JPH069610Y2 - Ultrasonic scan - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は超音波スキャナ、特に超音波振動子を機械的に
走査して被検体内の情報を画像表示する超音波スキャナ
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an ultrasonic scanner, and more particularly to an ultrasonic scanner that mechanically scans an ultrasonic transducer to image-display information within a subject.

［従来の技術］ 医療用等において被検体内の状態、例えば断層像をＣＲ
Ｔ表示器に画像表示する超音波スキャナが周知であり、
これは被検体内に超音波を送受波して得られた反射エコ
ー信号から所定の演算処理をすることにより行われる。[Prior Art] A state of the inside of the subject, such as a tomographic image, is CR
An ultrasonic scanner that displays an image on a T display is well known,
This is performed by performing predetermined arithmetic processing from the reflected echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in the subject.

そして、被検体内に超音波を送受波する方法としては振
動子を機械的に動かす機械的走査と、複数個の振動子を
電子的に走査して所定の方向に超音波を送受波する電子
的走査とがあり、前者の機械的走査の場合は一般に単一
の振動子をモータなどの駆動装置により動かし、所定範
囲の反射エコーを得るようにしている。Then, as a method for transmitting and receiving ultrasonic waves in the subject, there are mechanical scanning for mechanically moving the transducer and electronic for scanning ultrasonic waves in a predetermined direction by electronically scanning a plurality of transducers. In the former mechanical scanning, a single oscillator is generally moved by a driving device such as a motor to obtain a reflection echo within a predetermined range.

一方、電子的走査の場合は比較的小さな複数個の振動子
を直線状あるいはセクタ状（扇状）に配列し、これらの
振動子を選択的に励振制御することにより超音波ビーム
を所定方向に放射すれば、所定範囲から反射エコーが得
られる。On the other hand, in the case of electronic scanning, a plurality of relatively small transducers are arranged in a straight line or sector shape (fan shape) and the ultrasonic beam is emitted in a predetermined direction by selectively controlling excitation of these transducers. Then, the reflection echo can be obtained from the predetermined range.

このような走査の種類は、被検体の部位や情報の種類等
に応じて適宜選択される。The type of such scanning is appropriately selected according to the site of the subject, the type of information, and the like.

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記機械的走査（セクタ走査の場合）を
行う装置にあっては、駆動装置としてモータ及びモータ
の回転運動を往復揺動運動に変換する機構が必要であ
り、振動・騒音が大きいという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described device that performs mechanical scanning (in the case of sector scanning), a motor and a mechanism that converts rotational movement of the motor into reciprocating swing movement are required as a driving device. However, there was a problem that vibration and noise were large.

また、駆動位置を検出する位置センサも必要であり、前
記駆動装置とともに装置を構成する要素が多く、装置の
小型化が図れなかった。Further, a position sensor for detecting the driving position is also required, and there are many elements that compose the device together with the driving device, so that the device cannot be downsized.

考案の目的 本考案は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的は、振動や騒音がなく、かつ装置の小型化が可
能な超音波スキャナを提供することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above conventional problems,
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic scanner that is free from vibration and noise and that can be downsized.

［問題点を解決するための手段及び作用］ 前記目的を達成するために、本考案に係る超音波スキャ
ナは、精密変位制御が容易なバイモルフ型アクチュエー
タの自由端に超音波振動子を固定し、このアクチュエー
タによって超音波振動子を円弧状に移動させることを特
徴とする。[Means and Actions for Solving Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the ultrasonic scanner according to the present invention has an ultrasonic transducer fixed to a free end of a bimorph type actuator that can easily perform precise displacement control, The actuator is characterized in that the ultrasonic transducer is moved in an arc shape.

これによれば、アクチュエータは与えられる電圧に比例
してその変位量を変えることになるので、このアクチュ
エータに所定の電圧を順次与えることにより、超音波振
動子を円弧状に移動し、いわゆるセクタ走査させること
ができる。According to this, since the actuator changes its displacement amount in proportion to the applied voltage, by sequentially applying a predetermined voltage to this actuator, the ultrasonic transducer is moved in an arc shape, and so-called sector scanning is performed. Can be made.

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の好適な実施例を説明す
る。[Embodiment] A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図には、第１実施例の超音波スキャナの主要構成が
示されており、本考案は駆動部をアクチュエータとした
ことを特徴とする。FIG. 1 shows the main structure of the ultrasonic scanner of the first embodiment, and the present invention is characterized in that the driving unit is an actuator.

図において、バイモルフ型アクチュエータ１０は一般に
は精密変位素子といわれるもので、弾性金属補強板１２
を挾んで設けられた２枚の圧電素子１０ａ，１０ｂ（例
えばセラミックなどから成る）から構成され、これはス
キャナ本体の支持板１４にて保持されている。そして、
前記弾性金属補強板１２を中心電極とし２個の圧電素子
１０ａ，１０ｂに４０Ｖ〜１００Ｖ程度の電圧を印加し
ており、このために電源１６が設けられる。In the figure, a bimorph type actuator 10 is generally called a precision displacement element, and includes an elastic metal reinforcing plate 12
It is composed of two piezoelectric elements 10a and 10b (made of, for example, ceramic) sandwiched between the two, and is held by a support plate 14 of the scanner body. And
A voltage of about 40V to 100V is applied to the two piezoelectric elements 10a and 10b with the elastic metal reinforcing plate 12 as a center electrode, and a power supply 16 is provided for this purpose.

この場合、第１図のように結線すると第２図（ａ）に示
されるように、分極方向が対向するシリーズ型のアクチ
ュエータとなり、また第２図（ｂ）に示されるように、
中心電極（弾性金属補強板１２）と２個の圧電素子１０
ａ，１０ｂとの間に電圧を印加すると、分極方向が揃う
パラレル型のアクチュエータとなる。いずれであって
も、このような電圧の印加によって一方の圧電素子が伸
び、もう一方の圧電素子が縮むように構成することによ
り、所望の駆動作用を行わせることができる。In this case, when the wires are connected as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2 (a), a series type actuator having opposite polarization directions is obtained, and as shown in FIG. 2 (b),
Center electrode (elastic metal reinforcing plate 12) and two piezoelectric elements 10
When a voltage is applied between a and 10b, it becomes a parallel type actuator in which the polarization directions are aligned. In any case, by applying such a voltage, one piezoelectric element is expanded and the other piezoelectric element is contracted, whereby a desired driving action can be performed.

このアクチュエータ１０の先端には単一の超音波振動子
１８が取り付けられており、アクチュエータ１０の駆動
によってこの超音波振動子１８に円弧状の往復揺動運動
を与えることができる。実施例のアクチュエータ１０に
よれば、与える電圧によっても異なるが、３〜４ｍｍ程
度の変位量を得ることができ、図示の振れ角αの範囲を
走査することができることになる。A single ultrasonic oscillator 18 is attached to the tip of the actuator 10, and the ultrasonic oscillator 18 can be given a circular reciprocating swing motion by driving the actuator 10. According to the actuator 10 of the embodiment, the displacement amount of about 3 to 4 mm can be obtained and the range of the deflection angle α shown in the drawing can be scanned, although it depends on the applied voltage.

この走査角度は従来のモータ駆動と比較すると余り広く
はないが、画像表示する範囲が狭くても良い部位の場合
はこの程度の走査範囲のもので十分である。この走査範
囲が狭くても良いものとしては、例えば２０〜３０ＭＨ
ｚ程度の高い周波数の超音波を用いて被検体の表面を検
査する場合があり、これは皮膚癌，発毛状態、あるいは
皮膚のヤケド，ほくろ等の状態を観察する装置に用いら
れる。This scanning angle is not so wide as compared with the conventional motor drive, but in the case of a portion where the image display range may be narrow, a scanning range of this degree is sufficient. The scanning range may be narrow, for example, 20 to 30 MH
The surface of the subject may be inspected using ultrasonic waves having a high frequency of about z, and this is used for an apparatus for observing skin cancer, hair growth, skin burns, moles and the like.

従って、このような表面検査用の超音波スキャナとして
用いれば、振動・騒音のない良好な検査を行うことがで
きる。また、印加電圧とアクチュエータ１０の振れ角α
との間の相関関係により、アクチュエータ１０の移動位
置を把握することができるので、従来設けられている位
置検出器も不用となり、装置の小型化が可能となる。Therefore, if it is used as such an ultrasonic scanner for surface inspection, good inspection without vibration and noise can be performed. Also, the applied voltage and the deflection angle α of the actuator 10
Since the moving position of the actuator 10 can be grasped by the correlation between the position detector and the position detector, the position detector which is conventionally provided is unnecessary, and the device can be downsized.

次に、本考案の第２実施例を第３図に基づいて説明す
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第２実施例は、アクチュエータに電子走査を行う振動子
を設けたことを特徴とする。The second embodiment is characterized in that the actuator is provided with a vibrator for performing electronic scanning.

すなわち、アクチュエータ１０にはリニア状（セクタ状
でもよい）の振動子群２０が設けられ、この振動子群２
０は短冊状の振動子を複数個配列している。従って、こ
れらを電子制御すれば振動子の駆動方向と垂直の面の画
像を得ることができ、比較的広い範囲の画像を容易に得
ることが可能となる。That is, the actuator 10 is provided with a linear (or sector-shaped) vibrator group 20, and the vibrator group 2
0 is a plurality of strip-shaped vibrators arranged. Therefore, by electronically controlling these, it is possible to obtain an image of a plane perpendicular to the driving direction of the vibrator, and it is possible to easily obtain an image in a relatively wide range.

前記実施例では医療用の装置について説明したが、医療
分野に限らずその他の分野で振動子駆動装置として用い
ることができる。Although the medical device has been described in the above embodiments, it can be used as a vibrator driving device in other fields as well as in the medical field.

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、超音波振動子の
駆動を精密変位制御が容易なバイモルフ型アクチュエー
タの屈曲変位によって行うので、超音波振動子の駆動の
際に生ずる振動・騒音を低減しつつ被検査体の深さ方向
に広いセクタ状の画像情報を得ることが可能で、印加電
圧によってこのアクチュエータの変位量を制御できるの
で位置センサが不要となり、装置を小型化することがで
きるという効果を有する。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, since the ultrasonic transducer is driven by the bending displacement of the bimorph type actuator that can easily perform precise displacement control, it occurs when the ultrasonic transducer is driven. It is possible to obtain wide sector image information in the depth direction of the DUT while reducing vibration and noise, and because the displacement amount of this actuator can be controlled by the applied voltage, a position sensor is not required and the device can be downsized. It has the effect of being able to.

また、超音波振動子に各種の電子走査を行うものを用い
ることにより、従来では得られなかった範囲の画像を提
供可能となる。Further, by using an ultrasonic transducer that performs various electronic scans, it is possible to provide an image in a range that could not be obtained conventionally.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本考案の第１実施例に係る超音波スキャナを示
す構成図、 第２図はアクチュエータの構成を示す説明図、 第３図は本考案の第２実施例を示す説明図である。 １０……アクチュエータ １２……弾性金属補強板 １６……電源 １８……超音波振動子 ２０……振動子群。FIG. 1 is a configuration diagram showing an ultrasonic scanner according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of an actuator, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention. . 10 ... Actuator 12 ... Elastic metal reinforcing plate 16 ... Power supply 18 ... Ultrasonic transducer 20 ... Transducer group

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】バイモルフ型アクチュエータの自由端に超
音波振動子を固定し、前記アクチュエータの屈曲変位に
よって前記超音波振動子を円弧状に移動させることを特
徴とする超音波スキャナ。1. An ultrasonic scanner characterized in that an ultrasonic vibrator is fixed to a free end of a bimorph type actuator, and the ultrasonic vibrator is moved in an arc shape by bending displacement of the actuator. 【請求項２】前記超音波振動子は、複数個の振動子を配
列した振動子群から構成されることを特徴とする実用新
案登録請求の範囲（１）記載の超音波スキャナ。2. The ultrasonic scanner according to claim 1, wherein the ultrasonic transducer comprises a transducer group in which a plurality of transducers are arranged.