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JP2007185416A - Ultrasonic probe - Google Patents

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Publication number
JP2007185416A
JP2007185416A JP2006007084A JP2006007084A JP2007185416A JP 2007185416 A JP2007185416 A JP 2007185416A JP 2006007084 A JP2006007084 A JP 2006007084A JP 2006007084 A JP2006007084 A JP 2006007084A JP 2007185416 A JP2007185416 A JP 2007185416A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
origin
swing
encoder
ultrasonic
relative angle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006007084A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Inaguchi
哲也 稲口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2006007084A priority Critical patent/JP2007185416A/en
Publication of JP2007185416A publication Critical patent/JP2007185416A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic probe which can realize the rocking origin return of an ultrasonic vibrator assembly at a high speed and at a low price. <P>SOLUTION: In the ultrasonic probe having the ultrasonic vibrator assembly in which two or more ultrasonic vibrators transmitting and receiving an ultrasound are arranged, a driver which makes the ultrasonic vibrator assembly rock, an encoder which detects the rocking relative angle of the ultrasonic vibrator assembly, an origin detection means which detects the rocking origin of the ultrasonic vibrator assembly, and the rocking origin return means of the ultrasonic vibrator, the rocking relative angle signal of the encoder is a different signal train with using the rocking origin as the border. This signal train can form a small slit 22 and a large slit 23 in the slit plate 21 of the encoder with using the rocking origin as the border and can be composed as the signal train in which an output level differs. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波探触子に関し、例えば、超音波を用いて被検体内の画像を得る超音波診断装置に使用される超音波探触子に関する。   The present invention relates to an ultrasound probe, for example, an ultrasound probe used in an ultrasound diagnostic apparatus that obtains an image in a subject using ultrasound.

超音波振動子の配列方向の電子走査と、この電子走査方向と直交する方向に移動または揺動させる機械走査とによって、任意の断層画像や立体画像の構築を行うことができる医療用の超音波探触子が知られている。   Medical ultrasound capable of constructing an arbitrary tomographic image or stereoscopic image by electronic scanning in the arrangement direction of the ultrasonic transducers and mechanical scanning that moves or swings in a direction orthogonal to the electronic scanning direction A probe is known.

このような超音波探触子では、原点検出手段と機械走査差に同期して動作をするエンコーダを使用することにより機械走査の位置を正確に検出している。図8に従来のエンコーダの内部詳細図を示す。エンコーダ回転軸30を中心に回転するスリット板31には、エンコーダ回転軸30と同心円状に複数のスリット32が円周方向に等間隔で形成されている。一対の発光体33と受光体34はスリット板の両側でスリット32と略同一半径上に配置され、スリット32を検出し規則正しいパルス列である揺動相対角度信号を生成する。このようにしてエンコーダにより機械走査の位置を正確に検出することができる(例えば特許文献1参照)。
特開平3−184532号公報(第3頁右欄40−49行、第3図)
In such an ultrasonic probe, the position of the mechanical scanning is accurately detected by using the origin detecting means and the encoder that operates in synchronization with the mechanical scanning difference. FIG. 8 shows a detailed internal view of a conventional encoder. A slit plate 31 that rotates around the encoder rotation shaft 30 is formed with a plurality of slits 32 concentrically with the encoder rotation shaft 30 at equal intervals in the circumferential direction. The pair of light emitters 33 and light receivers 34 are arranged on both sides of the slit plate on substantially the same radius as the slits 32, detect the slits 32, and generate an oscillation relative angle signal that is a regular pulse train. In this way, the position of mechanical scanning can be accurately detected by the encoder (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 3-184532 (page 3, right column, lines 40-49, FIG. 3)

しかしながら、このような従来の超音波探触子では、電源投入時や機械走査の脱調時において、揺動原点に対する超音波振動子の位置する側を検出するために、専用の検出手段を設ける必要があった。この為の、専用の部品が必要となり、更に部品を配置するためのスペースを確保しなければない為、部品コストや工数が高くなるとともに、機器の小型化が困難になるという問題があった。   However, in such a conventional ultrasonic probe, a dedicated detection means is provided to detect the side where the ultrasonic transducer is located with respect to the oscillation origin when the power is turned on or when the mechanical scanning is stepped out. There was a need. For this purpose, a dedicated part is required, and a space for arranging the part must be secured. Therefore, there are problems that the part cost and the man-hour are increased, and it is difficult to downsize the apparatus.

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、部品点数を増やすことなく安価で小型化が可能な構成で、揺動原点に対する超音波振動子の位置する側を検出し、高速に揺動原点復帰ができる超音波探触子を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and has a configuration that is inexpensive and can be downsized without increasing the number of parts. An object of the present invention is to provide an ultrasonic probe capable of returning to the oscillation origin.

本発明の超音波探触子は、超音波を送受信する複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アセンブリと、前記超音波振動子アセンブリを揺動させる駆動体と、前記超音波振動子アセンブリの揺動相対角度を検出するエンコーダと、前記超音波振動子アセンブリの揺動原点を検出する原点検出手段と、前記超音波振動体の揺動原点復帰手段を有し、前記エンコーダの前記揺動相対角度の検出時に生成する信号列は前記揺動原点を境にして異なる信号列であるよう構成されている。   The ultrasonic probe according to the present invention includes an ultrasonic transducer assembly in which a plurality of ultrasonic transducers that transmit and receive ultrasonic waves are arranged, a driver that swings the ultrasonic transducer assembly, and the ultrasonic vibrations. An encoder that detects a swing relative angle of the child assembly, an origin detection means that detects a swing origin of the ultrasonic transducer assembly, and a swing origin return means of the ultrasonic vibrator, The signal train generated when the swing relative angle is detected is configured to be a different signal train with the swing origin as a boundary.

この構成により、部品点数を増やすことなく安価で小型化が可能な構成で、揺動原点に対する超音波振動子の位置する側を検出し高速に揺動原点復帰ができる。   With this configuration, it is possible to reduce the cost and reduce the size without increasing the number of parts, and to detect the side where the ultrasonic transducer is located with respect to the oscillation origin and return to the oscillation origin at high speed.

また、本発明の超音波探触子は前記エンコーダの揺動相対角度信号の出力レベルが前記揺動原点を境にして異なる信号列であるよう構成されている。   Further, the ultrasonic probe of the present invention is configured such that the output level of the swing relative angle signal of the encoder is a different signal sequence from the swing origin.

この構成により、出力レベルを比較するだけの簡単な構成で揺動原点に対する超音波アセンブリの位置する側を検出することができる。   With this configuration, it is possible to detect the side where the ultrasonic assembly is located with respect to the oscillation origin with a simple configuration that only compares the output levels.

また、本発明の超音波探触子は前記エンコーダの揺動相対角度信号の信号間隔が前記揺動原点を境にして異なるよう構成されている。   The ultrasonic probe according to the present invention is configured such that the signal interval of the swing relative angle signal of the encoder is different from the swing origin.

この構成により、発光体の出力や受光体の感度の管理は容易となり、従って部品の選択性も広く、従って安価な部品で揺動原点に対する超音波アセンブリの位置する側を検出することができる。   With this configuration, the output of the light emitter and the sensitivity of the light receiver can be easily managed, and therefore the selectivity of the parts is wide, and therefore, the side where the ultrasonic assembly is located with respect to the oscillation origin can be detected with an inexpensive part.

また、本発明の超音波探触子は、前記超音波振動子アセンブリの揺動原点が前記エンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する信号列を用いるように構成されている。   In addition, the ultrasonic probe of the present invention is configured to use a signal sequence generated when the oscillation origin of the ultrasonic transducer assembly detects the oscillation relative angle of the encoder.

この構成により、原点検出手段を単独で設ける必要なく、従って少ない部品点数で安価に揺動原点検出を実現できる。   With this configuration, it is not necessary to provide the origin detection means independently, and hence the swing origin detection can be realized at a low cost with a small number of parts.

以上説明したように、本発明によればエンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する信号列が揺動原点を境にして異なる信号列であるよう構成しているので、部品点数を増やすことなく安価な小型化が可能な構成で、揺動原点に対する超音波振動子の位置する側を検出し高速に揺動原点復帰が可能な超音波探触子を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the signal train generated when detecting the swing relative angle of the encoder is configured to be a different signal train with the swing origin as a boundary, so without increasing the number of parts. It is possible to provide an ultrasonic probe capable of detecting the side where the ultrasonic transducer is located with respect to the oscillation origin and capable of returning to the oscillation origin at a high speed with a configuration that can be reduced in size at low cost.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1乃至図4は本発明に係る超音波探触子の第1の実施の形態を示す図である。
(First embodiment)
1 to 4 are views showing a first embodiment of an ultrasonic probe according to the present invention.

まず、構成を説明する。図1において、超音波探触子11は、複数の超音波振動子(不図示)が配列された超音波振動子アセンブリ12を備えており、この超音波振動子アセンブリ12には、超音波の焦点を機械的に定めるレンズ、超音波を送受信する方向に対してその背面へ超音波が伝達することを抑える背面緩衝材、音響インピーダンスを整合する整合層、超音波振動子に電気信号を送受信するための接続部が内蔵されており、超音波振動子と共にこれらの部材が一体的に組立てられている(いずれも不図示)。   First, the configuration will be described. In FIG. 1, an ultrasonic probe 11 includes an ultrasonic transducer assembly 12 in which a plurality of ultrasonic transducers (not shown) are arranged, and the ultrasonic transducer assembly 12 includes an ultrasonic transducer assembly 12. A lens that mechanically determines the focal point, a back cushioning material that suppresses transmission of ultrasonic waves to the back side in the direction in which ultrasonic waves are transmitted and received, a matching layer that matches acoustic impedance, and an ultrasonic transducer that transmits and receives electrical signals The connection part for this is built in, and these members are integrally assembled with the ultrasonic transducer | vibrator (all are not shown).

揺動軸13はコンベックス形状を有する超音波振動子アセンブリ12の弦に相当する曲面長手方向の両端内周部に一体的に結合されており、この揺動軸13は図示しない支持体に揺動自在に支持されている。また、揺動軸13には第1のプーリ14が固定されている。   The oscillating shaft 13 is integrally coupled to inner peripheral portions at both ends in the longitudinal direction of the curved surface corresponding to the strings of the ultrasonic transducer assembly 12 having a convex shape, and the oscillating shaft 13 is oscillated by a support (not shown). It is supported freely. A first pulley 14 is fixed to the swing shaft 13.

第1のプーリ14の下方には駆動体15が設けられており、この駆動体15の出力軸15aには第2のプーリ16が固定され、前記第1のプーリ14と第2のプーリ16には伝動部材としての可撓性のベルト17が架け渡されており、ベルト17は適切な張力で第1のプーリ14および第2のプーリ16に摺接している。なお、伝動部材としてはベルト17に限らず、ワイヤー等を用いても良い。18は原点検出手段であり、磁石18aは超音波振動子アセンブリ12に固定され超音波アセンブリ12と一体に揺動し、ホール素子18bは筐体(未図示)に固定され上記磁石18aが近接した際の位置を検出することができる。エンコーダ19は駆動体15と一体に構成されており、駆動体15の回転に同期して回転して揺動相対角度信号を生成する。   A driving body 15 is provided below the first pulley 14. A second pulley 16 is fixed to an output shaft 15 a of the driving body 15, and the first pulley 14 and the second pulley 16 are connected to each other. A flexible belt 17 as a transmission member is stretched over, and the belt 17 is in sliding contact with the first pulley 14 and the second pulley 16 with appropriate tension. The transmission member is not limited to the belt 17 and may be a wire or the like. Reference numeral 18 denotes an origin detection means. The magnet 18a is fixed to the ultrasonic transducer assembly 12 and swings integrally with the ultrasonic assembly 12. The Hall element 18b is fixed to a housing (not shown) and the magnet 18a comes close to it. The position at the time can be detected. The encoder 19 is configured integrally with the drive body 15 and rotates in synchronization with the rotation of the drive body 15 to generate a swing relative angle signal.

このような構成を有する超音波探触子11は、揺動原点検出手段18で検出した揺動原点を基準としてエンコーダ19が生成する揺動相対角度信号を参照としながら、駆動体15を正逆回動駆動し、これにより第2のプーリ16、ベルト17および第1のプーリ14の順に動力が伝達され、超音波振動子アセンブリ12が揺動軸13を中心に揺動する。   The ultrasonic probe 11 having such a configuration moves the driving body 15 forward and backward while referring to the swing relative angle signal generated by the encoder 19 based on the swing origin detected by the swing origin detection means 18. As a result, the power is transmitted in the order of the second pulley 16, the belt 17 and the first pulley 14, and the ultrasonic transducer assembly 12 swings around the swing shaft 13.

したがって、超音波振動子アセンブリ12を構成する複数の超音波振動子を用いた電子走査と、揺動軸13を中心とする超音波振動子アセンブリ12の揺動による機械走査とによって、被検体内の任意の断層画像や立体画像を構築することができる。   Therefore, the electronic scanning using the plurality of ultrasonic transducers constituting the ultrasonic transducer assembly 12 and the mechanical scanning by the oscillation of the ultrasonic transducer assembly 12 around the oscillation shaft 13 are performed. Any tomographic image or stereoscopic image can be constructed.

図2は、図1に示すエンコーダ19の内部詳細図である。エンコーダ回転軸20は駆動体出力軸15a(図1に図示)に連結し、スリット板21はエンコータ回転軸20に固定されている。スリット板21には、開口の小さい小スリット22と開口の大きな大スリット23をエンコータ回転軸21を中心とした略同一半径上に等間隔で形成し、一対の発光体24と受光体25をスリット板21を間に介在して小スリット22と大スリット23と略同一半径上に配置している。   FIG. 2 is an internal detail view of the encoder 19 shown in FIG. The encoder rotation shaft 20 is connected to a drive body output shaft 15a (shown in FIG. 1), and the slit plate 21 is fixed to the encoder coater shaft 20. In the slit plate 21, a small slit 22 having a small opening and a large slit 23 having a large opening are formed on the substantially same radius centered on the encoder coater shaft 21 at equal intervals, and a pair of light emitters 24 and light receivers 25 are slit. The small slit 22 and the large slit 23 are disposed on substantially the same radius with the plate 21 interposed therebetween.

図1に示す駆動体15が回転するとエンコーダ回転軸20、スリット板21が回転し、発光体24受光体25の間を小スリット22と大スリット23が通過する。ここで小スリット22、大スリット23の開口面積は受光体25の受光量が異なるように設定してある。   When the drive body 15 shown in FIG. 1 rotates, the encoder rotating shaft 20 and the slit plate 21 rotate, and the small slit 22 and the large slit 23 pass between the light emitter 24 and the light receiver 25. Here, the opening areas of the small slit 22 and the large slit 23 are set so that the amount of light received by the photoreceptor 25 is different.

図3に駆動体15(図1に図示)が回転しているときのエンコーダ19(図1に図示)が発生する揺動相対角度信号(中段)とスリット(下段)の関係を示す。ここで上段は図1の原点検出手段18から生成した揺動原点信号であり、揺動相対角度信号との相対位置は図1に示す超音波振動子アセンブリ12と駆動体揺動軸15a間の位置関係で調整する。例えば、図1に示す第1のプーリ14と揺動軸13の間の位置の調整固定により、揺動原点信号と揺動相対角度信号との相対位置を調整することができる。   FIG. 3 shows the relationship between the swing relative angle signal (middle stage) and the slit (lower stage) generated by the encoder 19 (shown in FIG. 1) when the driving body 15 (shown in FIG. 1) is rotating. Here, the upper stage is the swing origin signal generated from the origin detection means 18 of FIG. 1, and the relative position with respect to the swing relative angle signal is between the ultrasonic transducer assembly 12 and the drive body swing shaft 15a shown in FIG. Adjust the position. For example, the relative position of the swing origin signal and the swing relative angle signal can be adjusted by adjusting and fixing the position between the first pulley 14 and the swing shaft 13 shown in FIG.

本実施の形態では、小スリット22列と大スリット23列の境界Oが発光体24と受光体25の間に介在した際に揺動原点検出手段18が揺動原点信号を発生するように調整している(図3bに示す状態)。この状態からスリット板21が回転し、図3aに示すようにスリット板21の小スリット22が形成されている+Aの位置が発光体24と受光体25の間に位置すると、受光量が小スリットで制限され出力レベルの低い揺動相対角度信号が生ずる。   In the present embodiment, the swing origin detecting means 18 is adjusted so as to generate the swing origin signal when the boundary O between the small slit 22 row and the large slit 23 row is interposed between the light emitter 24 and the light receiver 25. (State shown in FIG. 3b). When the slit plate 21 rotates from this state and the position of + A where the small slit 22 of the slit plate 21 is formed as shown in FIG. 3A is located between the light emitter 24 and the light receiver 25, the amount of received light is small. Oscillating relative angle signal with a low output level is generated.

一方、図3cに示すようにスリット板21の大スリット23が形成されている−Aの位置が発光体24と受光体25の間に位置すると、小スリット22の時と比べで受光量が増加し揺動相対角度信号の出力レベルが増加する。ここで、大スリット23、小スリット22は共に等間隔で形成されている為、信号周期は均一となる。このようにして、揺動原点信号を境にして出力レベルが異なり、且つ均一の周期を有する揺動相対角度信号列を生成することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 3c, when the position of -A where the large slit 23 of the slit plate 21 is formed is located between the light emitter 24 and the light receiver 25, the amount of received light is increased compared to the case of the small slit 22. The output level of the swing relative angle signal increases. Here, since both the large slit 23 and the small slit 22 are formed at equal intervals, the signal period is uniform. In this way, it is possible to generate an oscillation relative angle signal sequence having different output levels and having a uniform cycle with the oscillation origin signal as a boundary.

図4は揺動原点復帰手段に関わるブロック図であり、本図を用いて揺動原点復帰手段について説明する。ます駆動制御回路は揺動相対角度信号のレベルの監視を開始し、次に微小角回転信号を発生させ駆動体を微小角回転させる。ここで回転させる微小角はエンコーダが揺動相対角度信号を1パルス出力できるのに相当する角度でよい。例えばエンコーダ1パルス回転するにあたり10msの所要時間で回転させる場合、1から2パルスの出力を得るのに、10msから20msの所要時間で完了できる。   FIG. 4 is a block diagram relating to the swing origin return means, and the swing origin return means will be described with reference to FIG. First, the drive control circuit starts monitoring the level of the swing relative angle signal, and then generates a small angle rotation signal to rotate the driver by a small angle. Here, the minute angle to be rotated may be an angle corresponding to that the encoder can output one pulse of the swing relative angle signal. For example, if the encoder is rotated in a required time of 10 ms to rotate one pulse, it can be completed in a required time of 10 ms to 20 ms to obtain an output of 1 to 2 pulses.

駆動回路はエンコーダが生成した揺動相対角度信号のレベルを検査し、揺動原点に対して超音波振動子アセンブリが位置する側を確定する。ここでパルス列が複数発生した場合は最後に発生したパルスのレベルを検査すれば良い。この結果に基づいて駆動制御回路は回転方向を決定し駆動体に対して回転信号を発生させる。駆動体は回転信号に基づき回転し、図1に示す超音波振動子アセンブリ12も駆動体15に同期して回転し揺動原点位置で揺動原点検出手段18が揺動原点信号を生成する。駆動制御回路は揺動原点信号を検出したのち駆動体を停止させる。このようにして揺動原点復帰が完了する。   The drive circuit checks the level of the swing relative angle signal generated by the encoder and determines the side on which the ultrasonic transducer assembly is located with respect to the swing origin. Here, when a plurality of pulse trains are generated, the level of the last generated pulse may be inspected. Based on this result, the drive control circuit determines the rotation direction and generates a rotation signal for the driver. The driving body rotates based on the rotation signal, the ultrasonic transducer assembly 12 shown in FIG. 1 also rotates in synchronization with the driving body 15, and the swing origin detecting means 18 generates a swing origin signal at the swing origin position. The drive control circuit stops the drive body after detecting the swing origin signal. In this way, the swing origin return is completed.

尚、ここではエンコーダの揺動相対角度信号の発生に透過型のフォトセンサーとスリット板を使用した例を示したが、反射型のフォトセンサーを用いたり、MRやホール素子などの磁界を利用した検出センサーを用いてもかまわない。   In this example, a transmission type photo sensor and slit plate are used to generate the swing relative angle signal of the encoder. However, a reflection type photo sensor or a magnetic field such as MR or Hall element is used. A detection sensor may be used.

また、本実施の形態では1つの相をもつエンコーダを用いて説明したが、複数の相をもつエンコーダであっても良い。例えば、2相のエンコーダにおいてA相もしくはB相の出力レベルが原点を境にして異なっていても同様の効果がある。   In the present embodiment, an encoder having one phase has been described, but an encoder having a plurality of phases may be used. For example, in a two-phase encoder, the same effect can be obtained even if the output level of the A phase or the B phase is different from the origin.

以上のように本発明の第1の実施の形態によればエンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する揺動相対角度信号が前記揺動原点を境にして異なる信号列を生成するよう構成しているので、超音波振動子アセンブリが揺動原点に対して位置する側を揺動相対角度信号のみで検出することができ、したがって部品点数を増やすことなく安価で小型化が可能な構成で、揺動原点に対する超音波振動子の位置する側を検出し高速に揺動原点復帰ができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the swing relative angle signal generated when detecting the swing relative angle of the encoder is configured to generate different signal sequences with the swing origin as a boundary. Therefore, the side where the ultrasonic transducer assembly is located with respect to the oscillation origin can be detected only by the oscillation relative angle signal, and therefore it is possible to reduce the size and size without increasing the number of parts. The side where the ultrasonic transducer is located with respect to the oscillation origin can be detected and the oscillation origin can be returned at high speed.

また、揺動相対角度信号が揺動原点を境に出力レベルが異なるよう構成することによって、出力レベルを比較するだけの簡素な構成で揺動原点に対する超音波アセンブリの位置する側を検出することができる。   In addition, by configuring the swing relative angle signal so that the output level is different from the swing origin, it is possible to detect the side where the ultrasonic assembly is located with respect to the swing origin with a simple configuration that only compares the output levels. Can do.

(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態について説明する。図5に第2の実施の形態における揺動相対角度信号(中段)とスリット(下段)の関係を示す。また、上段は揺動原点信号であり、第1の実施の形態と同様に調整が可能な構成となっている。本実施の形態では図5bの状態で揺動原点信号が発生するよう調整している。図5bにおいて、スリット板21の左側にはθ/2間隔でスリットが形成されており、右側にはスリット間隔が、α・θ、(1−α)・θを繰り返えすようスリットが形成されている(α<1、α≠0.5)。図5a,図5cはそれぞれ図5bから矢印の方向に回転した状態を示している。揺動相対角度信号はそれぞれの状態に対応して、図5aの状態ではT/2間隔のパルスを、図5cの状態ではα・T、(1−α)・T間隔を繰り返すパルスを発生する(中段参照)。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 shows the relationship between the swing relative angle signal (middle stage) and the slit (lower stage) in the second embodiment. Further, the upper stage is a swing origin signal, which is configured to be adjusted in the same manner as in the first embodiment. In this embodiment, adjustment is made so that the oscillation origin signal is generated in the state of FIG. In FIG. 5b, slits are formed on the left side of the slit plate 21 at θ / 2 intervals, and slits are formed on the right side so that the slit intervals repeat α · θ and (1-α) · θ. (Α <1, α ≠ 0.5). FIG. 5a and FIG. 5c show the state rotated from FIG. 5b in the direction of the arrow. Corresponding to each state, the oscillation relative angle signal generates a pulse having a T / 2 interval in the state of FIG. 5a, and a pulse repeating α · T and (1-α) · T intervals in the state of FIG. 5c. (See middle row).

ここでのパルス間隔に用いられる時間Tはスリット形成の間隔に用いられる角度θに対応する。このように生成した揺動相対角度信号は、揺動原点を境に信号間隔が異なっているのでパルス間隔を監視することで超音波振動子アセンブリの位置する側を確定することができる。   The time T used for the pulse interval here corresponds to the angle θ used for the slit forming interval. Since the oscillation relative angle signal generated in this way has different signal intervals with the oscillation origin as a boundary, the side where the ultrasonic transducer assembly is located can be determined by monitoring the pulse interval.

次に、第2の実施の形態において、2相のエンコーダを使用した場合の揺動相対角度信号(上段)とスリット(下段)の関係を図6に示す。ここでスリットは円周方向が水平方向直線状となるように描いてある。スリットA相はd間隔で形成され、スリットB相は原点より右側でd/4オフセットし、左側でβ・dオフセットするよう形成されている(β<1、β≠1/4)。このように形成されたスリットから生成されるエンコーダA相、B相の出力波形(中段)のエッジを揺動相対角度信号としている(上段)。このように生成した揺動相対角度信号は、揺動原点を境に信号列間隔が異なっており、従ってパルス間隔を監視することで超音波振動子アセンブリの位置する側を確定することができる。   Next, FIG. 6 shows the relationship between the swing relative angle signal (upper stage) and the slit (lower stage) when a two-phase encoder is used in the second embodiment. Here, the slit is drawn so that the circumferential direction is a horizontal straight line. The slit A phase is formed at intervals of d, and the slit B phase is offset by d / 4 on the right side of the origin and β · d offset on the left side (β <1, β ≠ 1/4). The edges of the output waveforms (middle stage) of the encoder A phase and B phase generated from the slits formed in this way are used as swing relative angle signals (upper stage). The signal relative to the oscillation relative angle signal generated in this way is different in the interval between the oscillation origins. Therefore, the position where the ultrasonic transducer assembly is located can be determined by monitoring the pulse interval.

以上のように、第2の実施の形態によればエンコーダの揺動相対角度信号の信号間が前記揺動原点を境にして異なるよう構成しているので、エンコーダの出力レベルは超音波振動子アセンブリの位置する側の検出に関与せず発光体の出力や受光体の感度の管理は容易となり、従って部品の選択性も広く、安価な部品で揺動原点に対する超音波振動子アセンブリの位置する側を検出することができる。   As described above, according to the second embodiment, the encoder swing relative angle signal is configured to be different from each other with the swing origin as a boundary. It is easy to manage the output of the light emitter and the sensitivity of the photoreceptor without being involved in the detection of the side where the assembly is located. Therefore, the selectivity of the parts is wide, and the ultrasonic vibrator assembly is positioned with respect to the oscillation origin with inexpensive parts. The side can be detected.

尚、第2の実施の形態の原点検出手段と原点復帰手段は第1の実施の形態と同様であるので説明は省略する。   Note that the origin detection means and the origin return means of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態はエンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する信号列をもとに揺動原点を規定するものであり、ここでは、信号列の出力レベルが揺動原点を境に異なる場合について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, the swing origin is defined based on the signal sequence generated when detecting the swing relative angle of the encoder. Here, the case where the output level of the signal sequence differs from the swing origin is the boundary. explain.

図7は出力レベルが異なる信号列の境界部で、信号レベルの高い方のパルスのエッジを揺動原点とした例である。このように揺動原点を定めた場合の原点復帰手段について以下に説明する。図7の上段に示すシーケンス1は揺動原点復帰時開始時に揺動相対角度信号が低い出力レベルの場合であり、下段に示すシーケンス2は揺動原点復帰時開始時に揺動相対角度信号が高い出力レベルの場合であり、それぞれスリット板が固定されて発光体と受光体が矢印に示す方向に相対的移動しているものとして示している。   FIG. 7 shows an example in which the edge of the pulse having the higher signal level is set as the oscillation origin at the boundary between the signal trains having different output levels. The origin return means when the swing origin is determined in this way will be described below. Sequence 1 shown in the upper part of FIG. 7 is a case where the swing relative angle signal is a low output level at the start of the swing origin return, and sequence 2 shown in the lower stage has a high swing relative angle signal at the start of the swing origin return. In this case, the slit plate is fixed and the light emitter and the light receiver are relatively moved in the direction indicated by the arrows.

シーケンス1では、図中左から右へ一方向に回転し低い出力レベルから高い出力レベルに切り替わるエッジを検出する。シーケンス2では高い出力レベルから一旦揺動原点を通り過ぎて低出力レベルパルスへ切り替わった後に回転方向を変える。その後はシーケンス1と同様に一方向に回転し低い出力レベルから高い出力レベルに切り替わるエッジを検出する。   In sequence 1, an edge that rotates in one direction from left to right in the figure and switches from a low output level to a high output level is detected. In sequence 2, the rotation direction is changed after switching from the high output level to the low output level pulse once past the oscillation origin. After that, as in the sequence 1, an edge that rotates in one direction and switches from a low output level to a high output level is detected.

このようにして揺動相対角度信号の出力レベルが異なる信号列の境界部で、信号レベルの高い方のパルスのエッジを揺動原点とすることが可能となる。ここで、低い出力パルスのエッジを揺動原点に設定することや、出力パターンが異なる揺動相対角度信号で出力パターン差の切り替わり部を揺動原点に設定することも同様に可能である。   In this manner, the edge of the pulse with the higher signal level can be set as the oscillation origin at the boundary portion of the signal sequence where the output level of the oscillation relative angle signal is different. Here, it is also possible to set the edge of the low output pulse as the oscillation origin, or to set the output pattern difference switching portion as the oscillation origin with an oscillation relative angle signal with a different output pattern.

以上のように本発明の第3の実施の形態によれば、超音波振動子アセンブリの揺動原点は、エンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する信号列から規定するよう構成しているので、揺動原点検出手段を単独で設ける必要なく、従って少ない部品点数で安価に揺動原点検出を実現できる。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, the oscillating origin of the ultrasonic transducer assembly is defined from the signal sequence generated when detecting the oscillating relative angle of the encoder. Therefore, it is not necessary to provide the swing origin detecting means alone, and hence the swing origin detection can be realized at a low cost with a small number of parts.

以上のように、本発明に係る超音波探触子は安価な構成で超音波振動子アセンブリの揺動原点位置を容易に検出し高速で揺動原点復帰ができるという効果を有し、超音波を用いて被検体内の画像を得る超音波診断装置に使用される超音波探触子等として有用である。   As described above, the ultrasonic probe according to the present invention has an effect that the oscillation origin position of the ultrasonic transducer assembly can be easily detected and the oscillation origin can be returned at high speed with an inexpensive configuration. It is useful as an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus for obtaining an image in a subject using

本発明の第1の実施の形態における超音波探触子の外観斜視図1 is an external perspective view of an ultrasonic probe according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態におけるエンコーダの内部詳細図Detailed view of the inside of the encoder in the first embodiment of the present invention 本発明の第1の実施の形態における揺動相対角度信号とスリットの関係を示す図The figure which shows the relationship between the rocking | fluctuation relative angle signal and slit in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における揺動原点復帰手段に関わるブロック図The block diagram in connection with the rocking | fluctuation origin return means in the 1st Embodiment of this invention 本発明の第2の実施の形態における揺動相対角度信号とスリットの関係を示す図The figure which shows the relationship between the rocking | fluctuation relative angle signal and slit in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における2相のエンコーダの揺動相対角度信号とスリットの関係を示す図The figure which shows the relationship between the rocking | fluctuation relative angle signal and slit of a two-phase encoder in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態における超音波探触子の揺動原点を説明する図The figure explaining the rocking | fluctuation origin of the ultrasonic probe in the 3rd Embodiment of this invention 従来の超音波探触子のエンコーダの内部詳細図Detailed view of conventional ultrasonic probe encoder

符号の説明Explanation of symbols

11 超音波探触子
12 超音波振動子アセンブリ
13 揺動軸
14 第1のプーリ
15 駆動体
15a 駆動体出力軸
16 第2のプーリ
17 ベルト(伝動部材)
18 揺動原点検出手段
18a 磁石
18b ホール素子
19 エンコーダ
20 エンコーダ回転軸
21 スリット板
22 小スリット
23 大スリット
24 発光体
25 受光体
30 エンコーダ回転軸
31 スリット板
32 スリット
33 発光体
34 受光体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Ultrasonic probe 12 Ultrasonic transducer assembly 13 Oscillation shaft 14 1st pulley 15 Drive body 15a Drive body output shaft 16 2nd pulley 17 Belt (power transmission member)
18 Oscillation origin detection means 18a Magnet 18b Hall element 19 Encoder 20 Encoder rotation shaft 21 Slit plate 22 Small slit 23 Large slit 24 Light emitter 25 Light receiver 30 Encoder rotary shaft 31 Slit plate 32 Slit 33 Light emitter 34 Light receiver

Claims (4)

超音波を送受信する複数の超音波振動子が配列された超音波振動子アセンブリと、
前記超音波振動子アセンブリを揺動させる駆動体と、
前記超音波振動子アセンブリの揺動相対角度を検出するエンコーダと、
前記超音波振動子アセンブリの揺動原点を検出する原点検出手段と、
前記超音波振動体の揺動原点復帰手段を有する超音波探触子において、
前記エンコーダの前記揺動相対角度の検出時に生成する信号列は前記揺動原点を境にして異なる信号列であることを特徴とする超音波探触子。
An ultrasonic transducer assembly in which a plurality of ultrasonic transducers for transmitting and receiving ultrasonic waves are arranged;
A driver for swinging the ultrasonic transducer assembly;
An encoder for detecting a swing relative angle of the ultrasonic transducer assembly;
Origin detection means for detecting the oscillation origin of the ultrasonic transducer assembly;
In the ultrasonic probe having the swing origin return means of the ultrasonic vibrator,
2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a signal sequence generated when the encoder detects the swing relative angle is a different signal sequence with the swing origin as a boundary.
前記エンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する信号列において、出力レベルが前記揺動原点を境にして異なることを特徴とする請求項1記載の超音波探触子。 The ultrasonic probe according to claim 1, wherein an output level in a signal sequence generated when detecting a swing relative angle of the encoder is different from the swing origin. 前記エンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する信号列において、信号間隔が前記揺動原点を境にして異なることを特徴とする請求項1記載の超音波探触子。 2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein a signal interval generated when detecting a swing relative angle of the encoder is different with respect to the swing origin. 前記超音波振動子アセンブリの揺動原点は、前記エンコーダの揺動相対角度の検出時に生成する信号列を用いることを特徴とする請求項1記載の超音波探触子。 2. The ultrasonic probe according to claim 1, wherein the oscillation origin of the ultrasonic transducer assembly uses a signal sequence generated when detecting the oscillation relative angle of the encoder.
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