JP3487981B2 - 超音波プローブ - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の圧電素子を
円筒外周上に配列し、その円筒の挿入軸に垂直な面内の
断層像を得ることが可能な電子ラジアル走査型の超音波
プローブであって、各素子と信号送信用同軸ケーブルと
の接続方法を改良した超音波プローブに関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】電子走査式の超音波プローブは内視鏡の
体腔内への挿入部に設けられ、これを用いることによ
り、体腔内のガスや骨の影響なしに良好な画質で消化管
壁や膵胆等の深部臓器を明瞭に描出することができる。
これら電子走査式の超音波プローブの振動子は数十個以
上の素子から成り、各素子に対して素子数に見合う送受
信様の同軸ケーブルを接続する必要がある。電子走査式
超音波プローブの各素子の電極と信号送受信用同軸ケー
ブルとを接続する際には、各素子のシグナル電極に対し
て同軸ケーブルの芯線を半田付けし、各素子のグランド
電極に対して同軸ケーブルのシールド線を半田付けする
方法が一般的である。 【０００３】この接続作業に関しては、例えば、特開平
４−１６６１３９号公報、特開平１−１３６５００号公
報および特開昭６２−４０８９９号公報等に、振動子の
各素子の電極をそれに対応した数の導電パターンを有す
るフレキシブル基板のパターンに夫々接着し、信号線の
ピッチを広げる技術が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】体腔内に挿入して超音
波診断を行う超音波プローブの場合、その外径に関する
制約上、複数の同軸ケーブルの接続を行う場合以下のよ
うな問題点が生じる。第１に、上記特開平１−１３６５
００号公報等の超音波プローブにおいては、複雑な形状
をした上、体腔内へ挿入し得る程度に細くかつ短い極め
て狭い限定された領域内で、数十本の同軸ケーブルを半
田付け等により各素子に接続する作業を行う必要がある
ため、その接続作業に莫大な時間を要するとともに熟練
を要することになる。また、このような超音波プローブ
においては修理やメンテナンスはほとんど不可能な状況
である。 【０００５】第２に、例えば内径１２mm程度の細径の管
の中に、撮像装置、照明用グラスファイバー束あるいは
送気水チューブ等の多数のチューブ類を内蔵させるた
め、特開昭６２−４０８９９号公報等のようにフレキシ
ブル基板を内蔵するスペースを設けることは困難であ
り、仮にそれを設けることができたとしても、先端硬質
部の長さが極端に長くなってしまい、体腔内に挿入して
超音波診断を行う上で不適切な形状になってしまう。 【０００６】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであり、内視鏡等のような限られた狭いスペース内
で各素子への同軸ケーブルの接続を行い得る組立性およ
び修理性に優れた構造を有するとともに、ケーブル接続
部分の占有によるプローブの先端硬質部長の延長を抑制
した、超音波プローブを提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の請求項１の構成は、両主面に電極を形成された複数の
圧電素子列を環状のバッキング材上に列接した電子ラジ
アル振動子を有する超音波プローブにおいて、前記電子
ラジアル振動子の素子列の挿入方向端面に設けられ、前
記圧電素子列の各素子に対応して前記圧電素子の一方の
電極に導通する第１のシグナルパターンを有するととも
に、前記圧電素子の他方の電極に共通に導通する第１の
グランドパターンを有するドーナツ状基板と、前記第１
のシグナルパターンの各々と対応させて導通させるよう
に形成した第２のシグナルパターンの少なくとも一部を
有するとともに、前記第１のグランドパターンと対応さ
せて導通させるように形成した第２のグランドパターン
を有する、少なくとも１つの基板と、を具備して成るこ
とを特徴とするものである。 【０００８】 【作用】本発明の請求項１の構成によれば、上記のよう
に構成したことにより、電子ラジアル振動子に対するケ
ーブルの接続を効率よく行うことができ、また、内視鏡
の先端硬質部長を短くすることができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態
の超音波プローブの先端挿入部の構成を示す図である。
この第１実施形態の超音波プローブは、電子ラジアル型
の超音波内視鏡の挿入部に設けられており、その先端に
は超音波振動子１が設けられている。超音波振動子１の
挿入方向側先端（図示左端）には、例えば樹脂製のバル
ーン溝付きキャップ２が設けられている。また、超音波
振動子１は、挿入軸に垂直な面内の超音波画像が得られ
るように分割されており、超音波振動子１の後端（図示
右端）は観察光学系３および送気水チャンネル４を有す
る硬質部５、湾曲部６および可撓管７に順次接続され、
さらに図示しない操作部に接続される。 【００１０】図２（ａ）〜（ｃ）は夫々、超音波振動子
１を含む部分の詳細図である。図２（ａ）の上半分は断
面図であり、下半分は正面図であり、各素子８の外表面
は整合層９で包囲されている。上記素子８は、上部電極
（ＳＩＧＮＡＬ）１０および下部電極（ＧＮＤ）１１に
挟まれる圧電セラミック１２（例えばＰＺＴ）を含んで
おり、下部電極（ＧＮＤ）１１の下層部にはバッキング
材１３が設けられている。上記超音波振動子１は、挿入
方向に対して垂直な面を走査するように分割配列されて
おり、超音波振動子１の先端側端面にはバッキング材１
３に対しドーナツ状基板１４が接着剤によって接着固定
されている。 【００１１】上記ドーナツ状基板１４には、図２（ｂ）
およびそのＡ部拡大図である図２（ｃ）に示すように、
各素子８に対応したシグナルパターン１５が放射状かつ
等間隔に印刷されるとともに、グランドパターン１６が
振動子中心軸近傍に同心円状に印刷されている。シグナ
ルパターン１５の中心側端部には、シグナルパターン１
５よりやや幅が広い接触ポイント１７が設けられてい
る。シグナルパターン１５は上部電極１０に対しワイヤ
ボンディング１８によって電気的に接続されており、グ
ランドパターン１６は下部電極１１に対しリード線１９
を半田付けすることにより、あるいは導電性接着剤等を
用いて接着することにより、電気的に接続されている。
また、ドーナツ状基板１４には、後述する扇型フレキシ
ブル基板２２の位置決めを行うための位置決め突起２０
が同一円周上に一定間隔で設けられている。 【００１２】図３（ａ）、（ｂ）は夫々、本発明の超音
波プローブに用いるフレキシブル基板付き同軸ケーブル
群の詳細図およびそのＢ−Ｂ断面図である。図３
（ａ）、（ｂ）において、２１は図示しない超音波観測
装置に対する接続用コネクタから延在している同軸ケー
ブルであり、同軸ケーブル２１の終端には扇型フレキシ
ブル基板２２が接続されている。扇型フレキシブル基板
２２には、シグナルパターン２３が放射状かつ等間隔に
印刷されるとともに、グランドパターン２４が扇型中心
側端部に同心円状に印刷されている。上記扇型フレキシ
ブル基板２２に印刷されるシグナルパターン２３は、上
述したドーナツ状基板１３のシグナルパターン１５と同
一のパターン形状になっている。シグナルパターン２３
およびグランドパターン２４は、扇型フレキシブル基板
２２の裏面の同一位置で各々導通している。 【００１３】シグナルパターン２３の中心側端部には、
上記ドーナツ状基板１４の接触ポイント１７と電気的な
接続を行うための接触ポイント２５が設けられている。
シグナルパターン２３には、同軸ケーブル２１の芯線２
６が半田付けにより、あるいは導電性接着剤等による接
着により電気的に接続されている。同軸ケーブル２１の
シールド線２７は、グランドパターン２４に対し半田付
けにより、あるいは導電性接着剤による接着等により電
気的に接続されている。扇型フレキシブル基板２２の側
面部分には、ドーナツ状基板１４に接着する際の位置決
め用の半円孔２８が設けられており、半円孔２８の内径
は上記位置決め突起２０の内径と同一になっている。 【００１４】次に、この第１実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図４に基づいて説明する。図４は上記超
音波振動子１と上記フレキシブル基板付き同軸ケーブル
２１とを接続する方法を説明するための図である。ここ
で、同軸ケーブル２１は、図３に示すように扇型フレキ
シブル基板２２に半田付けあるいは導電性接着剤による
接着等によって予め接続しておくものとする。 【００１５】まず、図４に示すように、フレキシブル基
板付き同軸ケーブル２１を超音波振動子１の中央部を貫
通させて、ドーナツ状基板１４の中央部分より突出させ
る。次に、扇型フレキシブル基板２２の位置決め用半円
孔２８をドーナツ状基板１４の位置決め突起２０に嵌合
し、その後、扇型フレキシブル基板２２の接触ポイント
２５を、ドーナツ状基板１４の接触ポイント１７に重畳
されるように、半田付け、あるいは導電性接着剤による
接着等によって電気的に接続する。さらに、扇型フレキ
シブル基板２２のグランドパターン２４を、ドーナツ状
基板１４のグランドパターン１６に対し、半田付けある
いは導電性接着剤による接着等によって電気的に接続す
る。以上の工程を経た後に、図１に示すように超音波振
動子１にキャップ２を溶着すると、超音波振動子１の先
端硬質部５への組み付けが完了する。 【００１６】この第１実施形態の超音波プローブは、以
下の作用効果が得られる。第１に、キャップ２を取り外
した後、ドーナツ状基板１４と扇型フレキシブル基板２
２との間の嵌合状態を解除することにより、超音波振動
子１を容易に取り外すことができる。第２に、超音波振
動子１の電気的な接続は、ドーナツ状基板１４と扇型フ
レキシブル基板２２とを上記接続方法によって接続する
ことにより容易に行うことができる。第３に、上記第１
および第２の作用効果により、組立性および修理性に優
れたケーブルの接続方法を提供することが可能となる。
第４に、ケーブルの接続箇所を超音波振動子１とキャッ
プ２との間に設けるようにしているため、内視鏡の先端
硬質部の外径を細くするとともに先端硬質部長を短くす
ることが可能になる。 【００１７】図５および図６は夫々、本発明の第２実施
形態の超音波プローブの超音波振動子の上面を示す詳細
図および第２実施形態の超音波振動子の扇型フレキシブ
ル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図であり、これら
図５および図６に記載した部分以外は上記第１実施形態
と同様に構成する。この第２実施形態においては、図５
に示すように、ドーナツ状基板２９には径方向の長さの
異なる２種類のシグナルパターン３０，３１が交互に設
けられている。ジグナルパターン３０，３１の中心側先
端には夫々、接触ポイント３２，３３が設けられてい
る。一方、図６に示すように、扇型フレキシブル基板３
４には径方向の長さの異なる２種類のシグナルパターン
３５，３６が交互に設けられている。これら扇型フレキ
シブルパターン３４のシグナルパターン３５，３６は、
ドーナツ状基板２９のシグナルパターンと同一ピッチの
パターンとして設けられている。シグナルパターン３
５，３６の中心側先端には接触ポイント３７，３８が夫
々設けられている。 【００１８】次に、この第２実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図５，６に基づいて説明する。なお、こ
こで、同軸ケーブル２１は、図３と同様にして扇型フレ
キシブル基板３４に半田付けあるいは導電性接着剤によ
る接着等によって予め接続しておくものとする。 【００１９】まず、フレキシブル基板付き同軸ケーブル
２１を超音波振動子１の中央部を貫通させて、ドーナツ
状基板１４の中央部分より突出させる。次に、図６の扇
型フレキシブル基板３４の位置決め用半円孔２８を、図
５のドーナツ状基板２９の位置決め突起２０に嵌合し、
その後、扇型フレキシブル基板３４の接触ポイント３
７，３８を夫々、ドーナツ状基板２９の接触ポイント３
２，３３に重畳されるように、半田付け、あるいは導電
性接着剤による接着等によって電気的に接続する。さら
に、扇型フレキシブル基板３４のグランドパターン２４
を、ドーナツ状基板２９のグランドパターン１６に対
し、半田付けあるいは導電性接着剤による接着等によっ
て電気的に接続する。以上の工程を経た後に、図１に示
すように超音波振動子１にキャップ２を溶着すると、超
音波振動子１の先端硬質部５への組み付けが完了する。 【００２０】この第２実施形態の超音波プローブは、素
子のピッチが細かい電子ラジアル型の超音波振動子にお
いて上記第１実施形態に示した作用効果が得られる。 【００２１】図７、図８および図９は夫々、本発明の第
３実施形態の超音波プローブの超音波振動子の上面を示
す詳細図、第３実施形態の超音波振動子の小型扇型フレ
キシブル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図、および
第３実施形態の超音波振動子の大型扇型フレキシブル基
板付き同軸ケーブル群を示す詳細図であり、これら図７
〜図９に記載した部分以外は上記第１実施形態と同様に
構成する。 【００２２】この第３実施形態においては、図７に示す
ドーナツ状基板３９には、図８の小型扇型フレキシブル
基板４０および図９の大型扇型フレキシブル基板４１の
位置決め用突起４２，４３が円周方向に一定間隔で夫々
設けられている。小型扇型フレキシブル基板４０には、
図８に示すように接触ポイント４４を有するシグナルパ
ターン４５が放射状に等間隔で設けられており、シグナ
ルパターン４５のピッチは超音波振動子の素子ピッチの
２倍になっている。小型扇型フレキシブル基板４０の中
心側端部には突出部４６を有するグランドパターン４７
が設けられている。グランドパターン４７の突出部４６
はドーナツ状基板３９のグランドパターン４８との電気
的な接続を行うためのものであり、突出部４６は小型扇
型フレキシブル基板４０の裏面まで導電可能であるが、
その他のグランドパターン４７は小型扇型フレキシブル
基板４０の裏面とは電気的に絶縁されている。 【００２３】上記大型扇型フレキシブル基板４１には、
図９に示すように、接触ポイント４９を有するシグナル
パターン５０が放射状に等間隔に印刷されており、シグ
ナルパターン５０のピッチは超音波振動子の素子ピッチ
の２倍になっている。大型扇型フレキシブル基板４１の
中心側端部にはグランドパターン５１が印刷されてお
り、グランドパターン５１は大型扇型フレキシブル基板
４１の裏面とは電気的に絶縁されている。グランドパタ
ーン５１にはリード線５２が半田付けあるいは導電性接
着剤による接着等によって電気的に接続されている。 【００２４】次に、この第３実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図７〜図９に基づいて説明する。まず、
図８および図９に示すように、同軸ケーブル２１を扇型
フレキシブル基板４０および４１に半田付けあるいは導
電性接着剤による接着等によって夫々電気的に接続す
る。次に、小型扇型フレキシブル基板４０および大型扇
型フレキシブル基板４１を超音波振動子１の中央を貫通
させてドーナツ状基板１４の中央部分より突出させる。
次に、小型扇型フレキシブル基板４０の位置決め用半円
孔５３がドーナツ状基板３９の位置決め用突起４２に嵌
合される位置で小型扇型フレキシブル基板４０の接触ポ
イント４４とドーナツ状基板３９の接触ポイント５４と
を半田付けあるいは導電性接着剤による接着等により電
気的に接続する。さらに、小型扇型フレキシブル基板４
０の突出部４６とドーナツ状基板３９のグランドパター
ン４８とを半田付けあるいは導電性接着剤による接着等
により電気的に接続する。 【００２５】次に、大型扇型フレキシブル基板４１の位
置決め用半円孔５５がドーナツ状基板３９の位置決め用
突起４３に嵌合される位置で大型扇型フレシブル基板４
１の接触ポイント４９とドーナツ型基板３９の接触ポイ
ント５６とを半田付けあるいは導電性接着剤による接着
等により電気的に接続する。次に、大型扇型フレキシブ
ル基板４１のリード線５２の接着されていない方の端部
をドーナツ状基板３９のグランドパターン４８に半田付
けあるいは導電性接着剤による接着等により電気的に接
続する。以上の工程を経た後に、図１に示すように超音
波振動子１にキャップ２を溶着すると、超音波振動子１
の先端硬質部５への組み付けが完了する。 【００２６】この第３実施形態の超音波プローブは、上
記第２実施形態に示した作用効果が得られる上に、扇型
フレキシブル基板４０，４１のシグナルパターンのピッ
チを広く設定することが可能になる。 【００２７】図１０および図１１（ａ），（ｂ）は夫
々、本発明の第４実施形態の超音波プローブのドーナツ
状フレキシブル基板の全体図、そのＣ部詳細図およびそ
のＤ−Ｄ断面図であり、これら図１０および図１１
（ａ）、（ｂ）に記載した部分以外は上記第１実施形態
と同様に構成する。 【００２８】この第４実施形態のドーナツ状フレキシブ
ル基板５７は、図１０に示すように、上記第１実施形態
の扇型フレキシブル基板２２の側面直線部分をドーナツ
状につなぎ合わせて一体化したものである。また、第１
実施形態の図３では扇型フレキシブル基板２２に位置決
め用半円孔２８が設けられていたが、本実施形態では図
１１（ａ）に示すように、位置決め用半円孔２８の代わ
りに位置決め穴５８が設けられている。 【００２９】次に、この第４実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図１０および図１１（ａ），（ｂ）に基
づいて説明する。まず、図１０および図１１（ａ），
（ｂ）に示すように、ドーナツ状フレキシブル基板５７
に同軸ケーブル２１を半田付けあるいは導電性接着剤に
よる接着等により電気的に接続する。次に、ドーナツ状
フレキシブル基板５７を、超音波振動子１の中央部分を
貫通させて、ドーナツ状基板１４の中心部分より突出さ
せる。次に、位置決め穴５８によって所定の位置合わせ
を行いながら、ドーナツ型フレキシブル基板５７のグラ
ンドパターン２４を、ドーナツ状基板１４のグランドパ
ターン１６に対し、半田付けあるいは導電性接着剤によ
る接着等によって電気的に接続する。以上の工程を経た
後に、図１に示すように超音波振動子１にキャップ２を
溶着すると、超音波振動子１の先端硬質部５への組み付
けが完了する。 【００３０】この第４実施形態の超音波プローブは、上
記第１実施形態１よりもより組立性および修理性に優れ
るとともに、ケーブルの接続箇所を超音波振動子１とキ
ャップ２との間に設けるようにしているため、内視鏡の
先端硬質部の外径を細くするとともに先端硬質部の長さ
を短縮することが可能になる。 【００３１】図１２（ａ），（ｂ）は本発明の第５実施
形態の超音波プローブの先端挿入部の構成を示す図であ
る。この第５実施形態の超音波プローブは、電子ラジア
ル型の超音波内視鏡の挿入部に設けられており、その先
端正面には図１２（ａ）に示すように直視用の光学観察
系５９および送気水用チャンネル６０が配置されてい
る。超音波振動子６１は、図１２（ｂ）に示すように光
学観察系５９の後方に配置されている。硬質部の操作部
側端部にはバルーン用送水管路６２が設けられており、
その直後から湾曲部６３、蛇管部６４の順に接続されて
いる。その他の部分は第１〜第４実施形態と同様に構成
されており、組立／修理性に優れた電子ラジアル型超音
波振動子を有する超音波プローブへのケーブルの接続方
法および先端硬質部長の短い電子ラジアル型超音波内視
鏡を提供するようになっている。 【００３２】この第５実施形態における同軸ケーブル接
続方法は上記第１〜第４実施形態と同様である。また、
この第１実施形態の作用効果は、上記第１〜第４実施形
態と同様である。 【００３３】図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６実施
形態の超音波プローブの先端挿入部の構成を示す図であ
り、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＥＥ断面を示し、図
１３（ｃ）は図１３（ａ）のＦＦ断面を示す。この第６
実施形態の超音波プローブは、前方斜視型電子ラジアル
型の超音波内視鏡の挿入部に設けられており、その先端
挿入部は主要な部材として硬質部６５、超音波振動子６
６、先端キャップ６７を具備して成る。以下、本実施例
で説明されない部分は第１〜第５実施形態と同様に構成
されており、組立／修理性に優れた電子ラジアル型超音
波振動子を有する超音波プローブへのケーブルの接続方
法、ならびにケーブルおよびフレキシブル基板が超音波
振動子から外れにくい固定方法を提供するようになって
いる。 【００３４】本実施形態の場合においても、第１〜第５
実施形態の場合と同様に、図示しない超音波観測装置に
対する接続用コネクタからの同軸ケーブル群６８が硬質
部６５まで延在している。また、本実施形態では、同軸
ケーブル群６８は、硬質部６５の円筒穴６９内でフレキ
シブル基板７０の下端部に接続されている。円筒穴６９
を貫通したフレキシブル基板７０の上端部は径方向に折
り曲げられ、その折り曲げられた部分はその上部に配置
されるドーナツ状基板７１（図１４（ａ）参照）まで延
在している。 【００３５】図１４（ａ）は第６実施形態のフレキシブ
ル基板７０およびドーナツ状基板７１を示す図であり、
この図は図１３（ａ）のＧＧ断面を表わしている。フレ
キシブル基板７０には、その上面に印刷されるパターン
の詳細図である図１４（ｂ）に示すように、複数のシグ
ナルパターン７２と、各シグナルパターン７２両端に導
通するランド部７４および８２と、グランドパターン７
３とが設けられている。上記同軸ケーブル群６８の図示
しないグランド信号線はグランドパターン７３に接続さ
れ、上記同軸ケーブル群６８の図示しないシグナル線は
シグナルパターン７２のランド部８２に接続される。ま
た、シグナルパターン７２のランド部７４は、ドーナツ
状基板７１の端部に、全周にわたり設けられているシグ
ナルパターン７５にワイヤボンディング等により電気的
に接続される。 【００３６】ところで、上記第１〜第５実施形態のケー
ブルの接続方法では、超音波プローブの挿入部が湾曲す
ると、挿入部の内部で同軸ケーブルが引っ張られるた
め、超音波振動子から同軸ケーブルが外れてしまうおそ
れがある。この対策として、本実施形態では、同軸ケー
ブル群６８およびフレキシブル基板７０が先端挿入部か
ら外れないように、ゴム部材７６およびゴム部材７７に
よって、同軸ケーブル群６９およびフレキシブル基板７
０を夫々固定している。 【００３７】すなわち、同軸ケーブル群６８は、ゴム部
材７６によって先端キャップ６７の円筒部７８の外周に
固定される。フレキシブル基板７０の径方向に折り曲げ
られた上端部は、硬質部６５の穴８０と先端キャップ６
７のネジ穴８１との位置を合わた後に、ドーナツ状基板
７１およびゴム部材７７を介して先端キャップ６７を硬
質部６５に水密ネジ７９で固定することにより、ゴム部
材７７の撓みによってドーナツ状基板７１に固定され
る。また、ゴム部材７７は、硬質部６５および先端キャ
ップ６７間の水密を確保する部材も兼用している。な
お、本実施形態では、硬質部６５が超音波振動子６６を
支持するように構成しているが、硬質部６５の図１３
（ａ）に示す穴８０の下方の切り欠き部から上の部分を
別部材としてもよい。 【００３８】次に、この第６実施形態における超音波振
動子および同軸ケーブルの交換方法を図１３（ａ）、
（ｂ）に基づいて説明する。超音波振動子の交換を行う
際には、まず、水密ネジ７９を図１３（ｂ）の外周方向
から外し、先端キャップ６７およびゴム部材７７を図１
３（ａ）の上方に持ち上げて外した後に、ドーナツ状基
板７１とフレキシブル基板７０のシグナルパターン７５
とを接続しているワイヤボンディングを外し、その後、
超音波振動子６６を取り外して新たな超音波振動子６６
と交換する。また、同軸ケーブル群６８の交換を行う際
には、上記と同様にして水密ネジ７９を外してから先端
キャップ６７およびゴム部材７７を外した後に、ドーナ
ツ状基板７１とフレキシブル基板７０のシグナルパター
ン７５とを接続しているワイヤボンディングを外し、そ
の後、超音波プローブの操作部側より同軸ケーブル群６
８を抜き取り、新たな同軸ケーブル群６８と交換する。 【００３９】この第６実施形態の超音波プローブは、超
音波振動子６６および同軸ケーブル群６８をフレキシブ
ル基板７０およびドーナツ状基板７１を介して接続する
ことにより、組立性および修理性に優れた電子ラジアル
超音波振動子へのケーブル接続方法を提供することが可
能になる。また、ゴム部材７６、７７によって同軸ケー
ブル群６８を固定することにより、ケーブルおよびフレ
キシブル基板が超音波振動子から外れにくい固定方法を
提供することが可能になる。 【００４０】なお、本発明は上述した例のみに限定され
るものではなく、種々の変更または変形を加え得ること
は勿論である。例えば、上記請求項１の超音波プローブ
において、前記基板のシグナルパターンと各々接続され
た複数のケーブル群を、前記ドーナツ状基板の内側に配
置してもよい。また、上記構成の超音波プローブまたは
上記請求項１の超音波プローブにおいて、前記ドーナツ
状基板のシグナルパターンの各々と対向させて導通させ
るように形成されたパターンを有する少なくとも１つの
基板は、フレキシブル基板としてもよい。また、上記構
成の超音波プローブまたは上記請求項１の超音波プロー
ブにおいて、前記ドーナツ状基板のシグナルパターンを
放射状に配置してもよい。また、上記構成の超音波プロ
ーブまたは上記請求項１の超音波プローブにおいて、前
記基板の形状を扇型または短冊形またはドーナツ形状と
してもよい。 【００４１】また、上記構成の超音波プローブまたは上
記請求項１の超音波プローブにおいて、前記基板および
前記ドーナツ状基板の電気的接続は、半田付けまたは導
電性接着剤による接着、および前記前記電子ラジアル振
動子の挿入方向の先端に設けられたキャップの溶着によ
り行うようにしてもよい。また、上記構成の超音波プロ
ーブにおいて、前記ケーブルは外径が０．３ｍｍ以下の
同軸ケーブルとしてもよい。また上記第１〜第３実施形
態の扇型フレキシブル基板の形状を短冊型にしてもよ
い。 【００４２】また、上記第６実施形態の超音波プローブ
は前方斜視型電子ラジアル型の超音波内視鏡に適用した
例を示したが、第６実施形態の超音波プローブの適用範
囲はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形
態の超音波プローブの先端キャップ６７の円筒部７８の
内部に超音波内視鏡の光学系やチャンネルを配置して、
直視型の電子ラジアル型超音波内視鏡に適用し、超音波
内視鏡の先端硬質部長を短縮するようにしたり、あるい
は、内視鏡機能を備えていない電子ラジアル型超音波プ
ローブへ適用する等、様々な適用形態を取ることができ
る。 【００４３】 【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、上記のように構成したことにより、内視鏡等の
ような限られた狭いスペースで、各素子への同軸ケーブ
ルの接続を行い得る組立性および修理性に優れたケーブ
ル接続方法を提供するとともに、ケーブル接続部分の占
有によるプローブ先端硬質長の延長を抑えることができ
る。
円筒外周上に配列し、その円筒の挿入軸に垂直な面内の
断層像を得ることが可能な電子ラジアル走査型の超音波
プローブであって、各素子と信号送信用同軸ケーブルと
の接続方法を改良した超音波プローブに関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】電子走査式の超音波プローブは内視鏡の
体腔内への挿入部に設けられ、これを用いることによ
り、体腔内のガスや骨の影響なしに良好な画質で消化管
壁や膵胆等の深部臓器を明瞭に描出することができる。
これら電子走査式の超音波プローブの振動子は数十個以
上の素子から成り、各素子に対して素子数に見合う送受
信様の同軸ケーブルを接続する必要がある。電子走査式
超音波プローブの各素子の電極と信号送受信用同軸ケー
ブルとを接続する際には、各素子のシグナル電極に対し
て同軸ケーブルの芯線を半田付けし、各素子のグランド
電極に対して同軸ケーブルのシールド線を半田付けする
方法が一般的である。 【０００３】この接続作業に関しては、例えば、特開平
４−１６６１３９号公報、特開平１−１３６５００号公
報および特開昭６２−４０８９９号公報等に、振動子の
各素子の電極をそれに対応した数の導電パターンを有す
るフレキシブル基板のパターンに夫々接着し、信号線の
ピッチを広げる技術が開示されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】体腔内に挿入して超音
波診断を行う超音波プローブの場合、その外径に関する
制約上、複数の同軸ケーブルの接続を行う場合以下のよ
うな問題点が生じる。第１に、上記特開平１−１３６５
００号公報等の超音波プローブにおいては、複雑な形状
をした上、体腔内へ挿入し得る程度に細くかつ短い極め
て狭い限定された領域内で、数十本の同軸ケーブルを半
田付け等により各素子に接続する作業を行う必要がある
ため、その接続作業に莫大な時間を要するとともに熟練
を要することになる。また、このような超音波プローブ
においては修理やメンテナンスはほとんど不可能な状況
である。 【０００５】第２に、例えば内径１２mm程度の細径の管
の中に、撮像装置、照明用グラスファイバー束あるいは
送気水チューブ等の多数のチューブ類を内蔵させるた
め、特開昭６２−４０８９９号公報等のようにフレキシ
ブル基板を内蔵するスペースを設けることは困難であ
り、仮にそれを設けることができたとしても、先端硬質
部の長さが極端に長くなってしまい、体腔内に挿入して
超音波診断を行う上で不適切な形状になってしまう。 【０００６】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであり、内視鏡等のような限られた狭いスペース内
で各素子への同軸ケーブルの接続を行い得る組立性およ
び修理性に優れた構造を有するとともに、ケーブル接続
部分の占有によるプローブの先端硬質部長の延長を抑制
した、超音波プローブを提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の請求項１の構成は、両主面に電極を形成された複数の
圧電素子列を環状のバッキング材上に列接した電子ラジ
アル振動子を有する超音波プローブにおいて、前記電子
ラジアル振動子の素子列の挿入方向端面に設けられ、前
記圧電素子列の各素子に対応して前記圧電素子の一方の
電極に導通する第１のシグナルパターンを有するととも
に、前記圧電素子の他方の電極に共通に導通する第１の
グランドパターンを有するドーナツ状基板と、前記第１
のシグナルパターンの各々と対応させて導通させるよう
に形成した第２のシグナルパターンの少なくとも一部を
有するとともに、前記第１のグランドパターンと対応さ
せて導通させるように形成した第２のグランドパターン
を有する、少なくとも１つの基板と、を具備して成るこ
とを特徴とするものである。 【０００８】 【作用】本発明の請求項１の構成によれば、上記のよう
に構成したことにより、電子ラジアル振動子に対するケ
ーブルの接続を効率よく行うことができ、また、内視鏡
の先端硬質部長を短くすることができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態
の超音波プローブの先端挿入部の構成を示す図である。
この第１実施形態の超音波プローブは、電子ラジアル型
の超音波内視鏡の挿入部に設けられており、その先端に
は超音波振動子１が設けられている。超音波振動子１の
挿入方向側先端（図示左端）には、例えば樹脂製のバル
ーン溝付きキャップ２が設けられている。また、超音波
振動子１は、挿入軸に垂直な面内の超音波画像が得られ
るように分割されており、超音波振動子１の後端（図示
右端）は観察光学系３および送気水チャンネル４を有す
る硬質部５、湾曲部６および可撓管７に順次接続され、
さらに図示しない操作部に接続される。 【００１０】図２（ａ）〜（ｃ）は夫々、超音波振動子
１を含む部分の詳細図である。図２（ａ）の上半分は断
面図であり、下半分は正面図であり、各素子８の外表面
は整合層９で包囲されている。上記素子８は、上部電極
（ＳＩＧＮＡＬ）１０および下部電極（ＧＮＤ）１１に
挟まれる圧電セラミック１２（例えばＰＺＴ）を含んで
おり、下部電極（ＧＮＤ）１１の下層部にはバッキング
材１３が設けられている。上記超音波振動子１は、挿入
方向に対して垂直な面を走査するように分割配列されて
おり、超音波振動子１の先端側端面にはバッキング材１
３に対しドーナツ状基板１４が接着剤によって接着固定
されている。 【００１１】上記ドーナツ状基板１４には、図２（ｂ）
およびそのＡ部拡大図である図２（ｃ）に示すように、
各素子８に対応したシグナルパターン１５が放射状かつ
等間隔に印刷されるとともに、グランドパターン１６が
振動子中心軸近傍に同心円状に印刷されている。シグナ
ルパターン１５の中心側端部には、シグナルパターン１
５よりやや幅が広い接触ポイント１７が設けられてい
る。シグナルパターン１５は上部電極１０に対しワイヤ
ボンディング１８によって電気的に接続されており、グ
ランドパターン１６は下部電極１１に対しリード線１９
を半田付けすることにより、あるいは導電性接着剤等を
用いて接着することにより、電気的に接続されている。
また、ドーナツ状基板１４には、後述する扇型フレキシ
ブル基板２２の位置決めを行うための位置決め突起２０
が同一円周上に一定間隔で設けられている。 【００１２】図３（ａ）、（ｂ）は夫々、本発明の超音
波プローブに用いるフレキシブル基板付き同軸ケーブル
群の詳細図およびそのＢ−Ｂ断面図である。図３
（ａ）、（ｂ）において、２１は図示しない超音波観測
装置に対する接続用コネクタから延在している同軸ケー
ブルであり、同軸ケーブル２１の終端には扇型フレキシ
ブル基板２２が接続されている。扇型フレキシブル基板
２２には、シグナルパターン２３が放射状かつ等間隔に
印刷されるとともに、グランドパターン２４が扇型中心
側端部に同心円状に印刷されている。上記扇型フレキシ
ブル基板２２に印刷されるシグナルパターン２３は、上
述したドーナツ状基板１３のシグナルパターン１５と同
一のパターン形状になっている。シグナルパターン２３
およびグランドパターン２４は、扇型フレキシブル基板
２２の裏面の同一位置で各々導通している。 【００１３】シグナルパターン２３の中心側端部には、
上記ドーナツ状基板１４の接触ポイント１７と電気的な
接続を行うための接触ポイント２５が設けられている。
シグナルパターン２３には、同軸ケーブル２１の芯線２
６が半田付けにより、あるいは導電性接着剤等による接
着により電気的に接続されている。同軸ケーブル２１の
シールド線２７は、グランドパターン２４に対し半田付
けにより、あるいは導電性接着剤による接着等により電
気的に接続されている。扇型フレキシブル基板２２の側
面部分には、ドーナツ状基板１４に接着する際の位置決
め用の半円孔２８が設けられており、半円孔２８の内径
は上記位置決め突起２０の内径と同一になっている。 【００１４】次に、この第１実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図４に基づいて説明する。図４は上記超
音波振動子１と上記フレキシブル基板付き同軸ケーブル
２１とを接続する方法を説明するための図である。ここ
で、同軸ケーブル２１は、図３に示すように扇型フレキ
シブル基板２２に半田付けあるいは導電性接着剤による
接着等によって予め接続しておくものとする。 【００１５】まず、図４に示すように、フレキシブル基
板付き同軸ケーブル２１を超音波振動子１の中央部を貫
通させて、ドーナツ状基板１４の中央部分より突出させ
る。次に、扇型フレキシブル基板２２の位置決め用半円
孔２８をドーナツ状基板１４の位置決め突起２０に嵌合
し、その後、扇型フレキシブル基板２２の接触ポイント
２５を、ドーナツ状基板１４の接触ポイント１７に重畳
されるように、半田付け、あるいは導電性接着剤による
接着等によって電気的に接続する。さらに、扇型フレキ
シブル基板２２のグランドパターン２４を、ドーナツ状
基板１４のグランドパターン１６に対し、半田付けある
いは導電性接着剤による接着等によって電気的に接続す
る。以上の工程を経た後に、図１に示すように超音波振
動子１にキャップ２を溶着すると、超音波振動子１の先
端硬質部５への組み付けが完了する。 【００１６】この第１実施形態の超音波プローブは、以
下の作用効果が得られる。第１に、キャップ２を取り外
した後、ドーナツ状基板１４と扇型フレキシブル基板２
２との間の嵌合状態を解除することにより、超音波振動
子１を容易に取り外すことができる。第２に、超音波振
動子１の電気的な接続は、ドーナツ状基板１４と扇型フ
レキシブル基板２２とを上記接続方法によって接続する
ことにより容易に行うことができる。第３に、上記第１
および第２の作用効果により、組立性および修理性に優
れたケーブルの接続方法を提供することが可能となる。
第４に、ケーブルの接続箇所を超音波振動子１とキャッ
プ２との間に設けるようにしているため、内視鏡の先端
硬質部の外径を細くするとともに先端硬質部長を短くす
ることが可能になる。 【００１７】図５および図６は夫々、本発明の第２実施
形態の超音波プローブの超音波振動子の上面を示す詳細
図および第２実施形態の超音波振動子の扇型フレキシブ
ル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図であり、これら
図５および図６に記載した部分以外は上記第１実施形態
と同様に構成する。この第２実施形態においては、図５
に示すように、ドーナツ状基板２９には径方向の長さの
異なる２種類のシグナルパターン３０，３１が交互に設
けられている。ジグナルパターン３０，３１の中心側先
端には夫々、接触ポイント３２，３３が設けられてい
る。一方、図６に示すように、扇型フレキシブル基板３
４には径方向の長さの異なる２種類のシグナルパターン
３５，３６が交互に設けられている。これら扇型フレキ
シブルパターン３４のシグナルパターン３５，３６は、
ドーナツ状基板２９のシグナルパターンと同一ピッチの
パターンとして設けられている。シグナルパターン３
５，３６の中心側先端には接触ポイント３７，３８が夫
々設けられている。 【００１８】次に、この第２実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図５，６に基づいて説明する。なお、こ
こで、同軸ケーブル２１は、図３と同様にして扇型フレ
キシブル基板３４に半田付けあるいは導電性接着剤によ
る接着等によって予め接続しておくものとする。 【００１９】まず、フレキシブル基板付き同軸ケーブル
２１を超音波振動子１の中央部を貫通させて、ドーナツ
状基板１４の中央部分より突出させる。次に、図６の扇
型フレキシブル基板３４の位置決め用半円孔２８を、図
５のドーナツ状基板２９の位置決め突起２０に嵌合し、
その後、扇型フレキシブル基板３４の接触ポイント３
７，３８を夫々、ドーナツ状基板２９の接触ポイント３
２，３３に重畳されるように、半田付け、あるいは導電
性接着剤による接着等によって電気的に接続する。さら
に、扇型フレキシブル基板３４のグランドパターン２４
を、ドーナツ状基板２９のグランドパターン１６に対
し、半田付けあるいは導電性接着剤による接着等によっ
て電気的に接続する。以上の工程を経た後に、図１に示
すように超音波振動子１にキャップ２を溶着すると、超
音波振動子１の先端硬質部５への組み付けが完了する。 【００２０】この第２実施形態の超音波プローブは、素
子のピッチが細かい電子ラジアル型の超音波振動子にお
いて上記第１実施形態に示した作用効果が得られる。 【００２１】図７、図８および図９は夫々、本発明の第
３実施形態の超音波プローブの超音波振動子の上面を示
す詳細図、第３実施形態の超音波振動子の小型扇型フレ
キシブル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図、および
第３実施形態の超音波振動子の大型扇型フレキシブル基
板付き同軸ケーブル群を示す詳細図であり、これら図７
〜図９に記載した部分以外は上記第１実施形態と同様に
構成する。 【００２２】この第３実施形態においては、図７に示す
ドーナツ状基板３９には、図８の小型扇型フレキシブル
基板４０および図９の大型扇型フレキシブル基板４１の
位置決め用突起４２，４３が円周方向に一定間隔で夫々
設けられている。小型扇型フレキシブル基板４０には、
図８に示すように接触ポイント４４を有するシグナルパ
ターン４５が放射状に等間隔で設けられており、シグナ
ルパターン４５のピッチは超音波振動子の素子ピッチの
２倍になっている。小型扇型フレキシブル基板４０の中
心側端部には突出部４６を有するグランドパターン４７
が設けられている。グランドパターン４７の突出部４６
はドーナツ状基板３９のグランドパターン４８との電気
的な接続を行うためのものであり、突出部４６は小型扇
型フレキシブル基板４０の裏面まで導電可能であるが、
その他のグランドパターン４７は小型扇型フレキシブル
基板４０の裏面とは電気的に絶縁されている。 【００２３】上記大型扇型フレキシブル基板４１には、
図９に示すように、接触ポイント４９を有するシグナル
パターン５０が放射状に等間隔に印刷されており、シグ
ナルパターン５０のピッチは超音波振動子の素子ピッチ
の２倍になっている。大型扇型フレキシブル基板４１の
中心側端部にはグランドパターン５１が印刷されてお
り、グランドパターン５１は大型扇型フレキシブル基板
４１の裏面とは電気的に絶縁されている。グランドパタ
ーン５１にはリード線５２が半田付けあるいは導電性接
着剤による接着等によって電気的に接続されている。 【００２４】次に、この第３実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図７〜図９に基づいて説明する。まず、
図８および図９に示すように、同軸ケーブル２１を扇型
フレキシブル基板４０および４１に半田付けあるいは導
電性接着剤による接着等によって夫々電気的に接続す
る。次に、小型扇型フレキシブル基板４０および大型扇
型フレキシブル基板４１を超音波振動子１の中央を貫通
させてドーナツ状基板１４の中央部分より突出させる。
次に、小型扇型フレキシブル基板４０の位置決め用半円
孔５３がドーナツ状基板３９の位置決め用突起４２に嵌
合される位置で小型扇型フレキシブル基板４０の接触ポ
イント４４とドーナツ状基板３９の接触ポイント５４と
を半田付けあるいは導電性接着剤による接着等により電
気的に接続する。さらに、小型扇型フレキシブル基板４
０の突出部４６とドーナツ状基板３９のグランドパター
ン４８とを半田付けあるいは導電性接着剤による接着等
により電気的に接続する。 【００２５】次に、大型扇型フレキシブル基板４１の位
置決め用半円孔５５がドーナツ状基板３９の位置決め用
突起４３に嵌合される位置で大型扇型フレシブル基板４
１の接触ポイント４９とドーナツ型基板３９の接触ポイ
ント５６とを半田付けあるいは導電性接着剤による接着
等により電気的に接続する。次に、大型扇型フレキシブ
ル基板４１のリード線５２の接着されていない方の端部
をドーナツ状基板３９のグランドパターン４８に半田付
けあるいは導電性接着剤による接着等により電気的に接
続する。以上の工程を経た後に、図１に示すように超音
波振動子１にキャップ２を溶着すると、超音波振動子１
の先端硬質部５への組み付けが完了する。 【００２６】この第３実施形態の超音波プローブは、上
記第２実施形態に示した作用効果が得られる上に、扇型
フレキシブル基板４０，４１のシグナルパターンのピッ
チを広く設定することが可能になる。 【００２７】図１０および図１１（ａ），（ｂ）は夫
々、本発明の第４実施形態の超音波プローブのドーナツ
状フレキシブル基板の全体図、そのＣ部詳細図およびそ
のＤ−Ｄ断面図であり、これら図１０および図１１
（ａ）、（ｂ）に記載した部分以外は上記第１実施形態
と同様に構成する。 【００２８】この第４実施形態のドーナツ状フレキシブ
ル基板５７は、図１０に示すように、上記第１実施形態
の扇型フレキシブル基板２２の側面直線部分をドーナツ
状につなぎ合わせて一体化したものである。また、第１
実施形態の図３では扇型フレキシブル基板２２に位置決
め用半円孔２８が設けられていたが、本実施形態では図
１１（ａ）に示すように、位置決め用半円孔２８の代わ
りに位置決め穴５８が設けられている。 【００２９】次に、この第４実施形態における同軸ケー
ブル接続方法を図１０および図１１（ａ），（ｂ）に基
づいて説明する。まず、図１０および図１１（ａ），
（ｂ）に示すように、ドーナツ状フレキシブル基板５７
に同軸ケーブル２１を半田付けあるいは導電性接着剤に
よる接着等により電気的に接続する。次に、ドーナツ状
フレキシブル基板５７を、超音波振動子１の中央部分を
貫通させて、ドーナツ状基板１４の中心部分より突出さ
せる。次に、位置決め穴５８によって所定の位置合わせ
を行いながら、ドーナツ型フレキシブル基板５７のグラ
ンドパターン２４を、ドーナツ状基板１４のグランドパ
ターン１６に対し、半田付けあるいは導電性接着剤によ
る接着等によって電気的に接続する。以上の工程を経た
後に、図１に示すように超音波振動子１にキャップ２を
溶着すると、超音波振動子１の先端硬質部５への組み付
けが完了する。 【００３０】この第４実施形態の超音波プローブは、上
記第１実施形態１よりもより組立性および修理性に優れ
るとともに、ケーブルの接続箇所を超音波振動子１とキ
ャップ２との間に設けるようにしているため、内視鏡の
先端硬質部の外径を細くするとともに先端硬質部の長さ
を短縮することが可能になる。 【００３１】図１２（ａ），（ｂ）は本発明の第５実施
形態の超音波プローブの先端挿入部の構成を示す図であ
る。この第５実施形態の超音波プローブは、電子ラジア
ル型の超音波内視鏡の挿入部に設けられており、その先
端正面には図１２（ａ）に示すように直視用の光学観察
系５９および送気水用チャンネル６０が配置されてい
る。超音波振動子６１は、図１２（ｂ）に示すように光
学観察系５９の後方に配置されている。硬質部の操作部
側端部にはバルーン用送水管路６２が設けられており、
その直後から湾曲部６３、蛇管部６４の順に接続されて
いる。その他の部分は第１〜第４実施形態と同様に構成
されており、組立／修理性に優れた電子ラジアル型超音
波振動子を有する超音波プローブへのケーブルの接続方
法および先端硬質部長の短い電子ラジアル型超音波内視
鏡を提供するようになっている。 【００３２】この第５実施形態における同軸ケーブル接
続方法は上記第１〜第４実施形態と同様である。また、
この第１実施形態の作用効果は、上記第１〜第４実施形
態と同様である。 【００３３】図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６実施
形態の超音波プローブの先端挿入部の構成を示す図であ
り、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＥＥ断面を示し、図
１３（ｃ）は図１３（ａ）のＦＦ断面を示す。この第６
実施形態の超音波プローブは、前方斜視型電子ラジアル
型の超音波内視鏡の挿入部に設けられており、その先端
挿入部は主要な部材として硬質部６５、超音波振動子６
６、先端キャップ６７を具備して成る。以下、本実施例
で説明されない部分は第１〜第５実施形態と同様に構成
されており、組立／修理性に優れた電子ラジアル型超音
波振動子を有する超音波プローブへのケーブルの接続方
法、ならびにケーブルおよびフレキシブル基板が超音波
振動子から外れにくい固定方法を提供するようになって
いる。 【００３４】本実施形態の場合においても、第１〜第５
実施形態の場合と同様に、図示しない超音波観測装置に
対する接続用コネクタからの同軸ケーブル群６８が硬質
部６５まで延在している。また、本実施形態では、同軸
ケーブル群６８は、硬質部６５の円筒穴６９内でフレキ
シブル基板７０の下端部に接続されている。円筒穴６９
を貫通したフレキシブル基板７０の上端部は径方向に折
り曲げられ、その折り曲げられた部分はその上部に配置
されるドーナツ状基板７１（図１４（ａ）参照）まで延
在している。 【００３５】図１４（ａ）は第６実施形態のフレキシブ
ル基板７０およびドーナツ状基板７１を示す図であり、
この図は図１３（ａ）のＧＧ断面を表わしている。フレ
キシブル基板７０には、その上面に印刷されるパターン
の詳細図である図１４（ｂ）に示すように、複数のシグ
ナルパターン７２と、各シグナルパターン７２両端に導
通するランド部７４および８２と、グランドパターン７
３とが設けられている。上記同軸ケーブル群６８の図示
しないグランド信号線はグランドパターン７３に接続さ
れ、上記同軸ケーブル群６８の図示しないシグナル線は
シグナルパターン７２のランド部８２に接続される。ま
た、シグナルパターン７２のランド部７４は、ドーナツ
状基板７１の端部に、全周にわたり設けられているシグ
ナルパターン７５にワイヤボンディング等により電気的
に接続される。 【００３６】ところで、上記第１〜第５実施形態のケー
ブルの接続方法では、超音波プローブの挿入部が湾曲す
ると、挿入部の内部で同軸ケーブルが引っ張られるた
め、超音波振動子から同軸ケーブルが外れてしまうおそ
れがある。この対策として、本実施形態では、同軸ケー
ブル群６８およびフレキシブル基板７０が先端挿入部か
ら外れないように、ゴム部材７６およびゴム部材７７に
よって、同軸ケーブル群６９およびフレキシブル基板７
０を夫々固定している。 【００３７】すなわち、同軸ケーブル群６８は、ゴム部
材７６によって先端キャップ６７の円筒部７８の外周に
固定される。フレキシブル基板７０の径方向に折り曲げ
られた上端部は、硬質部６５の穴８０と先端キャップ６
７のネジ穴８１との位置を合わた後に、ドーナツ状基板
７１およびゴム部材７７を介して先端キャップ６７を硬
質部６５に水密ネジ７９で固定することにより、ゴム部
材７７の撓みによってドーナツ状基板７１に固定され
る。また、ゴム部材７７は、硬質部６５および先端キャ
ップ６７間の水密を確保する部材も兼用している。な
お、本実施形態では、硬質部６５が超音波振動子６６を
支持するように構成しているが、硬質部６５の図１３
（ａ）に示す穴８０の下方の切り欠き部から上の部分を
別部材としてもよい。 【００３８】次に、この第６実施形態における超音波振
動子および同軸ケーブルの交換方法を図１３（ａ）、
（ｂ）に基づいて説明する。超音波振動子の交換を行う
際には、まず、水密ネジ７９を図１３（ｂ）の外周方向
から外し、先端キャップ６７およびゴム部材７７を図１
３（ａ）の上方に持ち上げて外した後に、ドーナツ状基
板７１とフレキシブル基板７０のシグナルパターン７５
とを接続しているワイヤボンディングを外し、その後、
超音波振動子６６を取り外して新たな超音波振動子６６
と交換する。また、同軸ケーブル群６８の交換を行う際
には、上記と同様にして水密ネジ７９を外してから先端
キャップ６７およびゴム部材７７を外した後に、ドーナ
ツ状基板７１とフレキシブル基板７０のシグナルパター
ン７５とを接続しているワイヤボンディングを外し、そ
の後、超音波プローブの操作部側より同軸ケーブル群６
８を抜き取り、新たな同軸ケーブル群６８と交換する。 【００３９】この第６実施形態の超音波プローブは、超
音波振動子６６および同軸ケーブル群６８をフレキシブ
ル基板７０およびドーナツ状基板７１を介して接続する
ことにより、組立性および修理性に優れた電子ラジアル
超音波振動子へのケーブル接続方法を提供することが可
能になる。また、ゴム部材７６、７７によって同軸ケー
ブル群６８を固定することにより、ケーブルおよびフレ
キシブル基板が超音波振動子から外れにくい固定方法を
提供することが可能になる。 【００４０】なお、本発明は上述した例のみに限定され
るものではなく、種々の変更または変形を加え得ること
は勿論である。例えば、上記請求項１の超音波プローブ
において、前記基板のシグナルパターンと各々接続され
た複数のケーブル群を、前記ドーナツ状基板の内側に配
置してもよい。また、上記構成の超音波プローブまたは
上記請求項１の超音波プローブにおいて、前記ドーナツ
状基板のシグナルパターンの各々と対向させて導通させ
るように形成されたパターンを有する少なくとも１つの
基板は、フレキシブル基板としてもよい。また、上記構
成の超音波プローブまたは上記請求項１の超音波プロー
ブにおいて、前記ドーナツ状基板のシグナルパターンを
放射状に配置してもよい。また、上記構成の超音波プロ
ーブまたは上記請求項１の超音波プローブにおいて、前
記基板の形状を扇型または短冊形またはドーナツ形状と
してもよい。 【００４１】また、上記構成の超音波プローブまたは上
記請求項１の超音波プローブにおいて、前記基板および
前記ドーナツ状基板の電気的接続は、半田付けまたは導
電性接着剤による接着、および前記前記電子ラジアル振
動子の挿入方向の先端に設けられたキャップの溶着によ
り行うようにしてもよい。また、上記構成の超音波プロ
ーブにおいて、前記ケーブルは外径が０．３ｍｍ以下の
同軸ケーブルとしてもよい。また上記第１〜第３実施形
態の扇型フレキシブル基板の形状を短冊型にしてもよ
い。 【００４２】また、上記第６実施形態の超音波プローブ
は前方斜視型電子ラジアル型の超音波内視鏡に適用した
例を示したが、第６実施形態の超音波プローブの適用範
囲はこれに限定されるものではない。例えば、本実施形
態の超音波プローブの先端キャップ６７の円筒部７８の
内部に超音波内視鏡の光学系やチャンネルを配置して、
直視型の電子ラジアル型超音波内視鏡に適用し、超音波
内視鏡の先端硬質部長を短縮するようにしたり、あるい
は、内視鏡機能を備えていない電子ラジアル型超音波プ
ローブへ適用する等、様々な適用形態を取ることができ
る。 【００４３】 【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
よれば、上記のように構成したことにより、内視鏡等の
ような限られた狭いスペースで、各素子への同軸ケーブ
ルの接続を行い得る組立性および修理性に優れたケーブ
ル接続方法を提供するとともに、ケーブル接続部分の占
有によるプローブ先端硬質長の延長を抑えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の超音波プローブの先端
挿入部の構成を示す図である。 【図２】（ａ）〜（ｃ）は夫々、超音波振動子１を含む
部分の詳細図である。 【図３】（ａ）、（ｂ）は夫々、本発明の超音波プロー
ブに用いるフレキシブル基板付き同軸ケーブル群の詳細
図およびそのＢ−Ｂ断面図である。 【図４】第１実施形態における同軸ケーブル接続方法を
説明するための図である。 【図５】本発明の第２実施形態の超音波プローブの超音
波振動子の上面を示す詳細図である。 【図６】本発明の第２実施形態の超音波プローブの超音
波振動子の超音波振動子の扇型フレキシブル基板付き同
軸ケーブル群を示す詳細図である。 【図７】本発明の第３実施形態の超音波プローブの超音
波振動子の上面を示す詳細図である。 【図８】第３実施形態の超音波振動子の小型扇型フレキ
シブル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図である。 【図９】第３実施形態の超音波振動子の大型扇型フレキ
シブル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図である。 【図１０】本発明の第４実施形態の超音波プローブのド
ーナツ状フレキシブル基板の全体図である。 【図１１】（ａ），（ｂ）は夫々、図１０のＣ部詳細図
および図１１（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 【図１２】（ａ），（ｂ）は本発明の第５実施形態の超
音波プローブの先端挿入部の構成を示す図である。 【図１３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６実施形態の超
音波プローブの先端挿入部の構成を示す図である。 【図１４】（ａ）は第６実施形態のフレキシブル基板お
よびドーナツ状基板を示す図であり、（ｂ）はフレキシ
ブル基板の上面に印刷されるパターンの詳細図である。 【符号の説明】 １，61 超音波振動子 ２ バルーン溝付きキャップ ３ 観察光学系 ４, 60 送気水チャンネル ５ 硬質部 ６, 63 湾曲部 ７ 可撓部 ８ 素子 ９ 整合層 10 上部電極（ＳＩＧＮＡＬ) 11 下部電極（ＧＮＤ） 12 圧電セラミックス 13 バッキング材 14, 29, 39 ドーナツ状基板 15, 23, 30, 31, 35, 36, 45, 50 シグナルパターン 16，47，48 グランドパターン 17，25, 37, 32, 33, 37, 38, 44, 49, 54, 56 接触ポ
イント 18 ワイヤボンディング 19, 52 リード線 20, 42, 43 位置決め突起 21 同軸ケーブル 22, 34 扇型フレキシブル基板 24, 47, 48, 51 グランドパターン 26 芯線 27 シールド線 28, 53 半円孔 40 小型扇型フレキシブル基板 41 大型扇型フレキシブル基板 46 突出部 55 位置決め用半円孔 57 ドーナツ型フレキシブル基板 58 位置決め穴 59 光学観察系 62 バルーン用送水管路 64 蛇管部 65 硬質部 66 超音波振動子 67 先端キャップ 68 同軸ケーブル群 69 円筒穴 70 フレキシブル基板 71 ドーナツ状基板 72, 75 シグナルパターン 73 グランドパターン 74, 82 ランド部 76, 77 ゴム部材 78 円筒部 79 水密ネジ 80 穴 81 ネジ穴
挿入部の構成を示す図である。 【図２】（ａ）〜（ｃ）は夫々、超音波振動子１を含む
部分の詳細図である。 【図３】（ａ）、（ｂ）は夫々、本発明の超音波プロー
ブに用いるフレキシブル基板付き同軸ケーブル群の詳細
図およびそのＢ−Ｂ断面図である。 【図４】第１実施形態における同軸ケーブル接続方法を
説明するための図である。 【図５】本発明の第２実施形態の超音波プローブの超音
波振動子の上面を示す詳細図である。 【図６】本発明の第２実施形態の超音波プローブの超音
波振動子の超音波振動子の扇型フレキシブル基板付き同
軸ケーブル群を示す詳細図である。 【図７】本発明の第３実施形態の超音波プローブの超音
波振動子の上面を示す詳細図である。 【図８】第３実施形態の超音波振動子の小型扇型フレキ
シブル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図である。 【図９】第３実施形態の超音波振動子の大型扇型フレキ
シブル基板付き同軸ケーブル群を示す詳細図である。 【図１０】本発明の第４実施形態の超音波プローブのド
ーナツ状フレキシブル基板の全体図である。 【図１１】（ａ），（ｂ）は夫々、図１０のＣ部詳細図
および図１１（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 【図１２】（ａ），（ｂ）は本発明の第５実施形態の超
音波プローブの先端挿入部の構成を示す図である。 【図１３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６実施形態の超
音波プローブの先端挿入部の構成を示す図である。 【図１４】（ａ）は第６実施形態のフレキシブル基板お
よびドーナツ状基板を示す図であり、（ｂ）はフレキシ
ブル基板の上面に印刷されるパターンの詳細図である。 【符号の説明】 １，61 超音波振動子 ２ バルーン溝付きキャップ ３ 観察光学系 ４, 60 送気水チャンネル ５ 硬質部 ６, 63 湾曲部 ７ 可撓部 ８ 素子 ９ 整合層 10 上部電極（ＳＩＧＮＡＬ) 11 下部電極（ＧＮＤ） 12 圧電セラミックス 13 バッキング材 14, 29, 39 ドーナツ状基板 15, 23, 30, 31, 35, 36, 45, 50 シグナルパターン 16，47，48 グランドパターン 17，25, 37, 32, 33, 37, 38, 44, 49, 54, 56 接触ポ
イント 18 ワイヤボンディング 19, 52 リード線 20, 42, 43 位置決め突起 21 同軸ケーブル 22, 34 扇型フレキシブル基板 24, 47, 48, 51 グランドパターン 26 芯線 27 シールド線 28, 53 半円孔 40 小型扇型フレキシブル基板 41 大型扇型フレキシブル基板 46 突出部 55 位置決め用半円孔 57 ドーナツ型フレキシブル基板 58 位置決め穴 59 光学観察系 62 バルーン用送水管路 64 蛇管部 65 硬質部 66 超音波振動子 67 先端キャップ 68 同軸ケーブル群 69 円筒穴 70 フレキシブル基板 71 ドーナツ状基板 72, 75 シグナルパターン 73 グランドパターン 74, 82 ランド部 76, 77 ゴム部材 78 円筒部 79 水密ネジ 80 穴 81 ネジ穴
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04R 17/00 332
H04R 17/00 330
A61B 8/12
G01N 29/24 502
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 両主面に電極を形成された複数の圧電素
子列を環状のバッキング材上に列接した電子ラジアル振
動子を有する超音波プローブにおいて、 前記電子ラジアル振動子の素子列の挿入方向端面に設け
られ、前記圧電素子列の各素子に対応して前記圧電素子
の一方の電極に導通する第１のシグナルパターンを有す
るとともに、前記圧電素子の他方の電極に共通に導通す
る第１のグランドパターンを有するドーナツ状基板と、 前記第１のシグナルパターンの各々と対応させて導通さ
せるように形成した第２のシグナルパターンの少なくと
も一部を有するとともに、前記第１のグランドパターン
と対応させて導通させるように形成した第２のグランド
パターンを有する、少なくとも１つの基板と、 を具備して成ることを特徴とする超音波プローブ。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP24276995A JP3487981B2 (ja) | 1994-10-20 | 1995-09-21 | 超音波プローブ |
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| JP6-255358 | 1994-10-20 | ||
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ID=26535916
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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