JP2003265470A - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐外来ノイズ性が高く、電磁放射ノイズを低く
押さえることが出来る超音波探触子を安価に提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】両面に導体パターンを有するケーブル端末
処理基板を対向する1対で構成し、それぞれのケーブル
端末処理基板の内側にケーブルを端末処理し、外側面は
GND面で覆う構造とすることにより、ケーブル端末処理
基板のそのものにシールドとしての機能を持たせたこと
により、別途筐体内部をシールドで覆う必要を無く、安
価に耐外来ノイズ性が高く、電磁放射ノイズが低い超音
波探触子提供することを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば医療用画像診
断等に用いられる超音波診断装置用の超音波探触子に関
し、特に電磁波ノイズ対策を容易に施すことが可能なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、超音波診断装置に接続される超
音波探触子は、診断装置本体から供給される電気信号を
超音波素子に印加し、この電気信号により発生する機械
的歪みを超音波として生体内に放射し、生体内組織境界
部から発生する超音波の反射信号を受信するためのもの
であり、この受信した反射信号を診断装置本体で信号処
理を行い、生体内の組織情報を画像化処理して診断装置
本体上に表示する。また、超音波探触子は超音波診断装
置と電気信号の送受信を司るケーブルと電気信号を超音
波に変換し生体との超音波の送受信を司る超音波素子と
から成り、これらは中継部材を介して電気的に接続され
る。

【０００３】一方、近年は患者・操作者の安全性確保お
よび他電子機器の誤動作を排除すべく電磁放射ノイズ規
制が強化される中、電磁波のシールドは必須のものとな
っている。このため、これら一連の部材は電磁波ノイズ
に対する耐性を高めるため、通常電磁波シールドが施さ
れており、特開平５−２２０１４０号公報にはこのよう
な超音波探触子の内部の構成が記載されている。

【０００４】その一例としての超音波探触子の内部構造
を図６に示す。超音波診断装置（図示せず）からのケー
ブル８のそれぞれの電線は、一般的なガラスエポキシ板
を基材としたプリント配線板からなるケーブル端末処理
基板２４に設けられたケーブル接合部２６に半田付け等
の方法により電気的に接続される。一般的に電子走査型
超音波探触子の場合、このケーブル心数は６４心から２
５６心程度のものが用いられる。ケーブル端末処理基板
２４には素子配線板接合部２５も設けられ、ケーブル接
合部２６の所望の箇所と個々に電気的に接続すべく導体
パターンが設けられている。

【０００５】一方、超音波の送受信を司る超音波素子１
には個々の超音波振動子（図示せず）と電気的に接続さ
れた導体パターンが設けらたポリイミドフィルムを基材
としたフレキシブルプリント基板からなる素子部配線板
が２が設けられ、ケーブル端末処理基板２４に設けられ
た素子配線板接合部２５において半田付けやコネクタを
介して電気的に接続され、これら全体が外筐９に納めら
れ構成されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
にこの種の上記従来の超音波探触子においては外来ノイ
ズを防ぐためのシールド位置がケーブル処理基板２４の
みを覆っており、素子配線板接合部２５が電磁的にカバ
ーされていない。超音波素子１で送受される電気信号は
数ｍＶと微弱であり、外来ノイズの影響を受けやすく、
外来ノイズがこの電気信号に混入することにより診断画
像上に現れ正確な診断を阻害し、誤診をも引き起こす要
因となっている。このような重大な影響を排除するた
め、電磁波シールドを目的として導体箔等によるシール
ド２８で外筐９の内部を覆い外来ノイズの混入を遮蔽す
ると共に、不要な電磁波ノイズの放射を防ぐ必要があっ
た。

【０００７】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、耐外来ノイズ性が高く、電磁放射ノイズ
を低く押さえることができる超音波探触子を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、超音波診断装置からのケーブルが接続さ
れるケーブル接合部と超音波の送受信を行う超音波素子
からの素子配線板接続部を備えた一対のケーブル端末処
理基板を有する超音波探触子において、ケーブル接合部
と、素子配線板接続部とが一対のケーブル端末処理基板
のそれぞれの対向する面側の位置に設けられ、一対のケ
ーブル端末処理基板のそれぞれの外側面は外側導体で覆
われている超音波探触子である。

【０００９】この構成により、別途筐体内部をシールド
で覆う必要がないため、耐外来ノイズ性が高く、電磁放
射ノイズを低く抑えることができる。

【００１０】また、本発明は、一対のケーブル端末処理
基板の間にケーブル端末処理基板と同じ機能を有する複
数のケーブル端末処理基板を平行な配置に構成し、両側
の少なくとも最も外側の前記ケーブル端末処理基板の外
側の面は外側導体で覆われている超音波探触子である。

【００１１】この構成により、別途筐体内部をシールド
で覆う必要がないため、耐外来ノイズ性が高く、電磁放
射ノイズを低く抑えることができる。

【００１２】また、本発明は、複数のケーブル端末処理
基板はスペーサを介して固定されている超音波探触子で
ある。

【００１３】この構成により、ケーブル端末処理基板間
にスペーサを設けることにより、対向するケーブル端末
処理基板のケーブル端末処理部が電気的にショートする
ことなくより基板間を狭く配置することが可能となる。

【００１４】また、本発明は、スペーサは導体材料で形
成され、前記ケーブル端末処理基板の外縁近傍に設けら
れている超音波探触子である。

【００１５】この構成により、ケーブル端末処理基板の
面に垂直な端面側の隙間部分の外筐外部に対する開放部
分を大幅に排除することが可能となるため、外来ノイズ
性の向上および低電磁放射ノイズ性を一層高いレベルで
実現することができる。

【００１６】さらに、本発明は、外側導体の延長部分
が、複数のケーブル端末処理基板の面に垂直な端面側の
隙間部分を覆っている超音波探触子である。

【００１７】この構成により、簡単な構成で、ケーブル
端末処理基板間の隙間を外側導体で覆うことができ、隙
間を完全に無くすことで隙間方向からの外来ノイズの混
入をほぼ完全に遮蔽するとともに、不要な電磁波ノイズ
の放射を防ぐことが可能である。外来ノイズ性の向上お
よび低電磁放射ノイズ性を一層高いレベルで実現するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の超音
波探触子を図面を用いて説明する。

【００１９】本発明の第１の実施の形態の超音波探触子
を図１に示す。

【００２０】図１において超音波素子１は圧電振動子、
音響整合層、背面負荷材等（図示せず）で構成され、電
気信号を超音波に変換し、生体との超音波の送受信を司
るものであり、電子走査型超音波探触子の場合、６４チ
ャネルから２５６チャネルのアレイとして構成される。

【００２１】素子部配線板2はポリイミドフィルム上に
銅箔等で導体パターンが形成されたフレキシブルプリン
ト基板であり、超音波素子１が有する個々の超音波振動
子から電気的に接続され引き出されたパターンが形成さ
れている。ケーブル８は、超音波診断装置と超音波探触
子とを電気的に接続するものであり、超音波探触子の振
動子数に応じた多芯のケーブルである。

【００２２】ケーブル端末処理基板３はガラスエポキシ
板上に銅箔等でパターンが形成されたプリント配線板で
あり、一方の面にケーブルを電気的に接続するケーブル
接合部５と超音波素子１からの素子部配線板２を接続す
る素子部配線板接続部４とを形成し、それぞれを所望の
関係で電気的に接続すべく導体パターンが形成されてい
る。また、ケーブル端末処理基板３のもう一方の面には
導体でほぼ全面を覆うように外側導体７が設けられてい
る。

【００２３】このケーブル端末処理基板３のケーブル接
合部５にはケーブル８が電気的に接続され、また素子配
線板接合部４には素子部配線板２が半田付けもしくはコ
ネクタを介して電気的に接続されている。

【００２４】外側導体７は超音波素子１の接地電極およ
びケーブル側の接地線と電気的に接続するかもしくは、
超音波探触子の構成として接地電極とは別にケーブルの
全体シールド等を設けている場合にはそのシールドと電
気的接続される。また、外側導体７はケーブル端末処理
基板３のほぼ全面を覆う形態でも良く、メッシュ状のパ
ターン或いはパンチング穴を有する形状としても良い。

【００２５】このようなケーブル端末処理基板３は対向
する一対の基板で構成され、それぞれ対向する内側にケ
ーブル接合部５を有する内部導体６および素子配線板接
合部４を配置して構成される。

【００２６】上記構成によれば、一対のケーブル端末処
理基板３のそれぞれ外側が接地電極面もしくはシールド
の導体で覆われている構造となるため、この導体により
外来ノイズおよび内部発生ノイズが外側導体７に吸収さ
れ、接地電極もしくはシールドとして流れるため、遮蔽
効果が得られ、外来ノイズが内部導体６やケーブルに混
入することを防ぎ、また内部で発生する放射ノイズを外
部へ放出することを防ぐことができることから、別途銅
箔等によりシールドを設ける必要が無くなるという作用
を有する。

【００２７】以上の説明から明らかなように、本発明の
第１の実施の形態によれば、ケーブル端末処理基板３の
両面に導体を構成することにより筐体内部において構成
物を覆うシールドが必要で無く、耐外来ノイズ性が高
く、低電磁放射ノイズの超音波探触子を提供する事が可
能となるという作用効果を有する。さらに、部品点数が
少なくできることから、組立てに要するコストを削減で
きるという効果も有する。

【００２８】次に、本発明の第２の実施の形態の超音波
探触子について図２を用いて説明する。

【００２９】図２において、ケーブル端末処理基板１１
は２枚よりも多い複数枚で平行な位置関係に構成され、
それぞれのケーブル端末処理基板１１の一方の面には第
１の実施の形態と同様、ケーブル接合部１３および素子
配線板接合部１２が形成され、それぞれにケーブル８お
よび素子部配線板１０が電気的に接続される。

【００３０】この構成において、平行に位置する複数枚
のケーブル端末処理基板１１の両端側の少なくとも最も
外側のケーブル端末処理基板１１の外側面は、接地電極
もしくはシールドとしての外側導体１５でほぼ全面を覆
うようになっている。

【００３１】以上の構成のケーブル端末処理基板１１が
多数枚の場合においても少なくとも一番外側のケーブル
端末処理基板１１の外側面には接地電極もしくはシール
ドとしての外側導体１５でほぼ全面を覆うことにより、
第１の実施の形態と同様の作用効果を有する。

【００３２】なお、ケーブル端末処理基板１１は、奇数
枚であっても良く、基本的に複数枚の両端側の少なくと
も最も外側のケーブル端末処理基板１１の外側面に外側
導体１５があればよい。

【００３３】以上の説明から明らかなように、従来であ
れば、より多芯ケーブルが必要となる多チャンネル型の
超音波探触子において、ケーブルの端末処理が２枚のケ
ーブル端末処理基板で処理しきれず、多数枚必要な構成
においても、本発明の超音波探触子の第２の実施の形態
によれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を有す
る。

【００３４】次に、本発明の第３の実施の形態の超音波
探触子を図３を用いて説明する。

【００３５】図３に示すように、本発明の超音波探触子
の第３の実施の形態は、一対もしくは複数のケーブル端
末処理基板１６間の距離が基板間スペーサ２１によって
一定に保たれ固定したものである。

【００３６】図３において、ケーブル端末処理基板１６
は、第１および第２の実施の形態と同様に、一方の面に
ケーブル接合部１８と素子配線板接合部１７が設けら
れ、他方の面には接地電極もしくはシールドとしての外
側導体２０によって覆われた構造となっており、ケーブ
ル接合部１８が対向するケーブル端末処理基板１６の内
側になるよう構成される。さらに、スペーサ２１がケー
ブル端末処理基板１６間に設けられる。スペーサ２１は
一対のケーブル端末処理基板間の機械的距離を一定に保
つものであり、ケーブル端末処理基板の外側からねじ止
めすることにより、それぞれのケーブル端末処理基板を
固定するよう構成される。また、ケーブル端末処理基板
１６に設けられた穴にスペーサの一部を圧入する等によ
り固定しても良い。

【００３７】耐外来ノイズ性の向上および低電磁放射ノ
イズ性を高めるためには、外筐９の内側に構成される超
音波探触子の構成物の外周をより多く覆うことが望まし
いが、これまでの実施の形態では一対のケーブル端末処
理基板間の隙間は解放部分となってしまうため、ノイズ
除去の観点からはケーブル端末処理基板間の距離を可能
な限り狭くすることが求められる。

【００３８】しかしながら、ケーブル端末処理基板間の
距離を狭くしていくと、対向する基板間のケーブル端末
処理部の電気的接触の可能性が生じてしまう。そのた
め、第３の実施の形態の超音波探触子は、対向するケー
ブル端末処理基板１６の距離を必要最小限に保つことが
できるスペーサを介する構造としたものである。

【００３９】以上の構成によれば、ケーブル端末処理基
板１６間にスペーサ２１を設けることにより、対向する
ケーブル端末処理基板１６のケーブル端末処理部が電気
的にショートすることなくより基板間を狭く配置するこ
とが可能となる。

【００４０】以上の説明から明らかなように、本発明の
実施の形態によれば、ケーブル端末処理基板１６の距離
を必要最低限にすることができ、その結果として接地電
極もしくはシールドで覆われていない開放部分の面積を
最小限にすることができるため、より高い外来ノイズ性
の向上および低電磁放射ノイズ性を実現することができ
るという効果を有する。

【００４１】次に、本発明の第４の実施の形態の超音波
探触子について図４を用いて説明する。

【００４２】図４は、ケーブル端末処理基板２２間の距
離を一体に保つスペーサ２３として、電気的導体材料を
使用して形成し、ケーブル端末処理基板２２の外周形状
に沿った形状として構成したものを示す。

【００４３】ケーブル端末処理基板２２とスペーサ２３
との接触部の一部もしくは全部はケーブル端末処理基板
２２の外側に設けられた外側導体と電気的に接続された
部分を設け、スペーサ２３によってケーブル端末処理基
板２２間の距離を一定に保つと共に、スペーサ２３と外
側導体とが同電位になるように構成したものである。

【００４４】以上の構成によれば、ケーブル端末処理基
板２２間の隙間がスペーサ２３より外側導体と同電位で
塞がれ、超音波探触子の構成物の外周をほぼ全周覆うこ
とが可能になる。

【００４５】次に、本発明の第５の実施の形態の超音波
探触子について図５を用いて説明する。

【００４６】まず図５（ａ）に示すように、第５の実施
の形態の外側導体の長さ（Ｌ_A）は、ケーブル端末処理
基板２９の基板本体部分の長さ（Ｌ_B）からケーブル端
末処理基板２９間の外側導体３０側の間隔の長さ（Ｌ）
以上の長さ分だけ長く延伸した形状としている。（図５
（ａ）において、破線部分は外側導体３０の延伸した部
分を曲げる前の状態を示している。） この外側導体３０部分をケーブル端末処理基板２９間の
側面側（隙間）を覆うように曲げることにより、ケーブ
ル端末処理基板２９間の隙間を外側導体３０で覆うこと
ができ、隙間を完全に無くすことで隙間方向からの外来
ノイズの混入をほぼ完全に遮蔽するとともに、不要な電
磁波ノイズの放射を防ぐことが可能である。

【００４７】なお、図５（ａ）は外側導体３０がケーブ
ル端末処理基板２９の基板本体部分から片側方向にケー
ブル端末処理基板２９の外側導体３０側の間隔の長さ
（Ｌ）以上の長さ分だけ長く延伸した形状としたが、図
５（ｂ）に示すように、基板本体部分から両側方向にケ
ーブル端末処理基板２９の外側導体３１側の間隔の長さ
（Ｌ）の半分の長さ（Ｌ／２）以上の長さずつ延伸した
形状とし、延伸分の合計長さがＬ以上であってもよい。
さらに、左右で長さを異ならせても、上記のように延伸
分の合計長さがＬ以上あれば同様の効果を奏することが
できることは言うまでもない。

【００４８】以上の説明から明らかなように、本発明の
超音波探触子の実施の形態によれば、ケーブル端末処理
基板２９をはじめとする構成物のほぼ全周を接地電極も
しくはシールド電位として導体材料で覆うことが可能と
なることにより、ケーブル端末処理基板２９の面に垂直
な端面側の隙間部分の外筐外部に対する開放部分を大幅
に排除することが可能となるため、外来ノイズ性の向上
および低電磁放射ノイズ性を一層高いレベルで実現する
ことができるという格別の効果を有する。また、電磁波
ノイズを遮蔽するために別途シールドを設けていないの
で、部品点数の増加や組み立て工数の増加がなく、製造
コストも安価である。

【００４９】これまでの実施例において、超音波素子か
らの素子部配線板は対向するケーブル端末処理基板の内
側において電気的に接合すべく記載されているが、素子
配線板接合部はケーブル端末処理基板の外側で構成して
も良い。この場合、素子部配線板の外側の面に接地電極
もしくはシールドとしての導体を形成しておき、ケーブ
ル端末処理基板の外側導体を電気的に接続されるように
構成することによって同様の作用効果を有するものとな
る。

【００５０】また、上記した実施の形態において、外側
導体は電気的に中立しているように説明したが、必要に
応じて、超音波素子およびケーブルの接地電位へ接続し
てもよい。

【００５１】さらに、多芯ケーブルの外側に一括シール
ドを設けた場合は、その一括シールドに電気的に接続し
てもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、超音波
診断装置からのケーブルが接続されるケーブル接合部と
超音波の送受信を行う超音波素子からの素子配線板接続
部を備えた一対のケーブル端末処理基板を有する超音波
探触子において、ケーブル接合部と、素子配線板接続部
とが一対のケーブル端末処理基板のそれぞれの対向する
面側の位置に設けられ、一対のケーブル端末処理基板の
それぞれの外側面は外側導体で覆われていることによ
り、別途筐体内部をシールドで覆う必要がないため、耐
外来ノイズ性が高く、電磁放射ノイズを低く抑えること
ができる超音波探触子を提供することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の超音波探触子の断
面図

【図２】本発明の第２の実施の形態の超音波探触子の断
面図

【図３】本発明の第３の実施の形態の超音波探触子の断
面図

【図４】本発明の第４の実施の形態の超音波探触子のケ
ーブル端末処理基板部分の構成図

【図５】（ａ）は、本発明の第５の実施の形態の超音波
探触子における外側導体が片側へ延伸した形状の説明図 （ｂ）は、本発明の第５の実施の形態の超音波探触子に
おける外側導体が両側へ延伸した形状の説明図

【図６】従来の超音波探触子の断面図

【符号の説明】

１ 超音波素子 ２、１０ 素子部配線板 ３、１１、１６、２２、２９ ケーブル端末処理基板 ４、１２、１７ 素子配線板接合部 ５、１３、１８ ケーブル接合部 ６、１４、１９ 内側導体 ７、１５、２０、３０、３１ 外側導体 ８ ケーブル ９ 外筐 ２１、２３ スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 潤一 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 高田 雅弘 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 CA01 EA04 GA02 GB02 GB16 GB21 GF27 4C301 EE04 GA02 GA05 GB03 GB19 JA12 JA17 JA19 4C601 EE02 GA01 GA02 GA04 GA05 GB01 GB03 GB04 GB19 GD11 GD12 GD18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波診断装置からのケーブルが接続され
   るケーブル接合部と超音波の送受信を行う超音波素子か
   らの素子配線板接続部を備えた一対のケーブル端末処理
   基板を有する超音波探触子において、前記ケーブル接合
   部と、前記素子配線板接続部とが前記一対のケーブル端
   末処理基板のそれぞれの対向する面側の位置に設けら
   れ、前記一対のケーブル端末処理基板のそれぞれの外側
   面は外側導体で覆われていることを特徴とする超音波探
   触子。
2. 【請求項２】前記一対のケーブル端末処理基板の間に前
   記ケーブル端末処理基板と同じ機能を有する複数のケー
   ブル端末処理基板を平行な位置に構成し、両側の少なく
   とも最も外側の前記ケーブル端末処理基板の外側の面は
   外側導体で覆われていることを特徴とする請求項１記載
   の超音波探触子。
3. 【請求項３】複数の前記ケーブル端末処理基板はスペー
   サを介して固定されていることを特徴とする請求項１お
   よび請求項２記載の超音波探触子。
4. 【請求項４】前記スペーサは導体材料で形成され、前記
   ケーブル端末処理基板の外縁近傍に設けられていること
   を特徴とする請求項３記載の超音波探触子。
5. 【請求項５】前記外側導体の延長部分が、複数の前記ケ
   ーブル端末処理基板の面に垂直な端面側の隙間部分を覆
   っていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のい
   ずれかに記載の超音波探触子。