(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部と第２の端部を有するチューブを備え、チューブの第１の端部が流体チャンバと開放連通し、チューブの第２の端部が大気圧と開放連通し、前記チューブが侵襲性の手術で操作可能な寸法を有することを特徴とするプローブ。
【請求項２】
チューブが、毛管力を介して流体チャンバ内の圧力を維持するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
流体チャンバ内の圧力を維持しながら、流体チャンバ内に含まれるある体積の流体を流体チャンバに対して膨張または収縮させるようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項４】
流体チャンバ内の圧力が増大したときに、流体チャンバ内に含まれるある体積の流体がチューブ内で膨張するようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
【請求項５】
流体チャンバ内の圧力が減少したときに、チューブ内に含まれる流体の一部が流体チャンバに進入するようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
【請求項６】
流体チャンバ内に含まれるある体積の流体が所定の基準温度を有し、流体チャンバ内のある体積の流体の基準温度が上昇したときに、流体チャンバ内に含まれるある体積の流体がチューブ内で膨張するするようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
【請求項７】
流体チャンバ内に含まれるある体積の流体が、関連する基準温度を有し、流体チャンバ内の体積の基準温度が低下したときに、チューブ内に含まれる流体の一部が流体チャンバに進入するようにチューブが構成されることを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
【請求項８】
チューブが所定のチューブ長を有し、そのチューブ長が流体に関連する熱膨張係数に対応することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項９】
チューブが所定のチューブ長を有し、そのチューブ長が流体チャンバのプローブ・レンズに関連するレンズ偏りに対応することを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１０】
流体チャンバに結合されたチューブを備え、チューブが第１の端部と第２の端部を有し、第１の端部が流体チャンバと開放流体連通し、第２の端部が大気圧と開放連通し、前記チューブが、流体チャンバ内の様々な圧力変化時に毛管力を介して流体チャンバ内の圧力を維持するように構成され、前記チューブが、侵襲性の手術で操作可能な寸法を有することを特徴とする改良された装置。
【請求項１１】
流体チャンバ内の圧力を維持しながら、流体チャンバ内に含まれるある体積の流体を流体チャンバに対して膨張または収縮させるようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
流体チャンバ内の圧力を維持しながら、流体チャンバ内に含まれるある体積の流体を毛細管の第１の端部内に保持された流体の一部に関連して膨張または収縮させるようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
流体チャンバ内に含まれるある体積の流体が膨張したときに、毛細管の第１の端部内に保持された流体の一部が毛細管の第２の端部の方へ移動するようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
流体チャンバ内に含まれるある体積の流体が収縮したときに、毛細管の第１の端部内に保持された流体の一部が毛細管の開放流体連通の方へ移動するようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
チューブがあるチューブ長を有し、チューブ長が、流体に関連する熱膨張係数に対応し、それによってチューブ内で流体の動作可能範囲を維持することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
チューブがあるチューブ長を有し、チューブ長が、流体チャンバのプローブ・レンズに関連するレンズ偏りに対応し、それによってチューブ内に流体の動作可能範囲を維持することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１７】
流体チャンバに結合され、第１の端部と第２の端部を有し、第１の端部が流体チャンバと開放流体連通し、第２の端部が大気圧と開放連通する毛細管を備え、
前記第１の端部が、毛細管を介してチューブ内に流体の一部を保持するように構成され、流体の一部が、流体チャンバ内に含まれるある体積の流体に対して保持され、前記ある体積の流体が、チューブ内に含まれる流体の一部に作用する毛管力を介して流体チャンバ内に保持され、前記チューブが、侵襲性の手術での操作可能寸法を有することを特徴とする装置。
【請求項１８】
チューブが、毛管力を介して流体チャンバ内の圧力を維持するように構成されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
流体チャンバ内の圧力を維持しながら、流体チャンバ内に含まれるある体積の流体が流体チャンバに対して膨張または収縮することを可能にするようにチューブが構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
チューブが、所定のチューブ長を有し、チューブ長が、流体に関連する熱膨張係数に対応することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
チューブが、関連するチューブ長を有し、チューブ長が、流体チャンバのプローブ・レンズに関連するレンズ偏りに対応することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波トランスデューサ・プローブに関する。詳細には、本発明は、超音波トランスデューサ・プローブの流体チャンバに気体などの異物が入り込むのを防止することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の内視鏡技法は、訓練された医療要員が超音波トランスデューサ・プローブを体内に挿入し、超音波技法を使用することによって人体の内部画像を得ることができる。このような超音波画像は、侵襲性の診査手術を施す必要なしに様々な内部状態を診断するのに技術者を助ける。
【０００３】
従来型の超音波トランスデューサ・プローブは音響流体チャンバ内に密閉されたトランスデューサ・アレイを備えている。チャンバ内に含まれる音響流体は、トランスデューサ・アレイとトランスデューサ・アレイ・レンズの間の領域内で超音波パルスを伝搬するのを助ける。さらに、トランスデューサ・チップは、機械的シールとガスケットの組合せを使用してチャンバ内に音響流体を保持する。
【０００４】
通常、トランスデューサ・アレイ又はトランスデューサ・チップをプローブに対して操作または移動させるためにプローブ内に移送アセンブリが設けられる。トランスデューサ・チップは通常、縦長の可撓性プローブ・チューブに結合されている。このチューブはトランスデューサ・チューブを人体の外側の遠隔位置から体内に挿入するためのものである。縦長の可撓性プローブ・チップ自体は、その移動および方向を制御するためのステアリング装置を有する制御ハンドルに取り付けられている。
【０００５】
動作時には、チャンバ内に含まれるトランスデューサ・アレイが一連の超音波パルスを生成し、これらのパルスがトランスデューサ・アレイから、チャンバ内に含まれる音響流体を介し、トランスデューサ・アレイ・レンズを介して、目標領域の方へ伝送される。したがって、パルスは目標からトランスデューサ・アレイ・レンズを介してチャンバ内に反射され、音響流体を介してトランスデューサ・アレイに至る。
【０００６】
しかし、意図されたように動作させるには、チャンバ内に含まれる音響流体から気体などの異物を除去しなければならない。それにもかかわらず、このような異物は、チャンバ内に流体を保持するために使用されている機械的シールおよびガスケットを通してチャンバに入り込み、音響流体を汚染する恐れがある。異物が機械的シールおよびガスケットを通して流体チャンバに進入することができるのは主として、チャンバ内に含まれる音響流体に直接的または間接的に作用する圧力変動および温度変動のためである。音響流体が実際に汚染された場合、異物は、音響流体を通した超音波パルスの伝搬に干渉し、超音波パルスをチャンバのあちこちに無作為に反射させ分散させる。このような異物の干渉は、超音波パルスから生成される画像の画質を著しく低下させる。
【０００７】
たとえば、通常の動作および輸送中に、チャンバ内に含まれる音響流体は温度と圧力の両方の変動を受ける。温度が変動すると、チャンバ内の流体が膨張し圧縮し、それによって異物が流体およびチャンバに導入される可能性が生じる。
【０００８】
たとえば、プローブが体内に挿入される通常の動作時には、チャンバ内の音響流体の温度は通常、上昇する。温度の上昇は主として、体内の熱や、超音波パルスが生成されるときにトランスデューサ・アレイによって生成される熱などの熱源によるものである。チャンバ内の音響流体の温度が上昇を開始すると、音響流体は、膨張を開始すると共にチャンバの内面に圧力を加え始める。チャンバの内面に圧力が加わると、チャンバの内圧が上昇し、チャンバの音響流体が、関連する機械的シールおよびガスケットから押し出される。これに対応して、チャンバ内の音響流体がこのような加熱状態から冷却されると、音響流体は必然的に収縮し、チャンバ内に真空を形成する。チャンバ内の真空は空気または気体、あるいは場合によっては体液を機械的シールおよびガスケットを通してチャンバ内に引き込み、それによってチャンバの音響流体に異物が導入される。
【０００９】
同様に、プローブが体内に挿入されると、チャンバ内の圧力は通常アレイ・レンズに加えられている圧力よりも高くなる。このような圧力は通常人体の内臓がアレイ・レンズに圧力を加えることによって生じる。アレイ・レンズに作用する圧力が上昇すると、これに対応して、チャンバ内に含まれる音響流体は、この圧力に比例する圧力をチャンバの内面に加える。チャンバの内面に圧力が加わると、チャンバの内圧が上昇し、チャンバの音響流体が、関連する機械的シールおよびガスケットから押し出される。したがって、アレイ・レンズに作用する圧力が弱まると、チャンバの内圧が弱まり、チャンバ内に真空が形成される。チャンバ内の真空は空気または気体、あるいは場合によっては体液を機械的シールおよびガスケットを通してチャンバ内に引き込み、それによってチャンバの音響流体に異物が導入される。
【００１０】
同様に、トランスデューサ・プローブが輸送されるときにも同様な温度変動および圧力変動が起こり、それによってプローブのチャンバに異物が導入される可能性が生じる。たとえば、航空機による輸送では、上記で指摘したのと同様な状態をもたらす温度変動および圧力変動が起こり、チャンバの音響流体に異物が導入される恐れがある。
【００１１】
現在利用可能なトランスデューサ・プローブは、異物、通常は気泡の、音響液体からの除去に関する様々な解決策によって汚染問題に対処している。このような解決策は、音響流体容器を使用することから、異物汚染を除去するためにチャンバ通気弁を使用することまで様々である。しかし、現行の技術は汚染問題を防止することに関する技術ではない。したがって、現在利用可能な解決策は、汚染を防止する問題には対処しておらず、汚染が起こった後に汚染を除去するものに過ぎない。さらに、この分野の現行の技術は、音響流体チャンバ内で起こり、異物を導入させる圧力変動および温度変動の一般的な問題には対処しない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、音響流体チャンバ内で起こるこのような圧力変動および温度変動の結果として音響流体チャンバに異物が入り込むのを防止することのできる装置を提供することが望ましい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プローブの流体チャンバに異物が入り込むのを防止する装置に関する。一実施態様では、この装置は、第１の端部と第２の端部を有する毛細管を備え、第１の端部は、音響流体チャンバと開放連通する。この開放連通により、音響流体チャンバのある体積の流体が毛細管内で膨張し収縮することが可能になる。毛細管内に含まれる音響流体は、毛管力によって毛細管内に維持される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下の詳細な説明では、本発明を完全に理解していただくために多数の特定の詳細について述べる。しかし、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが理解されよう。他の例では、本発明をわかりにくくしないように、周知の方法、手順、構成要素については詳しく説明しない。
【００１５】
本発明は、音響流体チャンバ内で起こる圧力変動や温度変動の結果として音響流体チャンバに異物が入り込むのを防止することのできる装置に関する。
【００１６】
図１は、超音波プローブと共に使用される超音波トランスデューサ・チップ１００内に組み込まれる本発明の一実施形態を示す。超音波トランスデューサ・チップ１００は、図１に示されており、トランスデューサ・アレイ・レンズ（アレイ・レンズ）１０４が結合されたトランスデューサ・チップ・ケーシング１０２を含む。トランスデューサ・チップ・ケーシング１０２とアレイ・レンズ１０４の間の最適な位置に配置されたトランスデューサ・アレイ１０６をケーシング内に備えている。アレイ・レンズ１０４は、相互にネジを設けられた表面、熱結合継手、他の様々な固定方法など様々な方法によってトランスデューサ・チップ・ケーシング１０２に結合することができる。前述の各結合方法で、アレイ・レンズ１０４およびトランスデューサ・チップ・ケーシング１０２のそれぞれの接触かみ合い表面の間には通常、ガスケットまたは密閉材料１０８が使用される。アレイ・レンズ１０４は、トランスデューサ・アレイ１０６による超音波パルスの妨害されない送信および受信を可能にするために設けられる。アレイ・レンズ１０４の内面とトランスデューサ・アレイ１０６との間に音響流体チャンバ領域（音響チャンバ）１１０が配設される。音響チャンバ１１０は、トランスデューサ・チップの一部、すなわちケーシング１０２、トランスデューサ・アレイ・レンズ１０４、トランスデューサ・アレイ１０６の一部によって形成される。音響流チャンバ１１０には音響結合流体（音響流体）１１２が充填される。音響流体１１２は、トランスデューサ・アレイ１０６とアレイ・レンズ１０４の間の領域内で超音波パルスが伝搬するのを助けるために使用される。
【００１７】
図４に示すように、毛細管型チューブ１１４が超音波トランスデューサ・チップ１００に用意されている。毛細管１１４はオリフィス（図示せず）を介して音響チャンバ１１０に結合され、音響チャンバ１１０からの音響流体１１２はこのオリフィスを通して膨張し収縮することができる。毛細管１１４は、音響チャンバ１１０に含まれる音響流体１１２と開放流体連通する。毛細管１１４は、音響チャンバ１１０内の音響流体１１２がオリフィスを通して毛細管１１４内で膨張または収縮できるようにし、音響チャンバ１１０内を比較的安定な内圧に維持する。毛細管１１４は、特定の応用例に必要な毛細管１１４の所望の長さに応じて、超音波トランスデューサ・チップ１００を越えてプローブ自体内へ延びるか、あるいはその全体を超音波トランスデューサ・チップ１００内に残すことができる。
【００１８】
本発明の一実施形態では、毛細管１１４は侵襲性の手術のための寸法にすることができる。たとえば、チューブ１１４の寸法は、超音波プローブで使用される従来型の毛細管に対して小さくされる（たとえば、長さが短くされ、かつ／または幅が狭くされる）。その結果、流体チャンバ１１０に入れられる流体１１４が少なくなり、チャンバおよびプローブの全体的な寸法が小さくなる。したがって、侵襲性の技術に対してプローブの使用可能性が高まる。
【００１９】
また、移送アセンブリ１１８は、一連の歯車および関連する機械的シールを介してトランスデューサ・アレイ１０６に結合されるように示されている。移送アセンブリ１１８は、トランスデューサ・チップ１００内でのトランスデューサ・アレイ１０６の移動を可能にする。図のように、トランスデューサ・アレイ１０６は、音響チャンバ１１０内に音響流体１１２を保持するように機械的シール１２６を組み込んだ可動カップ状装置１２４内に保持されている。トランスデューサ・アレイ１０６を、トランスデューサ・アレイ１０６の所望の操作を可能にする任意の種類の装置内に保持させることができる。トランスデューサ・チップ１００は、縦長の可撓性プローブ・チューブ１２８の一部に結合されるように示されており、プローブ・チューブ１２８は、トランスデューサ・チップ１００を小さな挿入点から体内に挿入させることができる。一実施形態では、縦長の可撓性プローブ・チューブ１２８自体が、その移動および方向を制御するためにステアリング装置を有するハンドル（図示せず）に取り付けられる。
【００２０】
図２は、図１のトランスデューサ・チップの一部をさらに詳しく示し、毛細管２００と音響チャンバ２０５の間の相互接続を示す。毛細管２００は通常、音響チャンバ２０５内で行われる音響流体２１０の膨張および収縮を補償するために毛細管２００内に音響流体２１０の一部を含む。実際の毛細管２００の音響チャンバ２０５との接続点は、トランスデューサ・アレイ２１５に関連する超音波パルスの送信および受信に干渉しないように音響チャンバ２０５の周りの任意の点に位置させておく。
【００２１】
毛細管２００は、図２に示すように、オリフィス２２０を介して音響チャンバ２０５に結合され、音響チャンバ２０５の音響流体２１０がオリフィス２２０を介して膨張し収縮することを可能にする。具体的には、毛細管２００はチューブ支持部材２２５に結合されるように示されており、支持部材２２５は、支持部材２２５の上部のある領域、音響チャンバ２０５に隣接する領域が除去されている。支持チューブ２３０は支持部材２２５の上部の底部に結合され、オリフィス２２０は上部の底部を通過して支持チューブ２３０に入る。毛細管２２０は支持チューブ２３０に動作可能に結合され、それによって音響チャンバ２０５内の音響流体２１０が毛細管２００と開放流体連通させている。したがって、オリフィス２２０は、音響チャンバ２０５からの音響流体２１０用の開放流体連通経路が毛細管２００内で膨張または収縮することができ、それによって、音響チャンバ２０５に作用する圧力や温度が変動する場合でも、音響チャンバ２０５内の圧力を比較的一定の値（動作可能圧力値）にすることができる。同様に、毛細管２００は毛管力を介して、音響チャンバ２０５に作用する圧力および温度を変動させずに音響チャンバ２０５内で動作可能圧力値を維持する。
【００２２】
毛細管２００の設計は、音響流体２１０とアレイ・レンズ２３５の両方に関連する因子に基づいて行うことができる。たとえば、特定のプローブの使用は主として温度の変動の影響を受け、この場合、毛細管２００の設計は主として、音響流体２１０の体積膨張係数（Ｅ）に関連する因子によって決定することができる。他のプローブの使用は主として、アレイ・レンズ２３５に作用する圧力の変動の影響を受け、この場合、毛細管２００の設計は、アレイ・レンズ２３５の最大たわみに関連する因子によって決定することができる。さらに、特定のプローブの使用は温度および圧力の変動の両方の影響を受け、この場合、毛細管２００の設計は、最大膨張係数（Ｅ）とアレイ・レンズ２３５に作用する圧力の両方に関連する因子によって決定することができる。
【００２３】
温度の変動に関して、音響流体２１０の体積膨張係数（Ｅ）は、プローブ内で使用される音響流体２１０と関係を有する。音響流体２１０に関連する体積膨張係数（Ｅ）は、毛細管２００の適切な動作長および動作直径を決定する際に使用される。音響流体２１０の体積膨張係数（Ｅ）は知られているので、音響流体２１０の熱膨張または収縮による流体体積の変化（ΔＶ）を温度の変化（ΔＴ）に対して決定することができる。
【００２４】
一実施形態では、流体の体積膨張係数（Ｅ）に関する物理公式［Ｅ＝（１／Ｖ）×（ΔＶ／ΔＴ）］を使用することによって流体体積の変化（ΔＶ）を決定することができる。この場合、Ｖは液体の初期体積を表す。たとえば、体積膨張係数（Ｅ）が０．２に等しく、流体の初期体積が１０立方インチに等しく、温度変化が２度と予想される場合、流体体積の変化（ΔＶ）は４立方インチに等しくなる。したがって、熱膨張および収縮による流体の体積の変化（ΔＶ）を算出することができるので、音響に対処するのに必要な毛細管２００の対応する動作長を容易に算出することができる。
【００２５】
したがって、音響流体の温度がＴ１からＴ２まで（ΔＴ）上昇した場合、音響チャンバ２０５内の音響流体２１０の体積の膨張（ΔＶ）が起こる。音響チャンバ２０５内の音響流体２１０の体積の膨張（ΔＶ）によって、対応する体積の音響流体２１０が音響チャンバ２０５からオリフィス２２０を介して毛細管２００に押し出される。膨張した流体２１０の体積によって、膨張中に、毛細管２００内に含まれる流体２１０の一部が、毛細管２００の内部に沿って第１の位置から第２の位置に変位されるか、あるいは押される。同様に、音響流体の温度がＴ１からＴ２まで低下した（ΔＴ）場合、対応する体積の音響流体２１０が、収縮中に毛細管２００から音響チャンバ２０５に引き込まれ、毛細管２００内の流体２１０が、毛細管２００の内部に沿って第１の位置から第２の位置へ移動する。したがって、毛細管２００の全体的な適切な体積容量および長さを、音響流体２１０に関連する体積膨張係数（Ｅ）および予想される体積変化（ΔＶ）に対して数学的に求めることができる。
【００２６】
圧力の変動に関して、アレイ・レンズ２３５のたわみが、製造業者から供給されるか、あるいはレンズたわみの簡単な測定を行うことによって求められるので、アレイ・レンズ２３５の最大たわみ（Ｄ）は通常、既知の値である。アレイ・レンズ２３５の最大たわみ（Ｄ）は、毛細管２００の適切な動作長および動作直径を求める際に使用される。アレイ・レンズ２３５の最大たわみ（Ｄ）が知られているので、アレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）の変化に基づいて音響流体２１０の体積変位値（ＶＤ）を求めることができる。体積変位値（ＶＤ）は、アレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）の変化のために変位されるある体積の音響流体２１０に対応する。したがって、流体２１０の体積変位値（ＶＤ）はアレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）の関数でよい。あるいは、アレイ・レンズ２３５の最大たわみ（Ｄ）点で変位された流体２１０の体積を測定することによって最大体積変位値（ＶＤｍａｘ）を求めることができる。したがって、体積変位値（ＶＤ）はアレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）の関数であり、すなわちＶＤ＝ｆ（ΔＤ）である。したがって、アレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）による体積変位値（ＶＤ）を算出することができるので、毛細管２００の全体的な適切な体積容量および長さを、アレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）と、アレイ・レンズ２３５がたわんだために起こる音響流体２３５の体積変位（ＶＤ）の予想される変化に関して数学的に求めることができる。
【００２７】
したがって、アレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）がＤ１からＤ２に増大した場合、対応する体積の音響流体２１０が、正のたわみ（すなわち、アレイ・レンズ２３５がトランスデューサ・アレイ２１５の方へ押される）中に音響チャンバ２０５から毛細管２１０に進入し、毛細管２００の内部に沿って第１の位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）へ移動する。同様に、アレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）がＤ１からＤ２に減少した場合、対応する体積の音響流体２１０が、負のたわみ（すなわち、アレイ・レンズ２３５がトランスデューサ・アレイ２１５から解放されトランスデューサ・アレイから離れる方向へ移動する）中に毛細管２００から音響チャンバ２０５に進入し、毛細管２００の内部に沿って第１の位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ３）へ移動する。したがって、毛細管２００の全体的な適切な体積容量および長さを、アレイ・レンズ２３５のたわみ（ΔＤ）による体積変位値（ＶＤ）に関して数学的に求めることができる。
【００２８】
図３ａは、音響チャンバ３１０内の音響流体３０５の温度が上昇するときの開放端付き毛細管３００の動作を示す。初期開始温度（Ｔ１）では、毛細管３００内の音響流体３０５の位置は初期位置（Ｐ１）に対応する。音響チャンバ３１０内の音響流体３０５の温度が（Ｔ２）に上昇すると、これに対応して、音響チャンバ３１０の内壁に加わる圧力が増大する。音響チャンバ３１０内の圧力が増大するにつれて、特定の体積の音響流体３０５が音響チャンバ３１０からオリフィス３１５を介して毛細管３００内に押し出される。したがって、毛細管３００内に含まれる音響流体３０５の一部が毛細管３００の開放端３２０の方へ、初期位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）へ押される。この場合、音響流体３０５は毛細管３００の内部に沿って特定の長さ（Ｌ１）だけ移動する。毛細管３００は、ある体積の音響流体３０５が音響チャンバ３１０から延び出すが、毛細管３００内には残り、音響チャンバ３１０内に一定の安定な圧力を維持するように設計される。
【００２９】
図３ｂは、音響チャンバ３１０内の音響流体３０５の温度が低下するときの開放端付き毛細管３００の動作を示す。初期開始温度（Ｔ１）では、毛細管３００内の音響流体３０５の位置は初期位置（Ｐ１）に対応する。音響チャンバ３１０内の音響流体３０５の温度が（Ｔ２）に低下すると、これに対応して、真空の形で音響チャンバ３１０の内壁に加わる圧力が低下する。音響チャンバ３１０内の圧力が低下するにつれて、特定の体積の音響流体３０５が毛細管３００からオリフィス３１５を介して音響チャンバ３１０に引き込まれる。したがって、毛細管３００内に含まれる音響流体３０５の一部からこの特定の体積の音響流体３０５が引き込まれる。したがって、毛細管内の流体３０５の一部が、オリフィス３１５に隣接する毛細管３００の結合端３２５の方へ、初期位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）へ引き込まれる。この場合、音響流体３０５は毛細管３００の内部に沿って特定の長さ（Ｌ１）だけ移動する。毛細管３００は、ある体積の音響流体３０５が音響チャンバ３１０内で収縮し、一部の音響流体３０５が毛細管３００内に残るようにし、音響チャンバ３１０内に一定の安定な圧力を維持するように設計される。
【００３０】
図４ａは、アレイ・レンズ４１０を介して音響流体４０５に作用する圧力が増大し、それによって音響チャンバ４１５内の圧力が増大するときの開放端付き毛細管４００の動作を示す。初期中立圧力（ＰＲ１）では、毛細管４００内の音響流体４０５の位置は初期位置（Ｐ１）に対応する。音響チャンバ４１５内の音響流体４０５に作用する圧力が（ＰＲ２）に増大すると、これに対応して、音響チャンバ４１５の内壁に加わる圧力が増大する。音響チャンバ４１５内の圧力が増大するにつれて、特定の体積の音響流体４０５が音響チャンバ４１５からオリフィス４２０を介して毛細管４００内に押し出される。したがって、毛細管４００内の音響流体４０５の一部が毛細管４００の開放端４２５の方へ、初期位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）へ押される。この場合、音響流体４０５は毛細管４００の内部に沿って特定の長さ（Ｌ１）だけ移動する。毛細管４００は、ある体積の音響流体４０５が音響チャンバ４１５から伸び出すが毛細管４００内には残るようにし、音響チャンバ４１５の内部に一定の安定な圧力を維持するように設計される。
【００３１】
図４ｂは、アレイ・レンズ４１０を介して音響流体４０５に作用する圧力が低下し、それによって音響チャンバ４１５内の圧力が低下するときの開放端付き毛細管４００の動作を示す。初期中立圧力（ＰＲ１）では、毛細管４００内の音響流体４０５の位置は初期位置（Ｐ１）に対応する。音響チャンバ４１５内の音響流体４０５に作用する圧力が（ＰＲ２）に低下すると、これに対応して、音響チャンバ４１５の内壁に加わる圧力が低下し、真空が形成される。音響チャンバ４１５内の圧力が低下するにつれて、特定の体積の音響流体４０５が毛細管４００からオリフィス４２０を介して音響チャンバ４１５に引き込まれる。したがって、毛細管４００内に含まれる音響流体４０５の一部からこの特定の体積の音響流体４０５が引き込まれる。したがって、毛細管４００内の音響流体４０５の一部が、オリフィス４２０に隣接する毛細管４００の結合端４３０の方へ、初期位置（Ｐ１）から第２の位置（Ｐ２）へ引き込まれる。この場合、音響流体４０５は毛細管４００の内部に沿って特定の長さ（Ｌ１）だけ移動する。毛細管４００は、ある体積の音響流体４０５が音響チャンバ４１５内で収縮し、一部の音響流体４０５が毛細管４００内に残るようにし、音響チャンバ４１５の内部に一定の安定な圧力を維持するように設計される。
【００３２】
前述の装置の代替実施形態では、毛細管を閉鎖端付き毛細管として構成することができる。この場合、毛細管の閉鎖端に存在するある体積の気体は、指定された体積の音響流体が音響チャンバから毛細管内に膨張することを可能にし、同時に音響チャンバの内部に動作可能圧力を維持する、所定の体積の気体である。
【００３３】
上記の説明および図面から、当業者には、図示し説明した特定の実施形態が例示のみのためのものであり、本発明の範囲を制限するものではないことが理解されよう。当業者には、本発明をその趣旨または基本特性から逸脱せずに他の特定の形態で実施できることが認識されよう。特定の実施形態の詳細の参照は、特許請求の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示を実施することのできるトランスデューサ・チップ・アセンブリの断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるトランスデューサ・チップ・アセンブリの部分断面図である。
【図３】図３ａおよび図３ｂは、温度変動に関する本発明の一実施形態の動作を示すトランスデューサ・チップ・アセンブリの一実施形態の断面図である。
【図４】図４ａおよび図４ｂは、圧力変動に関する本発明の一実施形態の動作を示すトランスデューサ・チップ・アセンブリの一実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１００  超音波トランスデューサ・チップ
１０２  トランスデューサ・チップ・ケーシング
１０４  トランスデューサ・アレイ・レンズ
１０６  トランスデューサ・アレイ
１０８  ガスケットまたは密閉材料
１１０  音響流体チャンバ領域（音響チャンバ）
１１２  音響結合流体（音響流体）
１１４  毛細管
１１８  移送アセンブリ
１２４  可動コップ状装置
１２６  機械的シール
１２８  縦長の可撓性プローブ・チューブ
２００  毛細管
２０５  音響チャンバ
２１０  音響流体
２１５  トランスデューサ・アレイ
２２０  オリフィス
２２５  支持部材
２３０  支持チューブ
２３５  アレイ・レンズ
【図１】
0004339968.tif 000002
【図２】
0004339968.tif 000003
【図３】
0004339968.tif 000004
【図４】
0004339968.tif 000005