JP3802756B2 - 電子走査型超音波プローブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動子ユニットを構成する超音波振動子群の各圧電素子と信号ケーブルアッセンブリの各同軸芯線とをそれぞれ電気的に接続して構成される電子走査型超音波プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体などの生体に超音波を送信し、生体の組織で反射したエコー信号を受信して、生体内の断層像を得る超音波診断装置は、非侵襲かつリアルタイムで生体内部の画像情報を得られるため、診断医療の分野において広く用いられ、重要な役割を担ってる。
【０００３】
そして、複数の超音波振動子を例えば直線状に配列し、これら超音波振動子を順次一定時間、一定間隔で電子的に高速で切り換えることで断層像を得られるようにした電子走査型超音波プローブがある。
【０００４】
前記電子走査型超音波プローブは、圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群の各超音波振動子に信号の送受を行なう信号線を電気的に接続して構成されている。
【０００５】
前記電子走査型超音波プローブを体外から用いる場合には外形形状が比較的大きなため、各信号線と各超音波振動子との電気的接続をコネクタを介して行なえる。
【０００６】
これに対して、前記電子走査型超音波プローブを体腔内から用いる場合には外形形状を極めて小型とする必要があり、多数配列される超音波振動子の隣り合う間隔が極小になる。また、これら狭間隔で配置された各超音波振動子にそれぞれ接続される信号線は極細であり、この信号線を複数ひとまとめにした信号ケーブル束は非常に高価なものであった。
【０００７】
そして、各信号線と各超音波振動子とを電気的に接続する際には、信号ケーブル束の各信号線の一端を、各超音波振動子に電気的に接続されて配置されている基板に配列されているパッド電極群の１つずつに電気的に接続していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同軸ケーブル束の各素線と振動子基板の各パッドとを接続する際、ケーブルの先端の精密位置決めや保持固定を行なう必要があり、そのためにパッド周辺に充分な作業スペースを確保しなければならない。すなわち、振動子基板と各超音波振動子群とを接続する前に同軸ケーブル束と振動子基板とを接続する必要がある。
【０００９】
また、体腔内超音波振動子では非常に細くて高価な同軸ケーブル束を使用する。この同軸ケーブル束を小さな振動子基板に接続した同軸ケーブルアッセンプリは、非常に高価な部材となる。
【００１０】
また、振動子基板と各超音波振動子群とを接続する作業は、数十の工程を含む複雑かつ難易度の高い作業である。このため、従来の手段では、高価な同軸ケーブルアッセンプリを複雑で難易度の高い作業に投入した際、作業ミス等により高価な部品を廃棄することも多く、製品全体の原価を上げる要因になっていた。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、信号ケーブル束の各信号線と各超音波振動子との電気的な接続を確実かつ容易に行なえる電子走査型超音波プローブを提供することを目的にしている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子走査型超音波プローブは、挿入部の先端部に、電子走査式の超音波送受信部を備えた電子走査型超音波プローブであって、圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群及びこれら超音波振動子群のそれぞれの圧電素子と電気的に接続された信号パターンの端部に配設された電極群であって前記挿入部先端部の長手方向に沿って配列されたパッド電極群を有する振動子基板を備える振動子ユニット部組と、前記挿入部先端部の長手方向に沿って延伸された、前記超音波振動子群の駆動信号および超音波信号の伝送を行う複数の信号線を同軸状に配した同軸ケーブルからの前記複数の信号線のうち所定の信号線を接続可能な、前記挿入部先端部の長手方向に沿って配設された複数の信号線電極部と、前記信号線電極部に接続された複数の信号パターンの端部に配設された電極群であって前記パッド電極群に一致するよう前記挿入部先端部の長手方向に沿って配列されると共に当該パッド電極群に接続可能な櫛状リード状電極群を有するケーブル基板を備える同軸ケーブルアッセンブリと、を備え、前記振動子ユニット部組における前記パッド電極群は、前記櫛状リード状電極群が当該パッド電極群に接続された際、前記複数の信号線電極部を挟んで前記超音波振動子群の反対側に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、振動子ユニット部組が備える振動子基板に配列されているパッド電極群の各パッド電極と、同軸ケーブルアッセンブリのケーブル基板の有する櫛状リード郡部の各リードとの位置合わせを行ない、その後にパッド電極とリードとの電気的な接続を行なう。
【００１４】
【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説明する。
図１ないし図１７は本発明の一実施形態に係り、図１は電子走査式超音波内視鏡を備えた超音波内視鏡診断装置を説明する図、図２は電子走査式超音波内視鏡の先端部分を説明する斜視図、図３は振動子ユニットを説明する図、図４は振動子ユニットの先端部を説明する長手方向断面図、図５は振動子とユニットの構成を説明する図、図６は振動子基板部を設けたプリント基板を説明する図、図７は振動子ユニット部組の構成を説明する図、図８は櫛状リード郡部を説明するフレキシブル基板を説明する図、図９は櫛状リード郡部を説明する図、図１０は信号ケーブルアッセンブリを説明する図、図１１は振動子ユニット部組の一方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図、図１２は櫛状リードとパッド電極とを半田で接続固定した状態を説明する図、図１３は振動子ユニット部組の他方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図、図１４は超音波送受信部と一体な振動子基板と同軸ケーブル束が一体なケーブル基板とを電気的かつ機械的に接続した状態を示す図、図１５はフレキシブル基板の櫛状リード郡部の他の構成を説明する図、図１６は櫛状リードとパッド電極とを配線ワイヤで接続固定した状態を説明する図、図１７は振動子基板部を設けたプリント基板の他の構成を説明する図である。
【００１５】
図１０（ａ）はフレキシブル基板を切断線に沿って切断した状態を示す図、図１０（ｂ）は櫛状リードの拡大図、図１７（ａ）は超音波放射方向を変化させた振動子基板部の構成例を示す図、図１７（ｂ）はパッド電極の他の配置例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように本実施形態の超音波内視鏡診断装置１は、体腔内に挿入される挿入部２ａの先端部に電子走査式の超音波送受信部を設けた電子走査式超音波内視鏡（以下超音波内視鏡と記載する）２と、この超音波内視鏡２に内蔵された照明光学系に観察部位を照明する照明光を供給する光源装置３と、前記超音波送受信部に伝送する超音波駆動信号の生成及び受信した超音波信号の処理等を行う超音波観測装置４と、この超音波観測装置４に接続されて、超音波診断画像を表示する図示しない表示装置等で主に構成されている。
【００１７】
前記超音波内視鏡２と前記光源装置３とはユニバーサルコード５の基端に設けられた内視鏡コネクタ６を介して着脱自在に接続されるようになっている。また、前記超音波内視鏡２と超音波観測装置４とは超音波コード７の基端に設けられた超音波コネクタ８を介して着脱自在に接続されるようになっている。
【００１８】
前記超音波内視鏡２は、体腔内に挿入される細長な挿入部２ａと、この挿入部２ａの基端部に設けられた操作部２ｂと、この操作部２ｂの基端部に設けられた中継部２ｃと、この中継部２ｃの基端に設けられた接眼部２ｄとを有している。そして、前記操作部２ｂの側部から前記ユニバーサルコード５が延出され、前記中継部２ｃの側部から前記超音波コード７が延出されている。
【００１９】
前記挿入部２ａは先端側から順に、後述する振動子ユニット２０と、この振動ユニット２０の後端に位置する硬質部９と、この硬質部９の後端に位置する例えば上下左右方向に湾曲自在な湾曲部１０と、この湾曲部１０の後端に位置して、前記操作部２ｂの先端に至る細径で、かつ、長尺な可撓性を有する可撓部１１とを連接している。
【００２０】
前記硬質部９は、耐薬品性や生体適合性及び絶縁性に優れた樹脂材料である例えば、ポリスルフォンやポリエチルエーテルケトン等で形成されている。前記操作部２ｂには、前記湾曲部１０を所望の方向に湾曲操作するためのアングルノブ１２や、送気及び送水操作を行うための送気・送水ボタン１３、吸引操作を行うための吸引ボタン１４、処置具を体腔内に導入するための処置具挿入口１５、後述する鉗子起上台（図２の符号２７）を操作する鉗子起上レバー１６等が設けられている。
【００２１】
図２に示すように前記挿入部２ａの先端に位置する振動子ユニット２０の超音波送受信部２１は、複数の圧電素子であるアレイ振動子を配列させた超音波振動子群（以下振動子群と略記する）で構成され、図中矢印で示す超音波走査範囲２２を形成している。
【００２２】
前記振動子ユニット２０の後端に位置する硬質部９の先端面９ａには観察部位に向けて照明光を照射する照明レンズカバー２３と、観察部位の光学像を捉える観察光学系を構成する観察用レンズカバー２４と、この観察用レンズカバー２４の表面に付着した汚物や体液を除去するための送気・送水を行う送気・送水ノズル２５とが設けられている。そして、前記照明レンズカバー２３には図示しないライトガイドファイバーが臨まれ、前記観察用レンズカバー２４には図示しないイメージガイドファイバーが臨まれ、前記・送水ノズル２５には図示しない送気・送水チューブが連結されている。
【００２３】
また、前記硬質部９の先端面９ａには、前記超音波送受信部２１の超音波走査範囲２２に中心軸が含まれるように鉗子出口２６が開口している。この鉗子出口２６近傍には、鉗子出口２６から突出される例えば組織吸引針等処置具の突出方向を揺動調整する鉗子起上台２７が設けてある。
【００２４】
なお、前記送気・送水ノズル２５及び鉗子起上台２７を形成する材質としては、例えば、セラミック、樹脂等の電気絶縁物を使用している。また、前記ライトガイドファイバーは、挿入部２ａ、操作部２ｂ及びユニバーサルコード５内を挿通して内視鏡コネクタ６まで延出している。また、前記イメージガイドファイバーは、挿入部２ａ、操作部２ｂ及び中継部２ｃ内を挿通して接眼部２ｄに延出している。また、前記送気・送水チューブは、挿入部２ａ及び操作部２ｂ内を挿通して送気・送水ボタン１３を経て、ユニバーサルコード５内を挿通して内視鏡コネクタ６まで延出している。
【００２５】
図３に示すように振動子ユニット２０は、前記超音波送受信部２１と、この超音波送受信部２１を収納すると共に、前記硬質部９との着脱が可能なハウジング部２８と、前記超音波送受信部２１の各アレイ振動子と電気的に接続され、前記ハウジング部２８の中空部に挿通配置された駆動信号や超音波信号の伝達を行う複数の同軸ケーブルを内挿した同軸ケーブル束２９と、この同軸ケーブル束２９の基端に接続形成されて信号の伝達中継を行う伝達中継部５０とで構成されている。
【００２６】
前記同軸ケーブル束２９の基端に配置された伝達中継部５０は、コンタクトパッド４６と、接地パッド４７と、延長用接続パッド４８を備えたフレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣという）４９で構成されている。そして、この伝達中継部５０のコンタクトパッド４６と接地パッド４７とに前記同軸ケーブル束２９の同軸線５１の図示しない信号芯線及びシールドがそれぞれ電気的に接続されている。なお、この伝達中継部５０のコンタクトパッド４６と接地パッド４７とはそれぞれ延長用接続パッド４８に電気的に導通接続されている。また、本実施形態においては同軸ケーブル束２９を例えば４つの信号ケーブル束２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄに分割して、その４つの信号ケーブル束２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄに挿通されているそれぞれの同軸線５１をＦＰＣ４９に接続している。符号２９ｅは４つの信号ケーブル束２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄを覆い包むシールド線である。
【００２７】
図４及び図５に示すように前記超音波送受信部２１は、例えば円弧状に配列した複数のアレイ振動子３１，…，３１と、これらアレイ振動子３１の前面側に設けられた共通接地電極３２、音響整合層３３、音響レンズ３４とで構成されている。そして、各アレイ振動子３１と振動子基板３５に設けた配線パターンの各信号ライン３５ａとを配線ワイヤ３６を半田によって電気的かつ機械的に接続固定して振動子ユニット部組３０を構成している。
【００２８】
前記信号ライン３５ａの一端部には前記アレイ振動子３１と電気的に接続される電極部３３ｂが設けられ、この信号ライン３５ａの他端部にはパッド電極３５ｃがそれぞれ設けられている。
【００２９】
また、前記音響整合層３３又は音響レンズ３４の表面には耐水性及び絶縁性を有しかつ、音響特性が良好な例えばポリパラキシリレン等のコーティングが施してある。
【００３０】
一方、前記同軸ケーブル束２９の先端側にはケーブル基板４１が配置されており、このケーブル基板４１に設けられた電極部４１ａの所定位置に前記同軸ケーブル束２９内を挿通する同軸線５１の信号芯線及びシールドを図示しない半田によって電気的かつ機械的に接続固定して信号ケーブルアッセンブリ４０を構成している。
【００３１】
前記ケーブル基板４１には前記パッド電極３５ｃに対応する櫛状リード４１ｂが設けられており、これら櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとが半田４２によって電気的に接続されている。そして、前記信号ケーブルアッセンブリ４０の櫛状リード４１ｂと振動子ユニット部組３０のパッド電極３５ｃとを電気的且つ機械的に接続した状態で前記ハウジング部２８の中空部内に配置し、この中空部内に基礎絶縁を確保する絶縁樹脂製の接着剤４３を充填して振動子ユニット２０が構成される。
【００３２】
なお、ハウジング部２８の中空部内に接着剤４３を充填したことによって前記信号ケーブルアッセンブリ４０及び振動子ユニット部組３０がハウジング部２８に安定的に固定保持される。また、符号３７は背面制動層であり、前記振動子基板３５の電極部３５ｂとアレイ振動子３１との電気的接続を完了した後、アレイ振動子３１の反放射面側に前記電極部３５ｂを覆うように設けられている。
【００３３】
ここで、振動子ユニット部組３０と、信号ケーブルアッセンブリ４０とをそれぞれ形成する工程及び振動子ユニット部組３０と信号ケーブルアッセンブリ４０とを電気的に接続する工程とを説明する。
【００３４】
まず、振動子ユニット部組３０を形成する工程を説明する。
振動子ユニット部組３０を形成するため、図６に示す細長で硬質なガラスエポキシ樹脂で形成された基板の両面に配線パターンを設けたプリント基板６０を用意する。このプリント基板６０は、振動子基板部６１と検査用基板部６２とで構成されいる。
【００３５】
前記プリント基板６０の表面及び裏面には前記電極部３５ｂ及びパッド電極３５ｃに加えて前記パッド電極３５ｃどうしの間隔より幅広に設定した所定間隔で検査用接点部６４が配列されている。また、このプリント基板６０の表面には電極部３５ｂとパッド電極３５ｃとをそれぞれ電気的に結ぶ複数の信号ライン３５ａと、パッド電極３５ｃと検察用接点部６４とをそれぞれ電気的に結ぶ複数の検査用信号ライン６５とが設けられている。なお、符号６６は電極部３５ｂとアレイ振動子３１とを電気的かつ機械的に接続する際、及びパッド電極３５ｃと櫛状リード４１ｂとを電気的且つ機械的に接続する際にプリント基板６０を所定状態に固定するための位置決め固定孔である。
【００３６】
図７に示すように前記プリント基板６０の振動子基板部６１に設けられている電極部３５ｂと前記超音波送受信部２１を構成するアレイ振動子３１とに前記配線ワイヤ３６を半田で固定して電気的かつ機械的な接続を行なって振動子ユニット部組３０を形成する。その後、試験用接点プローブ（不図示）を検査用接点部６４に接触させて超音波送受信部２１の性能検査を行なう。ここで、検査合格であった場合にはこの振動子ユニット部組３０を、信号ケーブルアッセンブリ４０と電気的に接続する次工程に廻す。なお、性能検査手段は、検査用接点部を介して観測装置に接続して超音波画像評価を行うか、或いは個々の振動子のパルスエコー特性を定量的に評価するものである。
【００３７】
次に、信号ケーブルアッセンブリ４０を形成する工程を説明する。
信号ケーブルアッセンブリ４０を形成するため、図８に示す細長で極薄なフレキシブル基板７０を用意する。このフレキシブル基板７０は、前記同軸ケーブル束２９の同軸線５１の信号芯線及びシールドが電気的に接続される電極部４１ａ及び図示しない配線パターンを形成する銅箔部７２と、この銅箔部７２の両面を被覆するポリイミド樹脂層７３とで構成され、基板略中央部には前記パッド電極３５ｃに接続される櫛状リード４１ａを形成する銅箔部７２が所定数、所定間隔で配列された櫛状リード郡部７４が設けられている。
【００３８】
図９に示すようにこの櫛状リード郡部７４は、隣り合う銅箔部７２の間に空隙７５が設けられ、一方側のポリイミド樹脂層７３が剥離されて銅箔部７２の表面が露出した状態になっている。
【００３９】
そして、このフレキシブル基板７０の電極部４１ａの所定位置に前記同軸線５１の信号芯線及びシールドを半田によって電気的かつ機械的に接続して信号ケーブルアッセンブリ４０が形成される。その後、前記電極部４１ａと同軸線５１との電気的接続に不具合があるか否かをチェックし、検査合格であった場合にはこの信号ケーブルアッセンブリ４０を、振動子ユニット部組３０と電気的に接続する次工程に廻す。
【００４０】
なお、符号７１は図中一点鎖線で示す切断線であり、この切断線７１に沿ってフレキシブル基板７０の一部を切断することによって複数の櫛状リード４１ａが形成される。また、符号７６は同軸ケーブル束２９の各同軸線５１を電極部４１ａに電気的に接続する際及びパッド電極３５ｃと櫛状リード４１ｂとを電気的に接続する際に使用する位置決め用孔である。
【００４１】
次いで、振動子ユニット部組３０と信号ケーブルアッセンブリ４０とを電気的に接続する工程を説明する。
【００４２】
まず、図１０（ａ）に示すようにこの工程に廻された検査合格したフレキシブル基板７０を切断線７１に沿って切断する。このことによって、図１０（ｂ）に示すように複数の櫛状リード４１ｂを配列させた信号ケーブルアッセンブリ４０が形成される。
【００４３】
次に、図１１に示すように実体顕微鏡８０に設けられている台８１の上に振動子ユニット部組３０のプリント基板６０を配置し、位置決めピン８２を前記位置決め用孔７６に挿通する。このことによって、台８１の所定位置に振動子ユニット部組３０が位置決め固定される。
【００４４】
次いで、図示しない治具に固定された前記ケーブルアッセンブリ４０を振動子ユニット部組３０の複数の櫛状リード４１ｂに近接させ、顕微鏡８０を覗きながら櫛状リード４１ｂと前記振動子基板部６１の一面側に設けられてい複数のパッド電極３５ｃとの位置合わせを行ない、位置合わせ終了後、半田ごて８３を用いて櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとを半田によって電気的かつ機械的に接続する。
【００４５】
図１２に示すように半田８４が半田ごて８３の熱によって溶融状態になることによって前記銅箔部７２を被覆していたポリイミド樹脂層７３が剥離されて、銅箔の櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとが半田８４によって電気的・機械的に接続される。
【００４６】
次に、図１３に示すように前記プリント基板６０をひっくり返し、再びプリント基板６０を台８１の上に配置固定する。そして、振動子基板部６１の他面側に設けられている複数のパッド電極３５ｃと信号ケーブルアッセンブリ４０の櫛状リード４１ｂとの位置合わせを行ない、この位置合わせ終了後、半田ごて８３を用いて櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとを半田８４によって電気的かつ機械的に接続する。
【００４７】
そして、検査合格であった場合には前記プリント基板６０を切断部６３で折り曲げて振動子基板部６１と検査用基板部６２とを切り離す。このことによって、図１４に示すように超音波送受信部２１と一体な振動子基板３５と同軸ケーブル束２９が一体なケーブル基板４１とが電気的かつ機械的に接続された形態になる。なお、振動子ユニット部組３０と信号ケーブルアッセンブリ４０とを接続する前に、切断部６３にプリント基板６０の厚さの３０〜７０％程度の溝を形成しておくと、振動子基板部６１と検査用基板部６２との切り離しを容易に行える。
【００４８】
最後に、電気的かつ機械的に接続された超音波送受信部２１と一体な振動子基板３５と同軸ケーブル束２９が一体なケーブル基板４１とをハウジング部２８に組付けることによって、前記図４で示した振動子ユニット２０が完成する。
【００４９】
このように、振動子ユニット部組と信号ケーブルアッセンブリとを形成したのち、それぞれの部組の電気的な接続状態を検査した後、この振動子ユニット部組のパッド電極と信号ケーブルアッセンブリの櫛状リードとを半田によって電気的かつ機械的に接続固定することによって、基板同士を接続する構成をとれるので確実な電気的な接続を行なうことができるとともに、歩留まりの向上を図ることができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては信号ケーブルアッセンブリを構成するフレキシブル基板は一方側のポリイミド樹脂層７３が剥離されて銅箔部７２の表面が露出した状態の櫛状リード郡部７４を有しているが、フレキシブル基板の構成はこれに限定されるものではなく、例えば図１５に示すように両側のポリイミド樹脂層７３を剥離して銅箔部７２の両面が露出した状態で櫛状リード郡部７４を形成するフライイングリード構造にしてもよい。前記櫛状リード群部７４の銅箔部７２をフライイングリード構造にすることによって櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとを半田８４で電気的かつ機械的に接続する際、半田８４の熱によってポリイミド樹脂層７３を剥離させる必要がなくなるので、銅箔部７２とパッド電極３５ｃとの電気的な接続をより確実にすることができる。
【００５１】
また、銅箔部７２とパッド電極３５ｃとの電気的接続を図１６に示すように配線ワイヤ７７を使用したワイヤボンディングによる電気的接続にしてもよい。このことによって、銅箔部７２を折り曲げることなく、つまり振動子基板部６１と銅箔部７２との間にポリイミド層７３を配置した状態でワイヤボンディングできるのでより強度の高い接続が可能になるとともに、ボンディングマシンを使用して高精度な接続の大量生産が可能になる。
【００５２】
一方、プリント基板６０の振動子基板部６１の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、図１７（ａ）に示すように切断部６３と基準線８０との交差する角度を変化させることによって構成される超音波プローブの超音波放射方向を変化させることができる。つまり、任意の超音波放射方向となる振動子基板部６１ａをプリント基板６０に設ける構成をとるようにしてもよい。
【００５３】
また、振動子基板部６１に設けるパッド電極３５ｃの配置位置関係も上述した実施形態のように一列に限定されるものではなく、図１７（ｂ）に示すようにパッド電極３５ｄ、３５ｅ、３５ｆと分割して縦方向に配列させた構成等であってもよい。
さらに、図示は省略するが振動子基板部６１の先端部の曲率を変化させたものや周波数の異なる超音波送受信部２１を取り付ける構成等であってもよい。
【００５４】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００５５】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００５６】
（１） 圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群及びこれら超音波振動子群のそれぞれの圧電素子と電気的に接続された信号ラインの端部にパッド電極群を配列させた振動子基板を備える振動子ユニット部組と、
少なくとも、前記超音波振動子群の数と同じ本数の同軸線を備え、この同軸線の一端部の少なくとも芯線を、前記パッド電極群に一致する配列で形成した櫛状リード郡部を有するケーブル基板に電気的に接続した同軸ケーブルアッセンブリと、
を具備する電子走査型超音波プローブ。
【００５７】
（２）前記ケーブル基板の櫛状リード群部を金属箔パターンで構成し、この金属箔パターン間を空隙で構成した付記１記載の電子走査型超音波プローブ。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、信号ケーブル束の各信号線と各超音波振動子との電気的な接続を確実かつ容易に行なえる電子走査型超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図１７は本発明の一実施形態に係り、図１は電子走査式超音波内視鏡を備えた超音波内視鏡診断装置を説明する図
【図２】電子走査式超音波内視鏡の先端部分を説明する斜視図
【図３】振動子ユニットを説明する図
【図４】振動子ユニットの先端部を説明する長手方向断面図
【図５】振動子とユニットの構成を説明する図
【図６】振動子基板部を設けたプリント基板を説明する図
【図７】振動子ユニット部組の構成を説明する図
【図８】櫛状リード郡部を説明するフレキシブル基板を説明する図
【図９】櫛状リード郡部を説明する図
【図１０】信号ケーブルアッセンブリを説明する図
【図１１】振動子ユニット部組の一方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図
【図１２】櫛状リードとパッド電極とを半田で接続固定した状態を説明する図
【図１３】振動子ユニット部組の他方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図
【図１４】超音波送受信部と一体な振動子基板と同軸ケーブル束が一体なケーブル基板とを電気的かつ機械的に接続した状態を示す図
【図１５】フレキシブル基板の櫛状リード郡部の他の構成を説明する図
【図１６】櫛状リードとパッド電極とを配線ワイヤで接続固定した状態を説明する図
【図１７】振動子基板部を設けたプリント基板の他の構成を説明する図
【符号の説明】
２０…振動子ユニット
２１…超音波送受信部
２９…同軸ケーブル束
３０…振動子ユニット部組
３１…アレイ振動子
３３…音響整合層
３４…音響レンズ
３５…振動子基板
３５ａ…信号ライン
３５ｃ…パッド電極
４０…信号ケーブルアッセンブリ
４１…ケーブル基板
４１ｂ…櫛状リード
５１…同軸線
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動子ユニットを構成する超音波振動子群の各圧電素子と信号ケーブルアッセンブリの各同軸芯線とをそれぞれ電気的に接続して構成される電子走査型超音波プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体などの生体に超音波を送信し、生体の組織で反射したエコー信号を受信して、生体内の断層像を得る超音波診断装置は、非侵襲かつリアルタイムで生体内部の画像情報を得られるため、診断医療の分野において広く用いられ、重要な役割を担ってる。
【０００３】
そして、複数の超音波振動子を例えば直線状に配列し、これら超音波振動子を順次一定時間、一定間隔で電子的に高速で切り換えることで断層像を得られるようにした電子走査型超音波プローブがある。
【０００４】
前記電子走査型超音波プローブは、圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群の各超音波振動子に信号の送受を行なう信号線を電気的に接続して構成されている。
【０００５】
前記電子走査型超音波プローブを体外から用いる場合には外形形状が比較的大きなため、各信号線と各超音波振動子との電気的接続をコネクタを介して行なえる。
【０００６】
これに対して、前記電子走査型超音波プローブを体腔内から用いる場合には外形形状を極めて小型とする必要があり、多数配列される超音波振動子の隣り合う間隔が極小になる。また、これら狭間隔で配置された各超音波振動子にそれぞれ接続される信号線は極細であり、この信号線を複数ひとまとめにした信号ケーブル束は非常に高価なものであった。
【０００７】
そして、各信号線と各超音波振動子とを電気的に接続する際には、信号ケーブル束の各信号線の一端を、各超音波振動子に電気的に接続されて配置されている基板に配列されているパッド電極群の１つずつに電気的に接続していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同軸ケーブル束の各素線と振動子基板の各パッドとを接続する際、ケーブルの先端の精密位置決めや保持固定を行なう必要があり、そのためにパッド周辺に充分な作業スペースを確保しなければならない。すなわち、振動子基板と各超音波振動子群とを接続する前に同軸ケーブル束と振動子基板とを接続する必要がある。
【０００９】
また、体腔内超音波振動子では非常に細くて高価な同軸ケーブル束を使用する。この同軸ケーブル束を小さな振動子基板に接続した同軸ケーブルアッセンプリは、非常に高価な部材となる。
【００１０】
また、振動子基板と各超音波振動子群とを接続する作業は、数十の工程を含む複雑かつ難易度の高い作業である。このため、従来の手段では、高価な同軸ケーブルアッセンプリを複雑で難易度の高い作業に投入した際、作業ミス等により高価な部品を廃棄することも多く、製品全体の原価を上げる要因になっていた。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、信号ケーブル束の各信号線と各超音波振動子との電気的な接続を確実かつ容易に行なえる電子走査型超音波プローブを提供することを目的にしている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子走査型超音波プローブは、挿入部の先端部に、電子走査式の超音波送受信部を備えた電子走査型超音波プローブであって、圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群及びこれら超音波振動子群のそれぞれの圧電素子と電気的に接続された信号パターンの端部に配設された電極群であって前記挿入部先端部の長手方向に沿って配列されたパッド電極群を有する振動子基板を備える振動子ユニット部組と、前記挿入部先端部の長手方向に沿って延伸された、前記超音波振動子群の駆動信号および超音波信号の伝送を行う複数の信号線を同軸状に配した同軸ケーブルからの前記複数の信号線のうち所定の信号線を接続可能な、前記挿入部先端部の長手方向に沿って配設された複数の信号線電極部と、前記信号線電極部に接続された複数の信号パターンの端部に配設された電極群であって前記パッド電極群に一致するよう前記挿入部先端部の長手方向に沿って配列されると共に当該パッド電極群に接続可能な櫛状リード状電極群を有するケーブル基板を備える同軸ケーブルアッセンブリと、を備え、前記振動子ユニット部組における前記パッド電極群は、前記櫛状リード状電極群が当該パッド電極群に接続された際、前記複数の信号線電極部を挟んで前記超音波振動子群の反対側に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、振動子ユニット部組が備える振動子基板に配列されているパッド電極群の各パッド電極と、同軸ケーブルアッセンブリのケーブル基板の有する櫛状リード郡部の各リードとの位置合わせを行ない、その後にパッド電極とリードとの電気的な接続を行なう。
【００１４】
【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説明する。
図１ないし図１７は本発明の一実施形態に係り、図１は電子走査式超音波内視鏡を備えた超音波内視鏡診断装置を説明する図、図２は電子走査式超音波内視鏡の先端部分を説明する斜視図、図３は振動子ユニットを説明する図、図４は振動子ユニットの先端部を説明する長手方向断面図、図５は振動子とユニットの構成を説明する図、図６は振動子基板部を設けたプリント基板を説明する図、図７は振動子ユニット部組の構成を説明する図、図８は櫛状リード郡部を説明するフレキシブル基板を説明する図、図９は櫛状リード郡部を説明する図、図１０は信号ケーブルアッセンブリを説明する図、図１１は振動子ユニット部組の一方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図、図１２は櫛状リードとパッド電極とを半田で接続固定した状態を説明する図、図１３は振動子ユニット部組の他方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図、図１４は超音波送受信部と一体な振動子基板と同軸ケーブル束が一体なケーブル基板とを電気的かつ機械的に接続した状態を示す図、図１５はフレキシブル基板の櫛状リード郡部の他の構成を説明する図、図１６は櫛状リードとパッド電極とを配線ワイヤで接続固定した状態を説明する図、図１７は振動子基板部を設けたプリント基板の他の構成を説明する図である。
【００１５】
図１０（ａ）はフレキシブル基板を切断線に沿って切断した状態を示す図、図１０（ｂ）は櫛状リードの拡大図、図１７（ａ）は超音波放射方向を変化させた振動子基板部の構成例を示す図、図１７（ｂ）はパッド電極の他の配置例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように本実施形態の超音波内視鏡診断装置１は、体腔内に挿入される挿入部２ａの先端部に電子走査式の超音波送受信部を設けた電子走査式超音波内視鏡（以下超音波内視鏡と記載する）２と、この超音波内視鏡２に内蔵された照明光学系に観察部位を照明する照明光を供給する光源装置３と、前記超音波送受信部に伝送する超音波駆動信号の生成及び受信した超音波信号の処理等を行う超音波観測装置４と、この超音波観測装置４に接続されて、超音波診断画像を表示する図示しない表示装置等で主に構成されている。
【００１７】
前記超音波内視鏡２と前記光源装置３とはユニバーサルコード５の基端に設けられた内視鏡コネクタ６を介して着脱自在に接続されるようになっている。また、前記超音波内視鏡２と超音波観測装置４とは超音波コード７の基端に設けられた超音波コネクタ８を介して着脱自在に接続されるようになっている。
【００１８】
前記超音波内視鏡２は、体腔内に挿入される細長な挿入部２ａと、この挿入部２ａの基端部に設けられた操作部２ｂと、この操作部２ｂの基端部に設けられた中継部２ｃと、この中継部２ｃの基端に設けられた接眼部２ｄとを有している。そして、前記操作部２ｂの側部から前記ユニバーサルコード５が延出され、前記中継部２ｃの側部から前記超音波コード７が延出されている。
【００１９】
前記挿入部２ａは先端側から順に、後述する振動子ユニット２０と、この振動ユニット２０の後端に位置する硬質部９と、この硬質部９の後端に位置する例えば上下左右方向に湾曲自在な湾曲部１０と、この湾曲部１０の後端に位置して、前記操作部２ｂの先端に至る細径で、かつ、長尺な可撓性を有する可撓部１１とを連接している。
【００２０】
前記硬質部９は、耐薬品性や生体適合性及び絶縁性に優れた樹脂材料である例えば、ポリスルフォンやポリエチルエーテルケトン等で形成されている。前記操作部２ｂには、前記湾曲部１０を所望の方向に湾曲操作するためのアングルノブ１２や、送気及び送水操作を行うための送気・送水ボタン１３、吸引操作を行うための吸引ボタン１４、処置具を体腔内に導入するための処置具挿入口１５、後述する鉗子起上台（図２の符号２７）を操作する鉗子起上レバー１６等が設けられている。
【００２１】
図２に示すように前記挿入部２ａの先端に位置する振動子ユニット２０の超音波送受信部２１は、複数の圧電素子であるアレイ振動子を配列させた超音波振動子群（以下振動子群と略記する）で構成され、図中矢印で示す超音波走査範囲２２を形成している。
【００２２】
前記振動子ユニット２０の後端に位置する硬質部９の先端面９ａには観察部位に向けて照明光を照射する照明レンズカバー２３と、観察部位の光学像を捉える観察光学系を構成する観察用レンズカバー２４と、この観察用レンズカバー２４の表面に付着した汚物や体液を除去するための送気・送水を行う送気・送水ノズル２５とが設けられている。そして、前記照明レンズカバー２３には図示しないライトガイドファイバーが臨まれ、前記観察用レンズカバー２４には図示しないイメージガイドファイバーが臨まれ、前記・送水ノズル２５には図示しない送気・送水チューブが連結されている。
【００２３】
また、前記硬質部９の先端面９ａには、前記超音波送受信部２１の超音波走査範囲２２に中心軸が含まれるように鉗子出口２６が開口している。この鉗子出口２６近傍には、鉗子出口２６から突出される例えば組織吸引針等処置具の突出方向を揺動調整する鉗子起上台２７が設けてある。
【００２４】
なお、前記送気・送水ノズル２５及び鉗子起上台２７を形成する材質としては、例えば、セラミック、樹脂等の電気絶縁物を使用している。また、前記ライトガイドファイバーは、挿入部２ａ、操作部２ｂ及びユニバーサルコード５内を挿通して内視鏡コネクタ６まで延出している。また、前記イメージガイドファイバーは、挿入部２ａ、操作部２ｂ及び中継部２ｃ内を挿通して接眼部２ｄに延出している。また、前記送気・送水チューブは、挿入部２ａ及び操作部２ｂ内を挿通して送気・送水ボタン１３を経て、ユニバーサルコード５内を挿通して内視鏡コネクタ６まで延出している。
【００２５】
図３に示すように振動子ユニット２０は、前記超音波送受信部２１と、この超音波送受信部２１を収納すると共に、前記硬質部９との着脱が可能なハウジング部２８と、前記超音波送受信部２１の各アレイ振動子と電気的に接続され、前記ハウジング部２８の中空部に挿通配置された駆動信号や超音波信号の伝達を行う複数の同軸ケーブルを内挿した同軸ケーブル束２９と、この同軸ケーブル束２９の基端に接続形成されて信号の伝達中継を行う伝達中継部５０とで構成されている。
【００２６】
前記同軸ケーブル束２９の基端に配置された伝達中継部５０は、コンタクトパッド４６と、接地パッド４７と、延長用接続パッド４８を備えたフレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣという）４９で構成されている。そして、この伝達中継部５０のコンタクトパッド４６と接地パッド４７とに前記同軸ケーブル束２９の同軸線５１の図示しない信号芯線及びシールドがそれぞれ電気的に接続されている。なお、この伝達中継部５０のコンタクトパッド４６と接地パッド４７とはそれぞれ延長用接続パッド４８に電気的に導通接続されている。また、本実施形態においては同軸ケーブル束２９を例えば４つの信号ケーブル束２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄに分割して、その４つの信号ケーブル束２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄに挿通されているそれぞれの同軸線５１をＦＰＣ４９に接続している。符号２９ｅは４つの信号ケーブル束２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄを覆い包むシールド線である。
【００２７】
図４及び図５に示すように前記超音波送受信部２１は、例えば円弧状に配列した複数のアレイ振動子３１，…，３１と、これらアレイ振動子３１の前面側に設けられた共通接地電極３２、音響整合層３３、音響レンズ３４とで構成されている。そして、各アレイ振動子３１と振動子基板３５に設けた配線パターンの各信号ライン３５ａとを配線ワイヤ３６を半田によって電気的かつ機械的に接続固定して振動子ユニット部組３０を構成している。
【００２８】
前記信号ライン３５ａの一端部には前記アレイ振動子３１と電気的に接続される電極部３３ｂが設けられ、この信号ライン３５ａの他端部にはパッド電極３５ｃがそれぞれ設けられている。
【００２９】
また、前記音響整合層３３又は音響レンズ３４の表面には耐水性及び絶縁性を有しかつ、音響特性が良好な例えばポリパラキシリレン等のコーティングが施してある。
【００３０】
一方、前記同軸ケーブル束２９の先端側にはケーブル基板４１が配置されており、このケーブル基板４１に設けられた電極部４１ａの所定位置に前記同軸ケーブル束２９内を挿通する同軸線５１の信号芯線及びシールドを図示しない半田によって電気的かつ機械的に接続固定して信号ケーブルアッセンブリ４０を構成している。
【００３１】
前記ケーブル基板４１には前記パッド電極３５ｃに対応する櫛状リード４１ｂが設けられており、これら櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとが半田４２によって電気的に接続されている。そして、前記信号ケーブルアッセンブリ４０の櫛状リード４１ｂと振動子ユニット部組３０のパッド電極３５ｃとを電気的且つ機械的に接続した状態で前記ハウジング部２８の中空部内に配置し、この中空部内に基礎絶縁を確保する絶縁樹脂製の接着剤４３を充填して振動子ユニット２０が構成される。
【００３２】
なお、ハウジング部２８の中空部内に接着剤４３を充填したことによって前記信号ケーブルアッセンブリ４０及び振動子ユニット部組３０がハウジング部２８に安定的に固定保持される。また、符号３７は背面制動層であり、前記振動子基板３５の電極部３５ｂとアレイ振動子３１との電気的接続を完了した後、アレイ振動子３１の反放射面側に前記電極部３５ｂを覆うように設けられている。
【００３３】
ここで、振動子ユニット部組３０と、信号ケーブルアッセンブリ４０とをそれぞれ形成する工程及び振動子ユニット部組３０と信号ケーブルアッセンブリ４０とを電気的に接続する工程とを説明する。
【００３４】
まず、振動子ユニット部組３０を形成する工程を説明する。
振動子ユニット部組３０を形成するため、図６に示す細長で硬質なガラスエポキシ樹脂で形成された基板の両面に配線パターンを設けたプリント基板６０を用意する。このプリント基板６０は、振動子基板部６１と検査用基板部６２とで構成されいる。
【００３５】
前記プリント基板６０の表面及び裏面には前記電極部３５ｂ及びパッド電極３５ｃに加えて前記パッド電極３５ｃどうしの間隔より幅広に設定した所定間隔で検査用接点部６４が配列されている。また、このプリント基板６０の表面には電極部３５ｂとパッド電極３５ｃとをそれぞれ電気的に結ぶ複数の信号ライン３５ａと、パッド電極３５ｃと検察用接点部６４とをそれぞれ電気的に結ぶ複数の検査用信号ライン６５とが設けられている。なお、符号６６は電極部３５ｂとアレイ振動子３１とを電気的かつ機械的に接続する際、及びパッド電極３５ｃと櫛状リード４１ｂとを電気的且つ機械的に接続する際にプリント基板６０を所定状態に固定するための位置決め固定孔である。
【００３６】
図７に示すように前記プリント基板６０の振動子基板部６１に設けられている電極部３５ｂと前記超音波送受信部２１を構成するアレイ振動子３１とに前記配線ワイヤ３６を半田で固定して電気的かつ機械的な接続を行なって振動子ユニット部組３０を形成する。その後、試験用接点プローブ（不図示）を検査用接点部６４に接触させて超音波送受信部２１の性能検査を行なう。ここで、検査合格であった場合にはこの振動子ユニット部組３０を、信号ケーブルアッセンブリ４０と電気的に接続する次工程に廻す。なお、性能検査手段は、検査用接点部を介して観測装置に接続して超音波画像評価を行うか、或いは個々の振動子のパルスエコー特性を定量的に評価するものである。
【００３７】
次に、信号ケーブルアッセンブリ４０を形成する工程を説明する。
信号ケーブルアッセンブリ４０を形成するため、図８に示す細長で極薄なフレキシブル基板７０を用意する。このフレキシブル基板７０は、前記同軸ケーブル束２９の同軸線５１の信号芯線及びシールドが電気的に接続される電極部４１ａ及び図示しない配線パターンを形成する銅箔部７２と、この銅箔部７２の両面を被覆するポリイミド樹脂層７３とで構成され、基板略中央部には前記パッド電極３５ｃに接続される櫛状リード４１ａを形成する銅箔部７２が所定数、所定間隔で配列された櫛状リード郡部７４が設けられている。
【００３８】
図９に示すようにこの櫛状リード郡部７４は、隣り合う銅箔部７２の間に空隙７５が設けられ、一方側のポリイミド樹脂層７３が剥離されて銅箔部７２の表面が露出した状態になっている。
【００３９】
そして、このフレキシブル基板７０の電極部４１ａの所定位置に前記同軸線５１の信号芯線及びシールドを半田によって電気的かつ機械的に接続して信号ケーブルアッセンブリ４０が形成される。その後、前記電極部４１ａと同軸線５１との電気的接続に不具合があるか否かをチェックし、検査合格であった場合にはこの信号ケーブルアッセンブリ４０を、振動子ユニット部組３０と電気的に接続する次工程に廻す。
【００４０】
なお、符号７１は図中一点鎖線で示す切断線であり、この切断線７１に沿ってフレキシブル基板７０の一部を切断することによって複数の櫛状リード４１ａが形成される。また、符号７６は同軸ケーブル束２９の各同軸線５１を電極部４１ａに電気的に接続する際及びパッド電極３５ｃと櫛状リード４１ｂとを電気的に接続する際に使用する位置決め用孔である。
【００４１】
次いで、振動子ユニット部組３０と信号ケーブルアッセンブリ４０とを電気的に接続する工程を説明する。
【００４２】
まず、図１０（ａ）に示すようにこの工程に廻された検査合格したフレキシブル基板７０を切断線７１に沿って切断する。このことによって、図１０（ｂ）に示すように複数の櫛状リード４１ｂを配列させた信号ケーブルアッセンブリ４０が形成される。
【００４３】
次に、図１１に示すように実体顕微鏡８０に設けられている台８１の上に振動子ユニット部組３０のプリント基板６０を配置し、位置決めピン８２を前記位置決め用孔７６に挿通する。このことによって、台８１の所定位置に振動子ユニット部組３０が位置決め固定される。
【００４４】
次いで、図示しない治具に固定された前記ケーブルアッセンブリ４０を振動子ユニット部組３０の複数の櫛状リード４１ｂに近接させ、顕微鏡８０を覗きながら櫛状リード４１ｂと前記振動子基板部６１の一面側に設けられてい複数のパッド電極３５ｃとの位置合わせを行ない、位置合わせ終了後、半田ごて８３を用いて櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとを半田によって電気的かつ機械的に接続する。
【００４５】
図１２に示すように半田８４が半田ごて８３の熱によって溶融状態になることによって前記銅箔部７２を被覆していたポリイミド樹脂層７３が剥離されて、銅箔の櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとが半田８４によって電気的・機械的に接続される。
【００４６】
次に、図１３に示すように前記プリント基板６０をひっくり返し、再びプリント基板６０を台８１の上に配置固定する。そして、振動子基板部６１の他面側に設けられている複数のパッド電極３５ｃと信号ケーブルアッセンブリ４０の櫛状リード４１ｂとの位置合わせを行ない、この位置合わせ終了後、半田ごて８３を用いて櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとを半田８４によって電気的かつ機械的に接続する。
【００４７】
そして、検査合格であった場合には前記プリント基板６０を切断部６３で折り曲げて振動子基板部６１と検査用基板部６２とを切り離す。このことによって、図１４に示すように超音波送受信部２１と一体な振動子基板３５と同軸ケーブル束２９が一体なケーブル基板４１とが電気的かつ機械的に接続された形態になる。なお、振動子ユニット部組３０と信号ケーブルアッセンブリ４０とを接続する前に、切断部６３にプリント基板６０の厚さの３０〜７０％程度の溝を形成しておくと、振動子基板部６１と検査用基板部６２との切り離しを容易に行える。
【００４８】
最後に、電気的かつ機械的に接続された超音波送受信部２１と一体な振動子基板３５と同軸ケーブル束２９が一体なケーブル基板４１とをハウジング部２８に組付けることによって、前記図４で示した振動子ユニット２０が完成する。
【００４９】
このように、振動子ユニット部組と信号ケーブルアッセンブリとを形成したのち、それぞれの部組の電気的な接続状態を検査した後、この振動子ユニット部組のパッド電極と信号ケーブルアッセンブリの櫛状リードとを半田によって電気的かつ機械的に接続固定することによって、基板同士を接続する構成をとれるので確実な電気的な接続を行なうことができるとともに、歩留まりの向上を図ることができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては信号ケーブルアッセンブリを構成するフレキシブル基板は一方側のポリイミド樹脂層７３が剥離されて銅箔部７２の表面が露出した状態の櫛状リード郡部７４を有しているが、フレキシブル基板の構成はこれに限定されるものではなく、例えば図１５に示すように両側のポリイミド樹脂層７３を剥離して銅箔部７２の両面が露出した状態で櫛状リード郡部７４を形成するフライイングリード構造にしてもよい。前記櫛状リード群部７４の銅箔部７２をフライイングリード構造にすることによって櫛状リード４１ｂとパッド電極３５ｃとを半田８４で電気的かつ機械的に接続する際、半田８４の熱によってポリイミド樹脂層７３を剥離させる必要がなくなるので、銅箔部７２とパッド電極３５ｃとの電気的な接続をより確実にすることができる。
【００５１】
また、銅箔部７２とパッド電極３５ｃとの電気的接続を図１６に示すように配線ワイヤ７７を使用したワイヤボンディングによる電気的接続にしてもよい。このことによって、銅箔部７２を折り曲げることなく、つまり振動子基板部６１と銅箔部７２との間にポリイミド層７３を配置した状態でワイヤボンディングできるのでより強度の高い接続が可能になるとともに、ボンディングマシンを使用して高精度な接続の大量生産が可能になる。
【００５２】
一方、プリント基板６０の振動子基板部６１の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、図１７（ａ）に示すように切断部６３と基準線８０との交差する角度を変化させることによって構成される超音波プローブの超音波放射方向を変化させることができる。つまり、任意の超音波放射方向となる振動子基板部６１ａをプリント基板６０に設ける構成をとるようにしてもよい。
【００５３】
また、振動子基板部６１に設けるパッド電極３５ｃの配置位置関係も上述した実施形態のように一列に限定されるものではなく、図１７（ｂ）に示すようにパッド電極３５ｄ、３５ｅ、３５ｆと分割して縦方向に配列させた構成等であってもよい。
さらに、図示は省略するが振動子基板部６１の先端部の曲率を変化させたものや周波数の異なる超音波送受信部２１を取り付ける構成等であってもよい。
【００５４】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００５５】
［付記］
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００５６】
（１） 圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群及びこれら超音波振動子群のそれぞれの圧電素子と電気的に接続された信号ラインの端部にパッド電極群を配列させた振動子基板を備える振動子ユニット部組と、
少なくとも、前記超音波振動子群の数と同じ本数の同軸線を備え、この同軸線の一端部の少なくとも芯線を、前記パッド電極群に一致する配列で形成した櫛状リード郡部を有するケーブル基板に電気的に接続した同軸ケーブルアッセンブリと、
を具備する電子走査型超音波プローブ。
【００５７】
（２）前記ケーブル基板の櫛状リード群部を金属箔パターンで構成し、この金属箔パターン間を空隙で構成した付記１記載の電子走査型超音波プローブ。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、信号ケーブル束の各信号線と各超音波振動子との電気的な接続を確実かつ容易に行なえる電子走査型超音波プローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ないし図１７は本発明の一実施形態に係り、図１は電子走査式超音波内視鏡を備えた超音波内視鏡診断装置を説明する図
【図２】電子走査式超音波内視鏡の先端部分を説明する斜視図
【図３】振動子ユニットを説明する図
【図４】振動子ユニットの先端部を説明する長手方向断面図
【図５】振動子とユニットの構成を説明する図
【図６】振動子基板部を設けたプリント基板を説明する図
【図７】振動子ユニット部組の構成を説明する図
【図８】櫛状リード郡部を説明するフレキシブル基板を説明する図
【図９】櫛状リード郡部を説明する図
【図１０】信号ケーブルアッセンブリを説明する図
【図１１】振動子ユニット部組の一方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図
【図１２】櫛状リードとパッド電極とを半田で接続固定した状態を説明する図
【図１３】振動子ユニット部組の他方の面にケーブルアッセンブリを接続する工程を説明する図
【図１４】超音波送受信部と一体な振動子基板と同軸ケーブル束が一体なケーブル基板とを電気的かつ機械的に接続した状態を示す図
【図１５】フレキシブル基板の櫛状リード郡部の他の構成を説明する図
【図１６】櫛状リードとパッド電極とを配線ワイヤで接続固定した状態を説明する図
【図１７】振動子基板部を設けたプリント基板の他の構成を説明する図
【符号の説明】
２０…振動子ユニット
２１…超音波送受信部
２９…同軸ケーブル束
３０…振動子ユニット部組
３１…アレイ振動子
３３…音響整合層
３４…音響レンズ
３５…振動子基板
３５ａ…信号ライン
３５ｃ…パッド電極
４０…信号ケーブルアッセンブリ
４１…ケーブル基板
４１ｂ…櫛状リード
５１…同軸線
Claims (1)
- 挿入部の先端部に、電子走査式の超音波送受信部を備えた電子走査型超音波プローブであって、
圧電素子、音響整合層、背面制動層を備えた複数の超音波振動子群及びこれら超音波振動子群のそれぞれの圧電素子と電気的に接続された信号パターンの端部に配設された電極群であって前記挿入部先端部の長手方向に沿って配列されたパッド電極群を有する振動子基板を備える振動子ユニット部組と、
前記挿入部先端部の長手方向に沿って延伸された、前記超音波振動子群の駆動信号および超音波信号の伝送を行う複数の信号線を同軸状に配した同軸ケーブルからの前記複数の信号線のうち所定の信号線を接続可能な、前記挿入部先端部の長手方向に沿って配設された複数の信号線電極部と、前記信号線電極部に接続された複数の信号パターンの端部に配設された電極群であって前記パッド電極群に一致するよう前記挿入部先端部の長手方向に沿って配列されると共に当該パッド電極群に接続可能な櫛状リード状電極群を有するケーブル基板を備える同軸ケーブルアッセンブリと、
を備え、
前記振動子ユニット部組における前記パッド電極群は、前記櫛状リード状電極群が当該パッド電極群に接続された際、前記複数の信号線電極部を挟んで前記超音波振動子群の反対側に配置されていることを特徴とする電子走査型超音波プローブ。
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| JP2008263419A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音響整合体、超音波送受波器、および超音波流速流量計 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108366783A (zh) * | 2015-12-02 | 2018-08-03 | 奥林巴斯株式会社 | 超声波振子单元、超声波探头以及超声波振子单元的制造方法 |
| US11730450B2 (en) | 2016-04-01 | 2023-08-22 | Fujifilm Corporation | Ultrasonic oscillator unit and ultrasonic endoscope using same |
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