CN103211619B - 超声波探头以及超声波诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波探头以及具有该超声波探头的超声波诊断装置，即使超声波放射面为凸面、曲面、凹面，布线基板的引出也容易。在实施方式涉及的超声波探头中，压电体在超声波的放射方向侧的前面及其相反侧的背面分别设有电极，且至少一部分被排列成曲面状。电子电路、电气线路或者接口与压电体之间进行电信号的收发。挠性布线基板具有：在压电体的背面侧沿着上述压电体的曲面的圆周方向并行设置的第1部分、和在上述排列的端部附近从该第1部分延伸并进而被朝向上述电子电路、电气线路或者接口引出的第2部分。并且，在挠性布线基板上设有使压电体的电极的至少一方、与电子电路、电气线路或者接口导通的布线图案。

Description

超声波探头以及超声波诊断装置

本申请以日本专利申请2012－012453（申请日：2012年1月24日）为基础，主张该申请的优先权。本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。

技术领域

实施方式涉及超声波探头（probe）以及超声波诊断装置。

背景技术

超声波诊断装置是基于经由超声波探头对被检体进行扫描而得到的生物体信息，来将被检体内的状态图像化的装置。即，超声波诊断装置对超声波探头发送与超声波的扫描有关的控制信号，经由超声波探头向被检体发送超声波。另外，通过经由超声波探头接收来自被检体的反射波，来取得基于被检体的内部的状态的生物体信息。超声波诊断装置基于该生物体信息生成超声波图像。

超声波探头中设有用于与被检体之间收发超声波的超声波探触件（日文：探触子）。超声波探触件具备压电体。针对该压电体，在超声波的放射方向侧的前面设有前面电极（例如接地电极），在背面设有背面电极（例如信号电极）。另外，在超声波探头中设有用于与压电体进行电连接的布线基板。该布线基板中设有布线图案。布线图案经由电子电路、电气线路或者接口等与和超声波诊断装置主体之间进行信号传送的线缆连接。

在超声波探头中，压电体的背面电极经由布线基板的布线图案与超声波诊断装置主体之间收发信号。因此，布线基板被配置在压电体的背面侧，其布线图案与背面电极直接或者间接连接。而且，布线基板具有与压电体的背面相向的面，被从该面进一步引出到与超声波诊断装置主体进行连接的线缆侧。即，布线基板被朝向线缆侧或者收发电路等电子电路侧或电气线路弯折。

另外，超声波探头的超声波放射面的形状存在平面状、曲面状、凸面状等，能够根据所使用的超声波而进行各种设定。超声波探头中的超声波放射面与超声波探触件的排列对应，例如在超声波放射面鼓出的曲面状的超声波探头中，超声波探触件被排列成元件排列的中央部分向被检体侧鼓出那样的曲面状。其中，对于这样的超声波探头，以下简记为“凸（convex）阵（array）探头”。

以往，提出了将布线基板朝向压电体的排列方向（阵列方向）以及与超声波的放射方向正交的透镜方向（切片方向）弯折而引出的构成的凸阵探头。在这样的超声波探头中，布线基板首先为了与压电体的背面电极连接而按照压电体的排列形状（曲面等）沿阵列方向弯曲。并且，布线基板朝向电子电路、电气线路或者接口沿透镜方向折弯。

即使布线基板容易弯曲，也难以在阵列方向以及透镜方向这两个方向上使布线基板弯折。这样的问题在超声波探触件组的排列的端部很显著，布线基板的弯折更加困难。在这样的构成中，有可能对布线基板的引出造成妨碍。

另外，在超声波放射面为凹陷的（凹下的）曲面状的超声波探头中，超声波探触件被排列成元件排列的中央部分向与超声波的放射方向相反侧凹陷那样的曲面状（例如凹（concave）阵探头）。在这样的超声波探头中，也有可能产生上述那样的问题。

发明内容

该实施方式的目的在于，提供一种无论超声波放射面是凸面、曲面还是凹面，布线基板的引出都容易的超声波探头以及具备该超声波探头的超声波诊断装置。

该实施方式涉及的超声波探头具有多个压电体；电子电路、电气线路或者接口；以及挠性布线基板。压电体在超声波的放射方向侧的前面及其相反侧的背面分别设有电极，并且至少一部分被排列成曲面状。电子电路、电气线路或者接口与压电体之间进行电信号的收发。挠性布线基板具有：在压电体的背面侧沿着上述压电体的曲面的圆周方向并行设置的第1部分；和在上述排列的端部附近从该第1部分开始延伸，进而朝向上述电子电路或者电气线路或者接口引出的第2部分。并且，挠性布线基板上设有使压电体的电极的至少一方与电子电路、电气线路或者接口导通的布线图案。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的超声波探头的一个例子的立体图。

图2是表示第1实施方式涉及的超声波探头的内部构造的切断部端面图。

图3是图2的局部放大图。

图4是表示从超声波放射面侧观察的第1实施方式的超声波探触件的内部构造的概略图。

图5是表示压电体的背面、第1布线图案以及第1挠性布线基板的贯通孔的概略图。

图6是表示压电体的排列以及第2布线图案及贯通孔的构成的概略图。

图7是概念性表示第1布线图案以及第2布线图案的延伸方向的概略图。

图8是表示第1实施方式涉及的超声波探触件的第1变形例的切断部端面图。

图9是图8的A－A’切断部端面图。

图10是图8的局部放大图。

图11是表示从超声波放射面侧观察的第1变形例涉及的超声波探触件的内部构造的概略图。

图12是表示第1实施方式涉及的超声波探触件的第2变形例的切断部端面图。

图13是表示从声透镜侧朝向后方的视点下的第1实施方式的超声波探触件的第2变形例的概略图。

图14是表示第2实施方式涉及的超声波探头的内部构造（驱动前）的切断部端面图。

图15是表示从超声波放射面侧观察的第2实施方式的超声波探触件（驱动前）的内部构造的概略图。

图16是表示第2实施方式涉及的超声波探头的内部构造（驱动后）的切断部端面图。

图17是表示从超声波放射面侧观察的第2实施方式的超声波探触件（驱动后）的内部构造的概略图。

图18是表示第3实施方式涉及的超声波探头的内部构造的切断部端面图。

具体实施方式

以下，参照图1～图18，对实施方式涉及的超声波探触件、其制造方法以及超声波探头进行说明。

［第1实施方式］

（超声波探头的构成）

参照图1～图13，对第1实施方式中的超声波探头10以及超声波探触件100的概要进行说明。图1是表示实施方式涉及的超声波探头10的一个例子的立体图。图2是表示第1实施方式涉及的超声波探头10的内部构造（超声波探触件100等）的切断部端面图。图3是表示图2中用点划线包围的部分的放大图。

其中，在图2中省略了第1挠性布线基板（FPC／Flexible PrintedCircuits）120a的具体构成的图示。另外，图2中所示的超声波探触件100的元件排列整体的形状、压电体114的排列数也只不过是一个例子，还能够应用其他的构成。而且，图3对图2中用点划线表示的圆的部分进行了放大，但将实际上成为曲线状的元件排列表示成直线状。

另外，在以下的说明中，将从背面部件118朝向声匹配层110的方向以及超声波探触件100的超声波的放射方向（图1的E方向）记为“前方”。同样，将与该前方相反侧的方向记为“后方”。另外，将超声波探触件100中的各构成部分（压电体114、背面部件118、第1挠性布线基板120a等）中的前方侧的面分别记载为“前面”，将后方侧的面分别记载为“背面”。

如图1所示，超声波探头10具备壳体11，该壳体11具有把持部11a和线缆11b。而且，在壳体11中收容超声波探触件100（参照图2）。另外，如图1所示，超声波探头10的壳体11中的线缆11b的相反侧为凸状的曲面。而且，在壳体11的该部分，配置有根据该曲面而形成的声透镜102。声透镜102成为超声波探头10中的超声波的放射面。此外，图1所示的超声波探头10只是一个例子，也可以是其他种类的超声波探头。例如，可以是超声波放射面具有凹状的曲面的超声波探头。

以下，对第1实施方式涉及的超声波探头10以及超声波探触件100的构成进行说明。如图1所示，超声波探头10构成为包括：对作为被检体接触面的声透镜102进行支撑的壳体11、和壳体11中的在与声透镜102相反侧连接的线缆11b。另外，超声波探头10的内部设有具有压电体114等的超声波探触件100。而且，如图2所示，超声波探触件100中的声匹配层110、压电体114按照从排列的端部侧朝向中央向前方突出的方式鼓出排列。换言之，超声波探触件100被排列成具有凸状的曲面。在图2所示的例子中，声匹配层110、压电体114的排列形状为大致圆弧状（例如凸阵）。声透镜102根据这些元件排列而形成为大致圆弧状。

在图2以及图3所示的本实施方式的一个例子中，超声波探触件100构成为包括声匹配层110、压电体114、背面部件118、第1挠性布线基板120a等。而且，在该例子中，压电体114被1维排列。另外，如图3所示，在各压电体114的前面侧设有声匹配层110。另外，在压电体114的后方侧设有背面部件118，并且在背面部件118与压电体114之间设有第1挠性布线基板120a。在超声波探触件100中的声匹配层110更前面设有声透镜102。

另外，虽然省略了图示，但在超声波探触件100中设有将电信号从压电体114的前面侧的电极（以下记载为“前面电极”）引出到第1挠性布线基板120a的第2挠性布线基板（未图示）。第2挠性布线基板例如设在声匹配层110的前面侧。

＜压电体＞

压电体114将施加给背面电极以及前面电极的电压转换成超声波脉冲。该超声波脉冲被向被检体发送。另外，压电体114接收来自被检体的反射波，将其转换成电压。作为压电体114的材料，一般能够使用PZT（锆钛酸铅／Pb（Zr，Ti）O₃）、钛酸钡（BaTiO₃）、PZNT（Pb（Zn1／3Nb2／3）O3－PbTiO3）晶体、PMNT（Pb（Mg1／3Nb2／3）O3－PbTiO3）晶体等。压电体114的声阻抗例如可以为30Mrayl左右。另外，通过使压电体114的厚度为超声波的波长的λ／4厚度，能够难以受到背面侧的影响。此外，图2～4所示的压电体114由单一层构成，但这只是一个例子，也能够构成多层的压电体114。

＜声匹配层＞

声匹配层110在压电体114与被检体之间使声阻抗匹配。因此，声匹配层110被配置在压电体114与前面侧的第2挠性布线基板（未图示）之间（参照图3）。另外，声匹配层110为了使压电体114的前面电极与第2挠性布线基板之间导通，可由具有导电性的材料构成，或者形成导通路。此外，声匹配层也可以由多层构成。即，声匹配层的各层可分别使用声阻抗相互不同的材料。例如，第1层的声匹配层的声阻抗例如为4～7Mrayl左右。另外，第2层的声匹配层的声阻抗例如为9～15Mrayl左右。根据这样的构成，能够在压电体114与声透镜102之间使声阻抗阶段性变化，与被检体之间取得声的匹配。

作为具备这样的条件的第1层的声匹配层的材料的一个例子，例如可使用碳（各向同性石墨、石墨（graphite））。另外，作为第2层的声匹配层的例子，可以使用可切削玻璃、可切削陶瓷、环氧树脂与氧化金属粉末的混合体、环氧树脂与金属粉末的混合体等。另外，第2层的声匹配层的厚度（前后方向的长度）例如为100μm～400μm。

＜背面部件＞

背面部件118吸收在超声波脉冲的发送时向与超声波的照射方向相反侧（后方）放射的超声波脉冲，来抑制各压电体114的多余的振动。通过背面部件118，能够抑制振动时的来自各压电体114背面的反射，避免对超声波脉冲的收发造成不良影响。其中，作为背面部件118，从声衰减、声阻抗等观点出发，可使用含有PZT粉末或钨粉末等的环氧树脂、填充了聚氯乙烯或铁氧体粉末的橡胶或者在多孔质的陶瓷中含浸有环氧等树脂的材料等任意的材料。背面部件118的声阻抗例如可以为2Mrayl～7Mrayl左右。

＜后级电路＞

如图2所示，在超声波探头10的壳体11的内部，后级电路119设在线缆11b侧（后方侧）。而且，后级电路119经由第1挠性布线基板120a与压电体114的电极连接。并且，后级电路119经由线缆11b、各种接口与超声波诊断装置主体的控制部（未图示）连接。在这样的构成中，后级电路119基于从该控制部接收到的控制信号，向压电体114输送电信号。而且，该控制部从压电体114接收电信号，向超声波诊断装置主体的控制部输送基于该信号的电信号。即，后级电路119至少具有在超声波诊断装置主体与压电体114之间进行电信号的中继的作为收发电路的功能。并且，也可以是在后级电路119中执行整相加法、延迟处理等的构成。作为这样的后级电路119，可使用ASIC等。而且，后级电路119由电气线路（日文：電気回路）或者电子电路（日文：電子回路）构成。

（第1挠性布线基板）

接下来，参照图1～图7，对超声波探触件100的第1挠性布线基板120a进行说明。第1挠性布线基板120a如图2所示，设在背面部件118与压电体114之间，具有到后级电路119为止的长度，由此来进行压电体114与后级电路119的电连接。压电体114与后级电路119的电连接由设于第1挠性布线基板120a的第1布线图案121以及第2布线图案122进行。

＜第1布线图案、第2布线图案＞

在表示本实施方式的一个例子的图3中，设在压电体114的背面的背面电极（未图示）与设在第1挠性布线基板120a的前面的第1布线图案121连接。参照图3～图7，对该第1布线图案121的构成进行说明。图3是表示图2中用点划线包围的部分的放大图。图4是表示从超声波放射面侧观察的第1实施方式的超声波探触件100的内部构造的概略图。其中，图4是从声透镜102侧朝向后级电路119（线缆11b）侧的视点下的超声波探头10的内部构造图，并且在该图中用虚线表示了比声透镜102位于内侧的压电体114、第1挠性布线基板120a等。

图5表示压电体114的背面，并且，表示了第1布线图案121以及第1挠性布线基板120a的贯通孔120b。图6是表示压电体114的排列以及第2布线图案122及贯通孔120b的构成的概略图。其中，为了明确第2布线图案122的延伸方向与压电体114的排列方向之间的位置关系，图6省略了介于它们之间的第1挠性布线基板120a以及第1布线图案121的图示。图7是表示与图4相同视点下的压电体114以及第1挠性布线基板120a的第1布线图案121及第2布线图案122的概略图，概念性表示了第1布线图案121以及第2布线图案122的延伸方向。

压电体114中的背面电极（未图示）在各压电体114的各自背面上几乎遍及一面地设置。设在第1挠性布线基板120a的前面的第1布线图案121（图3）与各背面电极对应设置。在图4的例子中的超声波探头10的情况下，第1布线图案121在第1挠性布线基板120a的前面根据压电体114的排列间距而设置（图3、图5）。另外，如图5所示，第1布线图案121沿着压电体114的背面的长边方向（透镜方向R）、且具有与背面电极的长边方向的长度大致相同的长度。

另外，如图3所示，在第1挠性布线基板120a上具有从其前面向背面穿孔而设置的贯通孔120b。其中，在图3中仅表示了贯通孔120b的一部分。另外，如图5所示，贯通孔120b中的前方侧的端部重叠在第1布线图案121上，由此，第1布线图案121与贯通孔120b导通。

另外，如图6所示，在第1挠性布线基板120a的背面侧设有第2布线图案122。该第2布线图案122如图7所示，沿着压电体114的排列方向（阵列方向A），被朝向压电体114的排列的外侧引出。另外，第2布线图案122与贯通孔120b中的后方侧的端部重复，由此，第2布线图案122与贯通孔120b导通。这样，压电体114中的背面电极经由第1挠性布线基板120a的第1布线图案121以及贯通孔120b与第2布线图案122导通。

另外，如上所述，图2的例子中的压电体114被排列成曲面状，对第1挠性布线基板120a而言，一部分沿着压电体114的组的背面，具有在阵列方向A并行设置的面。而且，如图2所示，后级电路119以排列的中央的压电体114为基准位于后方侧。第1挠性布线基板120a被从压电体114的排列的两端朝向后方的后级电路119弯折。因此，第1挠性布线基板120a在与压电体114的背面重复的部分，被暂时向压电体114的排列的外侧引出，在压电体114的排列的两端附近，按照向该排列的中央侧且后方侧弯曲的方式折回。另外，被向后级电路119侧弯折的第1挠性布线基板120a进而延伸到后级电路119。

在第1挠性布线基板120a的背面，第2布线图案122沿着第1挠性布线基板120a的延伸方向设置到后级电路119，与后级电路119导通。即，第2布线图案122具有在第1挠性布线基板120a与压电体114的背面重复的区域中，与压电体114的曲面状的排列并行设置的第1部分。并且，具有在压电体114的排列的端部附近，从第2布线图案122的该第1部分延伸的第2部分。第2布线图案122中的第2部分与第1挠性布线基板120a一同弯折而向排列的中央侧折回。这样，朝向后级电路119延伸的第2布线图案122的端部与后级电路119连接。

＜贯通孔的配置＞

如以上说明那样，第1布线图案121沿着压电体114的透镜方向R设置，第2布线图案122沿着压电体114的阵列方向A设置。结果，如图7所示，第1布线图案121与第2布线图案122相互大致正交。这里，由于各第2布线图案122与各背面电极分别连接，所以需要分别独立设置。关于该点，本实施方式的第2布线图案122在第1挠性布线基板120a的背面沿透镜方向错开位置地进行布线。因此，如图5以及图6所示，贯通孔120b也在第1挠性布线基板120a中错开透镜方向R上的位置而设置。

另外，如图6所示，以压电体114的排列的中央为界限，将各压电体114的组分成阵列方向A的一端侧（从图的中央开始向右侧）与另一端侧（从图的中央开始向左侧）。即，通过以中央为界限来划分压电体114的组，分成从属于一方的组的压电体114的背面电极引出的第2布线图案122、和从属于另一方的组的压电体114的背面电极引出的第2布线图案122。另外，如图6所示，使与一方的组的各背面电极连接的第2布线图案122朝向排列的一端侧延伸。同样，使从另一方的组的各背面电极引出的第2布线图案122朝向排列的另一端侧延伸。

作为上述那样的第2布线图案122以及贯通孔120b的构成的一个例子，在图5以及图6的例子中，贯通孔120b被如下述那样配置。即，在第1挠性布线基板120a中的与压电体114的背面重复的区域，在压电体114的排列整体的对角线上设置贯通孔120b。这样，通过错开透镜方向R上的位置设置贯通孔120b，并且将第2布线图案122的延伸方向分成一方的组和另一方的组进行布线，从而按照与第1布线图案121的延伸方向大致正交的方式（参照图7）设置第2布线图案122。

＜绝缘层＞

如图3所示，在第1挠性布线基板120a的第2布线图案122与背面部件118之间设有绝缘层120c。不过，图3所示的超声波探触件100只是本实施方式的一个例子。即，根据本实施方式的构成，有时在第1挠性布线基板120a的第2布线图案122与背面部件118之间不设置绝缘层120c。

（超声波探触件与外部装置的连接）

接下来，对第1实施方式的超声波探头10与超声波诊断装置主体的连接构成的一个例子进行说明。超声波探头10具有用于与超声波诊断装置主体电连接的接口。在图1的例子中，线缆11b作为该接口发挥功能。而且，超声波探头10通过第1挠性布线基板120a的布线图案（121、122）、第2挠性布线基板（未图示）、以及线缆11b与超声波诊断装置主体电连接，相互传递与超声波的收发有关的信号。

此外，除了作为收发电路等发挥功能的后级电路119之外，在超声波探头内还可以设置将接口与该电子电路或者电气线路连接的连接用基板。该情况下，经由将超声波探头与主体连接的线缆11b、连接用基板的布线图案、后级电路119以及第1挠性布线基板120a的布线图案等，在压电体114的电极与超声波诊断装置主体的控制部之间收发信号。

例如，超声波诊断装置主体从其控制部通过线缆11b来传输与超声波探头10的驱动控制有关的电信号。该电信号经由连接用基板被发送给后级电路119。后级电路119基于来自超声波诊断装置主体的控制部的信号，通过第1挠性布线基板120a等对压电体114施加电压。这样，超声波脉冲被发送给被检体。

另外，超声波探头10在接收到来自被检体的反射波时，经由第1挠性布线基板120a等将压电体114变换后的电信号发送给后级电路119。作为一个例子，后级电路119对该电信号进行规定的处理（延迟加法、放大等），进而经由连接用基板、线缆11b等向超声波诊断装置主体的控制部发送电信号。超声波诊断装置基于该电信号生成超声波图像。

（作用、效果）

对以上说明的第1实施方式涉及的超声波探头10的作用以及效果进行说明。

在第1实施方式的超声波探头10中，在第1挠性布线基板120a的背面，第2布线图案122与压电体114的阵列方向A并行设置。而且，第1挠性布线基板120a从压电体114的排列的两端朝向后方的后级电路119弯折。对应于该第1挠性布线基板120a的延伸方向来设置第2布线图案122，并与后级电路119连接。

根据这样的构造，即使超声波放射面为凸面、曲面、凹面，也不需要将第1挠性布线基板120a在阵列方向A以及透镜方向R这两个方向上折弯。因此，布线图案与后级电路119的连接变得容易。

（第1变形例）

接下来，参照图8～图11对第1实施方式的第1变形例进行说明。图8是表示第1实施方式涉及的超声波探触件100的第1变形例的切断部端面图。另外，图9是图8的A－A’切断部端面图。而图10是图8的局部放大图。其中，图10表示与图3对应的第1变形例。

图11是表示从声透镜102侧朝向后级电路119（线缆11b）侧的视点下的第1变形例的超声波探触件100的内部构造的概略图。在该图11中，用虚线表示了比声透镜102位于内侧的压电体114、第1挠性布线基板120a、第2布线图案122。并且，还表示了第1挠性布线基板120a的背面侧的第3布线图案123。

如图9所示，在第1变形例中，压电体114的前面电极112设在压电体114的前面，并且，被设成通过压电体114的侧面到达背面的透镜方向的端部。另外，在压电体114的背面，背面电极116与前面电极112隔开间隔形成。

另外，如图9所示，在第1变形例的第1挠性布线基板120a的前面的透镜方向的端部，在压电体114的背面中的与前面电极112相对的位置设有第3布线图案123。压电体114的前面电极112与第3布线图案123在压电体114的背面的端部连接。

另外，如图9以及图10所示，在第1变形例中，也在第1挠性布线基板120a的前面沿着压电体114的透镜方向设有第1布线图案121。在第1变形例中，第3布线图案123与第1布线图案121隔开间隔设置。即，在第1变形例中，与上述实施方式同样，第1布线图案121在第1挠性布线基板120a的前面沿着透镜方向设置，但不同之处在于，第1布线图案121的透镜方向上的端部与第3布线图案123隔开间隔设置。

另外，如图9所示，第3布线图案123被设置成从第1挠性布线基板120a的前面的透镜方向端部绕到背面。而且，与第1挠性布线基板120a的前面同样，第3布线图案123与沿着阵列方向的第2布线图案122隔开间隔形成。

另外，如图9所示，可以经由第1挠性布线基板120a的透镜方向的端部，将第3布线图案123绕到绝缘层120c的背面。另外，也能够如图10以及图11所示，使第3布线图案123在背面部件118与绝缘层120c之间通过，和第2布线图案122同样地向后方引出而接地连接。

在第1变形例涉及的构造中，当超声波放射面为凸面、曲面、凹面时，也不需要将第1挠性布线基板120a在阵列方向A以及透镜方向R这两个方向上折弯。因此，布线图案与后级电路119的连接、压电体114的电极的接地连接变得容易。

（第2变形例）

接下来，参照图12以及图13对第1实施方式的第2变形例进行说明。图12是表示第1实施方式涉及的超声波探触件100的第2变形例的切断部端面图。图13是从声透镜102侧朝向后方的视点下的第2变形例的超声波探触件100的概略图。在该图13中，用虚线表示了比声透镜102位于内侧的压电体114、第1挠性布线基板120a、第2布线图案122。

在第2变形例中，超声波探头10也具备具有把持部11a和线缆11b的壳体11。而且，如图12所示，在壳体11中收容超声波探触件100。上述第1实施方式中的线缆11b相对于位于前方的声透镜102，隔着超声波探触件100连接在相反侧（后方）。与此相对，第2变形例中的线缆11b如图12所示，连接在壳体11的侧面。

另外，如图12所示，超声波探头10的壳体11的前方侧形成了凹状的曲面。而且，在壳体11的该部分设有根据该曲面而形成的声透镜102。另外，在超声波探头10的内部设有具有压电体114等的超声波探触件100。而且，如图12所示那样，超声波探触件100中的声匹配层、压电体114被排列成从排列的端部侧朝向中央向后方凹陷。换言之，超声波探触件100被排列成具有凹状的曲面。

此外，也能够对第2变形例应用第1变形例。即，在上述第2变形例的超声波探头10中，将前面电极设成从压电体114的前面通过压电体114的侧面而到达背面的透镜方向的端部。而且，在第1挠性布线基板120a的前面中的透镜方向的端部，设置与前面电极连接的第3布线图案123。另外，第3布线图案123在第1挠性布线基板120a中与第1布线图案121隔开间隔设置。并且，第3布线图案123被设成从第1挠性布线基板120a的前面的透镜方向端部绕到背面。另外，与第1挠性布线基板120a的前面同样，第3布线图案123与沿着阵列方向的第2布线图案122隔开间隔形成。另外，使第3布线图案123通过背面部件118与绝缘层120c之间，与第2布线图案122同样地向后方引出而接地连接。

在第2变形例涉及的构造中，当超声波放射面为凸面、曲面、凹面时，也不需要将第1挠性布线基板120a在阵列方向A以及透镜方向R这两个方向上折弯。因此，布线图案与后级电路119的连接、压电体114的电极的接地连接变得容易。

（第3变形例）

接着，对第1实施方式的第3变形例进行说明。在上述实施方式的超声波探头10中，在背面部件118与压电体114之间配置了第1挠性布线基板120a、绝缘层120c、布线图案等。与此相对，在第3变形例中，除了第1挠性布线基板120a、绝缘层120c、布线图案等之外，在压电体114与背面部件118之间还配置了中间层。其中，中间层没有图示。

例如，中间层相对于压电体114与背面邻接设置，和压电体114的背面电极相接。而且，中间层与压电体114、背面部件118相比，被构成为声阻抗较高，并且可将其厚度（即超声波的放射方向E上的长度）设为由超声波探触件100放射的超声波的波长的大致1／4。另外，作为中间层的材料，可使用金、铅、钨、水银、蓝宝石等。根据这样的中间层，能够将放射到压电体114的背面侧的超声波向前面侧（声透镜102侧）反射而实现声特性的提高。

第1挠性布线基板120a中的第1布线图案121经由中间层与压电体114中的背面电极导通。例如，经由中间层的周面或者贯通内部而设置的导通路，第1布线图案121与背面电极电连接。或者，也可以通过采用具有导电性的中间层，而经由中间层本身使得第1布线图案121与背面电极电连接。另外，第1挠性布线基板120a的第1布线图案121与收发电路等后级电路119连接。

此外，也能够对第3变形例应用第1变形例。即，在上述第3变形例的超声波探头10中，使前面电极从压电体114的前面通过侧面。并且，在第1挠性布线基板120a的前面的透镜方向的端部，设置与前面电极连接的第3布线图案123。进而，将第3布线图案123设成从第1挠性布线基板120a的前面的透镜方向端部绕到背面，并且使第3布线图案123通过背面部件118与绝缘层120c之间，和第2布线图案122同样地向后方引出而接地连接。

此外，也能够对第2变形例应用第3变形例。即，在上述第2变形例的超声波探头10中，除了第1挠性布线基板120a、绝缘层120c、布线图案等之外，能够在压电体114与背面部件118之间还设置中间层。

在第2变形例涉及的构造中，当超声波放射面为凸面、曲面、凹面时，也不需要将第1挠性布线基板120a在阵列方向A以及透镜方向R这两个方向上折弯。因此，布线图案与后级电路119的连接、压电体114的电极的接地连接变得容易。

并且，在包括上述第1变形例～第3变形例的第1实施方式中，能够将压电体114等的一部分排列成平面状，将其他部分排列成曲面状。并且，在包括上述第1变形例～第3变形例的第1实施方式中，能够将被排列成曲面状的压电体114等沿着曲面的圆周方向、和在曲面的面内且与圆周方向正交的方向这两个方向二维排列。

［第2实施方式］

接下来，参照图14以及图17，对第2实施方式涉及的超声波探头10以及超声波探触件100进行说明。图14是表示第2实施方式涉及的超声波探头10的内部构造（驱动前的切断部端面图。图15是表示从超声波放射面侧观察的第2实施方式的超声波探触件100（驱动前）的内部构造的概略图。图16是表示第2实施方式涉及的超声波探头10的内部构造（驱动后）的切断部端面图。图17使表示从超声波放射面侧观察的第2实施方式的超声波探触件100（驱动后）的内部构造的概略图。对于第2实施方式，主要说明与第1实施方式不同的部分，而其他重复的部分与已经说明的同样。在图15以及图17中，用虚线表示了比声透镜102位于内侧的压电体114、第1挠性布线基板120a、第2布线图案122。

（超声波探头的构成）

图14所示的第2实施方式的超声波探头10的一个例子与第1实施方式同样，包括声匹配层110、压电体114、背面部件118、第1挠性布线基板120a、绝缘层120c、第2挠性布线基板（未图示）。这些各构成部分的层叠顺序与第1实施方式同样。

而且，在图14所示的第2实施方式中，压电体114也被1维排列。但是，在第2实施方式中，能够变更所排列的元件的一部分的组的排列形状。以下，参照附图对第2实施方式中的元件排列的可变机构进行说明。

如图14所示，第2实施方式中的超声波探触件100将包括声透镜102、声匹配层110、压电体114、第1挠性布线基板120a、背面部件118等而构成的元件分成多个组。其中至少属于一个组的元件能够利用后述的元件排列的可变机构（参照图14的附图标记150）来变更超声波探头10中的相对位置（图14→图16）。以下，为了便于说明，将超声波探头10中的由相对位置固定的元件构成的组记载为“固定元件组”。另一方面，将由相对位置可被变更的元件构成的组记载为“可动元件组”。

第2实施方式中的超声波探触件100被分成固定元件组和可动元件组。在图14以及图16所示的例子中，在元件排列的大致中央分成固定元件组以及可动元件组这两个元件组来配置。而且，在第2实施方式的超声波探头10中，如图14所示，能够利用元件排列的可变机构将可动元件组大致排列成直线状。另外，如图16所示，超声波探头10能够利用元件排列的可变机构使可动元件组的元件排列成为曲线状。

另一方面，固定元件组的元件排列不能通过上述可变机构来变更，超声波探头10中的相对位置被固定。这样的固定元件组的排列形状相对于被排列成曲线状的状态的可动元件组的排列形状，排列成大致线对称的形状。即，在利用排列形状可变机构150将可动元件组排列成曲线状时，超声波探触件100以在前后方向上通过元件排列的中央的直线作为对称轴，将可动元件组与固定元件组排列成大致线对称那样的形状。

在可动元件组被排列成曲线状的状态下，在图16的例子中，超声波探触件100的元件排列整体的形状从排列的端部朝向中央成为向后方凹陷那样的排列形状（例如凹阵列）。但是，第2实施方式的超声波探头10并不限定于凹状的曲面，例如也可以构成为具有凸状的曲面。

其中，为了变更可动元件组的排列形状，能够采用属于可动元件组的声透镜102、声匹配层110、压电体114以及第1挠性布线基板120a等例如以背面部件118为基础（base）进行位移的构成。即，在背面部件118的前面配置绝缘层120c、第1挠性布线基板120a、中间层等，进而朝向该前方按顺序配置压电体114、声匹配层110、第2挠性布线基板（未图示）、声透镜102等。从而，如果利用排列形状的可变机构使背面部件118例如如图16所示那样弯曲，则与此相伴，声透镜102、声匹配层110、压电体114以及第1挠性布线基板120a等的排列形状被变更。此外，在超声波探触件100包含中间层的情况下也同样。

另外，在图14～图17所示的例子中，超声波探触件100的第1挠性布线基板120a不从元件排列的阵列方向的两端突出而只从一端侧突出。而且，第1挠性布线基板120a从该一端侧突出，向后级电路119侧弯折。因此，第2布线图案122等也被从该一端侧向后级电路119侧引出。但是，第2实施方式中的超声波探头10并不限定于这样的构成，也能够采用使第1挠性布线基板120a从阵列方向的两端突出而向后级电路119引出的构成。该情况下，第1挠性布线基板120a具有与可动元件组的位移对应的长度。

＜排列形状可变机构－概要＞

接着，对第2实施方式中的排列形状可变机构150进行说明。如图14所示，排列形状可变机构150构成为包括保持部151、可动部152、驱动部153、位置检测器154。保持部151用于从背面侧保持可动元件组。保持部151经由转动轴151a被枢轴支承于壳体11。该转动轴151a在壳体11的内部被设在与元件排列的中央对应的位置。即，保持部151在元件排列的背面侧且中央附近，以转动轴151a为转动中心向超声波探头10的前后方向转动。

＜排列形状可变机构－保持部＞

保持部151如图16所示，具有从转动轴151a到可动元件组的排列的端部的背面侧的长度。而且，保持部151被形成为向与超声波的放射方向相反侧（凹状）弯曲。即，如图16所示，保持部151相对于固定元件组的背面整体所构成的曲线具有左右对称的形状。其中，在采取固定元件组向超声波的放射方向侧（凸状）弯曲的构成时，保持部151也向超声波的放射方向侧弯曲。

另外，如图14以及图16所示，可动元件组中的元件排列的端部（背面部件118等）与保持部151中的转动轴151a相反侧的前端部151c连接。

＜排列形状可变机构－可动部、驱动部＞

在图14以及图16的例子中，可动部152为平板状、柱状或者轴状，在长边方向的一端部设有连接部151b。而且，可动部152经由连接部151b与保持部151连接。另外，可动部152与驱动部153连接。驱动部153具备马达，如果驱动部153进行驱动，则可动部152沿前后方向移动。作为一个例子，可采用将驱动部153的旋转运动变成可动部152的前后方向的运动的构成。该情况下，可考虑在可动部152的外周面设置阳螺纹来作为螺旋轴的构成。在这样的构成中，如果驱动部153进行驱动，则未图示的轴等旋转，与驱动部153连接的可动部152如导螺杆那样向前方或者后方移动。

如图14以及图15所示，当可动部152正在后退时，可动元件组被排列成直线状。在该状态下，如果驱动部153进行驱动，使得可动部152向超声波探头10的前方移动，则经由连接部151b，保持部151被推向超声波探头10的前方。如果保持部151被推向前方，则保持部151以转动轴151a为中心向前方转动。

如果保持部151向前方转动，则与保持部151的前端部151c连接的元件（压电体114等）也一同转动。此时，保持部151的前面与可动元件组的背面逐渐接触。结果，保持部151的前面与可动元件组的背面相接并向前方顶起。由于保持部151的形状与固定元件组左右对称，所以被顶起的可动元件组的排列形状沿着保持部151的前面变更（弯曲）。

＜排列形状可变机构－位置检测器＞

在图14以及图16所示的一个例子中，位置检测器154被设在壳体11内部中的保持部151的连接部151b与驱动部153之间。例如，位置检测器154如图14所示那样，被设在可动部152的前后方向的可动范围上。位置检测器154具备电位计或者编码器等，能够检测出壳体11中的可动部152的位移量。

位置检测器154检测出的该位移量的检测信号被发送给未图示的控制部。该控制部接收来自位置检测器154的该位移量检测信号，基于此来求出可动部152或者保持部151的当前位置、以及基于该当前位置的当前的可动元件组的排列形状。例如，将可动部152或者保持部151的位置、与被保持部151变更的可动元件组的排列形状之间的对应关系预先建立对应地存储，控制部基于该信息来求出可动元件组的排列形状。此外，在超声波探头10中，当可动元件组是只对图16所示那样的曲线状的排列、以及图14所示那样的平面状的排列这两个状态进行切换的构成时，也可以不设置位置检测器154。

另外，上述控制部经由线缆11b从超声波诊断装置主体等接收驱动部153的控制信号。控制部接收该控制信号来使驱动部153驱动规定量。而且，控制部也可以是只进行这些处理（形状的识别、驱动控制）中任意一个的构成。另外，控制部可以设置于超声波探头10，也可以设置于超声波探头10以外（例如超声波诊断装置主体）。其中，排列形状可变机构150对应于“变更部”的一个例子。另外，作为“变更部”的一个例子，也可以包括排列形状可变机构150以及上述控制部。

（动作）

接着，对在第2实施方式的超声波探头10中进行可动元件组的排列形状的变更的处理、以及排列形状可变机构150的各部的动作的概要加以说明。其中，在以下的说明中，对从图14到图16的过程、即从可动元件组被排列成平面状的状态，向如固定元件组那样弯曲的状态转移时的排列形状可变机构150的动作进行说明。

未图示的控制部根据操作者的操作等接收驱动部153的控制信号，并根据控制信号使驱动部153驱动规定量。如果驱动部153根据控制信号进行驱动，则与驱动部153连接的可动部152根据其驱动量向前方移动。

如果可动部152向前方移动，则经由连接部151b，保持部151也被向前方推压。如果保持部151被向前方推压，则保持部151以转动轴151a为中心向前方转动。如果保持部151向前方转动，则借助保持部151的前端部151c，固定元件组中的排列的端部、即阵列方向的端部处的构造物（背面部件118）的背面沿着保持部151的转动方向被顶起。

如果保持部151沿着转动方向被顶起，则保持部151中的曲面状的前面与属于固定元件组的背面部件118等的背面之间的接触面积逐渐增加。结果，例如背面部件118沿着保持部151的前面所构成曲线弯曲（从图14到图16的过程）。

在这样的保持部151、可动部152的动作中，位置检测器154持续检测可动部152的位移量。位置检测器154将位移量的检测信号随时发送给未图示的控制部。控制部根据该检测信号对驱动部153的驱动量进行控制。控制部判断可动部152是否动作了规定量。并且，如果控制部判断为可动部152结束了规定量的动作，则使驱动部153的驱动停止。

当通过控制部判断为可动部152结束了规定量的动作时，如图16所示，可动元件组的排列形状以元件排列的中央为界限，与固定元件组的排列形状成为左右对称。此时超声波探触件100中的元件排列整体的形状例如如图16所示，是向后方凹陷的圆弧状。

（作用、效果）

对以上说明的第2实施方式涉及的超声波探头10的作用以及效果进行说明。

在第2实施方式的超声波探头10中，也在第1挠性布线基板120a的背面，与压电体114的阵列方向并行设置了第2布线图案122。另外，第1挠性布线基板120a从压电体114的排列的一端或者两端朝向后方的后级电路119弯折。对应于该第1挠性布线基板120a的延伸方向设置第2布线图案122而与后级电路119连接。

根据这样的构造，即使超声波放射面为凸面、曲面、凹面，也不需要将第1挠性布线基板120a在阵列方向A以及透镜方向R这两个方向上折弯。因此，布线图案与后级电路119的连接变得容易。另外，通过变更元件排列的形状，即使不准备多个超声波探头，也能够在各种各样的部位加以利用。

（第1变形例）

接下来，对第2实施方式的第1变形例进行说明。在上述第2实施方式中，位置检测器154被配置在可动部152的可动范围上，但也能够采用将位置检测器154设于驱动部153的构成。在该构成中，控制部检测马达的驱动量、轴等的旋转量，通过根据该检测结果求出可动部152、保持部151的移动量，来求取可动元件组的排列形状。

在第1变形例涉及的构造中，也与上述第2实施方式同样，布线图案与后级电路119的连接、压电体114的电极的接地连接变得容易。

（第2变形例）

接下来，对第2实施方式的第2变形例进行说明。在上述第2实施方式中，是使保持部151转动来变更可动元件组的排列形状的构成。但是，第2实施方式并不限定于这样的构成。即，即使不使用保持部151、可动部152，也能够使可动元件组的阵列方向的端部沿前后方向转动，将可动元件组的排列形状在平面状以及曲面状之间相互变更。作为一个例子，在壳体11中设置与可动元件组的该端部连接并使该元件的端部转动的移动部件、和对该移动部件的转动进行引导的引导部件。控制部使驱动部153进行驱动，让该移动部件沿着引导部件移动。

在第2变形例涉及的构造中，也与上述第2实施方式同样，布线图案与后级电路119的连接、压电体114的电极的接地连接变得容易。

（第3变形例）

接下来，对第2实施方式的第3变形例进行说明。在上述第2实施方式中，是将超声波探触件100的元件组分成两个组，并使一方的元件组固定，对另一方的元件组的排列进行变更的构成。然而，第2实施方式并不限定于这样的构成。例如，也可以将元件组分成3个以上的组，将1个元件组作为固定元件组，其余的元件组为排列形状能够独立变形的分开的可动元件组。此时，排列形状可变机构150也独立动作。

另外，作为其他的例子，也可以将分割成多个的元件组全部都作为可动元件组。

在第3变形例涉及的构造中，也与上述第2实施方式同样，布线图案与后级电路119的连接、压电体114的电极的接地连接变得容易。

上述第2实施方式的第1变形例～第3变形例能够相互组合来应用，而且，也能够与第1实施方式以及第1实施方式的第1变形例～第3变形例组合来应用。

［第3实施方式］

接下来，参照图18对第3实施方式涉及的超声波探头10以及超声波探触件100进行说明。图18是表示第3实施方式涉及的超声波探头10的内部构造的切断部端面图。其中，对于第3实施方式，主要说明与第1实施方式以及第2实施方式不同的部分，其他重复的部分与其他实施方式的说明同样。

第1实施方式以及第2实施方式中的超声波探头10将第2布线图案122引出到第1挠性布线基板120a的背面，并经过第1挠性布线基板120a的背面引出到后级电路119。另一方面，在图18所示的第3实施方式的超声波探头10的一个例子中，将第2布线图案122的一部分引出到第1挠性布线基板120a的背面，并将其他的第2布线图案122引出到绝缘层120c的背面。

即，如图18所示，到达绝缘层120c的背面的第2布线图案122经由第1布线图案121上的贯通孔120b而到达第1挠性布线基板120a的背面。并且，在第3实施方式中，第2布线图案122的一部分被引出到处于第1挠性布线基板120a的后方的绝缘层120c的背面。其中，为了将第2布线图案122从绝缘层120c的前面引出到背面，在绝缘层120c中设有贯通孔120d。如此被引出的一部分的第2布线图案122与被引出到第1挠性布线基板120a的背面的第2布线图案122同样，沿着元件排列下的阵列方向延伸，在阵列方向的端部向后方且中央侧折回而到达后级电路119。

此外，也可以不设置绝缘层120c，而在第1挠性布线基板120a的后方进而设置第3挠性布线基板（未图示），并将一部分的第2布线图案122引出到其背面。另外，该情况下，也可以在第3挠性布线基板的更后方设置绝缘层120c。

并且，在难以确保第2布线图案122的布线空间的情况下，可以将第2布线图案122不只引出2层而引出3层以上。

在第3实施方式的构造中，也与第1实施方式以及第2实施方式同样，布线图案与后级电路119的连接、压电体114的电极的接地连接变得容易。

而且，由于引出第2布线图案122（信号用布线）的面增加，所以第2布线图案122的迂回变得容易。

对本发明的实施方式进行了说明，但上述的实施方式只是例示，不意图对发明的范围进行限定。这些新颖的实施方式能够以其他的各种方式加以实施，在不脱离发明主旨的范围，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含在发明的范围和主旨中，并且，包含在权利要求的范围所记载的发明和其等同的范围。

Claims (3)

1.一种超声波探头，其特征在于，具备：

多个压电体，在超声波的放射方向侧的前面及其相反侧的背面分别设有电极，且至少一部分压电体被排列成曲面状；

电子电路或电气线路或接口，与上述压电体间进行电信号的收发；以及

挠性布线基板，具有在上述压电体的背面侧沿着上述曲面的圆周方向大致并行设置的第1部分和在上述排列的端部附近从该第1部分开始延伸进而朝向上述电子电路或电气线路或接口被引出的第2部分，并且设有使上述电极的至少一方与上述电子电路或电气线路或接口导通的布线图案，

上述压电体沿着上述曲面的圆周方向1维排列，或者，上述压电体沿着上述曲面的圆周方向和在上述曲面的面内与上述圆周方向正交的方向这2个方向二维排列。

2.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，

上述压电体沿着上述曲面的圆周方向1维排列。

3.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，

上述压电体沿着上述曲面的圆周方向和在上述曲面的面内与上述圆周方向正交的方向这2个方向二维排列。