超声波探测器的制作方法

专利名称：超声波探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及发送接收超声波的超声波探测器，尤其涉及小型的手持型的超声波探测器，其在与通过将压电元件配设成长方形而进行电扫描来获得断层图像的阵列型元件或者单一元件的电气或机械的扫描方向正交的方向上进行机械式平行移动或摆动，由此获得生物体内的三维断层图像，并涉及适于以获得乳腺、甲状腺、颈动脉、体表血管、体表表层部等(以下称为浅表组织)的三维断层图像以及当从体表进行扫描时即使在其间存在肋骨或前自等也能够从狭窄的体表接触区域进行扫描而获得三维断层图像为主要目的的机械扫描方式的超声波探测器。
背景技术：
为了在短时间内简便地获得浅表组织的超声波诊断图像，需要获得体表附近的阵列型元件或单一元件的大幅度的视野区域，而且需要与阵列型元件或单一元件的扫描方向正交的方向上的沿着体表形状的大范围的机械扫描。许于手持型超声波探测器，能通过一个三维超声波探测器获得所有的浅表组织的三维图像，能够省去更换探测器这一诊断上的麻烦，此外无需多个三维超声波探测器而使得在成本方面有着较大的优势，然而，作为用于获得颈动脉或曱状腺等的三维断层图像的超声波探测器，由于诊断部位存在于颚下的关系，需要极力减小探测器的形状，从而存在相反的要求， 一方面要实现大范围的三维诊断区域，另一方面要实现小型的三维超声波探测器。另外，由于是手持型超声波探测器，所以还要求探测器小型轻巧。
以往，作为这种浅表组织断层图像取得方法，有下述方法在超声波探测器中设置乳房用施药器，使探测器本身旋转而获得乳房整个区域的断层图像(例如参照下述的专利文献l)。
另外，还有这样的方法，即，在水槽中配置超声波探测器，使探测器平行移动，从而获得乳房整体的断层图像(例如参照下述的专利文献2)。而且，还有这样的方法，即，采用皮带等使超声波探测器并行地移动来获得超声波图像(例如参照下述的专利文献3)。
另外，还有这样的方法，即，通过以阵列型元件的电子扫描方向的端部为中心进行旋转，实现手持型的三维超声波探测器(例如参照下述的专利文献4)。
进而，还有这样的方法，即，通过使凸状的阵列型元件机械地摆动，来获得三维超声波断层图像，实现手持型的三维超声波探测器(例如参照下述的专利文献5)。
另一方面，在通过从体表的扫描来获取心脏等的超声波诊断图像时，为了避免因存在于体表附近的声阻抗大的肋骨等的反射造成存在于肋骨之下的心脏的超声波诊断图像的缺损，需要从肋骨之间的狭窄区域进行超声波的发送和接收。并且，为了实现上述体表附近的狭窄的超声波发送接收区域，需要在体表附近或体表内部较浅区域设置超声波元件的摆动运动中心。
然而，机械地摆动超声波元件来进行扫描的手持型机械扫描式超声波探测器是无法使摆动的超声波元件与生物体直接接触的，因而，需要由窗和探测器壳体密封声耦合液体，在该液体内部使超声波元件摆动或旋转来进行扫描。这样的超声波元件能够通过将超声波束形成为较细的波束来提高图像分辨率，但为此要求超声波元件有最合适的开口直径，而且根据元件的大小，需要与摆动动作时的窗之间有适当的间隙，因而，要将生物体的体表附近的超声波发送接收区域形成得较窄或是在体表附近或者体表的较浅部位设置超声波元件的摆动中心是困难的。
作为现有的这种机械扫描式扇形超声波探测器，通过固定在转子上的辊和安装成能够以设在臂上的轴为中心摆动的支承体的背面上所设置的平行的槽，将马达的旋转运动转换为支承体的摆动运动，通过使固定于支承体的声学元件摆动而使元件机械地摆动来进行扫描(例如参照下述的专利文献6)。
另外，还有这样的方法，即，通过将专利文献6所记载的机构与音速比生物体慢的声耦合液体加以组合，使马达旋转角度与声学元件的摆动角度接近比例关系(例如参照下述的专利文献7)。
另外，还有这样的方法，即，采用圆弧状的导轨与皮带，在体表附近以假想的摆动中心从肋骨之间进行超声波的扫描(例如参照下述的专利文献8)。
专利文献1:(日本)实公昭59-190208号公报
专利文献2:(日本)实/>昭59-111110号7〉才艮
专利文献3:(日本)特开昭61-13942号7>才艮
专利文献4:(日本)特开平4-282136号公报
专利文献5:(日本)特开平3-184532号公净艮
专利文献6:(日本)实开昭59-42970号公报
专利文献7:(日本)特公平7-24659号公报
专利文献8:(日本)特开平6-38962号公报
然而，专利文献1所记载的发明是使已有的阵列型超声波探测器 旋转来获取图像的乳腺诊断专用的装置，并不像手持型超声波探测器 那样直接由医生把持探测器来进行操作，此外，也不能通过一个三维 超声波探测器来诊断颈动脉或甲状腺等其他诊断区域。
另外，专利文献2所记载的发明与专利文献1同样，不是手持型 三维超声波探测器，装置也大型而需要事先准备等的时间，无法对颈 动脉或曱状腺等其他诊断区域也一并简便地进行诊断。
另外，虽能够应用专利文献3所述的发明加以类推地将通过皮带 等平行移动超声波元件的机构应用于手持型超声波探测器，但是，在 采用缆线、正时皮带等使阵列型元件平行移动的情况下，需要在移动 的元件的两端配置带轮。在采用这样结构的情况下，由于元件的宽度 以及带轮的直径而必然形成机械移动范围较大的生物体接触部形状， 因而作为手持型三维超声波探测器并不理想。尤其是在诊断颈动脉或 曱状腺等的情况下，存在这样的问题当将手持型三维超声波探测器 抵靠到生物体的对象部位上时，颚等成为障碍而无法使探测器抵靠到 所希望的位置。
另外，专利文献4所记载的发明是以阵列型元件的电子扫描方向 的端部作为中心而进行旋转来获得三维的超声波图像的装置，与机械 旋转的中心附近的旋转移动量相比，从旋转中心离开的部分的旋转移
动量变大，因而，构成用于构筑三维断层图像的原数据的二维断层面 的间距越接近旋转中心则变得越小，而相反地随着离开旋转中心，间 距会变大，与距旋转中心的距离成比例，二维断层面的切片断面的间 距较大，在构筑出利用离开旋转中心的位置的断层图像数据的三维图像时，存在离开旋转中心的部位的分辨率变低的问题。
另外，由于以阵列型元件的电子扫描方向的端部作为中心进行旋 转，所以，需要一机构，该机构将旋转中心轴设置在从阵列型元件的 电子扫描方向的元件的长度露出的位置上，这样，在诊断静动脉、甲
状腺等部位的情况下，存在这样的问题在i貪断该it断部位时，比元 件长度大的生物体接触部与颚的部分触碰，难以使超声波探测器接触 到所期望的位置。
另外，上述专利文献5所记载的三维超声波探测器，通过机械地 摆动凸状的阵列型元件来获得三维超声波断层图像，所以，通过从元 件的摆动旋转中心到阵列型元件末端的距离决定了探测器末端的生物 体接触部的曲率，在接触到作为比较平坦形状的浅表组织部位时，为 了实现在机械摆动扫描的两端部与生物体可靠接触的生物体接触部形 状，需要增大从机械摆动的旋转中心到阵列型元件末端的距离，增大 生物体接触部的曲率。另外，若要增大从机械摆动的旋转中心到阵列 型元件末端的距离，则存在这样的问题由于上述距离的增大而使得 手持型三维超声波探测器的大小变大，作为手持型三维超声波探测器， 其大小或质量的增加会导致当进行诊断时探测器的操作难以进行。
另一方面，专利文献6所记载的发明是这样的机构，即，通过固 定在转子上的辊和安装成能够以设在臂上的轴为中心摆动的支承体的 背面上所设置的平行的槽，将马达的旋转运动转换为支承体的摆动运 动，通过使固定于支承体的声学元件摆动而使元件机械地摆动来进行 扫描，这样存在这样的问题元件的摆动角度相对马达的旋转角度不 成比例，在按一定速度使马达旋转时，无法使超声波束的角度按相等 的角度振动。
另外，由于使马达向一个方向连续旋转而通过上述机构变换成为 摆动运动，所以元件的摆动角度、即声学扫描的角度始终为一定的角 度，例如在以心脏等活动快的脏器作为超声波诊断对象的情况下，当 为了使超声波图像相对脏器活动的描画追随性良好而使马达以高速旋 转时，声学扫描线的密度变低，导致图像劣化。而要取得来自生物体 的超声波反射回声则需要取决于生物体的音速的时间，为了以活动快 的脏器为对象而没有图像劣化地获得超声波诊断图像，需要以狭小的 扫描角度摆动，但专利文献6所记载的发明要自由设定摆动角度而提高摆动速度是很困难的。而且，该扫描线密度是与摆动角速度成反比
例的关系，在上述的机构中存在这样的问题在尤其重要的摆动角度 的中央部，摆动角速度快，即扫描线密度低。
而且，专利文献6所记载的发明以配置在与生物体接触的窗的内 侧的元件摆动中心轴为中心进行摆动运动，在其构造上，不得不从与 生物体接触的窗离开、即从生物体离开的位置配置元件的摆动中心， 因而存在这样的问题实际的声学扫描线在窗表面、即生物体接触部 扩宽，当在生物体附近存在肋骨等声阻抗大而反射超声波的东西时， 会被肋骨等遮挡而无法描画出存在于其下的生物体内部的脏器。
另外，专利文献7所记栽的发明，将专利文献6所记栽的机构与 音速比生物体慢的声耦合液体加以组合，但却不能使马达旋转角度与 声学元件的摆动角度成为完全的比例关系。另外，在专利文献7所记 载的发明中，与专利文献6相同，以配置在与生物体接触的窗的内侧 的元件摆动中心轴为中心进行摆动运动，在其构造上，不得不在从与 生物体接触的窗离开的位置配置元件的摆动中心，因而存在这样的问 题实际的声学扫描线在窗表面、即生物体接触部扩宽，当在生物体 附近存在肋骨等声阻抗大而反射超声波的东西时，被肋骨等遮挡而无 法描画出存在于其下的生物体内部的脏器。另外，与专利文献6相同， 为了提高相对于活动快的脏器的时间追随性，要设小摆动角度来提高 摆动速度是困难的，难以自由设定对应于诊断部位的扫描线密度和摆 动速度。
另外，在专利文献8所记载的发明中，由于与导轨嵌合滑动的臂 的宽度和设在导轨外侧的辊的干涉的限制，需要在实际的元件摆动范 围的外侧配置辊，探测器的外侧的形状由于上述辊的配置而需要形成 得比较大，在探测器的小型化以及轻量化方面很成问题。而且，当从 肋骨弓下、即肋骨的下侧扫描心脏等时，需要从肋骨的下侧向接近与 体表平行的方向移动探测器来进行扫描，因辊的配置而造成的探测器 的摆动方向的鼓出成为了进行超声波扫描方面的障碍。另外，需要导 轨或多个辊或皮带等多个机构部件，部件的成本和组装的复杂性等也 成为问题
发明内容
本发明鉴于上述问题而作出，其目的在于提供一种手持型机械扫 描式超声波探测器，其能够以用于实现生物体接触面的大范围扫描区 域的大曲率扫描超声波元件，且能够将探测器小型化及轻量化，适于 乳房、颈动脉、甲状腺等浅表组织。
另外，本发明鉴于上述问题而作出，提供一种机械扫描式超声波 探测器，其适于肋骨或前自的间隙等狭小的生物体接触区域或者从肋 骨弓下也即肋骨下侧扫描心脏等时的扇形扫描，小型、轻量且廉价。
另外，本发明提供一种超声波探测器，其是适于从肋骨下侧扫描 心脏等时的扇形扫描的机械扫描式超声波探测器，能够从生物体的体 表附近的狭小区域接收发送超声波。
为了达成上述目的，本发明的超声波探测器特征在于，在由超声
波探测器的窗与外壳包围且密封有声耦合液体的区域中具备马达， 固定在探测器外壳的外侧；第一圆筒带轮，固定在所述探测器外壳的 内侧，所述马达的马达轴贯通该第一圓筒带轮；臂，固定在贯通所述 第一圓筒带轮而突出的所述马达轴上；第二圆筒带轮，设置成能够以 带轮轴为中心进行转动，所述带轮轴固定在所述臂的与马达轴固定端 相反的一侧端部上；滑动轴承，固定在所述第二圆筒带轮上；滑动轴， 由所述滑动轴承以能够滑动的方式安装，经由所述滑动轴承在与所述 马达轴相反的一侧固定超声波元件；导轨，固定在所述探测器外壳的 内侧，形成为在从所述超声波元件朝向所述马达轴方向的延长线上具 有曲率中心的圆弧状；以及辊，连结在所述滑动轴上，相对于所述导 轨以接触状态进行移动。
根据该构成，超声波元件在与以导轨曲率中心为中心倾斜的同时， 通过伸缩运动而进行以导轨曲率中心为中心的具有大曲率的摆动运 动，能够实现与具有从导轨曲率中心至超声波元件的长臂的摆动机构 等价的摆动运动，而且能够使超声波探测器小型化。
另外，其特征在于，在所述滑动轴与所述滑动轴承之间设有弹性 体，以便将所述辊压在所述导轨的接触面上。
根据该构成，固定在滑动轴的末端上的超声波元件以左右摆动的 状态相对滑动轴承进行伸缩运动。
另外，其特征在于，在所述滑动轴与所述滑动轴承之间设有弹簧， 以便将所述辊压在所述导轨的滑动轴承侧面上。根据该构成，固定在滑动轴的末端上的超声波元件以左右摆动的 状态相对滑动轴承进行伸缩运动。
另外，其特征在于，作为所述辊，以分别与所述导轨的滑动轴承 侧面和与滑动轴承相反的一側的面相接触而将所述导轨夹入的方式配 置有多个辊。
根据该构成，多个辊将导轨夹入而能够沿着导轨进行滑动。
另外，其特征在于，作为以夹入所述导轨的方式配置的所述多个
辊，具有可转动地安装在所述滑动轴上的辊、和设置成相对于安装在
所述滑动轴上的所述辊以弹簧相互牵拉的辊。
根据该构成，多个辊夹入导轨而能够沿着导轨进行滑动。
另外，其特征在于，配置有多个所述导轨，并且所述导轨配置成
所述辊^皮夹入在导轨之间。
根据该构成，辊被夹入在导轨之间，能够沿着导轨滑动。
另外，其特征在于，以通过弹簧相互弹斥的方式安装有多个夹入
在所述导轨之间的所述辊。
根据该构成，辊安装成通过弹簧相互弹斥，能够吸收相对于导轨
的槽的游隙。
另外，其特征在于，所述第一圆筒带轮的直径与所述第二圓筒带
轮的直径的比率为1比2，从所述导轨的曲率中心至所述马达轴的长度 与所述臂从所述马达轴至所述第二圆筒带轮的长度相等。
根据该构成，第二圆筒带轮通过臂的倾斜，以第二圆筒带轮为中 心而与马达轴的旋转方向相反地旋转1/2，当使马达轴旋转时，固定有 超声波元件的滑动轴以导轨曲率中心为摆动的中心， 一直在保持马达 轴旋转角的1/2的角度的同时进行摆动动作。
另外，其特征在于，所述臂从马达轴固定端至固定带轮轴的另一 端的长度设定成，等于或大于从所述带轮轴至所述辊轴的长度。
根据该构成，导轨曲率中心配置在比马达轴更远处，能够更加小 型化以大曲率半径的摆动轨迹使超声波元件摆动动作的机构。
另外，其特征在于，固定于所述滑动轴的超声波元件是电子扫描 型的阵列型超声波元件，在与所述阵列型超声波元件的电子扫描方向 正交的方向上进行机械扫描，由此能够利用电子扫描和机械扫描进行 正交的两个截面的扫描。根据该构成，能够实现以容易与浅表组织紧密接触的大曲率进行 机械扫描的三维超声波探测器。
为了达成上述目的，本发明的超声波探测器，其特征在于，在由
超声波探测器的窗与外壳包围且密封了声耦合液体的区域中具备第 一带轮，固定在探测器外壳的内侧，在探测器外壳的外侧固定有马达， 所述马达的马达轴贯通第一带轮；臂，固定在贯通所述第一带轮而突 出的所述马达轴上；第二带轮，设置成能够以带轮轴为中心进行转动， 所述带轮轴固定在所述臂的与马达轴固定端相反的一侧；连结部件， 结合所述第一带轮和第二带轮；滑动轴承，固定在所述第二带轮上； 滑动轴，借助所述滑动轴承安装成能够进行滑动，在一端固定有超声 波元件；辊轴，设置在所述滑动轴的另一端；导轨，固定在所述探测 器外壳的内側，而且形成为在从所述滑动轴的所述辊轴固定端朝向所 述超声波元件方向的延长线上具有曲率中心的圆弧状；以及辊，经由 连结在所述滑动轴上的辊轴相对于所述导轨以接触状态进行移动。
根据该构成，当马达轴进行旋转或摆动动作时，超声波元件摆动 动作的轨迹以导轨的曲率中心为摆动动作的中心而进行摆动动作，能
够实现在密封了声耦合液体的窗的表面或其前后设置扇型声学扫描的 中心的机构，而且，能够保持马达的旋转角度和声学元件的摆动角度 的比例关系还有从声学元件至窗的距离为一定，能够实现可以从生物 体的体表附近的狭小区域进行超声波的发送及接收的超声波探测器。
另外，其特征在于，在所述滑动轴与所述滑动轴承之间设有弹性 体，以便将所述辊压在所述导轨的接触面上。
根据该构成，固定在滑动轴的末端上的超声波元件以左右摆动的 状态相对滑动轴承进行伸缩运动。
另外，其特征在于，在所述滑动轴与所述滑动轴承之间设有作为 所述弹性体的弹簧，以便使所述辊接触在所述导轨的所述滑动轴承侧。
根据该构成，固定在滑动轴的末端上的超声波元件以左右摆动的 状态相对滑动轴承进行伸缩运动。
另外，其特征在于，在所述滑动轴与所述滑动轴承之间设有作为 所述弹性体的弹簧，以便使所述辊接触在所述导轨的与所述滑动轴承 相反的一侧。
根据该构成，固定在滑动轴的末端上的超声波元件以左右摆动的状态相对滑动轴承进行伸缩运动。
另外，其特征在于，以分别与所述导轨的滑动轴承侧面和滑动轴
承侧面的相反侧相接触而将所述导轨夹入的方式配置有多个辊。 根据该构成，多个辊夹入导轨而能够沿着导轨进行滑动。 另外，其特征在于，作为以夹入所述导轨的方式配置的所述多个
辊，具有可转动地安装在所述滑动轴上的辊、和设置成相对于安装在
所述滑动轴上的所述辊以弹簧相互牵拉的辊。
根据该构成，多个辊夹入导轨而能够沿着导轨进行滑动。
另外，其特征在于，配置有多个所述导轨，并且所述导轨配置成
所述辊净皮夹入在导轨之间。
根据该构成，辊被夹入在导轨之间，能够沿着导轨滑动。
另外，其特征在于，以通过弹簧相互弹斥的方式安装有多个夹入
在所述导轨之间的所述辊。
根据该构成，辊安装成通过弹簧相互弹斥，能够吸收相对于导轨
的槽的游隙。
另外，其特征在于，所述第一带轮的直径与所述第二带轮的直径
的比率为1比2，从所述导轨的曲率中心至所述马达轴的长度与所述臂 从所述马达轴至所述第二带轮的长度相等。
根据该构成，第二带轮通过臂的倾斜，以第二带轮为中心与马达 轴的旋转方向相反地旋转1/2,当使马达轴旋转时，固定有超声波元件 的滑动轴以导轨曲率中心为摆动的中心， 一直在保持马达轴旋转角的 1/2的角度的同时进行摆动动作。
另外，其特征在于，所述臂从马达轴固定端至带轮轴固定端的长 度设定成，等于或大于从所述带轮轴至所述辊轴的长度。
根据该构成，导轨曲率中心配置在比马达轴更远处，能够更加小 型化以大曲率半径的摆动轨迹使超声波元件摆动动作的机构。
另外，其特征在于，固定于所述滑动轴的所述超声波元件是电子 扫描型的阵列型超声波元件，在与所述阵列型超声波元件的电子扫描 方向正交的方向上进行机械扫描，由此能够利用电子扫描和机械扫描 进行正交的两个截面的扫描。
根据该构成，能够实现以容易与浅表组织紧密接触的大曲率进行 机械扫描的三维超声波探测器。为了达成上述目的，本发明的超声波探测器，其特征在于，具备 马达；第一臂，安装在所述马达的旋转轴上，能借助所述旋转轴的旋 转而转动；第二臂，在末端部安装有超声波元件；槽部，设在所述第 二臂上，收纳所述第一臂的末端，使得所述第一臂的末端能够与所述 第二臂平行地移动；第三臂， 一端借助第一轴可转动地安装于所述第 二臂而另一端借助第二轴可转动地安装于所述第一臂，构成两端能够 转动的连杆机构，所述第一轴设置在所述第二臂的与固定所述超声波 元件的一端相反一侧的端部上，而所述第二轴设置在所述第一臂的旋 转中心和所述第二臂的槽部之间的任意位置上；以及弹簧，将通过所 述第一轴结合所述笫二臂与第三臂的端部如下所述牵拉，即，沿马达 轴垂线向所述第二臂的与固定所述超声波元件的一端相反的一侧牵 拉；通过所述马达的所述旋转轴的旋转，使安装有所述超声波元件的 所述第二臂摆动扫描。
根据该构成，通过以马达轴为中心转动固定于马达轴的第一臂，
第一臂的末端一边在设于第二臂的槽部平行移动一边使第二臂摆动。 第三臂的第一轴固定端与第二臂的第一轴固定端可转动地安装，第三 臂的第二轴固定端在第一臂的中间位置上可转动地安装，通过第一臂 的末端、第三臂的笫二轴固定端、笫三臂的第一轴固定端构成了三角 形。根据该构成使第一臂旋转时，第二臂的末端按照具有比以马达轴 为中心的摆动更大的曲率的轨迹进行摆动。
另外，其特征在于，所述第三臂与所述第一臂的连结点至所述第 三臂与所述第二臂的连结点之间的长度设定成，与所述第一臂和所述 第三臂的连结点至所述第一臂和所述第二臂的连结点之间的长度相 等，在一交点和由所述第一轴结合所述第二臂与所述第三臂的端部之 间，设置所述弹簧，所述交点是所述马达轴垂线与所述第一臂末端的 轨迹的交点中位于与所述超声波元件的固定端相反的一侧的交点，由 各连结点构成的三角形为等腰三角形。
根据该构成，当使第一臂旋转规定角度时，第二臂的末端以摆动 时的第三臂与第二臂的连结点所描画出的圆弧轨迹的中心点作为假想 的中心点，按规定角度的1/2旋转，能够采用短臂来实现与使用了以 假想的中心点为中心摆动的长臂的摆动轨迹相同的摆动轨迹。
另外，其特征在于，连结所述第一臂和所述第三臂的所述第二轴配置在比从所述笫一臂的所述旋转中心至所述第一臂末端的距离的中 间点更靠所述第 一臂的末端侧。
根据该构成，在使第一臂摆动时，能够减小第三臂与第二臂的连 结点从马达轴向外側突出的量，能够更加小型化进行超声波元件的摆 动扫描的机构。
另外，其特征在于，在所述马达的所述旋转轴上设置减速机构， 在由所述减速机构减速了的旋转轴上固定所述第一臂的所述旋转中心 而进行摆动。
根据该构成，按远比超声波元件的摆动角度大的旋转角度旋转控 制马达，即使采用节距大的脉冲马达或节距大的编码器等也能够较为 精细地对元件部进行位置控制。
另外，其特征在于，所述超声波元件是电子扫描型元件，在电子 扫描和与电子扫描正交的方向上机械地摆动。
根据该构成，能够实现可以通过电子扫描和机械扫描进行三维扫 描的超声波探测器。
为了达成上述目的，本发明的超声波探测器，其特征在于，具备 马达；第一臂，安装在所述马达的旋转轴上，能借助所述旋转轴的旋 转而转动；第二臂，在窗侧末端部安装有超声波元件；槽部，设在所 述第二臂上，收纳所述第一臂的末端，使得所述第一臂的末端能够与 所述第二臂平行地移动；第三臂， 一端借助笫一轴可转动地安装于所 迷第二臂而另一端借助笫二轴可转动地安装于所述第一臂，构成两端
能够转动的连杆机构，所述第一轴设置在安装于所述第二臂的所述超 声波元件的固定端与所述槽部之间，而所述第二轴设置在所述第一臂 的旋转中心和所述第二臂的槽部之间的任意位置上；以及弹簧，将通
过所述第一轴结合所述第二臂与所述第三臂的端部如下所述牵拉，即， 沿马达轴垂线向所述第二臂的固定所述超声波元件的一端侧牵拉；通 过所述马达的所述旋转轴的旋转，使安装有所述超声波元件的所述第 二臂摆动扫描。
根据该构成，通过以马达轴为中心转动固定于马达轴的第一臂， 第一臂的末端一边在设于第二臂的槽部中平行移动一边使第二臂摆 动。第三臂的第一轴固定端借助设在第二臂的超声波元件固定端和槽 部之间的笫一轴而可转动地安装，第三臂的第二轴固定端借助设置在第一臂的末端与旋转中心之间的第二轴而可转动地安装，通过第一臂 的末端、第三臂的第二轴固定端、第三臂的第一轴固定端构成了三角
形，由弹簧将通过第一轴可转动地连结第二臂和三臂的部分向第二臂 的超声波元件固定端侧牵拉。根据该构成使第一臂旋转时，固定在第 二臂的窗側的超声波元件能够以窗附近为假想的摆动中心进行摆动动 作。
另外，其特征在于，所述第三臂与所述第一臂的连结点至所述第 三臂与所述第二臂的连结点之间的长度设定成，与所述第一臂和所述 第三臂的连结点至所述第一臂和所述第二臂的连结点之间的长度相 等，在一交点和由所述第一轴结合所述第二臂与所述第三臂的端部之 间，设置所述弹簧，所述交点是所述马达轴垂线与所述第一臂末端的 轨迹的交点中位于超声波元件固定端側的交点，由各连结点构成的三 角形为等腰三角形。
根据该构成，当使第一臂旋转规定角度时，第二臂的末端以摆动 时的第一臂末端所描画出的圆弧轨迹与从马达轴向图面上下引出的垂
线的交点作为假想的中心，按规定角度的1/2旋转，能够以假想的摆 动中心作为中心进行摆动动作。
另外，其特征在于，连结所述第一臂和所述第三臂的所述第二轴 配置在比从所述第一臂的所述旋转中心至所述第一臂末端的距离的中 间点更靠所述第 一 臂的末端侧。
根据该构成，在使第一臂摆动时，能够减小第三臂与第二臂的连 结点从马达轴向下方突出的量，能够将超声波元件以及机构配置在比 超声波元件的摆动中心点、即窗附近更靠内侧，能够实现在摆动时超 声波元件不会触碰到窗的构成。
另外，其特征在于，在所述马达的所述旋转轴上设置减速机构， 在由所述减速机构减速了的旋转轴上固定所述第一臂的所述旋转中 心，而将所述马达配置在从超声波探测器的窗离开的方向上进行摆动。
根据该构成，按远比超声波元件的摆动角度大的旋转角度旋转控 制马达，即使采用节距大的脉冲马达或节距大的编码器等也能够较为 精细地对元件部进行位置控制。而且，通过不将马达轴直接固定在第 一臂上而是加设减速机构，能够将马达配置在从超声波探测器的窗向 上方离开的位置上，能够不使马达从作为体表接触部的窗突出地进行配置。
另外，其特征在于，所述超声波元件是电子扫描型元件，在电子 扫描和与电子扫描正交的方向上机械地摆动，或者，所述超声波元件 是单一元件，通过独立地旋转或摆动而进行机械扫描，在与所述机械 扫描正交的方向上机械地摆动。
根据该构成，能够实现可以进行三维扫描的超声波探测器。 根据本发明，能够以短臂、即小型的摆动机构来实现按大的摆动 曲率机械摆动超声波元件的机构，能够实现手持型超声波探测器的小 型轻量化，能够实现诊断时的操作性得到改良的超声波探测器。尤其
围k野区域的实现;小型轻量化的'实:这样相反的要求，能够提供适 于乳房、颈动脉、甲状腺等浅表组织的手持型机械扫描式超声波探测 器。
另外，根据本发明，通过上述构成，能够实现从生物体接触面的 狭小区域进行的超声波扫描，能够将马达等驱动源的旋转角度和超声 波元件的旋转角度保持为一定的关系，通过将马达等驱动源的旋转速 度保持为一定，具有能够将声学扫描线的密度保持为一定的效果。而 且，由于一直将马达轴的旋转角度和超声波元件的摆动角度保持一定 的关系，所以能够通过按一定速度使马达轴旋转来将超声波元件的摆 动速度设为一定，能够将构筑超声波图像的扫描线的密度保持为一定。 进而，若按狭小的角度进行马达轴的正反旋转的话，则能够均勻地提 高描画动作快的脏器的特定部位时的声学扫描线密度。根据上述效果， 能够实现适于从肋骨之间取得心脏的超声波诊断图像或者经由新生儿 的前囱来取得脑的超声波诊断图像的机械扫描式超声波探测器。
另外，根据本发明，能够以短臂即小型的摆动机构来实现按大的 摆动曲率机械摆动超声波元件的机构，能够实现手持型超声波探测器 的小型轻量化，能够实现诊断时的操作性得到改良的超声波探测器。 尤其是满足了诊断浅表组织的超声波探测器所要求的大的体表附近的 大范围视野区域的实现和小型轻量化的实现这样相反的要求，能够提 供适于乳房、颈动脉、曱状腺等浅表组织的手持型机械扫描式超声波 探测器。
另外，根据本发明，通过由马达的转动运动使超声波元件机械摆动而进行扫描，超声波元件的摆动动作的轨迹能够进行以与生物体接 触的窗的附近为中心的运动，通过将超声波元件的扇形放射的中心点 设定在窗附近，能够避开超声波发送接收路径的障碍物而进行扫描。


图1是本发明的第一实施方式的超声波探测器的主视图。
图2是本发明的第一实施方式的超声波探测器的侧视图。 图3是说明本发明的第一实施方式的超声波探测器的摆动时状态 的主视图。
图4是本发明的第二实施方式的超声波探测器的侧视图。 图5是本发明的第三实施方式的超声波探测器的側视图。 图6是本发明的第四实施方式的超声波探测器的侧视图。 图7是本发明的第五实施方式的超声波探测器的侧视图。 图8是本发明的第六实施方式的超声波探测器的侧视图。 图9是本发明的第七实施方式的超声波探测器的侧视图。 图IO是本发明的第八实施方式的超声波探测器的侧视图。 图ll是本发明的第九实施方式的超声波探测器的側视图。 图12是本发明的第九实施方式的超声波探测器的主视图。 图13是说明本发明的第九实施方式的超声波探测器的摆动时状态 的主视图。
图14是本发明的第十实施方式的超声波探测器的侧视图。 图15是本发明的第十一实施方式的超声波探测器的侧视图。 图16是本发明的第十二实施方式的超声波探测器的侧视图。 图17是本发明的第十三实施方式的超声波探测器的侧视图。 图18是本发明的第十四实施方式的超声波探测器的侧视图。 图19A是说明本发明的第十五实施方式的超声波探测器的主视图。
图19B是说明本发明的第十五实施方式的超声波探测器的側视图。 图20是说明本发明的第十五实施方式的超声波探测器的摆动时状 态的图。
图21A用于说明本发明的笫十六实施方式的超声波探测器，是除 去探测器外壳观看得到的主视图。图21B用于说明本发明的第十六实施方式的超声波探测器，是包 括探测器外壳从侧方观看得到的剖视图。
图22是说明本发明的第十六实施方式的超声波探测器的摆动时状 态的示意图。
具体实施方式
<第一实施方式>
下面参照附图对本发明实施方式的超声波探测器进行说明。图1 和图2分别是本发明笫一实施方式的超声波探测器的主视图和侧视图。 在图2中，马达l的马达轴17根据来自未图示的超声波诊断装置等的 外部的驱动电信号进行旋转或摆动动作。超声波元件2被收纳在由窗3 和探测器外壳7所包围的区域内，在该区域内注入了用于传播由超声 波元件2所接收和发送的超声波信号的声耦合液体4。
固定在探测器外壳7的外侧的马达1的马达轴17，经由未图示的 油封等密封材料贯通探测器外壳7以及固定在该探测器外壳7上的第 一圆筒带轮5，固定在探测器外壳7内的臂16上。在臂16的另一端部 上固定有带轮轴20，第二圓筒带轮8安装成能够以带轮轴20为中心进 行转动。第一圆筒带轮5和第二圆筒带轮8分别通过缆线6和第一缆 线固定件9以及第二缆线固定件18而得以固定。
在第二圆筒带轮8上固定有滑动轴承15，在滑动轴承15上可滑动 地安装有滑动轴14。在滑动轴14上固定有辊轴13，以辊轴13为中心 可转动地安装有辊10，辊10由配设在滑动轴14的一部分与滑动轴承 15的一部分之间的弹簧11牵拉，而与设置在探测器外壳7的内侧的导 轨12—直接触。
在这样的构成中，当由马达轴17的旋转使臂16倾斜时，由于第 一圆筒带轮5和第二圆筒带轮8由缆线6固定，且第一圓筒带轮5固定 在探测器外壳7上，所以，第二圓筒带轮8在由臂16所引起的倾斜的 同时以带轮轴20为中心进行旋转动作。在第二圆筒带轮8上，固定有 滑动轴承15，滑动轴承15与第二圆筒带轮8同样通过马达轴17的旋 转同时进行倾斜和旋转。通过滑动轴承15安装成能够进行滑动的滑动 轴14也进行同样的动作，但安装成能够以固定于滑动轴14的辊轴13 为中心进行转动的辊IO具有由弹簧11牵拉而与设在探测器外壳7的内侧的导轨12—直接触的结构，滑动轴14通过马达轴17的旋转，在 倾斜和旋转的同时沿着导轨12的形状进行伸缩动作。
在此，如图l所示那样，若设导轨12的导轨曲率中心为19的话， 则从导轨曲率中心19至第一圆筒带轮5的中心即马达轴17的中心的 距离L2与从第一圆筒带轮5的中心至第二圆筒带轮8的中心的距离L, 相等，且第一圆筒带轮5的直径与第二圆筒带轮8的直径的尺寸比率 为1比2。
下面，采用图3对使超声波元件2摆动的状态进行详细说明。在 本发明的构成中，通过将从导轨曲率中心19至马达轴17的中心的长 度L2设定成与从臂16的马达轴17固定点的中心至第二圆筒带轮8的 中心的长度"相等，由第二圆筒带轮8的中心、马达轴17的中心和导 轨曲率中心19所形成的三角形为等腰三角形，图3所示的马达轴旋转 角21和元件摆动角22—直保持2比1的关系。另外，第一圆筒带轮5 的直径与第二圆筒带轮8的直径为1比2，通过缆线或钢带等固定笫一 圓筒带轮5和第二圆筒带轮8，由此，通过臂16的倾斜，第二圆筒带 轮8以笫二圆筒带轮8为中心向与马达轴17的旋转方向相反的方向旋 转1/2。
因此，当使马达轴17旋转时，固定了超声波元件2的滑动轴14 以导轨曲率中心19为摆动的中心， 一直保持着马达轴旋转角21的1/2 的角度而进行摆动动作。
另外，在固定有超声波元件2的滑动轴14上设置辊10,相对于导 轨12在弹簧11的作用下一直进行接触地构成，由此，超声波元件2 在向左右摆动的状态下相对于滑动轴承15进行滑动，固定有滑动轴承 15的第二圆筒带轮8的带轮轴20与超声波元件2的距离相对地进行伸 缩运动。
如上所述，超声波元件2在以导轨曲率中心19为中心倾斜的同时， 通过伸缩运动进行具有以导轨曲率中心19为中心的大曲率的摆动运 动。从而，能够实现与具有从导轨曲率中心19至超声波元件2的长臂 的摆动机构等价的摆动运动，能够使超声波探测器小型化。
另外，在本实施方式中，作为辊IO，示出了由设置在滑动轴承15 的相反侧的弹簧11向导轨12拉入的构成，即，通过弹簧11将辊10 向导轨12的滑动轴承相反侧面按压的构成，但也可以是将辊10设在导轨12的内侧(滑动轴承侧)而由弹簧11推压的构成，即，通过弹 簧11将辊10向导轨12的滑动轴承侧面推压的构成。而且，为了减小 滑动阻力，辊10形成为能够通过辊轴13转动，但导轨12或辊10的材 质采用滑动阻力小的特氟隆(注册商标)树脂等，则无需形成设成能 借助辊轴13转动的形式。
另外，作为一直使辊10与导轨12接触的方法，也可以由两个以 上的辊夹入导轨。另外，也可以是设置两根导轨12而在这两根导轨之 间夹入辊的构成，此时，可将两个以上的辊安装成相互由弹簧弹斥， 吸收相对于导轨的槽的游隙。
另外，在本实施方式中，以超声波元件2的倾斜角度的中心一直 在一个点而进行摆动、且超声波元件2的摆动轨迹也为相同的中心位 置的实施方式进行了说明，但摆动角度的中心以及元件摆动轨迹的中 心也可以不同，此时，无需将从导轨曲率中心19至马达轴17的中心 的长度设定为与从马达轴17中心到第二圆筒带轮8的长度相等、或者 将第一圆筒带轮5与第二圆筒带轮8的直径的比率设为1比2。
另外，超声波元件2可以是作为单一的元件的、通过上述摆动机 构进行机械扫描的机械式超声波探测器，但超声波元件2为电子扫描 型的超声波元件时，通过将超声波元件配置成在与机械摆动方向正交 的方向上进行电子扫描，能够实现通过电子扫描所进行的扫描和机械 摆动所进行的扫描来获得三维的超声波图像的超声波探测器。
另外，通过将臂16的从马达轴17的固定端至带轮轴20的固定端 的长度设定成，等于或大于从带轮轴20至辊10的中心的长度，导轨 曲率中心19相对马达轴17配置在较远处，能够使得按大曲率半径的 摆动轨迹使超声波元件2摆动动作的机构更为小型化。
另外，将超声波元件2作为电子扫描型的阵列元件，在与阵列元 件的电子扫描方向正交的方向上采用上述机构进行机械扫描，由此， 能够实现容易紧密接触于浅表组织的以大曲率进行机械扫描的三维超 声波探测器。
<第二实施方式>
图4示出了本发明第二实施方式的超声波探测器。关于与第一实 施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以i兌明。在第二实施方式 中，与第一实施方式较大不同之处在于，将导轨12a与探测器外壳7一体化。通过这样构成，在由模具制作探测器外壳7时没有了底切的 部分，所以，能够向窗3的方向沿成型后的探测器外壳7的方向拉起 模具，无需使用滑动模具等，削减了模具的费用，能够以低成本进行 制造。另外，由于由弹簧ll一直将辊10向导轨12a的方向按压，所以， 能够一直将超声波元件2与窗3的距离保持为一定的间隔。 <第三实施方式>
图5示出了本发明的笫三实施方式的超声波探测器。关于与上述 实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以说明。本实施方式的 超声波探测器将窗侧朝下使用时是有效的。超声波元件2能够借助自 重作用而在导轨12和辊10a接触的同时摆动动作到窗3侧，即使没有 弹簧ll，也能够将超声波元件2和窗3保持为一定的距离，与此同时 使超声波元件2摆动。另外，根据本实施方式，即使在使探测器落下 那样的场合也能够将超声波元件2和窗3 —直保持为一定距离，在使 探测器下落时，能够避免超声波元件2与窗3沖撞而致使元件破损。
<第四实施方式>
图6示出了本发明的第四实施方式的超声波探测器。关于与上述 实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以^说明。本实施方式的 超声波探测器，在第三实施方式的基础上，能够通过弹簧ll以弹簧ll 的力一直将超声波元件2和窗3保持为一定距离，因而，即使在上下 颠倒朝向使探测器与生物体接触时，也能够在所有的探测器姿势下一 直将超声波元件2和窗3的距离保持为一定。
<第五实施方式>
图7示出了本发明的第五实施方式的超声波探测器。关于与上述 实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以i兌明。本实施方式的 超声波探测器，配置成通过两个辊IO、 10a夹入导轨12，通过两个辊 而沿着导轨12将超声波元件2和窗3的距离一直保持为一定，根据该 结构，可避免下述情况在借助弹簧ll的力使滑动轴、即超声波元件 2伸缩时，将辊IO推压到导轨12上的力根据摆动的位置的不同而发生 变化。因而，能够避免借助马达1摆动的机械负荷根据摆动角度而发 生变化，在用于进行摆动的马达l的控制方面无需考虑上述的负荷变 动。
<第六实施方式>图8示出了本发明的第六实施方式的超声波探测器。关于与上述 实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以i兌明。本实施方式的 超声波探测器构成为，由两个辊IO、 10a将导轨12夹入、进而由弹簧 lla将两个辊lO、 10a相互牵拉，因而，即使由两个辊IO、 10a夹入的 导轨12的宽度多少有些不均，也能够在弹簧lla的力的作用下将辊10、 10a向一起牵拉，这样能够减小在导轨宽度宽时增加的负荷，同时能够 减小在导轨宽度窄时的松动。
<第七实施方式>
图9示出了本发明的第七实施方式的超声波探测器。关于与上述 实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以说明。本实施方式的 超声波探测器与第六实施方式不同，通过设置两根导轨12并在其间配 置辊IO，而构成为滑动轴、即超声波元件2伸缩的构成，可避免将辊 IO推压到导轨12上的力根据摆动的位置而发生变化，因而能够避免借 助马达1摆动的机械负荷随摆动角度而发生变化，在用于进行摆动的 马达l的控制方面无需考虑上述的负荷变动。另外，在本实施方式中， 由于相对于进行伸缩运动的机构部由一个辊进行限制，所以能够减轻 进行伸缩运动的机构部的质量，能够减轻摆动动作时因伸缩运动造成 的振动。另外，在导轨12通过机械加工制作的情况下，能够通过铣削 加工等沿着导轨的形状以一次加工形成槽，与第六实施方式的超声波 探测器所记载的突起状的轨道相比，可更容易地简单且高精度地形成 槽的宽度。
<第八实施方式>
图IO示出了本发明的第八实施方式的超声波探测器。关于与上述 实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以^说明。本实施方式的 超声波探测器，在多个导轨12、 12a之间通过弹簧ll使多个辊10、 10a 相互弹斥，形成辊10、 10a以被推压到导轨的滑动面上的状态进行移 动的结构，由此，能够通过弹簧ll吸收因导轨的槽宽和辊径的误差造 成的松动或负荷变动，能够使得摆动动作时受负荷变动影响的马达1 稳定并容易进行控制，能够以比较简便的控制方法降低目标的摆动速 度和速度变动。
<第九实施方式>
图11和图12分别是本发明的第九实施方式的超声波探测器的侧视图和主视图。在这些图中，马达i的马达轴n根据来自未图示的超 声波诊断装置等的外部的驱动电气信号，进行旋转或者摆动动作。超
声波元件2被收纳在由窗3和探测器外壳7所包围的区域内，在该区 域内注入了用于传播由超声波元件2所接收发送的超声波信号的声耦 合液体4。
固定在探测器外壳7的外侧的马达1的马达轴17，经由未图示的 油封等密封材料贯通探测器外壳7以及固定在该探测器外壳7上的第 一圆筒带轮5，固定在探测器外壳7内的臂16上。在臂16的另一端部 上固定有带轮轴20，第二圆筒带轮8安装成能够以带轮轴20为中心进 行旋转。第一圆筒带轮5和第二圆筒带轮8分别通过缆线6和笫一缆 线固定件9以及第二缆线固定件18固定。
在这样的构成中，当由马达轴17的旋转使臂16倾斜时，由于第 一圆筒带轮5和第二圆筒带轮8由缆线6固定，且第一圆筒带轮5固定 在探测器外壳7上，所以，第二圆筒带轮8在通过臂16发生倾斜的同 时，以带轮轴20为中心进行旋转动作。在第二圆筒带轮8上，固定有 滑动轴承15，滑动轴承15与第二圆筒带轮8同样通过马达轴17的旋 转同时进行倾斜和旋转。安装成能够通过滑动轴承15进行滑动的滑动 轴14也进行同样的动作，但安装成能够以固定于滑动轴14的辊轴13 为中心进行转动的辊10具有由弹簧11牵拉而与设在探测器外壳7的 内侧的导轨12—直接触的结构，滑动轴14通过马达轴17的旋转，在 倾斜和旋转的同时沿着导轨12的形状进行伸缩动作。超声波元件2固 定在滑动轴14的辊轴13固定端的相反側。
在此，如图12所示那样，若将导轨12设成为以导轨曲率中心19 为中心的圆弧状的形状的话，则从导轨曲率中心19至第一圆筒带轮5 的中心即马达轴17的中心的距离L2与从第一圆筒带轮5的中心至第二 圆筒带轮8的中心的距离U相等，且第一圆筒带轮5的直径与笫二圆 筒带轮8的直径的比率为1比2的尺寸。
下面，采用图13对使超声波元件2摆动的状态进行详细说明。在 本发明的构成中，通过将从导轨曲率中心19至马达轴17的中心的长 度L2设定成与从臂16的马达轴17固定点的中心至第二圆筒带轮8的 中心的长度k相等，由第二圓筒带轮8的中心、马达轴17的中心和导 轨曲率中心19所形成的三角形为等腰三角形，图13所示的马达轴旋转角21和元件摆动角22—直保持2比1的关系。另外，第一圓筒带轮 5的直径与第二圆筒带轮8的直径为1比2，通过缆线或钢带等固定第 一圓筒带轮5和笫二圆筒带轮8，由此，通过臂16的倾斜，第二圆筒 带轮8以带轮轴20为中心向与马达轴17的旋转方向相反的方向旋转 马达轴17的旋转角度的1/2。
因此，当使马达轴17旋转时，固定了超声波元件2的滑动轴14 以导轨曲率中心19为摆动的中心， 一直保持着马达轴旋转角21的1/2 的角度进行摆动动作。
另外，在固定有超声波元件2的滑动轴14上设置辊10，在弹簧ll 的作用下相对于导轨12—直进行接触地构成，由此，超声波元件2在 向左右摆动的状态下相对于滑动轴承15进行滑动，固定有滑动轴承15 的第二圆筒带轮8的带轮轴20与超声波元件2的距离相对地进行伸缩 运动。
如上所述，超声波元件2在以导轨曲率中心19为中心倾斜的同时， 通过伸缩运动而具有以导轨曲率中心19为中心的大曲率，从导轨曲率 中心19 一直保持着一定的距离而进行摆动动作。
另外，在本实施方式中示出了这样的构成在弹簧力作用的位置 关系中，利用设置在滑动轴14与滑动轴承15之间的弹簧11、即设置 在滑动轴承15的相反侧的弹簧11将辊IO拉入到导轨12侧，也就是说， 通过弹簧11将辊10向导轨12的与滑动轴承侧的面相反的相反侧按压， 但也可以是将辊IO设在导轨12的内側(滑动轴承侧)，将弹簧位置 改变到相反侧、或者将压缩弹簧更换为拉伸弹簧而进行推压。而且， 为了减小滑动阻力，辊10形成为通过辊轴13能够转动的方式，但若 导轨12或辊10的材质采用滑动阻力小的特氟隆(注册商标)树脂等 的话，则辊10就无需设成能够借助辊轴13旋转的形式。
另外，作为一直使辊10与导轨12接触的方法，也可以由两个以 上的辊夹入导轨。另外，也可以是设置两根导轨12而在这两根导轨之 间夹入辊的构成，此时，可将两个以上的辊安装成相互由弹簧弹斥， 吸收相对于导轨的槽的游隙。在此，摆动的中心、即导轨曲率中心19 与窗3的位置关系，对应于诊断用途，可将摆动中心配置在窗3的前 后位置。
另外，在本实施方式中，以超声波元件2的倾斜角度中心一直在一个点而进行摆动、且从摆动中心至超声波元件2的距离一直保持一 定的实施方式进行了说明，但摆动角度的中心以及元件摆动轨迹的中 心也可以不同，此时，无需将从导轨曲率中心19至马达轴17的中心 的长度设定为与从马达轴17的中心到带轮轴20(第二圆筒带轮8的中 心)的长度相等、或者将第一圆筒带轮5与第二圆筒带轮8的直径的 比率设为1比2。
另外，超声波元件2可以是作为单一的超声波元件的、通过上述 的摆动机构进行机械扫描的机械式超声波探测器，但超声波元件2也 可为电子扫描型的超声波元件2或者进行机械扫描的结构，通过在与 扫描方向正交的方向上进行本发明的机械扫描，能够实现获得三维的 超声波图像的超声波探测器。
另外，在图ll所示的构成中，为了将辊10推压到导轨12的接触 面上，在滑动轴14与滑动轴承15之间设置作为弹性体的弹簧11，由 此，辊10和导轨12被拉成一直接触，能够将超声波元件2和窗3的间 隔保持为一定。另外，作为弹性体，还可以代替弹簧使用其它的部件。
<第十实施方式>
图14示出了本发明第十实施方式的超声波探测器。关于与第九实 施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以说明。在第十实施方式 中，与第九实施方式较大不同之处在于，将导轨12a与探测器外壳7 一体化。通过这样构成，在由模具制作探测器外壳7时没有了底切的 部分，所以，能够向窗3的方向拉起成型后的探测器外壳7的模具， 无需使用滑动模具等，削减了模具的费用，能够以低成本进行制造。 另外，由于由弹簧ll一直将辊10向导轨12a的方向推压，所以，能够 一直将超声波元件2与窗3的距离保持为一定的间隔。
<第十一实施方式>
图15示出了本发明的第十一实施方式的超声波探测器。关于与上 述实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以说明。在本实施方 式的超声波探测器中，配置成由两个辊10夹入导轨12，使辊10与导 轨12—直接触，这样，能够省除图ll所示的弹簧ll，构造成由两个 辊10沿着导轨12将超声波元件2与窗3的距离一直保持为一定。因而， 在由弹簧11的力使滑动轴14、即滑动轴承15到超声波元件2的距离 伸缩时，可避免将辊10推压到导轨12上的力根据摆动的位置而发生变化，因而，能够避免由马达1摆动的机械负荷根据摆动角度而发生 变化，在用于进行摆动的马达l的控制方面无需考虑负荷变动。 <第十二实施方式>
图16示出了本发明的第十二实施方式的超声波探测器。关于与上 述实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以说明。本实施方式 的超声波探测器构成为，由两个辊10将导轨12夹入、进而由弹簧lla 将两个辊10相互牵拉，因而，即使由两个辊10夹入的导轨12的宽度 多少有些不均，也能够在弹簧lla的力的作用下将两个辊10向一起牵 拉，这样能够减小在导轨12的宽度宽时所增加的负荷，同时能够减小 在导轨12的宽度窄时的松动。另外，通过使两个辊轴的刚性(弹性) 不同，将一方作为基准，在抑制松动的同时，还能够提高位置精度。
<第十三实施方式>
图17示出了本发明的第十三实施方式的超声波探测器。关于与上
述实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以i兑明。本实施方式
的超声波探测器与第四实施方式不同，通过设置两根导轨12并在其间
配置辊IO，从而成为滑动轴14、即超声波元件2伸缩的构成，可避免
将辊10推压到导轨12上的力随摆动的位置而发生变化，因而能够避
免由马达1摆动的机械负荷随摆动角度而发生变化，在用于进行摆动
的马达1的控制方面无需考虑负荷变动。另外，在本实施方式中，由
于进行伸缩运动的机构部由 一个辊进行限制，所以能够减轻进行伸缩
运动的机构部的质量，能够减轻摆动动作时因伸缩运动造成的振动。
另外，在导轨12通过机械加工制作的情况下，能够通过铣削加工等沿
着导轨的形状以一次加工形成槽，与加工突起状的轨道相比，可更简
易且高精度地形成槽的宽度。 <第十四实施方式>
图18示出了本发明的第十四实施方式的超声波探测器。关于与上 述实施方式相同的构成，采用相同的附图标记加以i兌明。本实施方式 的超声波探测器为第十三实施方式的改进方案，在多个导轨12之间通 过弹簧11使多个辊10相互弹斥，辊10以被推压到导轨12的滑动面上 的状态进行移动，由此，除了第十三实施方式的导轨形成方法的长处 之外，还能够通过弹簧11吸收因导轨12的槽宽和辊10的直径误差造 成的松动或负荷变动，能够使得摆动动作时受负荷变动影响的马达1的控制稳定并容易进行控制，能够以比较简便的控制方法减小目标的 摆动速度和速度变动。
<第十五实施方式>
图19A、19B是本发明的第十五实施方式的超声波探测器的主视图 和侧视图。在图19A、 19B中，经由减速机构31连结在马达1上的马 达轴23，根据来自未图示的超声波诊断装置等的外部的驱动电气信号， 进行旋转或者摆动动作。 一端部固定在马达轴23上的第一臂24,通过 马达轴23的旋转以马达轴23为中心进行旋转或摆动运动。另外，在 第一臂24的长度方向中间部可转动地固定有笫二轴28,第一臂24相 对于第二轴28也是可转动地连接。并且，在第二轴28的另一端部上 可转动地固定有第三臂26，在第三臂26的另一端部上可转动地固定有 第一轴27,第一轴27的另一端部可转动地连接在第二臂25的端部上。 第二臂25与第三臂26通过第一轴27可转动地固定的部分相对于探测 器外壳7由弹簧lla牵拉。另外，在第二臂25的另一端部的末端，固 定有转换电气信号和超声波信号的超声波元件2。超声波元件2被收纳 在由窗3和探测器外壳7所包围的区域内，在该区域内注入了用于传 播由超声波元件2所接收和发送的超声波信号的声耦合液体4。
在第二臂25的超声波元件2的固定端与第一轴27的固定端之间， 设有纵长的槽部29，第一臂24的弯曲成L字形的末端部与槽嵌合部 30嵌合。槽部29是宽度与第一臂24的L字形末端部的直径大致相同 的槽，并且是朝向超声波元件固定端方向纵长地延伸的槽，能够朝超 声波元件2方向平行地移动。固定在马达轴23上的L字形的第一臂24 通过马达轴23的旋转或者摆动运动而在第二臂25的槽部29中产生转 动运动，由此超声波元件2进行转动运动。在此，第三臂26，通过设 在第二臂25的超声波元件固定端的相反侧的端部上的第一轴27和设 在第一臂24的旋转中心与笫二臂25的槽部29之间的第二轴28，构成 两端能够转动的连杆机构，第二臂25的超声波元件固定端借助上述连 杆机构，在马达轴23转动时进行具有比实际与马达轴23之间的长度 要长的旋转半径的转动运动。
下面，采用图20对使马达轴23旋转的状态进行详细说明。若设 马达轴23为D点的话，则通过马达轴23的旋转，固定在马达轴23上 的第一臂24以D点为中心旋转。若将第一臂24的末端部的位置设为A点，将设置在A点与马达轴固定点之间的第二轴28的位置设为B点， 将第一轴27的位置设为C点的话，则在笫二臂25的末端部固定超声 波元件2，另一个端部通过第一轴27与第三臂26可转动地固定，由A 点、B点、C点一直构成三角形。在此，借助弹簧lla，从在马达轴23 的垂线方向上隔开与从马达轴23延伸的第一臂24的长度相等的距离 的F点，牵拉作为第二臂25与第三臂26的结合点的第一轴27( C点)， 在以马达轴23为中心旋转第一臂24的场合，上述的ABC和ADF在 保持三角形关系的同时进行旋转，因而，在使第一臂24旋转时，C点、 即第一轴27所描画的轨迹为圆，超声波元件2的末端也同样描画以作 为该圆中心的F点作为中心的圆的轨迹。如图20所明示那样，超声波 元件2的旋转运动的轨迹是以F点为中心的轨迹，因而，与使在F点 具有旋转中心的臂旋转的场合是等价的。根据这样的构成，从超声波
元件2看，能够将表观上的旋转中心配置在比马达轴23更远的位置， 与实际将旋转中心配置在远处的场合相比较能够实现小型化。
即，固定在作为马达轴23的位置的D点上的第一臂24以D点为 中心转动，从而作为第一臂24的末端位置的A点一边在设在第二臂25 上的槽部29中平行移动一边使第二臂25摆动。将作为第三臂26的图 20中的下端部位置的C点与第二臂25的下端部可转动地安装，将作为 第三臂26的图20中的上端部位置的B点可转动地安装在第一臂24的 两端部之间的位置，由A点、B点、C点构成三角形，由此，当使第 一臂24旋转时，第二臂25的末端能够按照具有比以作为马达轴23的 位置的D点为中心的摆动更大的曲率的轨迹进行摆动。
另夕卜，通过将从A点到B点的距离与从B点到C点的距离设为等 长，进而将从A点到D点的长度与从D点到F点的长度设为等长，这 样，三角形ABC以及三角形ADF形成一直相似的等腰三角形。若将 三角形ABC以及ADF设为等腰三角形的话，相对于第一臂24的旋转 角度，超声波元件2的旋转角度一直按l/2的角度进行倾斜，因而，超 声波元件2的摆动角度与马达l的旋转角度一直保持2比1的关系，若 按一定角度摆动马达旋转角度的话，则超声波元件2也能够以F点为 中心实现一直均等的旋转角度。
即，将作为第 一臂24上的第二轴28的位置的B点固定成线段A-B 与线段B-C的长度相等，且固定成线段A-D与线段D-F的长度相等，由此，上迷三角形ABC以及ADF形成为等腰三角形，当使第一臂24 旋转时，三角形ABC以及ADF—直构成等腰三角形，三角形ADF构 成与三角形ABC相似的等腰三角形。根据该构成，当使第一臂24旋 转角度e度时，第二臂25的末端以假想的旋转中心E点为中心旋转 (1/2) 6度。即，能够采用短臂实现与采用了以F点为中心摆动的长 臂的摆动角度相同的摆动角度。
另外，将第一臂24与第三臂26的连结点、即连接这些臂的第二 轴28的中心轴位置，配置在比第一臂24与马达轴23固定的固定点和 第一臂24与第二臂25滑动的滑动点的中心更靠近滑动点侧，三角形 ABC形成等腰三角形，由此，在相对马达1的旋转角度确保1/2的旋 转角而摆动时，作为第二臂25与第三臂26的连结点的C点在图20中 的上下方向上的移动量变小，能够减小最大摆动角度下C点向下方下 降的区域，作为其结果，能够实现小型化。
即，将第一臂24和第三臂26可转动地连接的B点，配置在比作 为第一臂24与马达轴23固定的固定点的D点和作为第一臂24的末端 部位置的A点之间的距离的1/2的位置更靠近A点侧，由此，在使第 一臂24摆动时，能够减小C点从马达轴23的D点向下方突出的量， 能够将使超声波元件2摆动扫描的机构更加小型化。
换言之，将第三臂26与第一臂24的连结点至第三臂26与第二臂 25的连结点之间的长度设为，和笫一臂24与第三臂26的连结点至第 一臂24与笫二臂25的连结点之间的长度相同，在一交点和由第一轴 27结合第二臂25与第三臂26的端部之间，设置弹簧lla，所述交点是 马达轴垂线与第一臂24末端的轨迹的交点中位于与超声波元件2的固 定端相反的一侧的交点，由各连结点构成的三角形为等腰三角形，由 此，能够将使超声波元件2摆动扫描的机构更加小型化。
另外，通过在马达轴23设置减速机构31等，自然能够由小型的 马达驱动与摆动机构的负荷对应的转矩，还能够以细微的节距控制超 声波元件2的摆动角度。在使超声波元件2的摆动角度摆动士30度的 场合，根据等腰三角形ABC，这相当于士60度的轴旋转角度，此外， 通过在马达轴23和第一臂24的旋转中心之间设置1比6的减速机构 31，超声波元件2的摆动角度±30度相当于±360度的马达旋转角度， 能够减轻带刷马达的整流器的偏磨损所造成的寿命劣化。另外，在作为马达使用脉冲马达的场合，脉冲马达的步进角度左右着超声波元件2 的摆动角度的微小定位精度，需要通过微步进驱动等昂贵的控制电路 进行脉沖马达控制，但通过并用上述的连杆机构和减速机构31，能够
由廉价的宽步进角度的脉沖马达和控制电路以及较小型且廉价的减速 机构来实现微细的摆动角度控制。
即，并不是将第一臂24的旋转中心D点直接连接在马达轴23上， 而是将通过齿轮箱或正时带轮等减速机构31减速后的轴连接在马达轴 23上的构成，这样，以远比超声波元件2的摆动角度大的旋转角度控 制马达旋转，即使在由大节距的脉沖马达或DC马达和编码器进行摆动 控制的场合，即便使用大节距的编码器等也能够较为精细地对元件部 进行位置控制。
另外，超声波元件2可以是作为单一的元件的、通过摆动机构11 进行机械扫描的机械式超声波探测器，但超声波元件2也可为电子扫 描型的超声波元件，通过以在与机械摆动方向正交的方向上进行电子 扫描的方式配置超声波元件2，能够实现通过由电子扫描所进行的扫描 和由机械摆动所进行的扫描来获得三维的超声波图像的超声波探测 器。
即，超声波元件2为电子扫描型的元件，合并实现了机械摆动的 扫描和正交方向上的电子扫描，由此，能够实现可以通过电子扫描和 机械扫描来进行三维扫描的超声波探测器。
<第十六实施方式>
图21A、21B是本发明的第十六实施方式的超声波探测器的分别除 去探测器外壳观看得到的主视图和包括探测器外壳从侧方观看得到的 剖视图。在图21A、 21B中，经由减速机构31贯通探测器外壳7而连 接在马达1上的马达轴23，根据来自未图示的超声波诊断装置主体等 外部的驱动电气信号，在由未图示的油封或窗3等密封的探测器外壳7 内的声耦合液体4中任意设定的范围内进行旋转或者摆动动作。
基端部固定在马达轴23上的第一臂24通过马达轴23的转动或摆 动运动而以马达轴23为中心进行转动或摆动运动。另外，在第一臂24 的长度方向中间部可转动地固定有第二轴28，第三臂26的一端部可转 动地结合在第二轴28上。在第三臂26的另一端部上可转动地固定有 第一轴27，在第一轴27上可转动地结合了第二臂25的长度方向中间部。第二臂25与笫三臂26通过第一轴27可转动地结合的部分由弹簧 lla向第二臂25的超声波元件固定端侧牵拉。在第二臂25的第一轴 27的延长线上、即窗3側的末端上，固定有转换电气信号和超声波信 号的超声波元件2。
通过上述第一轴27以及笫二轴28，第一臂24、第二臂"以及第 三臂26分别可转动地连接，只要是各轴固定在某一个臂上而另一方能 够转动的结构，则也可无需为上述的构成。在第二臂25的第一轴27
29，第一臂24的末端的弯曲成L字形的槽嵌合部30与槽部29嵌合。 第一臂24的槽嵌合部30无需将臂形成为一体物的L字形，也可以在 臂上固定另外的轴来构成槽嵌合部30。槽部29是宽度与第一臂24的 L字形末端部的直径大致相同的槽，呈在第二臂25的长度方向上纵长 的槽，能够平行移动。另外，为了提高响应性、超声波元件的位置精 度，优选宽度方向的松动尽量小。
基端部固定在马达轴23上的L字形的第一臂24，通过马达轴23 的转动或摆动运动而在第二臂25的槽部29产生转动运动，由此使超 声波元件2进行转动运动。在此，固定在第二臂25的窗3侧的超声波 元件2以窗附近为假想的摆动中心进行转动运动。槽嵌合部30为了减 轻滑动摩擦阻力可以设置轴承或低摩擦阻力树脂材料等。另外，槽嵌 合部30举例为与设置在第二臂25上的槽部29嵌合的构成，但也可以 由两个以上的轴承等夹入第二臂25。
下面，采用图22对使马达轴23旋转的状态进行详细说明。图22
是为了容易理解臂的位置关系而将长度越短的臂表示在越前面的示意 图。若设马达轴23为D点的话，则通过马达轴23旋转，固定在马达 轴23上的第一臂24以D点为中心转动。若将第一臂24的末端部的位 置设为A点，将设置在A点与马达轴固定点之间的第二轴28的位置设 为B点，将第一轴27的位置设为C点的话，则在第二臂25的窗3侧 端部上固定超声波元件2，在第二臂25的超声波元件固定端和A点之 间通过第一轴27可转动地固定第三臂26，除了各臂重合成直线状的位 置以外，都一直由A点、B点、C点构成三角形。
在此，利用弹簧lla将作为第二臂25与第三臂26的结合点的第一 轴27 (C点)向下述方向以下述距离牵拉到F点，即，向与马达轴23方向正交的垂线(与图22的上下方向一致的线)方向牵拉，牵拉的距 离是图22中从马达轴23向下方延伸的与第一臂24的长度相等的距离。 在以马达轴23为中心旋转第一臂24的场合，上述的A点、B点、C 点和A点、D点、F点在保持三角形关系的同时进行旋转，因而，在 使第一臂24旋转时，超声波元件2的末端描画以由弹簧lla进行牵拉 的F点作为中心的摆动轨迹。如图22所明示那样，超声波元件2的旋 转运动轨迹是以F点为中心的轨迹，因而，能够实现以窗附近作为中 心的摆动运动，表观上的旋转中心在比实际的马达转动中心更远。
即，固定在作为马达轴23的位置的D点上的第一臂24以D点为 中心转动，从而作为第一臂24的末端位置的A点一边在设在第二臂25 上的槽部29中平行移动一边使第二臂25摆动。将作为第三臂26的图 22中的下方端部位置的C点与第二臂25的下方端部可转动地安装，将 作为第三臂26的图22中的上方端部位置的B点可转动地安装在第一 臂24的两端部之间的位置，由A点、B点、C点构成三角形，由此， 当使第一臂24旋转时，第二臂25的末端能够按照以设在窗附近的F 点为中心的轨迹进行摆动。
另外，通过将从A点到B点的距离与从B点到C点的距离设为等 长，进而将从A点到D点的长度与从D点到F点的长度设为等长，三 角形ABC以及三角形ADF形成一直相似的等腰三角形。若将三角形 ABC以及ADF设为等腰三角形的话，相对于第一臂24的旋转角度， 超声波元件2的旋转角度一直按1/2的角度进行倾斜，因而，超声波元 件2的摆动角度与马达1的旋转角度一直保持2比1的关系，若按单位 时间一定角度摆动马达旋转角度的话，则超声波元件2也能够以F点 为中心在单位时间内一直以均等的旋转角度实现摆动。
即，将作为第 一臂24上的第二轴28的位置的B点固定成线段A-B 与线段B-C的长度相等，且固定成线段A-D与线段D-F的长度相等， 由此，上述三角形ABC以及ADF形成为等腰三角形，当使第一臂24 旋转时，三角形ABC以及ADF—直构成等腰三角形，三角形ADF构 成与三角形ABC相似的等腰三角形。根据该构成，当使第一臂24旋 转角度e度时，第二臂25的末端以假想的旋转中心F点为中心旋转 (1/2) 6度。即，能够将窗附近作为摆动的中心， 一直保持着马达旋 转角度的1/2的角度进行摆动。另外，将第一臂24与第三臂26的连结点配置在比第一臂24的马 达轴固定点和第 一臂24与第二臂25的滑动点的中心更靠近滑动点侧， 三角形ABC形成等腰三角形，由此，在确保马达旋转角度的1/2的旋 转角且摆动时，第二臂25与第三臂26连接而C点的上下方向移动量 变小，能够在最大摆动角度下减小C点向下方下降的区域，作为其结 果，能够实现小型化，能够实现这样的构成，即，使固定在第二臂25 上的超声波元件2在超声波探测器的窗3中进行摆动运动，且将超声 波元件2的摆动中心设置在窗3的附近。
即，将第一臂24和第三臂26可转动地连接的B点，配置在比作 为第一臂24与马达轴23的固定点的D点和作为第一臂24的末端部位 置的A点之间的距离的1/2的位置更靠近A点侧，由此，在使第一臂 24摆动时，能够减小C点从马达轴23的D点向下方突出的量，能够 将使超声波元件2摆动扫描的机构更为小型化，且能够将摆动机构配 置在超声波探测器的窗内部而进行大角度的摆动扫描。
换言之，将第三臂26与第一臂24的连结点至第三臂26与第二臂 25的连结点之间的长度设为，和第一臂24与第三臂26的连结点至第 一臂24与第二臂25的连结点之间的长度相同，在一交点和由第一轴 27结合第二臂25与第三臂26的端部之间，设置弹簧lla，所述交点是 马达轴垂线与第一臂24末端的轨迹的交点中位于超声波元件固定端侧 的交点，由各连结点构成的三角形为等腰三角形，由此，能够将使超 声波元件2摆动扫描的机构更加小型化，同时，能够将马达的旋转角 度和超声波元件的摆动角度一直保持为2比1的关系而进行摆动扫描。
另外，通过在马达轴23上组合减速机构31等，将减速机构31的 输出轴固定在第一臂24上，自然能够由小型的马达驱动与摆动机构的 负荷对应的转矩，还能够以细微的节距控制超声波元件2的摆动角度。 在使超声波元件2的摆动角度摆动士30度的场合，根据等腰三角形 ABC，相当于士60度的轴旋转角度，此外，通过在马达轴23和第一臂 24的旋转中心中间设置1比6的减速机构31, 土30度的超声波元件2 的摆动角度相当于土360度的马达旋转角度，能够减轻带刷马达的整流 器的偏磨损所造成的寿命劣化。另外，在作为马达使用脉冲马达的场 合，脉沖马达的步进角度左右着超声波元件2的摆动角度的微小定位 精度，需要通过微步进驱动等昂贵的控制电路进行脉冲马达控制，但通过并用上述的连杆机构和减速机构，能够由廉价的宽步进角度的脉 冲马达和控制电路以及较小型且廉价的加速机构来实现微细的摆动角
度控制。另外，通过设置减速机构31，能够将马达的配置场所从摆动 机构自身的尺寸减掉从窗3侧突出的部分，还能够使得超声波探测器 的生物体接触部和超声波探测器本身小型化。
即，并不是将第一臂24的旋转中心D点直接连接在马达轴23上， 而是将通过齿轮箱或正时带轮等减速机构31减速后的轴连接在马达轴 23上，这样以远比超声波元件2的摆动角度大的旋转角度控制马达旋 转，即使在由大节距的脉冲马达或DC马达和编码器进行摆动控制的场 合，即便使用大节距的编码器等也能够更为精细地对元件部进行位置 控制。
另外，超声波元件2可以是作为单一的元件的、通过减速机构31 进行机械扫描的机械式超声波探测器，但超声波元件2也可为具有独 立地机械转动或摆动的机构的机械扫描型探测器或电子扫描型的超声 波元件，通过以在与本发明的机械摆动方向正交的方向上进行机械或 电子扫描的方式配置超声波元件，能够实现获得三维超声波图像的超 声波探测器。
即，超声波元件2为电子扫描型的元件，合并了机械摆动的扫描 和正交方向上的电子扫描而得以实现，由此，能够实现可以通过电子 扫描和机械扫描来进行三维扫描的超声波探测器。
如上所述，根据本发明，由第一臂24、第二臂25、第三臂26构 成三角形的连杆机构，其中第一臂24以能以马达轴23为中心转动的 方式固定，且其马达轴固定端的相反侧弯曲成L字形，第二臂25将第 一臂24的末端以能在长度方向上平行移动的方式嵌合，第三臂26通 过第一轴27以及第二轴28相对于第一轴27以及第二轴28可转动地安 装，其中第二轴28固定在第一臂24的马达固定端和弯曲成L字形的 嵌合部之间，第一轴27固定在第二臂25的与第一臂24嵌合的嵌合部 和将超声波元件2固定在窗3侧的端部之间，通过弹簧lla将由笫一 轴27可转动地连结第二臂25和第三臂26的部分向笫二臂25的超声波 元件2固定端侧牵拉，根据这样的简单构成，利用马达1的转动运动 使超声波元件2机械摆动地进行扫描，由此，超声波元件2的摆动动 作的轨迹能够形成以与生物体接触的窗3的附近为中心的运动，通过将超声波元件2的扇形放射的中心点设定在窗附近，能够避开超声波 发送接收路径的障碍物而进行扫描。因而，能够提供适于肋骨或前囱 的间隙等狭小的生物接触区域、或者从肋骨弓下即肋骨的下侧扫描心 脏等时的扇形扫描的小型、轻量且廉价的超声波探测器。
另外，将第三臂26从第一轴27的中心至第二轴28的中心的长度 设定为，与从第二轴28至第一臂24和第二臂25的连结点的长度相同， 由第一臂24和第二臂25的各连结点构成的三角形成为等腰三角形， 将第一臂24的马达轴固定端2和第二臂25之间的距离设定为，与马 达轴23和在图面下侧固定弹簧lla的F点之间在马达轴垂线上的长度 相等，由各连结点构成的三角形成为等腰三角形，根据这样的构成， 马达的转动角度和超声波元件的摆动角度一直保持为2比1的关系， 通过使马达的转动角速度一定，在时间上按一定间隔进行超声波的发 送接收，能够将声学扫描线的密度一直保持一定。
另外，将第一臂24和第三臂26的结合点配置在比第一臂24的转 动中心即马达轴固定点至第一臂24末端的距离的中间点更靠末端侧， 由此能够将连杆机构小型化，能够实现手持型超声波探测器所要求的 小型化以及轻量化。
另外，在马达轴23上安装减速齿轮或正式皮带或钢带等减速机构 31，在经过减速的旋转轴上固定摆动用的第一臂24的转动中心，将马 达1配置在离开窗3的方向上，由此，能够以小型轻量的马达实现摆 动，同时能够将体表接触部也即窗部分小型化，能够实现适于狭小生 物体接触区域的扫描的超声波探测器。
另外，超声波元件2为单一元件并独立地机械转动或摆动而进行 机械扫描，在与机械扫描正交的方向上进行机械摆动，或者，超声波 元件2为电子扫描型元件，在与电子扫描方向正交的方向上组合本发 明的连杆机构，由此，能够实现从狭小区域进行超声波的发送接收的 三维用超声波探测器。
工业实用性
本发明使超声波元件机械摆动来获取超声波断层图像，是将探测 器的生物体接触部形状设为大曲率半径以易于与生物体紧密接触的机 构，进而具有能够实现小型的超声波探测器以便提高作为手持型超声 波探测器的便利性的效果，能够用于机械式超声波探测器或者三维用超声波探测器。
另外，本发明使超声波元件机械摆动来获取超声波断层图像，作 为以在生物体诊断时进行从肋骨或前囟等骨骼之间扫描那样的扇形扫 描为目的的探测器，能够用于从狭小区域扫描生物体接触部附近的超 声波扫描线的机械扫描式超声波探测器或者三维用超声波探测器。
权利要求
1. 一种超声波探测器，其特征在于，在由超声波探测器的窗与外壳包围且密封有声耦合液体的区域中具备马达，固定在探测器外壳的外侧；第一圆筒带轮，固定在所述探测器外壳的内侧，所述马达的马达轴贯通该第一圆筒带轮；臂，固定在贯通所述第一圆筒带轮而突出的所述马达轴上；第二圆筒带轮，设置成能够以带轮轴为中心进行转动，所述带轮轴固定在所述臂的与马达轴固定端相反的一侧端部上；滑动轴承，固定在所述第二圆筒带轮上；滑动轴，由所述滑动轴承以能够滑动的方式安装，经由所述滑动轴承在与所述马达轴相反的一侧固定超声波元件；导轨，固定在所述探测器外壳的内侧，形成为在从所述超声波元件朝向所述马达轴方向的延长线上具有曲率中心的圆弧状；以及辊，连结在所述滑动轴上，相对于所述导轨以接触状态进行移动。
2. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，在所述滑动 轴与所述滑动轴承之间设有弹性体，以便将所述辊压在所述导轨的接 触面上。
3. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，在所述滑动 轴与所述滑动轴承之间设有弹簧，以便将所述辊压在所述导轨的滑动 轴承侧面上。
4. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，作为所述辊， 以分别与所述导轨的滑动轴承侧面和与滑动轴承相反的一側的面相接 触而将所述导轨夹入的方式配置有多个辊。
5. 如权利要求4所述的超声波探测器，其特征在于，作为以夹入 所述导轨的方式配置的所述多个辊，具有可转动地安装在所述滑动轴 上的辊、和设置成相对于安装在所述滑动轴上的所述辊以弹簧相互牵 拉的辊。
6. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，配置有多个 所述导轨，并且所述导轨配置成所述辊被夹入在导轨之间。
7. 如权利要求6所述的超声波探测器，其特征在于，以通过弹簧相互弹斥的方式安装有多个夹入在所述导轨之间的所述辊。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的超声波探测器，其特征在于， 所述第一圓筒带轮的直径与所述第二圓筒带轮的直径的比率为1比2， 从所述导轨的曲率中心至所述马达轴的长度与所述臂从所述马达轴至 所述第二圆筒带轮的长度相等。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的超声波探测器，其特征在于， 所述臂从马达轴固定端至固定带轮轴的另一端的长度设定成，等于或 大于从所述带轮轴至所述辊轴的长度。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，固定于所述滑动轴的超声波元件是电子扫描型的阵列型超声波元 件，在与所述阵列型超声波元件的电子扫描方向正交的方向上进行机 械扫描，由此能够利用电子扫描和机械扫描进行正交的两个截面的扫 描。
11. 一种超声波探测器，其特征在于，在由超声波探测器的窗与 外壳包围且密封了声耦合液体的区域中具备第一带轮，固定在探测器外壳的内側，在探测器外壳的外侧固定 有马达，所述马达的马达轴贯通第一带轮；臂，固定在贯通所述第一带轮而突出的所述马达轴上；第二带轮，设置成能够以带轮轴为中心进行转动，所述带轮轴固 定在所述臂的与马达轴固定端相反的一侧；连结部件，结合所述第一带轮和第二带轮；滑动轴承，固定在所述第二带轮上；滑动轴，借助所述滑动轴承安装成能够进行滑动，在一端固定有 超声波元件；辊轴，设置在所述滑动轴的另一端；导轨，固定在所述探测器外壳的内侧，而且形成为在从所述滑动心的圆弧状；以及辊，经由连结在所述滑动轴上的辊轴相对于所述导轨以接触状态 进行移动。
12. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，在所述滑 动轴与所述滑动轴承之间设有弹性体，以便将所述辊压在所述导轨的接触面上。
13. 如权利要求2所述的超声波探测器，其特征在于，在所述滑 动轴与所述滑动轴承之间设有作为所述弹性体的弹簧，以便使所述辊 接触在所述导轨的所述滑动轴承侧。
14. 如权利要求2所述的超声波探测器，其特征在于，在所述滑 动轴与所述滑动轴承之间设有作为所述弹性体的弹簧，以便使所述辊 接触在所述导轨的与所述滑动轴承相反的一侧。
15. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，以分别与轨夹入的方式配置有多个辊。
16. 如权利要求5所述的超声波探测器，其特征在于，作为以夹 入所述导轨的方式配置的所述多个辊，具有可转动地安装在所述滑动 轴上的辊、和设置成相对于安装在所述滑动轴上的所述辊以弹簧相互 牵拉的辊。
17. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，配置有多 个所述导轨，并且所述导轨配置成所述辊被夹入在导轨之间。
18. 如权利要求7所述的超声波探测器，其特征在于，以通过弹 簧相互弹斥的方式安装有多个夹入在所述导轨之间的所述辊。
19. 如权利要求1至8中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，所述第一带轮的直径与所述第二带轮的直径的比率为1比2，从所 述导轨的曲率中心至所述马达轴的长度与所述臂从所述马达轴至所述 第二带轮的长度相等。
20. 如权利要求1至9中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，所述臂从马达轴固定端至带轮轴固定端的长度设定成，等于或大 于从所述带轮轴至所述辊轴的长度。
21. 如权利要求1至10中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，固定于所述滑动轴的所述超声波元件是电子扫描型的阵列型超声 波元件，在与所述阵列型超声波元件的电子扫描方向正交的方向上进 行机械扫描，由此能够利用电子扫描和机械扫描进行正交的两个截面 的扫描。
22. —种超声波探测器，其特征在于，具备 马达；第一臂，安装在所述马达的旋转轴上，能借助所述旋转轴的旋转而转动；第二臂，在末端部安装有超声波元件；槽部，设在所述第二臂上，收纳所述第一臂的末端，使得所述第 一臂的末端能够与所述第二臂平行地移动；第三臂， 一端借助第一轴可转动地安装于所述第二臂而另一端借 助第二轴可转动地安装于所述第一臂，构成两端能够转动的连杆机构， 所述第一轴设置在所述第二臂的与固定所述超声波元件的一端相反一 側的端部上，而所述第二轴设置在所述笫一臂的旋转中心和所述第二 臂的槽部之间的任意位置上；以及弹簧，将通过所述第一轴结合所述第二臂与第三臂的端部如下所 述牵拉，即，沿马达轴垂线向所述第二臂的与固定所述超声波元件的 一端相反的一侧牵拉；通过所述马达的所述旋转轴的旋转，使安装有所述超声波元件的 所述第二臂摆动扫描。
23. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，所述第三 臂与所述第一臂的连结点至所述第三臂与所述第二臂的连结点之间的 长度设定成，与所述第一臂和所述第三臂的连结点至所述第一臂和所 述第二臂的连结点之间的长度相等，在一交点和由所述第一轴结合所 述第二臂与所述第三臂的端部之间，设置所述弹簧，所述交点是所述 马达轴垂线与所述笫一臂末端的轨迹的交点中位于与所述超声波元件 的固定端相反的一侧的交点，由各连结点构成的三角形为等腰三角形。
24. 如权利要求1或2所述的超声波探测器，其特征在于，连结 所述第一臂和所述第三臂的所述第二轴配置在比从所述第一臂的所述 旋转中心至所述第一臂末端的距离的中间点更靠所述第一臂的末端 側。
25. 如权利要求1至3中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，在所述马达的所述旋转轴上设置减速机构，在由所述减速机构减 速了的旋转轴上固定所述第 一臂的所述旋转中心而进行摆动。
26. 如权利要求1至4中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，所述超声波元件是电子扫描型元件，在电子扫描和与电子扫描正 交的方向上机械地摆动。
27. —种超声波探测器，其特征在于，具备 马达；第一臂，安装在所述马达的旋转轴上，能借助所述旋转轴的旋转 而转动；第二臂，在窗侧末端部安装有超声波元件；槽部，设在所述第二臂上，收纳所述第一臂的末端，使得所述第 一臂的末端能够与所述第二臂平行地移动；第三臂， 一端借助第一轴可转动地安装于所述第二臂而另一端借 助第二轴可转动地安装于所述第一臂，构成两端能够转动的连杆机构， 所述第一轴设置在安装于所述第二臂的所述超声波元件的固定端与所 述槽部之间，而所述第二轴设置在所述第一臂的旋转中心和所述第二 臂的槽部之间的任意位置上；以及弹簧，将通过所述第一轴结合所述第二臂与所述第三臂的端部如 下所述牵拉，即，沿马达轴垂线向所述第二臂的固定所述超声波元件 的一端侧牵拉；通过所述马达的所述旋转轴的旋转，使安装有所述超声波元件的 所述第二臂摆动扫描。
28. 如权利要求1所述的超声波探测器，其特征在于，所述第三 臂与所述第一臂的连结点至所述第三臂与所述第二臂的连结点之间的 长度设定成，与所述第一臂和所述第三臂的连结点至所述第一臂和所 述第二臂的连结点之间的长度相等，在一交点和由所述第一轴结合所 述第二臂与所述第三臂的端部之间，设置所述弹簧，所述交点是所述 马达轴垂线与所述第一臂末端的轨迹的交点中位于超声波元件固定端 侧的交点，由各连结点构成的三角形为等腰三角形。
29. 如权利要求1或2所述的超声波探测器，其特征在于，连结 所述第一臂和所述第三臂的所述第二轴配置在比从所述第一臂的所述 旋转中心至所述第一臂末端的距离的中间点更靠所述第一臂的末端 侧。
30. 如权利要求1至3中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，在所述马达的所述旋转轴上设置减速机构，在由所述减速机构减 速了的旋转轴上固定所述第一臂的所述旋转中心，而将所述马达配置 在从超声波探测器的窗离开的方向上进行摆动。
31. 如权利要求1至4中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，所述超声波元件是电子扫描型元件，在电子扫描和与电子扫描正 交的方向上机械地摆动。
32. 如权利要求1至4中任一项所述的超声波探测器，其特征在 于，所述超声波元件是单一元件，通过独立地旋转或摆动而进行机械 扫描，在与所述机械扫描正交的方向上机械地摆动。
全文摘要
本发明公开一种将超声波探测器的生物体接触部形成为较大曲率形状以便容易紧密接触生物体、且使超声波探测器小型化的技术，根据该技术，利用缆线(6)将固定于探测器外壳(7)的第一圆筒带轮(5)、固定在贯通第一带轮的马达轴(17)上的臂(16)、和可旋转地配置在其相反侧的第二圆筒带轮(8)结合，在第二带轮上通过滑动轴承(15)设有可伸缩地配置的滑动轴(14)，在滑动轴上设有与探测器外壳的导轨(12)相接触的辊(10)，滑动轴作成伸缩自如的结构并在滑动轴的末端安装超声波元件(2)，由此使得以大曲率摆动扫描超声波元件的机构小型化。
文档编号A61B8/00GK101489487SQ20078002734
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月19日 优先权日2006年7月20日
发明者大川荣一, 岛崎彰, 新海正弘, 藤井清 申请人:松下电器产业株式会社