JP2000196258A

JP2000196258A - ケ―ブル付電気部品製造方法、ケ―ブル付電気部品、超音波プロ―ブおよび超音波撮像装置

Info

Publication number: JP2000196258A
Application number: JP10374250A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takeuchi; 康人竹内
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd; Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】２つの電気部品をケーブルで接続したケーブ
ル付電気部品を能率良く製造する方法、その方法で製造
されたケーブル付電気部品と超音波プローブ、およびそ
のような超音波プローブを備えた超音波撮像装置装置を
実現する。【解決手段】２つの電気部品２０，２４における複数
の接続要素５０４，９０４の互いに対応するもの同士を
個別の電線１１４でそれぞれ接続し、その後に電線１１
４を被覆部材で束ねてケーブル化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブル（ｃａｂ
ｌｅ）付電気部品製造方法、ケーブル付電気部品、超音
波プローブ（ｐｒｏｂｅ）および超音波撮像装置に関
し、特に、２つの電気部品をケーブルで接続したケーブ
ル付電気部品を製造する方法、その方法で製造されたケ
ーブル付電気部品と超音波プローブ、およびそのような
超音波プローブを備えた超音波撮像装置装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波撮像装置の超音波プローブは、超
音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレ
イ（ａｒｒａｙ）を有する。超音波プローブは、また、
超音波撮像装置本体に接続するためのケーブルを備え、
ケーブル内の個々の信号線により、アレイ中の個々の超
音波トランスデューサを超音波撮像装置本体側の対応す
る電気回路に接続し、本体側の電気回路から超音波送波
のための駆動信号の供給を受け、また、本体側の電気回
路にエコー（ｅｃｈｏ）受波信号を入力するようになっ
ている。

【０００３】このような超音波プローブの製造過程にお
いて、超音波トランスデューサにケーブルを接続するに
当たり、ケーブルの両端の被覆を剥いて個々の信号線を
露出させ、さらに各信号線の両端の被覆を剥いて導体を
露出させ、一端を超音波トランスデューサに、他端を対
応電気回路または中継コネクタの対応端子に、例えばハ
ンダ付け等により１つひとつ手作業で接続する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなケーブル
取り付け作業は、被覆されたケーブルの一端と他端にお
いて対応するもの同士を逐一確認しながら行うので、き
わめて能率が悪いという問題があった。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、２つの電気部品をケーブル
で接続したケーブル付電気部品を能率良く製造する方
法、その方法で製造されたケーブル付電気部品と超音波
プローブ、およびそのような超音波プローブを備えた超
音波撮像装置装置を実現することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する第１の発明は、２つの電気部品における複数の接続
要素の互いに対応するもの同士を個別の電線でそれぞれ
接続し、その後に前記電線を被覆部材で束ねてケーブル
化することを特徴とするケーブル付電気部品製造方法で
ある。

【０００７】（２）上記の課題を解決する第２の発明
は、一方が超音波トランスデューサである２つの電気部
品における複数の接続要素の互いに対応するもの同士を
個別の電線でそれぞれ接続し、その後に前記電線を加熱
融着性の被覆部材で束ねて加熱処理によりケーブル化す
ることを特徴とするケーブル付電気部品製造方法であ
る。

【０００８】（３）上記の課題を解決する第３の発明
は、（１）に記載の方法により製造されたことを特徴と
するケーブル付電気部品である。（４）上記の課題を解決する第４の発明は、（２）に記
載の方法により製造されたことを特徴とする超音波プロ
ーブである。

【０００９】（５）上記の課題を解決する第５の発明
は、超音波のエコーを利用して撮像を行う超音波撮像装
置であって、（４）に記載の超音波プローブを具備する
ことを特徴とする超音波撮像装置である。

【００１０】（作用）本発明では、２つの電気部品にお
ける複数の接続要素の互いに対応するもの同士を個別の
電線でそれぞれ接続し、その後に被覆部材で電線を束ね
てケーブル化する。個別の電線を用いるので両端におけ
る対応付けが容易になり、作業能率が向上する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に超音波プローブの模
式的構成を示す。本プローブは本発明のケーブル付電気
部品の実施の形態の一例である。また、本発明の超音波
プローブの実施の形態の一例である。

【００１２】図１に示すように、本プローブは、プロー
ブ本体２０にケーブル２２の一端を接続し、ケーブル２
２の他端にコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）２４を接続
したものとなっている。コネクタ２４は、本プローブの
使用時に、図示しない超音波撮像装置本体に設けられた
コネクタ受けに接続される。プローブ本体２０およびコ
ネクタ２４は、本発明における２つの電気部品の実施の
形態の一例である。

【００１３】図２にプローブ本体２０の主要部の模式的
構成を示す。同図に示すように、プローブ本体２０は、
超音波トランスデューサアレイ３００を有する。超音波
トランスデューサアレイ３００は、図におけるｘ方向に
配列した複数個（例えば１２８個）の超音波トランスデ
ューサ３０２によって構成される。超音波トランスデュ
ーサ３０２は、本発明における超音波トランスデューサ
の実施の形態の一例である。なお、超音波トランスデュ
ーサへの符号付けは１箇所で代表する。超音波トランス
デューサ３０２は、例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジ
ルコン（Ｚｒ）酸鉛（Ｐｂ）セラミックス（ｃｅｒａｍ
ｉｃｓ）等の圧電材料で構成される。

【００１４】超音波トランスデューサ３０２は、直方体
状（いわゆる短冊形）に形成され、その３つの稜は図に
おける互いに垂直な３軸ｘ，ｙ，ｚの方向にそれぞれ一
致している。稜の長さは、ｙ方向が相対的に最も長く、
ｚ方向がそれに次ぎ、ｘ方向が相対的に最も短くなって
いる。圧電材料の分極の方向はｚ方向となっている。超
音波トランスデューサ３０２は、ｚ方向において互いに
対向する両端面が図示しない電極層でそれぞれ覆われて
いる。

【００１５】超音波トランスデューサアレイ３００は、
例えばポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）等のプラスチ
ックポリマー（ｐｌａｓｔｉｃｓｐｏｌｙｍｅｒ）か
らなるフィルム（ｆｉｌｍ）５０２の上に構成されてい
る。なお、フィルム５０２は厚みを誇張して描いてあ
る。以下に述べる他のフィルムも同様である。

【００１６】フィルム５０２は、複数の超音波トランス
デューサ３０２に対応する複数の電気経路５０４を有す
る。なお、電気経路への符号付けは１箇所で代表する。
電気経路５０４は、プリント（ｐｒｉｎｔ）回路等によ
り構成されている。電気経路５０４には、超音波トラン
スデューサ３０２の一方の電極（図における下側の電
極）が電気的に接続されている。この電極が、超音波ト
ランスデューサ３０２のアクティブ（ａｃｔｉｖｅ）電
極となる。電気的接続には例えば導電性接着剤等が用い
られる。

【００１７】超音波トランスデューサ３０２の他方の電
極（図における上側の電極）は、例えばポリイミド等の
プラスチックからなるフィルム５０６で覆われている。
フィルム５０６の、超音波トランスデューサ３０２の電
極に接する側は金属層による導電面となっており、各電
極とは電気的に接続されている。電気的接続には例えば
導電性接着剤等が用いられる。フィルム５０６で覆われ
た電極は、超音波トランスデューサ３０２のコモン（ｃ
ｏｍｍｏｎ）電極となる。なお、フィルム５０６も、フ
ィルム５０２と同様な構成としても良いのは勿論であ
る。

【００１８】フィルム５０２の、超音波トランスデュー
サアレイ３００に接する側とは反対側にバッキング（ｂ
ａｃｋｉｎｇ）部材７０２が接している。バッキング部
材７０２は、例えば金属粉末入りのゴム（ｇｕｍ）等の
適宜の吸音材で構成される。バッキング部材７０２とフ
ィルム５０２は接着等によって結合される。フィルム５
０２は、超音波トランスデューサ３０２とバッキング部
材７０２との間の音響結合層を構成する。

【００１９】フィルム５０２はバッキング部材７０２の
一つの側面に沿って延在し、フィルム５０６は反対側の
側面に沿って延在している。なお、フィルム５０６が延
在する側には、フィルム５０６の導電面と超音波トラン
スデューサ３０２の側面との接触を防ぐ絶縁フィルム５
０８が設けられている。フィルム５０２，５０６の電気
経路５０４および導電面には、後述するように電線が接
続される。フィルム５０２，５０６の電気経路５０４お
よび導電面は、本発明における接続要素の実施の形態の
一例である。

【００２０】図３に、コネクタ２４の主要部の模式的構
成を示す。同図に示すように、コネクタ２４は接触体９
０２を有する。接触体９０２は、コネクタ２４を図示し
ないコネクタ受けに接続したときに相手側の接触部と接
触するものである。接触体９０２は、例えばプラスチッ
ク等の電気絶縁材料で板状に構成される。接触体９０２
の厚みの方向をｙ方向とすると、接触体９０２は概ねｘ
ｚ面に平行な２つの接触面を有する。これら接触面に
は、コネクタ受けへの押入の便宜上、ｚ方向の一端部の
厚みが次第薄くなるような傾斜がつけられている。

【００２１】接触体９０２の接触面には、ｚ方向に延び
る電気経路９０４がｘ方向に複数個配列されている。な
お、電気経路９０４への符号付けは１箇所で代表する。
電気経路９０４は、例えば銅条等からなる複数の導電体
を接触体９０２にモールド（ｍｏｌｄ）すること等によ
り構成される。接触体９０２の図における底面にｘ方向
の全長にわたって電気経路９０６が設けられている。電
気経路９０６は複数の電気経路９０４のうちの所定のも
のと接続されている。電気経路９０４および電気経路９
０６には、後述するように電線が接続される。電気経路
９０４および電気経路９０６は、本発明における接続要
素の実施の形態の一例である。

【００２２】次に、本プローブの製造方法について説明
する。図４に、製造工程の一例のフロー（ｆｌｏｗ）図
を示す。この製造工程によって、本発明の方法について
の実施の形態の一例が示される。なお、本工程の前工程
において、プローブ本体２０の主要部およびコネクタ２
４の主要部がそれぞれ図２および図３に示したように、
すでに組上がっているものとする。

【００２３】図４に示すように、工程４０２において電
線接続を行う。この工程での電線接続を図５および図６
によって説明する。なお、図６は図５のＡ−Ａ断面図で
ある。両図において図２および図３に示したものと同じ
ものには同一の符号を付して説明を省略する。

【００２４】同図に示すように、電線接続は、ケーブル
化されていない個別の複数の電線１１４により、プロー
ブ本体２２側の電気経路５０４とコネクタ２４側の対応
する電気経路９０４とを接続する作業である。電線１１
４は本発明における個別の電線の実施の形態の一例であ
る。なお、電線への符号付けは１箇所で代表する。個別
の電線１１４はその両端を容易に確認することができ
る。このため、互いに対応する電気経路５０４と電気経
路９０４同士を接続する作業はきわめて容易に行うこと
ができる。なお、コネクタ２４側は気経路９０４そのも
のではなく同じ配列を持つ仮止め用の治具であって良
い。

【００２５】電線１１４としては例えば線径が細い同軸
ケーブル等が用いられ、同軸ケーブルの中心導体の一端
を電気経路５０４に接続し、他端を電気経路９０４に接
続する。同軸ケーブルの外側導体の両端は、バッキング
部材７０２の端面まで回り込んでいるフィルム５０６の
導電面および接触体９０２の端面に設けられた電気経路
９０６にそれぞれ接続される。なお、電線１１４は同軸
ケーブルに限るものではなく、例えば２本の電線のツイ
ストペア（ｔｗｉｓｔ−ｐａｉｒ）等適宜の電線を用い
て良い。接続は例えばハンダ付けまたはその他の適宜の
慣用の技法によって行われる。なお、コネクタ２４側が
仮止め用の治具である場合はハンダ付け等の恒久的な接
続ではなく仮止めにする。

【００２６】全ての電線１１４の接続を終えた接続体に
ついて、工程４０４でケーブル形成加工を行う。この工
程での加工は、例えば加熱により融着するプラスチック
シート（ｐｌａｓｔｉｃｓｓｈｅｅｔ）を電線１１４
の束のほぼ全長にわたって巻き付け、それを加熱融着さ
せて一体的な被覆としケーブル化するものである。ある
いは、専用の成形機にかけて電線１１４の束をプラスチ
ック等の被覆材料で被覆してケーブル化する等、他の適
宜の技法を用いて良い。なお、その過程で電線１４４の
束にシールド（ｓｈｉｅｌｄ）部材等を被せることが、
ノイズ（ｎｏｉｓｅ）に強いケーブルとする点で好まし
い。

【００２７】ケーブル形成済みの接続体について、工程
４０６で両端部へのケース（ｃａｓｅ）取付加工を行
い、例えば図１に示したような超音波プローブを完成さ
せる。なお、コネクタ２４側が仮止め用に治具になって
いる場合は、治具を外してコネクタの接触体９０２に所
要の接続を行ってからコネクタのケースを取り付ける。
ケースを取り付けるに当たって、ケーブル２２の両端部
を適宜のクランプ（ｃｌａｍｐ）手段によってそれぞれ
のケースにクランプすることはいうまでもない。

【００２８】以上は、ケーブルを有する超音波プローブ
を製造する例であるが、ケーブル２２の両端の電気部品
は超音波プローブ本体とコネクタの組み合わせに限るも
のではなく、例えば両方ともコネクタ等であって良く、
要するに電線によって相互接続すべき接続要素をそれぞ
れ複数個有する２つの電気部品であって良い。

【００２９】図７に、上記のように構成された超音波プ
ローブを備えた超音波撮像装置のブロック（ｂｌｏｃ
ｋ）図を示す。本装置は、本発明の超音波撮像装置の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。

【００３０】同図に示すように、本装置は、超音波プロ
ーブ２を有する。超音波プローブ２は、本発明における
超音波プローブの実施の形態の一例である。超音波プロ
ーブ２は、上記のようにして製造されたものである。超
音波プローブ２は、被検体４に当接されて超音波の送受
波に使用される。

【００３１】超音波プローブ２は送受信部６に接続され
ている。送受信部６は、超音波プローブ２の超音波トラ
ンスデューサアレイ３００を駆動して超音波ビーム（ｂ
ｅａｍ）を送信し、また、超音波トランスデューサアレ
イ３００が受波したエコーを受信するものである。

【００３２】送波超音波ビームの方位は、超音波トラン
スデューサアレイ３００における送波アパーチャ（ａｐ
ｅｒｔｕｒｅ）内の個々の超音波トランスデューサ３０
２を駆動する時間差により設定することができ、この方
位を順次切り換えることにより音線順次の走査を行うこ
とができる。

【００３３】エコー受波の方位は、超音波トランスデュ
ーサアレイ３００における受波アパーチャ内の個々の超
音波トランスデューサ３０２の受信信号を加算する時間
差で設定することができ、この方位を順次切り換えるこ
とにより音線順次の受波の走査を行うことができる。

【００３４】これにより、送受信部６は、例えば図８に
示すような走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ
方向に延びる超音波ビーム（音線）２０２が扇状の２次
元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャ
ン（ｓｅｃｔｏｒｓｃａｎ）を行う。

【００３５】送波および受波のアパーチャを超音波トラ
ンスデューサアレイ３００の一部を用いて形成するとき
は、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させるこ
とにより、例えば図９に示すような走査を行うことがで
きる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線
２０２が直線２０４上を移動することにより、矩形状の
２次元領域２０６がｘ方向に走査され、いわゆるリニア
スキャン（ｌｉｎｅａｒｓｃａｎ）が行われる。

【００３６】なお、超音波トランスデューサアレイ３０
０が、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成さ
れたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘａｒ
ｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な信号操
作により、例えば図１０に示すように、音線２０２の放
射点２００が円弧２０４上を移動することにより、扇面
状の２次元領域２０６がθ方向に走査され、いわゆるコ
ンベクススキャンが行るのはいうまでもない。

【００３７】送受信部６はデータ（ｄａｔａ）処理部８
に接続されている。データ処理部８には、送受信部６か
ら、エコー受信信号がディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａ
ｌｄａｔａ）として入力される。データ処理部８は、入
力されたエコーデータを処理して画像生成等を行うよう
になっている。

【００３８】データ処理部８は、図１１に示すように、
データ処理プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）８０、エ
コーメモリ（ｅｃｈｏｍｅｍｏｒｙ）８２、データメ
モリ８４および画像メモリ８６を備えている。これらは
バス（ｂｕｓ）８８によって接続されている。送受信部
６から入力されたエコーデータは、エコーメモリ８２に
記憶される。データ処理プロセッサ８０は、エコーデー
タに基づいて例えばＢモード（ｍｏｄｅ）画像等を生成
する。生成したＢモード画像等は画像メモリ８６に記憶
される。

【００３９】データ処理プロセッサ８０は、また、デー
タ処理によりエコーのドップラシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ
ｓｈｉｆｔ）を抽出し、それに基づき例えば血流速度
等の動態情報を求めることも行う。データメモリ８４は
このデータ処理の過程で使用される。得られた動態情報
を表示するための画像等が画像メモリ８６に記憶され
る。

【００４０】データ処理部８には表示部１０が接続され
ている。表示部１０は、例えばグラフィックディスプレ
ー（ｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて構成
され、データ処理部８の画像メモリ８６から入力された
画像データに基づいて可視像を表示するようになってい
る。

【００４１】以上の送受信部６、データ処理部８および
表示部１０は制御部１２に接続されている。制御部１２
は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する
ものである。また、被制御の各部から制御部１２に状態
報知信号や応答信号等が伝えられる。制御部１２の制御
の下で超音波撮像が実行される。

【００４２】制御部１２には操作部１４が接続されてい
る。操作部１４は操作者によって操作され、制御部１２
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部１４は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やそ
の他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）で構成
される。

【００４３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、２つの電気部品をケーブルで接続したケーブル付
電気部品を能率良く製造する方法、その方法で製造され
たケーブル付電気部品と超音波プローブ、およびそのよ
うな超音波プローブを備えた超音波撮像装置装置を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の超音波プローブの
模式図である。

【図２】図１に示した超音波プローブ本体の主要部の模
式図である。

【図３】図１に示したコネクタの主要部の模式図であ
る。

【図４】図１に示した超音波プローブの製造工程の一例
を示すフロー図である。

【図５】図４に示した製造工程における超音波プローブ
の模式図である。

【図６】図４に示した製造工程における超音波プローブ
の模式図である。

【図７】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図８】本発明の実施の形態の一例の装置による音線走
査の概念図である。

【図９】本発明の実施の形態の一例の装置による音線走
査の概念図である。

【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置による音線
走査の概念図である。

【図１１】本発明の実施の形態の一例の装置におけるデ
ータ処理部のブロック図である。

【符号の説明】

２０プローブ本体２２ケーブル２４コネクタ３００超音波トランスデューサアレイ３０２超音波トランスデューサ５０２フィルム５０４電気経路７０２バッキング部材９０２接触体９０４，９０６１１４電線２超音波プローブ４被検体６送受信部８データ処理部１０表示部１２制御部１４操作部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｒ 1/00 ３３０Ｈ０４Ｒ 1/00 ３３０ＡＦターム(参考） 2G047 AC13 BA03 BC05 BC13 DA02 DB01 DB02 DB04 DB05 EA00 GB16 GB17 GB18 GB23 GB32 GB35 GB36 GF15 GF17 GF20 GF22 GF27 GG09 GG19 GG21 GG34 4C301 AA02 BB01 BB02 BB40 CC02 DD01 DD02 EE20 GB04 GB06 GB20 GB33 GB36 GB37 HH16 HH38 JA17 JA19 JB03 JB29 LL02 LL05 4E352 AA16 BB07 BB08 BB19 CC20 CC23 CC52 GG20 5C054 AA01 CA08 CC03 HA12 5D019 AA04 AA26 BB02 BB03 BB04 BB14 BB28 FF04 GG06 GG12 HH03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの電気部品における複数の接続要素
の互いに対応するもの同士を個別の電線でそれぞれ接続
し、その後に前記電線を被覆部材で束ねてケーブル化する、
ことを特徴とするケーブル付電気部品製造方法。
【請求項２】一方が超音波トランスデューサである２
つの電気部品における複数の接続要素の互いに対応する
もの同士を個別の電線でそれぞれ接続し、その後に前記電線を加熱融着性の被覆部材で束ねて加熱
処理によりケーブル化する、ことを特徴とするケーブル
付電気部品製造方法。
【請求項３】請求項１に記載の方法により製造された
ことを特徴とするケーブル付電気部品。
【請求項４】請求項２に記載の方法により製造された
ことを特徴とする超音波プローブ。
【請求項５】超音波のエコーを利用して撮像を行う超
音波撮像装置であって、請求項４に記載の超音波プローブを具備することを特徴
とする超音波撮像装置。