electrostrictive actuator 13 is bent by this voltage signal, and the ultrasonic transducer 12 is moved (see FIG. 5). As a result, the ultrasonic irradiation point is linearly scanned along the outer surface of the sample contact member 16 (the surface of the sample 18). The ultrasonic scanning range is, for example, a width of 2.4 mm.

駆動回路21は、ラインマーカ15に接続されており、超音波の走査時にラインマーカ15を点灯させ、ライン状のレーザを各ラインマーカ15から出力させる。   The drive circuit 21 is connected to the line marker 15, turns on the line marker 15 during ultrasonic scanning, and outputs a line-shaped laser from each line marker 15.

信号処理回路22は、送信回路24、送受波分離回路25、受信回路26、A/D変換回路28を備える。   The signal processing circuit 22 includes a transmission circuit 24, a transmission / reception wave separation circuit 25, a reception circuit 26, and an A / D conversion circuit 28.

送信回路24は、超音波振動子12を駆動させるためのパルスを発生させる回路であり、トリガ回路24aとパルス発生回路24bとを備える。送信回路24において、トリガ回路24aは、制御ユニット3から出力される制御信号をI/F回路23を介して取り込み、その制御信号に基づいてトリガ信号を生成する。パルス発生回路24bは、そのトリガ信号に応答して励起パルスを生成する。その励起パルスが送受波分離回路25を介して超音波振動子12に供給されて超音波振動子12から超音波が照射される。   The transmission circuit 24 is a circuit that generates a pulse for driving the ultrasonic transducer 12, and includes a trigger circuit 24a and a pulse generation circuit 24b. In the transmission circuit 24, the trigger circuit 24a takes in the control signal output from the control unit 3 via the I / F circuit 23, and generates a trigger signal based on the control signal. The pulse generation circuit 24b generates an excitation pulse in response to the trigger signal. The excitation pulse is supplied to the ultrasonic transducer 12 via the transmission / reception wave separation circuit 25, and the ultrasonic wave is irradiated from the ultrasonic transducer 12.

本実施の形態の超音波振動子12は、送受波兼用の振動子であり、試料18で反射した超音波(反射波)を電気信号に変換する。そして、その反射波の信号は送受波分離回路25を介して受信回路26に供給される。受信回路26は、反射波の信号を増幅して出力する。反射波信号は、A/D変換回路28に供給された後、I/F回路23を介して制御ユニット3に転送される。そして、制御ユニット3において、試料18の反射波信号が抽出される。   The ultrasonic transducer 12 according to the present embodiment is a transducer for transmitting and receiving waves, and converts the ultrasonic wave (reflected wave) reflected by the sample 18 into an electrical signal. The reflected wave signal is supplied to the receiving circuit 26 via the transmission / reception wave separating circuit 25. The receiving circuit 26 amplifies the reflected wave signal and outputs it. The reflected wave signal is supplied to the A / D conversion circuit 28 and then transferred to the control unit 3 via the I / F circuit 23. Then, in the control unit 3, the reflected wave signal of the sample 18 is extracted.

制御ユニット3は、CPU31、I/F回路32、メモリ33、記憶装置34、入力装置35、及び表示装置36を備え、それらはバス37を介して相互に接続されている。   The control unit 3 includes a CPU 31, an I / F circuit 32, a memory 33, a storage device 34, an input device 35, and a display device 36, which are connected to each other via a bus 37.

CPU31は、メモリ33を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。制御プログラムとしては、電歪アクチュエータ13によるリニア走査を制御するためのプログラムや試料18の超音波像を生成して表示するためのプログラムなどを含む。   The CPU 31 executes a control program using the memory 33 and controls the entire apparatus in an integrated manner. The control program includes a program for controlling linear scanning by the electrostrictive actuator 13, a program for generating and displaying an ultrasonic image of the sample 18, and the like.

I/F回路32は、スキャナ本体2との間で信号の授受を行うためのインターフェース(具体的には、USBインターフェース)であり、スキャナ本体2に制御信号(走査制御回路20や送信回路24への制御信号)を出力したり、スキャナ本体2からの転送データ(A/D変換回路28からI/F回路23を介して転送されるデータ)を入力したりする。   The I / F circuit 32 is an interface (specifically, a USB interface) for transmitting and receiving signals to and from the scanner body 2, and provides control signals (to the scanning control circuit 20 and the transmission circuit 24) to the scanner body 2. Control data) or transfer data from the scanner body 2 (data transferred from the A / D conversion circuit 28 via the I / F circuit 23).

表示装置36は、例えば、LCDやCRTなどのカラーディスプレイであり、試料18の超音波像や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。入力装置35は、キーボードやマウス装置などであり、ユーザからの要求や指示、パラメータの入力に用いられる。   The display device 36 is a color display such as an LCD or CRT, and is used to display an ultrasonic image of the sample 18 and an input screen for various settings. The input device 35 is a keyboard, a mouse device, or the like, and is used to input a request or instruction from a user and parameters.

記憶装置34は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、その記憶装置には制御プログラム及び各種のデータが記憶されている。CPU31は、入力装置35による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置34からメモリ33へ転送し、それを逐次実行する。なお、CPU31が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置34にインストールして利用する。   The storage device 34 is a magnetic disk device or an optical disk device, and the storage device stores a control program and various data. The CPU 31 transfers programs and data from the storage device 34 to the memory 33 in accordance with instructions from the input device 35, and executes them sequentially. The program executed by the CPU 31 may be a program stored in a storage medium such as a memory card, a flexible disk, or an optical disk, or a program downloaded via a communication medium. At the time of execution, the program is installed in the storage device 34 and used. To do.

図5には、本実施の形態に用いられるユニモルフ型の電歪アクチュエータ13の具体例を示している。図5(a)は屈曲前の電歪アクチュエータ13を示し、図5(b)は屈曲後の電歪アクチュエータ13を示している。図5に示されるように、電歪アクチュエータ13は、第1面41及び第2面42を有する板状基材43を備える。板状基材43の第1面41において中央部よりも先端側(図5では下側)の領域に圧電材44が設けられ、第2面42において中央部よりも基端側(図5では上側)の領域に圧電材44が設けられている。つまり、電歪アクチュエータ13では、先端側の領域と基端側の領域とで同じ変位を持つ構造を逆相に配設している。   FIG. 5 shows a specific example of the unimorph type electrostrictive actuator 13 used in the present embodiment. 5A shows the electrostrictive actuator 13 before bending, and FIG. 5B shows the electrostrictive actuator 13 after bending. As shown in FIG. 5, the electrostrictive actuator 13 includes a plate-like base material 43 having a first surface 41 and a second surface 42. In the first surface 41 of the plate-like base material 43, a piezoelectric material 44 is provided in a region on the front end side (lower side in FIG. 5) from the center portion, and on the second surface 42, the base end side (in FIG. 5). A piezoelectric material 44 is provided in the upper region. That is, in the electrostrictive actuator 13, the structures having the same displacement in the distal end region and the proximal end region are arranged in opposite phases.

図5(b)に示されるように、電歪アクチュエータ13は、超音波振動子12が接続される先端側の屈曲方向と基端側の屈曲方向とが逆方向となっている。このように電歪アクチュエータ13を構成することにより、電歪アクチュエータ13の先端部の方向が屈曲前と屈曲後とで同じ方向を向くことになる。なお、図5(b)の場合では、電歪アクチュエータ13の各電極に所定電圧を印加することで、超音波の照射方向Zと直交する方向X(図5では左方向)に超音波振動子12が移動される。また、図示しないが、図5(b)の場合とは逆の電圧を電歪アクチュエータ13の各電極に印加することで、図5の右方向に超音波振動子12が移動される。   As shown in FIG. 5B, in the electrostrictive actuator 13, the bending direction on the distal end side to which the ultrasonic transducer 12 is connected is opposite to the bending direction on the proximal end side. By configuring the electrostrictive actuator 13 in this way, the direction of the tip of the electrostrictive actuator 13 is directed in the same direction before and after bending. In the case of FIG. 5B, an ultrasonic transducer is applied in a direction X (leftward in FIG. 5) orthogonal to the ultrasonic irradiation direction Z by applying a predetermined voltage to each electrode of the electrostrictive actuator 13. 12 is moved. Although not shown, the ultrasonic transducer 12 is moved to the right in FIG. 5 by applying a voltage opposite to that in FIG. 5B to each electrode of the electrostrictive actuator 13.

因みに、単純屈曲の電歪アクチュエータ、すなわち図11に示すような従来のバイモルフアクチュエータ50を用いる場合、アクチュエータ50が屈曲することでその先端部の角度が変化してしまう。この場合、走査時において超音波の照射方向Zを一定に保つことは困難となる。これに対して、図5の電歪アクチュエータ13を用いることにより、走査時において超音波の照射方向Zを一定に保つことが可能となる。   Incidentally, when a simple bending electrostrictive actuator, that is, a conventional bimorph actuator 50 as shown in FIG. 11 is used, the angle of the tip end portion changes as the actuator 50 is bent. In this case, it is difficult to keep the ultrasonic irradiation direction Z constant during scanning. On the other hand, by using the electrostrictive actuator 13 shown in FIG. 5, the ultrasonic irradiation direction Z can be kept constant during scanning.

また、電歪アクチュエータ13の屈曲前と屈曲後とでは上下方向の変位(照射方向の位置ズレ)が若干生じることとなるが、焦点型超音波振動子12から照射される超音波は、図6に示すように焦点を結ぶ。つまり、超音波のビーム幅が狭くなる焦点領域R1は、超音波Soの照射方向Zにある程度の幅を有している。従って、本実地の形態では、電歪アクチュエータ13の変位よりも焦点領域R1の幅が広い超音波振動子12を用いている。この超音波振動子12を用いることにより、電歪アクチュエータ13の屈曲によって焦点型超音波振動子12がZ方向に変位したとしても、試料18の表面に超音波Soの焦点が合うようになっている。   Further, there is a slight vertical displacement (positional deviation in the irradiation direction) before and after the bending of the electrostrictive actuator 13, but the ultrasonic wave irradiated from the focal ultrasonic transducer 12 is shown in FIG. Focus as shown. That is, the focal region R1 where the ultrasonic beam width becomes narrower has a certain width in the irradiation direction Z of the ultrasonic wave So. Accordingly, in the present embodiment, the ultrasonic transducer 12 having the focal region R1 wider than the displacement of the electrostrictive actuator 13 is used. By using this ultrasonic transducer 12, even if the focal ultrasonic transducer 12 is displaced in the Z direction due to the bending of the electrostrictive actuator 13, the surface of the sample 18 is focused on the ultrasonic wave So. Yes.

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本実施の形態の超音波顕微鏡1では、超音波の走査手段として、板状に形成された屈曲変位型の電歪アクチュエータ13を用いている。そして、駆動時には、電歪アクチュエータ13における先端側の領域と基端側の領域とを逆方向に屈曲させ、その時々の超音波の照射方向Zが平行となるよう超音波振動子12の位置を移動させることで、超音波の走査が行われる。このように構成すると、超音波の照射方向Zが常に一定の方向(試料18表面と直交する方向)を向くように超音波振動子12を駆動することができる。さらに、電歪アクチュエータ13の先端に超音波振動子12が固定されているので、超音波の走査範囲を十分に確保することができる。また、電歪アクチュエータ13としてユニモルフ型のアクチュエータが用いられているので、走査手段の簡素化が可能となる。このため、スキャナ本体2の軽量化や小型化を図ることができ、携帯型の超音波顕微鏡1を実現することが可能となる。また、スキャナ本体2は、全体としてペン状を呈しているので、スキャナ本体2を手で持って容易に操作することができ、スキャナ本体2の先端部を直接患部に当てて患部の検査を迅速に行うことができる。   (1) In the ultrasonic microscope 1 of the present embodiment, a bending displacement type electrostrictive actuator 13 formed in a plate shape is used as an ultrasonic scanning unit. At the time of driving, the region on the distal end side and the region on the proximal end side of the electrostrictive actuator 13 are bent in opposite directions, and the position of the ultrasonic transducer 12 is set so that the ultrasonic irradiation direction Z at that time is parallel. By moving, ultrasonic scanning is performed. If comprised in this way, the ultrasonic transducer | vibrator 12 can be driven so that the irradiation direction Z of an ultrasonic wave may always face the fixed direction (direction orthogonal to the sample 18 surface). Furthermore, since the ultrasonic transducer 12 is fixed to the tip of the electrostrictive actuator 13, a sufficient ultrasonic scanning range can be ensured. Further, since a unimorph type actuator is used as the electrostrictive actuator 13, the scanning means can be simplified. For this reason, the scanner main body 2 can be reduced in weight and size, and the portable ultrasonic microscope 1 can be realized. Further, since the scanner main body 2 has a pen-like shape as a whole, it can be easily operated by holding the scanner main body 2 by hand, and the tip of the scanner main body 2 can be directly applied to the affected area to quickly inspect the affected area. Can be done.

(2)本実施の形態の超音波顕微鏡1では、ラインマーカ15を備え、そのラインマーカ15により、超音波の走査位置を示す可視光がスキャナ本体2の先端部から出力される。この可視光によって超音波の走査位置を容易に確認することができるため、試料18における所望の部位に超音波を迅速に走査させることができる。   (2) The ultrasonic microscope 1 according to the present embodiment includes the line marker 15, and the line marker 15 outputs visible light indicating the ultrasonic scanning position from the tip of the scanner body 2. Since the scanning position of the ultrasonic wave can be easily confirmed by the visible light, the ultrasonic wave can be rapidly scanned at a desired site in the sample 18.

(3)本実施の形態の超音波顕微鏡1では、スキャナ本体2の先端部に試料接触部材16が着脱可能に装着されているので、異なる試料18を検査する度に試料接触部材16を交換することができる。この場合、新品の試料接触部材16や殺菌洗浄後の試料接触部材16に交換することにより、スキャナ本体2を清潔に保つことができ、実用上好ましいものとなる。   (3) In the ultrasonic microscope 1 of the present embodiment, the sample contact member 16 is detachably attached to the distal end portion of the scanner body 2, so that the sample contact member 16 is replaced every time a different sample 18 is inspected. be able to. In this case, by replacing the sample contact member 16 with a new one or the sample contact member 16 after sterilization washing, the scanner body 2 can be kept clean, which is practically preferable.

(4)本実施の形態では、スキャナ本体2内に収納された配線基板19に、電歪アクチュエータ13を駆動制御するための走査制御回路20、ラインマーカ15を点灯させる駆動回路21、超音波を送受信するための信号処理回路22などが設けられているので、携帯型の超音波顕微鏡1を実現する上で好ましい構成となる。   (4) In the present embodiment, a scanning control circuit 20 for driving and controlling the electrostrictive actuator 13, a driving circuit 21 for lighting the line marker 15, and ultrasonic waves are applied to the wiring board 19 housed in the scanner body 2. Since the signal processing circuit 22 and the like for transmitting and receiving are provided, this is a preferable configuration for realizing the portable ultrasonic microscope 1.

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。   In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

・上記実施の形態では、1枚の電歪アクチュエータ13で超音波振動子12を移動させるものであったが、これに限定されるものではなく、2枚以上の電歪アクチュエータ13にて超音波振動子12を移動させるように構成してもよい。図7には、2枚の電歪アクチュエータ13にて超音波振動子12を移動させる走査手段の具体例を示している。図7において、超音波振動子12を移動させるために同じ形状・大きさの2枚の電歪アクチュエータ13が用いられ、各電歪アクチュエータ13が互いに平行かつ隙間をもって配置されている。そして、超音波の走査時には、各電歪アクチュエータ13が同一方向に同時に屈曲される。なお、各電歪アクチュエータ13の先端同士は接近していてもよいが、図7に示すように離間していてもよい。このように超音波の走査手段を構成すると、超音波振動子12の向きを一定に保ちつつ超音波振動子12を確実に移動させることができる。   In the above embodiment, the ultrasonic transducer 12 is moved by one electrostrictive actuator 13, but the present invention is not limited to this, and ultrasonic waves are generated by two or more electrostrictive actuators 13. You may comprise so that the vibrator | oscillator 12 may be moved. FIG. 7 shows a specific example of scanning means for moving the ultrasonic transducer 12 by two electrostrictive actuators 13. In FIG. 7, two electrostrictive actuators 13 having the same shape and size are used to move the ultrasonic transducer 12, and the electrostrictive actuators 13 are arranged in parallel with a gap. When ultrasonic waves are scanned, the electrostrictive actuators 13 are simultaneously bent in the same direction. The tips of the electrostrictive actuators 13 may be close to each other, but may be separated as shown in FIG. If the ultrasonic scanning unit is configured in this manner, the ultrasonic transducer 12 can be reliably moved while the direction of the ultrasonic transducer 12 is kept constant.

・上記実施の形態の電歪アクチュエータ13は、板状基材43の第1面41(図5では左側の面)において中央部よりも先端側の領域に圧電材44が設けられ、第2面42(図5では右側の面)において中央部よりも基端側の領域に圧電材44が設けられていたが、これに限定されるものではない。図5の電歪アクチュエータ13において、板状基材43の左右を逆にした面をそれぞれ第1面41及び第2面42とし、右側の第1面41において中央部よりも先端側の領域に圧電材44を設け、左側の第2面42において中央部よりも基端側の領域に圧電材44を設けてもよい。   In the electrostrictive actuator 13 according to the above-described embodiment, the piezoelectric material 44 is provided in the first surface 41 (the left surface in FIG. 5) of the plate-like base material 43 in the region closer to the tip than the center portion, and the second surface Although the piezoelectric material 44 is provided in the region closer to the base end side than the central portion in 42 (the right side surface in FIG. 5), the present invention is not limited to this. In the electrostrictive actuator 13 of FIG. 5, the left and right surfaces of the plate-like base material 43 are the first surface 41 and the second surface 42, respectively, and the first surface 41 on the right side is closer to the tip side than the center portion. The piezoelectric material 44 may be provided, and the piezoelectric material 44 may be provided in a region closer to the base end side than the central portion on the second surface 42 on the left side.

・上記実施の形態では、電歪アクチュエータ13の先端に超音波振動子12を固定し、電歪アクチュエータ13の基端側を支持具14に固定する構成としたが、図8のような構成を採用してもよい。具体的には、2枚の電歪アクチュエータ13を用い、各電歪アクチュエータ13の一端を連結部材46で接続する。そして、一方の電歪アクチュエータ13の他端(基端)を支持具14に固定し、他方の電歪アクチュエータ13の他端(先端)に超音波振動子12を固定する。このように構成すると、電歪アクチュエータ13の屈曲前と屈曲後とで上下方向の変位をキャンセルすることができ、超音波の焦点のズレを確実に防止することができる。   In the above embodiment, the ultrasonic transducer 12 is fixed to the distal end of the electrostrictive actuator 13 and the base end side of the electrostrictive actuator 13 is fixed to the support 14. However, the configuration shown in FIG. It may be adopted. Specifically, two electrostrictive actuators 13 are used, and one end of each electrostrictive actuator 13 is connected by a connecting member 46. Then, the other end (base end) of one electrostrictive actuator 13 is fixed to the support 14, and the ultrasonic transducer 12 is fixed to the other end (tip) of the other electrostrictive actuator 13. If comprised in this way, the displacement of an up-down direction can be canceled before and after bending of the electrostrictive actuator 13, and the shift | offset | difference of the focus of an ultrasonic wave can be prevented reliably.

・上記実施の形態の超音波顕微鏡1では、超音波を一次元的にリニア走査するものであったが、これに限定されるものではなく、二次元的に走査する構成としてもよい。具体的には、図9に示す走査手段のように、電歪アクチュエータ13による駆動部分を2段構造として、1段目の電歪アクチュエータ13の屈曲方向と2段目の電歪アクチュエータ13の屈曲方向とが直交するように設ける。なお、図9に示す走査手段では、1段目及び2段目の各段において電歪アクチュエータ13を1枚ずつ設けているが、各段にて複数枚の電歪アクチュエータ13を設けてもよい。このようにすれば、1段目の電歪アクチュエータ13と2段目の電歪アクチュエータ13との屈曲の組み合わせによって超音波振動子12を二次元的に移動させることが可能となる。   In the ultrasonic microscope 1 of the above embodiment, the ultrasonic wave is linearly scanned one-dimensionally. However, the present invention is not limited to this and may be configured to scan two-dimensionally. Specifically, as in the scanning unit shown in FIG. 9, the driving portion by the electrostrictive actuator 13 has a two-stage structure, and the bending direction of the first electrostrictive actuator 13 and the second electrostrictive actuator 13 are bent. Provided so that the direction is orthogonal. In the scanning means shown in FIG. 9, one electrostrictive actuator 13 is provided in each of the first and second stages, but a plurality of electrostrictive actuators 13 may be provided in each stage. . In this way, the ultrasonic transducer 12 can be moved two-dimensionally by the combination of the bending of the first-stage electrostrictive actuator 13 and the second-stage electrostrictive actuator 13.

・上記実施の形態では、ユニモルフ型の電歪アクチュエータ13を用いたが、バイモルフ型の電歪アクチュエータなどの他の電歪アクチュエータを用いてもよい。図10には、そのバイモルフ型の電歪アクチュエータ13Aの具体例を示している。図10に示されるように、電歪アクチュエータ13Aは、第1面41及び第2面42を有する板状基材43を備え、第1面41及び第2面42には2枚ずつ圧電材44a,44bが貼り付けられている。詳しくは、板状基材43の第1面41において、中央部よりも基端側の領域及び先端側の領域に屈曲方向が異なる圧電材44a,44bが設けられている。また、板状基材43の第2面42において、中央部よりも基端側の領域及び先端側の領域に屈曲方向が異なる圧電材44b,44aが設けられている。そして、電歪アクチュエータ13Aでは、対角にある圧電材44a及び対角にある圧電材44bについて逆相の屈曲方向となるよう電歪アクチュエータ13Aの各電極に電圧が印加される。この電歪アクチュエータ13Aを用いても、超音波の照射方向が平行となるよう超音波振動子12の位置を移動させることができる。また、バイモルフ型の電歪アクチュエータ13Aを用いれば、ユニモルフ型の電歪アクチュエータ13と比較して、超音波振動子12を確実に移動させることができ、超音波の走査範囲を十分に確保することができる。   In the above embodiment, the unimorph type electrostrictive actuator 13 is used, but other electrostrictive actuators such as a bimorph type electrostrictive actuator may be used. FIG. 10 shows a specific example of the bimorph type electrostrictive actuator 13A. As shown in FIG. 10, the electrostrictive actuator 13A includes a plate-like base material 43 having a first surface 41 and a second surface 42, and two piezoelectric materials 44a are provided on each of the first surface 41 and the second surface 42. 44b are pasted. Specifically, on the first surface 41 of the plate-like base material 43, piezoelectric materials 44a and 44b having different bending directions are provided in a region closer to the base end than a center portion and a region closer to the front end. In addition, on the second surface 42 of the plate-like base material 43, piezoelectric materials 44b and 44a having different bending directions are provided in the proximal side region and the distal side region with respect to the central portion. In the electrostrictive actuator 13A, a voltage is applied to each electrode of the electrostrictive actuator 13A so that the diagonal piezoelectric material 44a and the diagonal piezoelectric material 44b have opposite-phase bending directions. Even when the electrostrictive actuator 13A is used, the position of the ultrasonic transducer 12 can be moved so that the ultrasonic wave irradiation directions are parallel. Further, if the bimorph type electrostrictive actuator 13A is used, the ultrasonic transducer 12 can be moved more reliably than the unimorph type electrostrictive actuator 13, and a sufficient ultrasonic scanning range can be secured. Can do.

・上記実施の形態では、筐体11の内周面にラインマーカ15を固定していたが、超音波振動子12側にラインマーカ15を固定してもよい。   In the above embodiment, the line marker 15 is fixed to the inner peripheral surface of the housing 11, but the line marker 15 may be fixed to the ultrasonic transducer 12 side.

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。   Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiments described above are listed below.

(1)請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記屈曲変位型の電歪アクチュエータを支持可能な支持体を備えるとともに、1枚の前記屈曲変位型の電歪アクチュエータの基端を前記支持体に支持させるとともに、前記電歪アクチュエータの先端を前記超音波振動子の後端面の中央部に固定したことを特徴とする記載の超音波顕微鏡。   (1) In any one of claims 1 to 4, a support body capable of supporting the bending displacement type electrostrictive actuator is provided, and a base end of the one bending displacement type electrostrictive actuator is used as the support body. The ultrasonic microscope according to claim 1, wherein the ultrasonic microscope is supported, and a tip of the electrostrictive actuator is fixed to a central portion of a rear end surface of the ultrasonic transducer.

(2)請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記屈曲変位型の電歪アクチュエータを複数枚支持可能な支持体を備えるとともに、複数枚の前記屈曲変位型の電歪アクチュエータの基端を前記支持体に支持させるとともに、各電歪アクチュエータを互いに平行に配置し、かつ、各電歪アクチュエータの先端に前記超音波振動子を固定したことを特徴とする記載の超音波顕微鏡。   (2) A structure according to any one of claims 1 to 4, further comprising a support body capable of supporting a plurality of the bending displacement type electrostrictive actuators, and supporting the base ends of the plurality of bending displacement type electrostrictive actuators. The ultrasonic microscope according to claim 1, wherein the ultrasonic microscope is supported by a body, the electrostrictive actuators are arranged in parallel to each other, and the ultrasonic vibrator is fixed to a tip of each electrostrictive actuator.

(3)技術的思想(2)において、前記走査手段は、前記超音波の走査時に、前記各屈曲変位型の電歪アクチュエータを同一方向に同時に屈曲させることを特徴とする超音波顕微鏡。   (3) The ultrasonic microscope according to the technical idea (2), wherein the scanning unit simultaneously bends each of the bending displacement type electrostrictive actuators in the same direction during the scanning of the ultrasonic waves.

(4)技術的思想(2)において、一対の前記屈曲変位型の電歪アクチュエータの先端部に前記超音波振動子の両端が固定されたことを特徴とする超音波顕微鏡。   (4) In the technical idea (2), an ultrasonic microscope characterized in that both ends of the ultrasonic transducer are fixed to the distal ends of the pair of bending displacement type electrostrictive actuators.

(5)請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記スキャナ本体は、全体としてペン状を呈することを特徴とする超音波顕微鏡。   (5) The ultrasonic microscope according to any one of claims 1 to 4, wherein the scanner body has a pen shape as a whole.

(6)請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記超音波振動子に対して信号の送受信を行う信号処理手段が前記スキャナ本体の基端部側に収納されていることを特徴とする超音波顕微鏡。   (6) The ultrasonic wave according to any one of claims 1 to 4, wherein signal processing means for transmitting and receiving signals to and from the ultrasonic transducer is housed on the proximal end side of the scanner body. microscope.

(7)請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記スキャナ本体の先端部が着脱可能に構成されていることを特徴とする超音波顕微鏡。   (7) The ultrasonic microscope according to any one of claims 1 to 4, wherein the tip of the scanner body is configured to be detachable.

(8)請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記試料はインビボの生体組織であり、その生体組織に前記スキャナ本体の先端部表面を直接接触させて使用することを特徴とする超音波顕微鏡。   (8) The ultrasonic microscope according to any one of claims 1 to 4, wherein the sample is an in vivo living tissue, and the tip surface of the scanner body is directly brought into contact with the living tissue.

1…超音波顕微鏡
2…スキャナ本体
12…焦点型超音波振動子
13…走査手段を構成する電歪アクチュエータ
14…支持体としての支持具
15…可視光照射手段としてのラインマーカ
41…第1面
42…第2面
43…板状基材
44,44a,44b…圧電材
W1…超音波伝達媒体
Z…照射方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ultrasonic microscope 2 ... Scanner main body 12 ... Focus type ultrasonic transducer 13 ... Electrostrictive actuator which comprises scanning means 14 ... Supporting tool as a support 15 ... Line marker 41 as visible light irradiation means 41 ... 1st surface 42 ... 2nd surface 43 ... Plate-shaped base material 44, 44a, 44b ... Piezoelectric material W1 ... Ultrasonic transmission medium Z ... Irradiation direction

Claims (4)

先端部に超音波伝達媒体が収容可能なスキャナ本体と、
前記スキャナ本体の先端部に配置され、試料にて焦点を結ぶように前記超音波伝達媒体を介して超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、
前記スキャナ本体の内部に配置され、超音波の照射点を前記試料の表面に沿って移動させる走査手段と
を備え、前記超音波振動子で受信した超音波の反射波信号に基づいて、前記試料の超音波像を表示する超音波顕微鏡であって、
前記走査手段は、板状に形成され、互いに平行かつ隙間をもって配置された複数枚の屈曲変位型の電歪アクチュエータと、前記各電歪アクチュエータの各基端を支持する支持体とを含んで構成され、
共通の前記超音波振動子に対し、前記各電歪アクチュエータの各先端が互いに離間して固定され、
前記走査手段は、駆動時において、前記各電歪アクチュエータにおける先端側の領域と基端側の領域とを逆方向に屈曲させ、その時々の前記超音波の照射方向が平行となるよう前記超音波振動子の位置を移動させる
ことを特徴とする超音波顕微鏡。
A scanner body capable of accommodating an ultrasonic transmission medium at the tip;
A focus type that is disposed at the tip of the scanner body, irradiates ultrasonic waves through the ultrasonic transmission medium so as to focus on the sample, and receives reflected waves from the sample and converts them into electrical signals. An ultrasonic transducer,
Scanning means disposed inside the scanner body and moving an ultrasonic irradiation point along the surface of the sample, and based on the reflected ultrasonic wave signal received by the ultrasonic transducer, the sample An ultrasonic microscope for displaying an ultrasonic image of
The scanning unit includes a plurality of bending displacement type electrostrictive actuators that are formed in a plate shape and are arranged in parallel to each other with a gap, and a support that supports the base ends of the electrostrictive actuators. And
For each of the common ultrasonic transducers, the tips of the electrostrictive actuators are fixed apart from each other,
The scanning means bends the region on the distal end side and the region on the proximal end side in each electrostrictive actuator in the opposite directions during driving, and the ultrasonic waves are arranged so that the ultrasonic irradiation directions at that time are parallel to each other. An ultrasonic microscope characterized by moving the position of a vibrator.
前記各電歪アクチュエータは、第1面及び第2面を有する板状基材を備え、前記第1面において中央部よりも先端側の領域に圧電材が設けられ、前記第2面において中央部よりも基端側の領域に圧電材が設けられたユニモルフ型のアクチュエータであることを特徴とする請求項1に記載の超音波顕微鏡。 Each of the electrostrictive actuators includes a plate-like base material having a first surface and a second surface, and a piezoelectric material is provided in a region closer to a tip side than a center portion on the first surface, and a center portion on the second surface The ultrasonic microscope according to claim 1, wherein the ultrasonic microscope is a unimorph type actuator in which a piezoelectric material is provided in a region closer to the base end. 前記各電歪アクチュエータは、第1面及び第2面を有する板状基材を備え、前記第1面において中央部よりも先端側の領域及び基端側の領域に屈曲方向が異なる圧電材が設けられるとともに、前記第2面において中央部よりも先端側の領域及び基端側の領域に屈曲方向が異なる圧電材が設けられたバイモルフ型のアクチュエータであることを特徴とする請求項1に記載の超音波顕微鏡。 Each of the electrostrictive actuators includes a plate-like base material having a first surface and a second surface, and piezoelectric materials having different bending directions in a region closer to a distal end side and a proximal end side than the center portion on the first surface. 2. The bimorph actuator according to claim 1, wherein the actuator is a bimorph actuator provided with a piezoelectric material having a different bending direction in a region closer to a distal end side and a proximal end side than a central portion on the second surface. Ultrasonic microscope. 前記超音波の走査位置を示す可視光を前記スキャナ本体の先端部から出力する可視光照射手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の超音波顕微鏡。   4. The ultrasonic microscope according to claim 1, further comprising visible light irradiation means for outputting visible light indicating a scanning position of the ultrasonic waves from a tip portion of the scanner body. 5.
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JPS6080347U (en) * 1983-11-02 1985-06-04 オリンパス光学工業株式会社 Scanning device for ultrasound microscope
JPS6380347A (en) * 1986-09-24 1988-04-11 Nec Corp Retransmission system for file transfer
JP2585322B2 (en) * 1986-12-27 1997-02-26 三菱化学株式会社 Piezo actuator
JPH0245757A (en) * 1988-08-06 1990-02-15 Hitachi Constr Mach Co Ltd Ultrasonic probe
JPH09148643A (en) * 1995-11-24 1997-06-06 Sony Corp Actuator and its manufacture
JP4660752B2 (en) * 2005-03-03 2011-03-30 本多電子株式会社 Ultrasonic probe, ultrasonic probe unit, ultrasonic image inspection device

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