JP2003000592A - 超音波を用いた検査機器に用いる結合材及びプローブ、並びにこのプローブを備えた検査機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度で再現性の高い測定を可能とする結合
材，プローブ及び検査機器を提供する。 【解決手段】 略球状の変形可能な材質からなる結合材
１０がプローブ１の先端に結合材支持部材１１によって
支持される。超音波を送出し検査対象からの反射波を受
信するセンサ部１４から離間する結合材１０は、検査時
にプローブ１を検査対象の表面に当接・押圧することに
より、変形してセンサ部１４の端面１４１に当接する。
このとき、結合材１０と検査対象表面との接触及び結合
材１０とセンサ部１４の端面１４１との接触が点接触か
ら面接触へと移行し、センサ部１４と検査対象表面との
間は結合材１０によって満たされるとともに、結合材支
持部材１１によって送出される超音波の波長λの１／４
の距離に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を用いて物
体内部の構造を検査する機器のセンサ部と検査対象の表
面との間に介在させる結合材、このような結合材を備え
たプローブ、このようなプローブを備えた検査機器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような超音波を用いて物体内
部の構造を検査する機器において、センサ部と検査対象
の表面との間に介在させる結合材としては、特開昭４９
−７０４８５号公報に開示された技術が知られている。
この結合材は、超音波プローブの先端にシリコンゴム系
の部材を一体的に接続された、凸面レンズ形状をなす部
材によって形成されていた。このような凸面レンズ形状
をなす部材１０００を先端に備えた超音波プローブ１０
０を図１４（ａ）に示す。また、このプローブは、結合
材が形成されているプローブの先端に直接ゼリー等を塗
布して使用するものであった。

【０００３】また、従来、図１４（ｂ）に示すように結
合材２０００の表面が平面形状のプローブ２００があっ
た。このように結合材の表面が平面形状の場合には、検
査対象の表面形状によっては接触させた際に空気が入り
込む可能性があるので、これを防止するためにゼリー等
を塗布する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来技術に係る構成では、結合材は接着剤等でプ
ローブの先端に完全に固定された状態であり、結合材が
汚れたり破損した場合にはプローブごと交換しなければ
ならなかった。

【０００５】また、人体に対してゼリー等を使用する場
合には、測定後にゼリーを拭き取る手間が必要となり、
ゼリー塗布に対する不快感を示す被検者もいた。

【０００６】また、検査対象物の表面にプローブを押し
つける力が一定しないため、これが誤差要因となって正
確な測定が難しかった。特に、検査対象物が皮下脂肪の
場合には、皮膚面にプローブを強く押しつけると脂肪層
が変形し、正しい厚さを測定することが難しかった。

【０００７】本発明は、かかる従来技術の課題を解決す
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、センサ部と検査対象との間に介在し、高精度で再現
性の高い測定を可能とする結合材及びこの結合材を用い
たプローブ並びにこのようなプローブを用いた検査機器
を提供することにある。

【０００８】

【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、超音波を用いて物体内部の構造を検査す
る機器に用いられ、送出された超音波の検査対象からの
反射波を検出するセンサ部と該検査対象との間に介在す
る結合材であって、前記検査対象表面による押圧力によ
って変形可能な材質からなり、前記検査対象側の表面形
状が該検査対象側に凸な曲面をなす結合材である。

【０００９】このような結合材を用いれば、結合材が検
査対象に当接し押圧される際に、検査対象との接触が、
検査対象側に凸な曲面の頂部における点接触から、さら
に押圧されることによって結合材が変形して面接触へと
移行し、結合材と検査対象表面との間の空気を押し出
し、気泡の生成を排除することができる。従って、超音
波を効率よく伝播させ、高精度の検査が可能となる。ま
た、結合材を検査対象表面への押圧により変形可能な材
質によって形成しているので、検査対象が人体等の生体
のように押圧力によって変形するものであっても、検査
対象側の変形量を低減することができ、変形を含まない
平常の状態に近い状態で内部構造の検査を行うことがで
きる。特に、皮下脂肪厚等を測定する場合に有効であ
る。

【００１０】本発明における検査対象は、限定されない
が、上述のように人体、ヒトを含む生物一般、食肉等の
食品等、あるいは工業製品のような人工の無生物でもよ
く、超音波によって内部構造を検査できる物であればこ
れらに限られない。

【００１１】前記結合材の全体形状が略球状をなすこと
が好適である。

【００１２】前記センサ部側の表面形状がセンサ部側に
凸な曲面をなすことが好適である。

【００１３】このように、結合材の全体形状を略球状あ
るいは、検査対象側とセンサ部側の両方の表面形状をそ
れぞれの側に凸な曲面とすれば、結合材の変形によっ
て、センサ部との間の空気をも押し出すことができる。

【００１４】また、本発明は、超音波を用いて物体内部
の構造を検査する機器に用いられ、送出された超音波の
検査対象からの反射波を検出するセンサ部を備えたプロ
ーブであって、前記センサ部と前記検査対象との間に介
在し、前記検査対象表面による押圧力によって変形可能
な材質からなるとともに、該検査対象側の表面形状が検
査対象側に凸な曲面をなす結合材と、前記結合材を支持
する結合材支持部と、を備えたプローブである。

【００１５】このようなプローブを用いれば、プローブ
が検査対象に当接し押圧される際に、結合材と検査対象
との接触が、検査対象側に凸な曲面の頂部における点接
触から、さらに押圧されることによって結合材が変形し
て面接触へと移行し、結合材と検査対象表面との間の空
気を押し出し、気泡の生成を排除することができる。従
って、超音波を効率よく伝播させ、高精度の検査が可能
となる。また、結合材を検査対象表面への押圧により変
形可能な材質によって形成しているので、検査対象が人
体等の生体のように押圧力によって変形するものであっ
ても、検査対象側の変形量を低減することができ、変形
を含まない平常の状態に近い状態で内部構造の検査を行
うことができる。特に、皮下脂肪厚等を測定する場合に
特に有効である。

【００１６】前記係合材支持部は前記結合材を着脱可能
に支持するとともに、前記結合材支持部はプローブ本体
に対して着脱可能に設けられていることが好適である。

【００１７】このようにすれば、結合材が汚れたり、破
損又は劣化した場合でも、結合材を取り外して交換すれ
ばよく、プローブ全体を交換する必要がないので、維持
費が廉価で、使用者が容易にメンテナンスできるプロー
ブを提供することができる。また、結合材が汚れた場合
に、結合材だけを取り外して洗浄することができ、必ず
しもプローブ全体を防水構造にする必要がなくなる。ま
た、複数人でプローブを共用する場合に、皮膚に接する
部分を使い分けたいという要望に対応することができ
る。

【００１８】前記結合材支持部は検査対象表面に当接す
る当接部を備え、前記結合材支持部は、前記当接部に当
接する検査対象表面に対して前記センサ部を所定距離だ
け隔てて対向するように位置させる位置決め部を構成す
ることが好適である。

【００１９】このように結合材支持部によってセンサ部
を位置決めすることにより、検査を行う際の検査対象に
対するセンサ部の距離を一定とすることができるので、
再現性の高い検査が可能となる。

【００２０】前記結合材は、検査対象からの押圧力によ
って前記当接部によって位置決めされたセンサ部と検査
対象表面との間隙を満たすことが好適である。

【００２１】このように、結合材支持部によってセンサ
部が位置決めされるとともに、結合材がセンサ部と検査
対象表面との間隙を満たすことにより、検査に用いられ
る超音波の伝播経路の特性が一定となるので、再現性の
高い検査が可能となる。

【００２２】前記結合材は、プローブを検査対象表面に
当接させない状態では、前記センサ部との間に間隙を有
し、プローブを検査対象表面に当接させた状態で、該検
査対象からの押圧力によって前記当接部によって位置決
めされたセンサ部と検査対象表面との間隙を満たすこと
が好適である。

【００２３】このように、プローブを検査対象表面に当
接させない非検査時には、センサ部と結合材との間に間
隙が存在し、プローブを検査対象表面に当接させる検査
時には、結合材とセンサ部とが接触するようにすれば、
結合材とセンサ部との間に予め入ってしまった空気が残
存して検査に影響を与えるようなことがないので、高精
度の検査が可能となる。

【００２４】前記結合材の前記センサ部側の表面形状が
センサ部側に凸な曲面をなすことが好適である。

【００２５】このように、センサ部側の表面形状をセン
サ部側に凸な曲面とすることにより、プローブを検査対
象表面に当接させ、結合材が検査対象表面によって押圧
されるたびに凸な曲面の頂部からセンサ部に当接し、徐
々に変形して接触を点接触から面接触へと移行させるの
で、結合材とセンサ部との間の空気を押し出し、気泡の
生成を排除することができる。従って、超音波を効率よ
く伝播させ、高精度の検査が可能となる。

【００２６】前記結合材の全体形状が略球状をなすこと
が好適である。

【００２７】検査のために送出される超音波の波長λに
対して、プローブを検査対象表面に当接させた状態にお
いて結合材によって満たされた前記検査対象表面とセン
サ部との間隔を（２ｎ＋１）／４λ（ｎは０又は正の整
数）とすることが好適である。

【００２８】このようにすれば、結合材において反射す
る超音波が互いに打ち消し合うので、結合材を透過する
超音波のエネルギーが大きくなるので、効率の良い検査
が可能となる。

【００２９】前記結合材の検査対象側を滑り性の良い材
質にて形成することが好適である。

【００３０】このようにすれば、例えば、ヒトの皮下脂
肪厚を測定する場合等のように、適当なポイントを探す
ために皮膚面にプローブを接触させたままで移動させる
場合に、操作性が向上する。例えば、結合材として滑り
性の良いシリコン系ゴムや、ゲル状体を選択すれば良
い。結合材の表面にさらに軽く水等をつけることにより
滑り性を向上させることもできる。

【００３１】検査対象との接触状態を検出する接触状態
検出手段を備えることが好適である。

【００３２】このようにすれば、常に、適切な接触状態
で検査を行うことができ、不適切な接触状態での検査を
防止することもできるので、再現性が向上するとともに
高精度の検査が可能となる。

【００３３】前記接触状態検出手段は、前記当接部に設
けられた少なくとも２つの電極を含むことが好適であ
る。

【００３４】このように検査対象表面に当接する２つ以
上の電極を用いれば、プローブと検査対象表面との接触
状態の変化による電極間の電気的状態の変化を、電流又
は電圧の電気信号の形で検出することができる。

【００３５】前記接触状態検出手段は、検査対象によっ
て押圧された結合材によって押圧されるスイッチを含む
ことが好適である。

【００３６】このようにすれば、プローブと検査対象と
が適切な接触状態にある場合には、検査対象によって押
圧された結合材の反発力によってスイッチが押圧される
ので、プローブと検査対象との接触状態及び押圧状態を
検出することができる。

【００３７】また、本発明は、送出された超音波の検査
対象からの反射波を検出するセンサ部を備えたプローブ
を有し、超音波を用いて検査対象内部の構造を検査する
検査機器であって、前記プローブとして前記発明に係る
プローブを備えた検査機器である。

【００３８】このように、上述した発明に係るプローブ
を備えることにより、それぞれ上述したような効果を奏
する検査機器を提供することができる。

【００３９】また、本発明は、送出された超音波の検査
対象からの反射波を検出するセンサ部を備えたプローブ
を有し、超音波を用いて検査対象内部の構造を検査する
検査機器であって、前記プローブとして構成される前記
発明に係るプローブと、前記接触状態検出手段によって
検出された接触状態を報知する接触状態報知手段と、を
備えた検査機器である。

【００４０】このように、上述した発明に係るプローブ
を備えることにより、それぞれ上述したような効果を奏
する検査機器を提供することができる。

【００４１】前記接触状態検出手段によって検出された
接触状態に応じて検査を開始することが好適である。

【００４２】このようにすれば、プローブと検査対象表
面とが常に一定の接触状態にある場合に検査が行われる
ので、高再現性かつ高精度の検査が可能となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００４４】（第１の実施形態）図１（ａ）は本発明の
第１の実施形態に係るプローブ１の構造を示す断面図で
ある。本実施形態では、人体の皮下脂肪厚を測定する検
出装置及びプローブについて説明する。

【００４５】略円筒形状のプローブ１は、ケーブル２を
介して検査装置本体に接続されている。プローブ１の端
部には略球形の結合材１０と結合材１０を支持する結合
材支持部材１１とが設けられている。プローブ本体１２
の中空内部には種々の電気的素子を含む回路が配置され
た基板１３が収納されており、基板１３に接続されたケ
ーブル２がプローブ本体１２の端部の孔１２１を通して
外部へと引き出されている。プローブ本体１２の端部に
は段部１２２を介してより小径の円筒形状のセンサ支持
部１２３が形成されている。センサ部１４は基板１３に
接続されるとともに、センサ支持部１１の軸方向端面の
開口部１２３１から結合材側に露出するように支持され
ている。

【００４６】結合材支持部材１１は軸方向両端部が開口
する略円筒形状をなす。結合材支持部材１１の一方の端
部の内周側には周方向に凸部１１１が形成されており、
結合材支持部材１１をプローブ本体１２のセンサ支持部
１２３の外周に嵌合させる際に、センサ支持部１２３の
段部側の外周に設けられた溝１２３２と結合材支持部材
の凸部１１１とを嵌合させ、両者を固定する。結合材支
持部材１１の他方の端部は、内周側に湾曲し、先端側に
向けて次第に縮径する形状をなす。結合材１０は、結合
材支持部材１１の中空内部に収容されている。結合材１
０の外径は、結合材支持部材１１の径方向でみると、結
合材支持部材１１の内径とほぼ同一に形成されている。
結合材１０の外径は結合材支持部材１１の先端部１１２
の開口部の径よりも大きいので、結合材支持部材１１の
先端部１１２によって、結合材１０の一部が開口部１１
３から露出する状態で結合材１０の移動は規制される。
また、結合材支持部材１１の軸方向の長さ及び結合材１
０の大きさは、プローブ１が検査対象表面に接触しない
状態では、結合材１０はセンサ部１４の端面１４１から
離間し、後述するようにプローブ１を検査対象表面に接
触した状態では、結合材１０が変形しセンサ部１４の端
面１４１に当接する程度の長さに設定されている。

【００４７】結合材支持部材１１の先端部１１２には、
端面１１２１に露出する電極１５，１６が設けられてい
る。先端部１１２側からプローブ１をみた図１（ｂ）に
示すように、電極１５，１６は例えば互いに対向する周
方向の２ヶ所に設けられる。電極１５，１６には、結合
材支持部材１１の内周に沿ってプローブ本体１２側まで
延びる線状又は板状の導体１５１，１６１が電気的に接
続されている。この導体１５１，１６１に電気的に接続
又は一体に設けられた導体製の接続部１５２，１６２が
結合材支持部材１１のプローブ本体側端面に配置されて
いる。一方のプローブ本体１２の段部端面にも導体製の
接続部１７，１８が設けられ、この接続部１７，１８と
基板１３とは導線１７１，１８１によって電気的に接続
されている。結合材支持部材側の接続部１５２，１６２
とプローブ本体側の接続部１７，１８は互いに対向する
ように設けられており、結合材支持部材１１とプローブ
本体１２とを嵌合させる際に互いに接触することにより
電気的に接続される。電極１５，１６と接続部１５２，
１６２とを接続する導体１５１，１６１は、結合材支持
部材１１の内周に沿って配置しても良いし、内周面に刻
設された溝又は凹部内に配置して良い、結合材支持部材
内部１１に埋設するようにしても良い。

【００４８】結合材１０としては、例えば、硬度３０°
以下のシリコン系ゴム等を用いることができるがこれに
限られない。また、滑り性の良いシリコン系ゴム等を用
いれば、プローブを検査対象の表面に接触させたままで
表面に沿って移動させて使用することができる。軽く水
等をつけると一層滑り性を高めることができる。

【００４９】図２はプローブ１と検査対象表面３とを接
触させた状態を示す。プローブ１と検査対象表面３とが
接触すると、結合材１０が変形し、結合材支持部材１１
の端面１１２１が検査対象表面３に当接する。このと
き、結合材１０が介在するセンサ部１４の端面１４１と
検査対象表面３との間の距離が検出に使用する超音波の
波長λの１／４となるように結合材支持部材１１の軸方
向長さ及び結合材１０の大きさを設定する。このように
設定すれば、結合材１０は音響整合層として機能するの
で、送出される超音波が効率良く進行する。ここでは、
結合材１０が介在するセンサ部１４の端面１４１と検査
対象表面３との距離を検出に使用する超音波の波長λの
１／４としているが、波長λの１／４の奇数（２ｎ＋
１）倍となるようにしても同様の効果が得られる。

【００５０】また、結合材１０を検査対象表面３への押
圧により変形可能な材質によって形成しているので、検
査対象が人体等の生体のように押圧力によって変形する
ものの場合には、検査対象側の変形量を低減することが
でき、プローブ１の押圧によって測定すべき皮下脂肪厚
を変化させてしまうことがなく、変形を含まない平常の
状態に近い状態で検査を行うことができる。

【００５１】また、結合材１０を球体として形成しても
良い。結合材１０を球体として形成することにより、プ
ローブ１を皮膚のような検査対象表面に沿って移動させ
る場合に、結合材１０自体が転動することにより、プロ
ーブと検査対象表面とを接触させたまま容易に移動させ
ることができる。

【００５２】図３は、結合材１０の交換方法を説明する
図である（図では電極等の詳細構造は省略してい
る。）。結合材１０と、プローブ本体１２及び結合材支
持部材１１は別部材として構成されており、プローブ本
体１２と結合材支持部材１１も取り外し可能に嵌合して
いるので、結合材支持部材１１をプローブ本体１２から
取り外すことによって結合材１０を容易に取り出すこと
ができる。従って、結合材１０が汚れたり、破損した
り、劣化した場合にも、結合材１０を交換するだけで良
く、従来のプローブのようにプローブ自体を交換する必
要がない。このため使用者自身が容易にメンテナンスを
行うことができ、維持費も抑制することができる。

【００５３】図４は、本発明の第１の実施形態に係るプ
ローブ１を備えた検出装置４の内部構成の概略を示すブ
ロック図である。

【００５４】結合材支持部材１１の先端部１１２に設け
られた電極１５，１６は基板１３上の接触検知回路１９
に接続されている。センサ部１４は、検出装置本体５か
らの指示に応じて、超音波の送信パルスの出力及び反射
波の受信を行う。また、センサ部１４は基板１３上の送
受信回路２０に接続されている。送受信回路２０は、検
出装置本体５との信号等の送受信を行う。

【００５５】検出装置本体５には、主として、装置各部
を制御するとともに種々の情報処理を行うＣＰＵ５１、
検出値等の情報を表示するＬＣＤ等の表示部５２、検出
に必要な情報等を設定する設定スイッチ５３、検出装置
全体の電源を投入・切断するための電源スイッチ５４、
検出値，検査プログラム等の情報を記憶するメモリ５
５、接触状態の異常等を使用者に報知するブザーやラン
プ等の報知部５６が備えられ、プローブ１の送受信回路
２０との間でケーブル２を介して信号等の送受信を行
う。

【００５６】図５は、本実施形態に係る検出装置におけ
る検出時の処理の流れを示すフローチャートである。

【００５７】まず、例えば、図示しない検査開始スイッ
チにより、検査の開始が指示されると、メモリ５５のリ
セット等の処理により初期状態となる（ステップ１）。
次に、表示部５２にプローブ１と検査対象表面３との接
触状態が表示される（ステップ２）。このような表示は
ダイアグラム等によって行えば、使用者に分かりやす
い。プローブ１と検査対象表面３の接触状態が判定され
（ステップ３）、接触していなければ、接触していない
旨が表示され、接触していれば、その旨を表示するとと
もに、センサ部１４を介して超音波の送信パルスを出力
する（ステップ４）。次に、検査対象による超音波パル
スの反射波を受信し、受信エコーの検波結果を解析する
（ステップ５）。解析によって得られた皮下脂肪厚を表
示部５２に出力する（ステップ６）。

【００５８】プローブ１と検査対象表面３との接触状態
は、２つの電極間１７，１８に所定の電圧を印加してお
き、電極１７，１８が検査対象の表面に接触した場合に
両電極間に発生する電圧又は両電極１７，１８間に流れ
る電流の値を検出することによって判定することができ
る。また、電極１７，１８を検査対象表面３に接触させ
た場合の接触ノイズの変化を検出することによって、プ
ローブ１と検査対象表面３との接触状態を判定するよう
にすることもできる。

【００５９】また、上述の実施形態では、２つの電極１
７，１８を設けているが、周方向により多くの電極を配
置しても良い。このように３個以上の電極を用いると、
プローブと検査対象表面との接触状態に応じてそれぞれ
の電極間の電気的接続状態が異なる可能性があるので、
電気的接続状態の相違を検出することによって、軸ぶれ
のようにプローブの検査対象表面に対する姿勢の適・不
適を判定することができる。

【００６０】また、本実施形態では、人体の皮下脂肪厚
を測定する場合について説明しているが、ヒト以外の動
物の皮下脂肪厚を測定するようにしても良いし、皮下脂
肪厚以外の内部構造を検出する装置に用いることもでき
る。また、野菜等の植物を検査対象として内部構造を検
出することもできるし、機械や金属等の無生物を検査対
象として内部構造を検出するようにすることもできる。

【００６１】（第２の実施形態）図６は本発明の第２の
実施形態に係るプローブ２１の構造を示す断面図であ
る。第１の実施形態に係るプローブ１と同様の構成につ
いては同様の符号を用いて説明を省略する。

【００６２】略円筒形状のプローブ本体１２及び結合材
支持部材１１は第１の実施形態とほぼ同様の形状を有す
る。

【００６３】本実施形態では、プローブ本体１２のセン
サ支持部１２３の開口１２３１に対して、センサ部２４
は軸方向に摺動可能に支持されている。センサ部２４の
基板１３側の端面２４１の中央部には円錐台形状の凸部
２４２が設けられている。また、基板１３のセンサ部２
４側には、凸部２４２に対向する位置にスイッチ２２が
設けられている。センサ部２４と基板１３とは導線２３
等により電気的に接続される。センサ部２４の基板１３
側端面２４１と対向する基板１３のセンサ部２４側端面
１３１との間にはセンサ部２４を結合材１０側に突出す
るように付勢するバネ２５が設けられている。バネ２５
は、センサ部２４の凸部２４２の外周とスイッチ２２の
外周を覆うように巻回するつる巻きバネであるが、セン
サ部２４を結合材１０側に付勢する手段であれば、これ
に限らない。

【００６４】結合材支持部材１１の内部に収容された結
合材１０は、第１の実施形態と同様に変形可能である。
しかし、本実施形態では、プローブ２１が検査対象の表
面に接触しない状態でも、結合材１０はセンサ部２４の
端面２４３に接触し、バネ２５で付勢されたセンサ部２
４によって、先端部１１２側に押圧される。結合材支持
部材１１の先端部１１２側は縮径しているので、プロー
ブ２１を検査対象表面から離間させた状態では、先端部
１１２側に押圧された結合材１０はセンサ部２４と結合
材支持部材１１の先端部１１２との間で挟持された状態
で、結合材１０の一部が開口部１１３から露出して保持
される。

【００６５】図７に示すようにプローブ２１が検査対象
表面３に当接し、押圧されると、検査対象表面３によっ
て結合材１０はセンサ部２４側へと押圧される。センサ
部２４はセンサ部支持部１２３に摺動可能に支持され、
バネによって付勢されているので、結合材１０によって
押圧されたセンサ部２４はバネ２５の付勢力に抗してス
イッチ２２側へと押し込まれる。結合材１０によって押
し込まれたセンサ部２４の凸部２４２がスイッチ２２を
押すことによって、プローブ２１が検査対象表面３に所
定の押圧力で接触したものと判断する。本実施形態で
は、このようにしてプローブ２１の検査対象表面３に対
する接触状態を検出することができる。

【００６６】また、バネ２５の付勢力やスイッチの動作
力を調整することにより、適切な押圧力が実現でき、測
定再現性を向上させることができる。すなわち、バネ２
５の付勢力を、プローブ２１が、所定の押圧状態で検査
対象表面に押圧された場合に、スイッチ２２がオンとな
るように設定する。このようにすれば、スイッチ２２の
オン・オフによって当該押圧力が測定に適正な押圧力で
あるか否かを判断し、適正な押圧状態であることを検出
することによって、測定値を確定させる、あるいは測定
をスタートさせるようにすることができる。このとき、
スイッチ２２の動作力、すなわち、どの程度押し込まれ
た場合にオンとなるかを調整することによっても同様に
押圧状態を検出することができる。また、スイッチ２２
は、上述の実施形態のようにバネ２５によって付勢され
たセンサ部２４が押し込まれることによってオンとなる
ような構成に限られない。例えば、プローブを軽く検査
対象表面３に接触させ、徐々にプローブを押しつけてゆ
き、結合材１０に一定の押圧力が作用したときに、その
押圧力によって結合材１０に生じる変形によってスイッ
チがオンとなり、スイッチがオンとなった状態が適切な
押圧状態として、測定値を確定させる、あるいは測定を
開始させるようにすることもできる。この場合も結合材
１０がどの程度変形したときにスイッチ２２をオンさせ
るかを調整することにより、検査対象表面に対するプロ
ーブの押圧状態を検出することができる。

【００６７】図８は、本発明の第２の実施形態に係るプ
ローブ２１を備えた検出装置４０の内部構成の概略を示
すブロック図である。

【００６８】検出装置本体５の構成は第１の実施形態と
同様であるので、説明を省略する。本実施形態に係るプ
ローブ２１には、上述したようにセンサ部２４によって
押圧又は解除されるスイッチ２２が設けられ、送受信回
路２０に電気的に接続されている。プローブ２１には接
触状態を検出するための電極が設けられていない点を除
いて、プローブ２１の他の構成要素及びプローブ２１と
検出装置本体５との接続構造は第１の実施形態と同様で
ある。

【００６９】図９は、本実施形態に係る検出装置４０に
おける検出時の処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【００７０】まず、例えば、図示しない検査開始スイッ
チにより、検査の開始が指示されると、メモリのリセッ
ト等の処理により初期状態となる（ステップ１１）。次
に、表示部５２にプローブ２１と検査対象表面との接触
状態が表示される（ステップ１２）。スイッチ２２がオ
ンか否かが判定され（ステップ１３）、スイッチ２２が
オンでなければ、プローブ２１と検査対象の表面とが接
触していない旨が表示され、スイッチ２２がオンであれ
ば、プローブ２１と検査対象の表面とが接触している旨
を表示するとともに、センサ部２４を介して超音波の送
信パルスを出力する（ステップ１４）。次に、検査対象
による超音波パルスの反射波を受信し、受信エコーの検
波結果を解析する（ステップ１５）。解析によって得ら
れた皮下脂肪厚を表示部５２に出力する（ステップ１
６）。

【００７１】（他の実施形態）以下に本発明の他の実施
形態について説明する。

【００７２】図１０〜１３に結合材の形状が異なるプロ
ーブの実施形態を示す。プローブ１本体の内部構造は第
１の実施形態と同様であるので、同様の符号を用いて説
明を省略する（図１０〜１３では、電極等の詳細構造は
省略している。）。

【００７３】結合材はいずれも結合材支持部材１１の先
端部１１２１とセンサ部１４の端面１４１との間に挟持
されており、プローブ１が検査対象表面に当接しない状
態でも結合材はセンサ部１４の端面に接触している。

【００７４】図１０に示す第４の実施形態では、結合材
１０１は、円柱の一方の端面を半球状に形成した形状を
なす。結合材支持部材１１の開口部１１３からは結合材
１０１の半球部１０１１が露出し、結合材１０１の周面
１０１２が結合材支持部材１１の内周面１１４に接触
し、結合材１０１の平坦な端部１０１３がセンサ部１４
の端面１４１及びセンサ部支持部１２３の端面１２３３
に接触している。

【００７５】本実施形態においても、プローブ１を検査
対象表面に当接させ、押圧することにより、結合材１０
１が変形する。本実施形態では、半球部１０１１が変形
して結合材支持部材１１との間に存在する空間を埋める
が、結合材１０１の端部１０１３とセンサ部１４との接
触状態は変化しない。

【００７６】図１１に示す第５の実施形態では、結合材
１０２は、円柱の一方の端面を半球状とし、他方の端面
を頂点が丸みを帯びた円錐台形状に形成されている。結
合材支持部材１１の開口部１１３からは結合材１０２の
半円球部１０２１が露出し、結合材１０２１の周面１０
２２が結合材支持部材１１の内周面１１４に接触し、結
合材１０２の円錐台部１０２３の頂点１０２４がセンサ
部１４の端面１４１に接触している。

【００７７】本実施形態では、プローブ１を検査対象表
面に当接させ、押圧する際には、半球部１０２１と検査
対象表面との接触、及び円錐台部１０２３とセンサ部１
４の端面１４１との接触がともに点接触から面接触へと
移行し、それぞれの間の空気を押し出し、センサ部１４
と検査対象表面との間隙を結合材１０２が満たす。

【００７８】図１２に示す第６の実施形態では、結合材
１０３は、円錐台の底面どうしを接合した形状を有す
る。一方の円錐台部１０３１が結合材支持部材１１の開
口部１１３から露出し、円錐台の底面の外周部１０３２
が結合材支持部材１１の内周面１１４に接触し、他方の
円錐台部１０３３の頂点１０３３１がセンサ部１４の端
面１４１に接触している。

【００７９】本実施形態では、プローブ１を検査対象表
面に当接させ、押圧する際には、円錐台部１０３１と検
査対象表面との接触、及び円錐台部１０３３とセンサ部
１４の端面１４１との接触がともに点接触から面接触へ
と移行し、それぞれの間の空気を押し出し、センサ部１
４と検査対象表面との間隙を結合材１０３が満たす。

【００８０】図１３に示す第７の実施形態では、結合材
１０４は、円柱の両方の端面を半球状とした形状に形成
されている。結合材支持部材１１の開口部１１３からは
結合材１０４の一方の半球部１０４１が露出し、円柱の
外周部１０４２が結合材支持部材１１の内周面１１４に
接触し、結合材１０４の他方の半球部１０４３の頂部１
０４３１がセンサ部１４の端面１４１に接触している。

【００８１】本実施形態では、プローブ１を検査対象表
面に当接させ、押圧する際には、半球部１０４１と検査
対象表面との接触、及び円錐台部１０４３とセンサ部１
４の端面１４１との接触がともに点接触から面接触へと
移行し、それぞれの間の空気を押し出し、センサ部１４
と検査対象表面との間隙を結合材１０４が満たす。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、超音波を用いて物体内
部の構造を検査する機器において、超音波を効率よく伝
播させ、高精度の検査を可能とする結合材及びプローブ
を提供することができる。また、検査対象が人体等の生
体のように押圧力によって変形するものであっても、検
査対象側の変形量を低減することができ、変形を含まな
い平常の状態に近い状態で内部構造の検査を行うことが
できる。また、本発明によれば、超音波を用いて物体内
部の構造を検査する機器において、超音波を効率よく伝
播させ、高精度の検査が可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るプ
ローブ１の構造を示す断面図であり、図１（ｂ）は同プ
ローブ１を先端部側からみた図である。

【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係るプローブ
と検査対象表面とを接触させた状態を示す図である。

【図３】図３は本実施形態に係る結合材の交換方法を説
明する図である。

【図４】図４は本発明の第１の実施形態に係るプローブ
を備えた検出装置の内部構成の概略を示すブロック図で
ある。

【図５】図５は本発明の第１の実施形態に係る検出装置
における検出時の処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図６】図６は本発明の第２の実施形態に係るプローブ
の構造を示す断面図である。

【図７】図７は本発明の第２の実施形態に係るプローブ
と検査対象表面とを接触させた状態を示す図である。

【図８】図８は本発明の第２の実施形態に係るプローブ
を備えた検出装置の内部構成の概略を示すブロック図で
ある。

【図９】図９は本発明の第２の実施形態に係る検出装置
における検出時の処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図１０】図１０は本発明の第３の実施形態に係るプロ
ーブの構造を示す断面図である。

【図１１】図１１は本発明の第４の実施形態に係るプロ
ーブの構造を示す断面図である。

【図１２】図１２は本発明の第５の実施形態に係るプロ
ーブの構造を示す断面図である。

【図１３】図１３は本発明の第６の実施形態に係るプロ
ーブの構造を示す断面図である。

【図１４】図１４は従来技術に係るプローブを示す図で
ある。

【符号の説明】

１，２１ プローブ １０，１０１，１０２，１０３，１０４ 結合
材 １１ 結合材支持部材 １２ プローブ本体 １４ センサ部 １５，１６ 電極 ２２ スイッチ ５２ 表示部 ５６ 報知部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 達矢 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 株式会社オムロンライフ サイエンス研究所内 (72)発明者 山田 聡 京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不 動堂町801番地 株式会社オムロンライフ サイエンス研究所内 Ｆターム(参考） 2G047 AA12 AC05 EA09 EA10 GA05 GE03 4C301 AA01 DD22 EE11 GA01 GC01

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波を用いて物体内部の構造を検査す
   る機器に用いられ、送出された超音波の検査対象からの
   反射波を検出するセンサ部と該検査対象との間に介在す
   る結合材であって、 前記検査対象表面による押圧力によって変形可能な材質
   からなり、 前記検査対象側の表面形状が該検査対象側に凸な曲面を
   なす結合材。
2. 【請求項２】 前記結合材の全体形状が略球状をなす請
   求項１に記載の結合材。
3. 【請求項３】 前記センサ部側の表面形状がセンサ部側
   に凸な曲面をなす請求項１に記載の結合材。
4. 【請求項４】 超音波を用いて物体内部の構造を検査す
   る機器に用いられ、送出された超音波の検査対象からの
   反射波を検出するセンサ部を備えたプローブであって、 前記センサ部と前記検査対象との間に介在し、前記検査
   対象表面による押圧力によって変形可能な材質からなる
   とともに、該検査対象側の表面形状が検査対象側に凸な
   曲面をなす結合材と、 前記結合材を支持する結合材支持部と、を備えたプロー
   ブ。
5. 【請求項５】 前記係合材支持部は前記結合材を着脱可
   能に支持するとともに、前記結合材支持部はプローブ本
   体に対して着脱可能に設けられている請求項４に記載の
   プローブ。
6. 【請求項６】 前記結合材支持部は検査対象表面に当接
   する当接部を備え、 前記結合材支持部は、前記当接部に当接する検査対象表
   面に対して前記センサ部を所定距離だけ隔てて対向する
   ように位置させる位置決め部を構成する請求項４又は５
   に記載のプローブ。
7. 【請求項７】 前記結合材は、検査対象からの押圧力に
   よって前記当接部によって位置決めされたセンサ部と検
   査対象表面との間隙を満たす請求項４乃至６のいずれか
   に記載のプローブ。
8. 【請求項８】 前記結合材は、 プローブを検査対象表面に当接させない状態では、前記
   センサ部との間に間隙を有し、 プローブを検査対象表面に当接させた状態で、該検査対
   象からの押圧力によって前記当接部によって位置決めさ
   れたセンサ部と検査対象表面との間隙を満たす請求項７
   に記載のプローブ。
9. 【請求項９】 前記結合材の前記センサ部側の表面形状
   がセンサ部側に凸な曲面をなす請求項７又は８に記載の
   プローブ。
10. 【請求項１０】 前記結合材の全体形状が略球状をなす
    請求項９に記載のプローブ。
11. 【請求項１１】 検査のために送出される超音波の波長
    λに対して、 プローブを検査対象表面に当接させた状態において結合
    材によって満たされた前記検査対象表面とセンサ部との
    間隔を（２ｎ＋１）／４λ（ｎは０又は正の整数）とし
    た請求項７乃至１０のいずれかに記載のプローブ。
12. 【請求項１２】 前記結合材の検査対象側を滑り性の良
    い材質にて形成した請求項４乃至１１のいずれかに記載
    のプローブ。
13. 【請求項１３】 検査対象との接触状態を検出する接触
    状態検出手段を備えた請求項４乃至１２のいずれかに記
    載のプローブ。
14. 【請求項１４】 前記接触状態検出手段は、前記当接部
    に設けられた少なくとも２つの電極を含む請求項１３に
    記載のプローブ。
15. 【請求項１５】 前記接触状態検出手段は、検査対象に
    よって押圧された結合材によって押圧されるスイッチを
    含む請求項１３に記載のプローブ。
16. 【請求項１６】 送出された超音波の検査対象からの反
    射波を検出するセンサ部を備えたプローブを有し、超音
    波を用いて検査対象内部の構造を検査する検査機器であ
    って、 前記プローブとして請求項４乃至１２のいずれかに記載
    のプローブを備えた検査機器。
17. 【請求項１７】 送出された超音波の検査対象からの反
    射波を検出するセンサ部を備えたプローブを有し、超音
    波を用いて検査対象内部の構造を検査する検査機器であ
    って、 前記プローブとして構成される請求項１３乃至１５のい
    ずれかに記載のプローブと、 前記接触状態検出手段によって検出された接触状態を報
    知する接触状態報知手段と、 を備えた検査機器。
18. 【請求項１８】 前記接触状態検出手段によって検出さ
    れた接触状態に応じて検査を開始する請求項１７に記載
    の検査機器。