JPH02116748A

JPH02116748A - メカニカルセクタスキャナ

Info

Publication number: JPH02116748A
Application number: JP63271682A
Authority: JP
Inventors: Susumu Enjoji; 円城寺　進
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1990-05-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、モータの回転運動を超音波振動子の揺動運動
に変えるメカニカルセクタスキャナに関する。

（従来の技術）メカニカルセクタスキャナは第５図に示すように、超音
波振動子（以下単に振動子と称する）］をこの中心位置
Ｃを支点として揺動運動を行いながら被検体に対してセ
クタ状に超音波ビームの送受を行うようにしたものであ
り、振動子１の１往復によって１枚のセクタ画面が形成
される。

第６図は従来のメカニカルセクタス・キャナの構成を示
すもので、制御部２から加えられた制御信号によってモ
ータ３が回転され、このモータ３の回転は減速機４を介
してリンク機構５に伝達される。このように減速機４を
介在させてモータ３の回転を伝達させることにより、高
トルクの回転が得られると共にモータ３の小型化が図れ
るようになる。リンク機構５はモータ３からの回転運動
を揺動運動に変えて、振動子１を中心位置Ｃを支点とし
て揺動させモータ１の１回転につき振動子１を１往復さ
せるように駆動する。

減速機４の出力軸にはこの回転数を検出して所望のパル
スを発生するエンコーダ６が設けられている。このエン
コーダ６は例えば３００パルス／回転の割合でパルスを
発生する第１の出力部６ａと１パルス／回転の割合でパ
ルスを発生する第２の検出部６ｂとから成っており、例
えば第７図に示すような光学式で構成されている。第７
図において減速機４の出力軸４ａには各々第１の検出部
６ａ及び第２の検出部６ｂを構成する回転板７ａ。

７ｂが設けられており、回転板７ａには円周に沿って３
００パルス／回転の割合でパルスを発生させるための複
数のスリット８ａが設けられ、また回転板７ｂには１パ
ルス／回転の割合でパルスを発生させるための１個のス
リット８ｂが設けられている。また各回転板７ａ、７ｂ
に対向して同様なスリット１０ａ、１０ｂを有する固定
板９ａ。

９ｂが設けられている。更にこれら回転板７ａ。

７ｂ及び固定板９ａ、９ｂを挟むように発光素子１１ａ
、１１ｂ及び受光素子１２ａ１，１２ａ２゜１２ｂが設
けられている。第１の検出部６ａでは出力軸４ａと一体
に回転板７ａが回転したとき、この回転板７ａのスリッ
ト８ａと固定板９ａのスリット１０ａが合致するごとに
発光素子１１ａからの光が受光素子１２ａ１，１２ａ２
で検出されて各々第８図（ａ＞（ｂ）のようなパルスが
発生されるように構成されている。なお受光素子１２ａ
１，１２ａｚは各スリットの配置を予め工夫して第８図
（ａ）、（ｂ）のように各々９０’位相差のパルスを検
出するためのものである。このように第１の検出部６ａ
によって第８図（ａ）。

（ｂ）のようなパルスを検出することにより、（騒動子
１の揺動運動の方向及びその位置情報を検出するように
する。

また第２の検出部６ｂでは出力軸４ａと一体に回転板７
ｂが回転したとき、この回転板７ｂのスリット８ｂと固
定板９ｂのスリット１０ｂが合致するごとに発光素子１
１ｂからの光が受光素子１２ｂで検出されて第８図（Ｃ
）のようなパルスが発生されるように構成されている。

このように第２の検出部６ｂによって第８図（Ｃ）のよ
うなパルスを検出することにより、振動子１が揺動運動
するときのスタート位置となる基準位置情報を検出する
ようにする。このようにして第１及び第２の検出部５ａ
、（３ｂからの検出情報は共に制御部２に出力され、制
御部２ではこれに応じて振動子１により所望のスキャン
を行うようにモータ３の制御を行う。モータ３の回転は
振動子１からの超音波ビームの送受によって形成される
セクタ画面（フレーム数）の数に応じて決定され、フレ
ーム数を多く必要とする場合は速い回転となるように制
御されると共に、逆にフレーム数が少ない場合には遅い
回転となるように制御される。従って前者の場合は第８
図（ａ）、（ｂ＞のパルス間隔Ｔは短くなり、後者の場
合は長くなる。なお振動子１のスタート位置となる基準
位置を検出する第８図（Ｃ）のパルスは例えば第８図（
ｂ）のパルスのタイミングに一致するようにして発生さ
れ、この第８図（Ｃ）のパルスをスタートパルスとして
第８図（ｂ）のパルスの数（又は第８図（ａ＞のパルス
の数）をカウントすることにより振動子１の位置情報が
検出されることになる。ここで、第８図（ａ）、（ｂ）
のパルスは前記のように一例として３００パルス／回転
の割合でパルスが発生されるように設定されているが、
より高精度の位置情報を検出するにはより多くのパルス
を発生させることが望ましいが、これはスキャナの寸法
等によって制限されるため前記例のような値が設定され
ている。もし３００パルス／回転以上の精度の位置情報
が欲しい場合には、この場合にはパルス間の速度変８（
すなわち間隔丁の変動）は少ないと仮定して略速度は一
定であるとみなし、第８図（ｄ）のようにパルス間隔を
Ｎ等分（Ｎは任意に設定）してパルスを発生させこのパ
ルスのタイミングから１／Ｎされた時間ごとに細かいパ
ルスを発生させてこのパルスを検出情報として出力する
ようにしている。

（発明が解決しようとする課題）ところでこのような従来のメカニカルセクタスキャナで
は、特にフレーム数の少ない低速スキャン例えば５フレ
ーム／Ｓのスキャンを行うような場合には検出される第
８図＜ａ）、（ｂ）のパルスの間隔Ｔが長くなってしま
うので、前記のようなこの間の速度は一定であるとの仮
定条件がくずれてしまうため、正確な位置情報が得られ
ないという問題がある。このためパルス間の速度変動が
制御部２に反映されなくなるので、セクタ画面に誤った
画像の表示がなされるようになる。

本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
低速スキャンを行う場合でも正確な位置情報が得られる
メカニカルセクタスキャナを提供することを特徴とする
ものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明は、超音波振動子の揺
動運動の方向及び位置情報を検出する第１のエンコーダ
をモータの出力軸に設けると共に、前記揺動運動のスタ
ート位置となる基準位置情報を検出する第２のエンコー
ダを減速機の出力軸に設けるようにしたものである。

（作　用）第１のエンコーダをモータの出力軸に設けると共に第２
のエンコーダを減速機の出力軸に設けるようにしたので
、減速機の出力軸においては１回転の第１のエンコーダ
で検出されるパルスが減速比の倍率だけ増加された数で
得られる。これによって実質的に高速スキャンを行った
場合と同様なパルス数が得られるので、前記仮定条件が
そのまま適用できるようになるため正確な位置情報を得
ることができる。

（実施例）以下図面を参照して本発明実施例を説明する。

第１図は本発明のメカニカルセクタスキャナの実施例を
示すブロック図で、１は振動子、２は制御部、３はモー
タ、４は減速機、５はリンク機構でおる。モータ３の出
力軸にはこの回転数を検出して所望のパルス例えば３０
０パルス／回転の割合でパルスを発生する第１のエンコ
ーダ１６ａが設けられている。

第２図はこの第１のエンコーダ１６ａの構成を示すもの
で、モータ３の出力軸３ａには回転板１７ａが設けられ
ておりこの回転板１７ａの円周には３００パルス／回転
の割合でパルスを発生させるだめの複数のスリット１８
ａが設けられている。

また回転板’１７ａに対向して同様なスリット２０ａを
有する固定板１９ａが設けられている。

さらにこれら回転板１７ａ及び固定板１９ａを挟むよう
に発光素子２１ａ及び受光素子２２ａｘ。

２２ａ２が設けられている。これによって出力軸３ａと
一体に回転板１７ａが回転したとき、この回転板１７ａ
のスリット１８ａと固定板’１９ａのスリット２０ａが
合致するごとに発光素子２１ａからの光が受光素子２２
ａ１，２２ａ２で検出されて各々第８図（ａ＞、（ｂ）
に示されるように、豆いに９０’位相差を有するパルス
が検出されるように構成されている。このような各パル
スを検出することにより、振動子１の揺動運動の方向及
びその位置情報が検出される。

減速機４は例えば５：１の減速比に設定されこの出力軸
にはこの回転数を検出して１パルス／回転の割合でパル
スを発生する第２のエンコーダ１６ｂが設けられている
。

第３図はこの第２のエンコーダ１６ｂの構成を示すもの
で、減速機４の出力軸４ａには回転板１７ｂが設けられ
ておりこの回転板１７ｂの円周には１パルス／回転の割
合でパルスを発生させるための１ｆｌＢｉｌのスリット
１８ｂが設けられている。

また回転板１７ｂに対向して同様なスリット２０ｂを有
する固定板１９ｂが設けられている。

ざらにこれら回転板１７ｂ及び固定板１９ｂを挟むよう
に発光素子２１ｂ及び受光素子２２ｂが設けられている
。これによって出力軸４ａと一体に回転板１７ｂが回転
したとき、この回転板１７ｂのスリット１８ｂと固定板
１９ｂのスリット２０ｂが合致するごとに発光素子２１
ｂからの光が受光素子２２ｂで検出されて第８図（Ｃ）
に示されるようなパルスが検出されるように構成されて
いる。このようなパルスを検出することにより、振動子
１が揺動運動するときのスタート位置となる基準位置情
報が検出される。

また、減速機４の出力軸４ａでは、前記第１のエンコー
ダ１６ａで検出された第８図（ａ）。

（ｂ）のパルスは減速比（５：　１　）に従って５倍に
増加された１５００パルス（−３００パルスＸ５）が検
出されるようになる。

次に本実施例の作用を説明する。

第１のエンコーダ１６ａがモータ３の回転に応じて例え
ば３００パルス／回転の割合でパルスを発生するように
構成されているものとすると、第２のエンコーダ１６ｂ
が設けられている減速機４（５：１の減速比とする）の
出力軸４ａでは、１回転でその第１のエンコーダ１６ａ
で発生されるそのパルスは減速比の倍率である５倍に増
加された１５００パルス（３００パルスＸ５）となって
検出される。第４図（ａ）、（ｂ）はこの様子を示すも
ので、間隔下で繰り返される第４図（ａ）の３００パル
ス／回転の割合で発生されるパルスは、出力軸４ａでは
第４図（ｂ）のように同じ間隔Ｔの間に５倍のパルスと
なって検出されるようになる。

この結果振動子１によって特に低速スキャン例えば５フ
レーム／Ｓのスキャンを行うような場合でも、減速機４
の出力側においては実質的にモータ３の出力側において
発生されるパルスの５倍の数が、第２のエンコーダ１６
ｂで発生される第８図（Ｃ）のスタートパルスに同期し
て検出されることになるので、高速スキャンを行う場合
と同様にパルスの間隔下の変動は少ないとみなせること
ができる。従って正確な位置情報が制御部２に反映され
るようになるので、セクタ画面に誤った画像が表示され
ることはなくなる。これによって第１のエンコーダ１６
ａで発生されるパルス数を増加させることなく正確な位
置情報が得られるので、スキャナの設計変更を行うこと
なしに低速スキャンを確保することができる。

第１及び第２のエンコーダ１６ａ、１６ｂは実施例で示
した光学式に限らず、磁気式のものを同様に用いること
ができる。これらのエンコーダは市販されているものを
そのまま利用することができるので、コストアップを伴
うことなく目的を達成することができる。また第１のエ
ンコーダ１６ａで発生されるパルス数はこれに限らず異
なった値に設定することも任意である。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、モータの出力側で発
生されるパルスを減速機の出力側においてその減速比の
倍率だけ増加させて検出するようにしたので、低速スキ
ャンを行う場合でも高速スキャンを行う場合と同様に正
確な位置情報を検出して、誤りのない画像表示を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のメカニカルセクタスキャナの実施例を
示すブロック図、第２図は本実施例装置の第１のエンコ
ーダの構成を示す概略図、第３図は本実施例装置の第２
のエンコーダの構成を示す概略図、第４図（ａ）、（ｂ
）は本実施例の作用を説明する波形図、第５図はメカニ
カルセクタスキャナの説明図、第６図は従来例のブロッ
ク図、第７図は従来例におけるエンコーダの構成の概略
図、第８図−（ａ）乃至（ｄ）はエンコーダの作用を説
明する波形図である。１・・・振動子、　２・・・制御部、３・・・モータ、　３ａ・・・モータの出力軸、４・・
・減速機、　４ａ・・・減速機の出力軸、５・・・リン
ク機構、６ａ・・・第１のエンコーダ、６ｂ・・・第２のエンコーダ、７ａ、１７ｂ・・・回転板、９ａ、　１９ｂ・・・固定板、８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ・・・スリン１〜．１ａ
、２１ｂ・・・発光素子、２ａｔ　、２２ａ２．２２ｂ・・・受光素子。

Claims

【特許請求の範囲】

モータの回転運動を減速機を介してリンク機構に伝達し
このリンク機構によって超音波振動子の揺動運動に変え
るメカニカルセクタスキャナにおいて、超音波振動子の
揺動運動の方向及び位置情報を検出する第１のエンコー
ダをモータの出力軸に設けると共に、前記揺動運動のス
タート位置となる基準位置情報を検出する第２のエンコ
ーダを減速機の出力軸に設けたことを特徴とするメカニ
カルセクタスキャナ。