TWI384252B - 超音波探針 - Google Patents

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TWI384252B TW098122245A TW98122245A TWI384252B TW I384252 B TWI384252 B TW I384252B TW 098122245 A TW098122245 A TW 098122245A TW 98122245 A TW98122245 A TW 98122245A TW I384252 B TWI384252 B TW I384252B
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Description

超音波探針
本發明是有關於一種探針(probe)，且特別是有關於一種超音波探針(ultrasonic probe)。
超音波探針的傳感器(transducer)能將電信號轉換成超音波脈衝訊號並加以傳輸超音波脈衝訊號。當超音波探針的傳感器接觸人類的皮膚時，傳感器將超音波脈衝訊號傳導進身體。由於人體內部組織之間的不均勻性會不同程度地反射傳導進身體的超音波脈衝訊號，使得具有影像物件的特性資訊可被傳感器接收。傳感器進而將接收的超音波信號轉換回電信號並傳輸至外部電腦以進行後續運算。經由上述過程後，電腦之顯示器可顯示相關的影像(image)。
超音波探針的相關技術已經揭露於美國公告專利第7,255,678號。然而，在習知技術中，編碼器(encoder)與傳感器是位於超音波探針之樞軸(pivot)的相對兩端，所以習知之超音波探針的體積較大。此外，習知技術中，超音波探針的轉矩馬達(torque motor)驅動樞軸作往復轉動，然而轉矩馬達運作時會有停滯現象、推力漣波(force ripple)與頓振推力(cogging force)等缺點。另外，習知之超音波探針的傳感器無法更換。基於上述，習知之超音波探針實有改進之必要。
本發明提供一種超音波探針，此超音波探針的樞軸穿過編碼器，使得超音波探針的體積較小。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明一實施例提出一種超音波探針，包括一編碼器、一樞軸、一音圈馬達(voice coil motor)與一傳感器。編碼器包括一固定件(fixed element)與一轉動件(rotary element)。轉動件配置於固定件且適於以一第一軸線為軸作轉動。樞軸適於穿過編碼器且配置於轉動件。樞軸適於沿著一第二軸線延伸且具有彼此相對之一第一端與一第二端。
音圈馬達包括一定子(stator)與一動子(mover)。樞軸之第一端連接至動子，且動子適於相對於定子沿著一第三軸線作線性運動。第一軸線、第二軸線與第三軸線實質上彼此垂直。傳感器配置於樞軸之第二端且適於發出一超音波(ultrasonic wave)。
在本發明之一實施例中，上述傳感器可拆卸式地配置於樞軸之第二端。此外，傳感器包括一螺紋，此傳感器適於以旋轉的方式，利用此螺紋固設於樞軸之第二端。
在本發明之一實施例中，上述超音波探針更包括一外蓋體(outer cover)。外蓋體包括一外蓋本體(outer cover body)與一前蓋體(front cover)。編碼器、樞軸、音圈馬達與傳感器配置於外蓋體內。前蓋體配置於外蓋本體之一開口(opening)，且傳感器位於前蓋體內。
在本發明之一實施例中，上述超音波探針更包括一連接件(connecting element)。樞軸之第一端連接至連接件，且連接件適於卡扣動子。
由於本發明之實施例之超音波探針之樞軸穿過編碼器，所以與習知技術相較，本發明之實施例之超音波探針的體積較小。此外，由於本發明之實施例之超音波探針的音圈馬達驅動樞軸作往復擺動，所以與習知技術相較，音圈馬達運作時較為順暢且不具有推力漣波與頓振推力。另外，本發明之實施例之超音波探針的傳感器可拆卸式地配置於樞軸之第二端，所以於習知技術相較，本發明之實施例之超音波探針的傳感器可方便使用者更換。
為讓本發明之實施例的上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
圖1繪示本發明一實施例之一種超音波探針的部分分解的立體示意圖。圖2繪示圖1之超音波探針組合後的剖面示意圖。圖3繪示圖1之超音波探針組合後的另一剖面示意圖。圖4繪示圖1之超音波探針的細部分解的立體示意圖。圖5繪示圖1之超音波探針的細部分解的另一立體示意圖。請參考圖1至圖5，本實施例之超音波探針200包括一編碼器210、一樞軸220、一音圈馬達230、一傳感器240、一外蓋體250、一連接件260、一基座270、一第一電路板280與一第二電路板290。
外蓋體250包括一外蓋本體252與一前蓋體254。外蓋本體252包括一上蓋體(top cover)252a、一下蓋體(bottom cover)252b與一後蓋體(back cover)252c。上蓋體252a的一前緣(front edge)與下蓋體252b的一前緣構成一開口252d，且上蓋體252a的一後緣與下蓋體252b的一後緣構成另一開口252e。前蓋體254配置於外蓋本體252之開口252d，且後蓋體252c配置於外蓋本體252之另一開口252e。此外，基座270固定於外蓋體250之外蓋本體252內。
圖6繪示圖4之編碼器的前視示意圖。請參考圖1至圖6，編碼器210配置於基座270上且位於外蓋體250之外蓋本體252內。編碼器210包括一固定件212與一轉動件214。固定件212固定於基座270。轉動件214旋設於固定件212且適於以一第一軸線A1為軸作轉動。第一電路板280配置於基座270上，且編碼器210電性連接至第一電路板280。
圖7繪示圖4之音圈馬達組合後的前視示意圖。請參考圖1至圖5以及圖7。音圈馬達230配置於基座270上且位於外蓋體250之外蓋本體252內。音圈馬達230包括一定子232與一動子234。定子232包括鐵塊232a與兩磁鐵塊232b。鐵塊232a具有兩側壁W1與複數對連接板P1。這些連接板P1位於這些側壁W1之間。這些連接板P1的其中之一對穿過動子234。每一磁鐵塊232b配置於相鄰的兩對連接板P1之間，且這些磁鐵塊232b分別位於動子234的相對兩側。動子234例如為一線圈且電性連接至第一電路板280，且動子234適於相對於定子232沿著一垂直於第一軸線A1之第三軸線A3作線性運動。
圖8A繪示圖4之樞軸、編碼器、連接件與音圈馬達組合後的側視示意圖。圖8B繪示圖4之樞軸、編碼器、連接件與音圈馬達組合後的立體示意圖。請參考圖2至圖6、圖8A與圖8B，樞軸220配置於外蓋體250內。樞軸220穿過編碼器210之轉動件214且適於以轉動件214作為旋轉的支點。樞軸220沿著一第二軸線A2延伸且具有彼此相對之一第一端222與一第二端224。此外，第二軸線A2垂直於第一軸線A1與第三軸線A3。
樞軸220之第一端222連接至連接件260，且連接件260卡扣於音圈馬達230之動子234上。傳感器240配置於樞軸220之第二端224且位於外蓋體250之前蓋體254內。傳感器240適於發出一超音波。在本實施例中，上述傳感器240可拆卸式地配置於樞軸220之第二端224，例如，在本實施例中，傳感器240包括一螺紋(未顯示)，樞軸220之第二端224包括配合傳感器240之螺紋的另一螺紋，傳感器240適於以旋轉的方式，利用傳感器240的螺紋固設於樞軸220之第二端224。在另一實施例中，傳感器240包括一卡扣結構，樞軸220之第二端224包括配合傳感器240之卡扣結構的另一卡扣結構，傳感器240適於利用卡扣的方式固設於樞軸220之第二端224。
在本實施例中，由於樞軸220穿過編碼器210，所以與習知技術相較，本實施例之超音波探針200的體積較小。此外，本實施例之超音波探針200的傳感器240可拆卸式地配置於樞軸220之第二端224，所以與習知技術相較，超音波探針200的傳感器240可方便使用者更換，無需將整組的超音波探針加以替換，可節省成本且更換快速。
第二電路板290配置於基座270上且與第一電路板280相對。傳感器240藉由一穿設於樞軸220內的一電線(wire)(未繪示)而電性連接至第二電路板290。第一電路板280與第二電路板290可藉由另外複數條電線(未繪示)電性連接至一電纜(cable)B1。電纜B1電性連接至一電腦系統(未繪示)，使得使用者可藉由電腦系統控制超音波探針200的操作。
當超音波探針200運作時，音圈馬達230之動子234沿著第三軸線A3作往復移動以帶動樞軸220作往復擺動，使得編碼器210之轉動件214以第一軸線A1為軸作往復轉動。此時，傳感器240將超音波脈衝訊號傳導進入一物體並接收反射回傳的超音波脈衝訊號。因此，電腦系統可藉由傳感器240所接收的超音波脈衝訊號與編碼器210藉由樞軸220做的往復轉動時角度位置變化的訊號，將相關的訊號轉換成影像顯示於一顯示器上。
本實施例中，超音波探針200的音圈馬達230驅動樞軸220作往復擺動，所以與習知技術相較，音圈馬達230運作時較為順暢且不具有推力漣波與頓振推力。
綜上所述，本發明之實施例的超音波探針至少具有以下其中之一或其他優點：
一、由於本發明之實施例之超音波探針之樞軸穿過編碼器，所以與習知技術相較，本發明之實施例之超音波探針的體積較小。
二、由於本發明之實施例之超音波探針的音圈馬達驅動樞軸作往復擺動，所以與習知技術相較，音圈馬達運作時較為順暢且不具有推力漣波與頓振推力。
三、本發明之實施例之超音波探針的傳感器可拆卸式地配置於樞軸之第二端，所以於習知技術相較，本發明之實施例之超音波探針的傳感器可方便使用者更換。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
200．．．超音波探針
210．．．編碼器
212．．．固定件
214．．．轉動件
220．．．樞軸
222、224．．．樞軸之端
230．．．音圈馬達
232．．．定子
232a．．．鐵塊
232b．．．磁鐵塊
234．．．動子
240．．．傳感器
250．．．外蓋體
252．．．外蓋本體
252a．．．上蓋體
252b．．．下蓋體
252c．．．後蓋體
252d、252e．．．開口
254．．．前蓋體
260．．．連接件
270．．．基座
280、290．．．電路板
A1、A2、A3．．．軸線
B1．．．電纜
P1．．．連接板
W1．．．側壁
圖1繪示本發明一實施例之一種超音波探針的部分分解的立體示意圖。
圖2繪示圖1之超音波探針組合後的剖面示意圖。
圖3繪示圖1之超音波探針組合後的另一剖面示意圖。
圖4繪示圖1之超音波探針的細部分解的立體示意圖。
圖5繪示圖1之超音波探針的細部分解的另一立體示意圖。
圖6繪示圖4之編碼器的前視示意圖。
圖7繪示圖4之音圈馬達組合後的前視示意圖。
圖8A繪示圖4之樞軸、編碼器、連接件與音圈馬達組合後的側視示意圖。
圖8B繪示圖4之樞軸、編碼器、連接件與音圈馬達組合後的立體示意圖。
200．．．超音波探針
210．．．編碼器
212．．．固定件
220．．．樞軸
224．．．樞軸之端
230．．．音圈馬達
232．．．定子
232a．．．鐵塊
232b．．．磁鐵塊
234．．．動子
240．．．傳感器
250．．．外蓋體
252．．．外蓋本體
252a．．．上蓋體
252b．．．下蓋體
252c．．．後蓋體
252e．．．開口
254．．．前蓋體
270．．．基座
280、290．．．電路板
A2、A3．．．軸線
B1．．．電纜

Claims (5)

  1. 一種超音波探針，包括：一編碼器，包括一固定件與一轉動件，其中該轉動件配置於該固定件且適於以一第一軸線為軸作轉動；一樞軸，適於穿過該編碼器且配置於該轉動件，其中該樞軸適於沿著一第二軸線延伸且具有彼此相對之一第一端與一第二端，該樞軸的第一端穿過該編碼器的該固定件和該轉動件；以及一音圈馬達，包括一定子與一動子，其中該樞軸之該第一端連接至該動子，該動子適於相對於該定子沿著一第三軸線作線性運動，且該第一軸線、該第二軸線與該第三軸線實質上彼此垂直；以及一傳感器，配置於該樞軸之該第二端且適於發出一超音波。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之超音波探針，其中該傳感器可拆卸式地配置於該樞軸之該第二端。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之超音波探針，其中該傳感器包括一螺紋，該傳感器適於以旋轉的方式，利用該螺紋固設於該樞軸之該第二端。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之超音波探針，更包括一外蓋體，其中該外蓋體包括一外蓋本體與一前蓋體，該編碼器、該樞軸、該音圈馬達與該傳感器配置於該外蓋體內，該前蓋體配置於該外蓋本體之一開口，且該傳感器位於該前蓋體內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之超音波探針，更包括一連接件，其中該樞軸之該第一端連接至該連接件，且該連接件適於卡扣該動子。
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