JP6091755B2 - 超音波プローブおよび超音波診断装置 - Google Patents

Description

この発明の実施形態は超音波プローブおよび超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体を走査することにより得られた生体情報に基づいて被検体内の状態を画像化するものである。すなわち、超音波診断装置は、超音波プローブに対し超音波の走査に関する制御信号を送り、超音波プローブを介して被検体に超音波を送信する。また、超音波プローブを介して被検体からの反射波を受信することにより、被検体の内部の状態に基づく生体情報を取得する。超音波診断装置は、この生体情報に基づいて超音波画像を生成する。

超音波プローブには、被検体との間で超音波を送受信するための超音波探触子が設けられる。超音波探触子は、圧電体を備えている。この圧電体には、超音波の放射方向側の前面に前面電極（例えばアース電極）が設けられ、背面には背面電極（例えば信号電極）が設けられる。また、超音波プローブには圧電体と電気的な接続を行うための配線基板が設けられる。この配線基板には、配線パターンが設けられる。配線パターンは、電子回路、電気回路またはインターフェース等を介して超音波診断装置本体との信号の伝送を行うケーブルに接続される。

超音波プローブにおいて圧電体の背面電極は、配線基板の配線パターンを介して超音波診断装置本体との間で信号を送受信する。そのため配線基板は圧電体の背面側に配置され、その配線パターンが背面電極と直接的または間接的に接続されている。また配線基板は、圧電体の背面に向かい合う面を有するが、その面からさらに超音波診断装置本体との接続を行うケーブル側まで引き出される。すなわち配線基板は、ケーブル側または送受信回路等の電子回路側もしくは電気回路へ向かって折り曲げられる。

また、超音波プローブの超音波放射面の形状は、平面状、曲面状、凸面状などがあり、使用する超音波に応じてさまざまな設定が可能である。超音波プローブにおける超音波放射面は超音波探触子の配列に対応しており、例えば超音波放射面が膨出された曲面状の超音波プローブにおいて、超音波探触子は、素子配列の中央部分が被検体側へ膨らむような曲面状に配列される。なお、このような超音波プローブについて、以下、単に「コンベックスアレイプローブ」と記載することがある。

特開平８−７９８９５号公報

従来、配線基板を圧電体の配列方向（アレイ方向）および超音波の放射方向と直交するレンズ方向（スライス方向）に折り曲げて引き出す構成のコンベックスアレイプローブが提案されていた。このような超音波プローブにおいて、配線基板は、まず圧電体の背面電極との接続のために圧電体の配列形状（曲面等）に合わせてアレイ方向に湾曲される。さらに配線基板は、電子回路、電気回路またはインターフェースへ向かってレンズ方向に折り曲げられる。

配線基板の可撓性が高かったとしても、アレイ方向およびレンズ方向の双方において配線基板を折り曲げることは困難である。このような問題は、超音波探触子群の配列の端部において顕著であり、配線基板の折り曲げがさらに困難である。このような構成では、配線基板の引き出しに支障をきたすおそれがある。

また超音波放射面がくぼんだ（凹んだ）曲面状の超音波プローブでは、超音波探触子は、素子配列の中央部分が超音波の放射方向と反対側へくぼむような曲面状に配列される（例えばコンケーブアレイプローブ）。このような超音波プローブにおいても、上述のような問題が生じるおそれがある。

この実施形態は、超音波放射面が凸面、曲面、凹面であっても配線基板の引き出しが容易な超音波プローブおよびそれを有する超音波診断装置を提供することを目的とする。

この実施形態にかかる超音波プローブは、複数の圧電体と、電子回路、電気回路またはインターフェースと、フレキシブル配線基板とを有する。圧電体は、超音波の放射方向側の前面と、その反対側の背面にそれぞれ電極が設けられ、かつ曲面状に配列される。電子回路、電気回路またはインターフェースは、圧電体との間で電気信号の送受信をする。フレキシブル配線基板は、圧電体の背面側において圧電体の配列方向に沿って設けられた第１の部分と、配列の端部において該第１の部分から延伸され、さらに配列の中央側へ折り返されて電子回路または電気回路またはインターフェースへ向かって引き出される第２の部分とを有する。さらにフレキシブル配線基板には、圧電体の電極の少なくとも一方と、電子回路、電気回路またはインターフェースとを導通させる配線パターンが設けられる。

実施形態にかかる超音波プローブの一例を示す概略斜視図である。 第１実施形態にかかる超音波プローブの内部構造を示す概略切断部端面図である。 図２の概略部分拡大図である。 超音波放射面側から見た第１実施形態の超音波探触子の内部構造を示す概略図である。 圧電体の背面、第１配線パターンおよび第１フレキシブル配線基板の貫通孔を示す概略図である。 圧電体の配列ならびに第２配線パターンおよび貫通孔の構成を示す概略図である。 第１配線パターンおよび第２配線パターンの延伸方向を概念的に示す概略図である。 第１実施形態にかかる超音波探触子の第１変形例を示す概略切断部端面図である。 図８のＡ−Ａ’切断部端面図である。 図８の概略部分拡大図である。 超音波放射面側から見た第１変形例にかかる超音波探触子の内部構造を示す概略図である。 第１実施形態にかかる超音波探触子の第２変形例を示す概略切断部端面図である。 音響レンズ側から後方へ向かう視点における第１実施形態の超音波探触子の第２変形例を示す概略図である。 第２実施形態にかかる超音波プローブの内部構造（駆動前）を示す概略切断部端面図である。 超音波放射面側から見た第２実施形態の超音波探触子（駆動前）の内部構造を示す概略図である。 第２実施形態にかかる超音波プローブの内部構造（駆動後）を示す概略切断部端面図である。 超音波放射面側から見た第２実施形態の超音波探触子（駆動後）の内部構造を示す概略図である。 第３実施形態にかかる超音波プローブの内部構造を示す概略切断部端面図である。

以下、実施形態にかかる超音波探触子、その製造方法および超音波プローブにつき、図１〜図１８を参照して説明する。

［第１実施形態］
（超音波プローブの概略構成）
図１〜図１３を参照して第１実施形態における超音波プローブ１０および超音波探触子１００の概要について説明する。図１は、実施形態にかかる超音波プローブ１０の一例を示す概略斜視図である。図２は、第１実施形態にかかる超音波プローブ１０の内部構造（超音波探触子１００等）を示す概略切断部端面図である。図３は、図２において一点鎖線で囲われた部分を示す概略拡大図である。

なお、図２においては、第１フレキシブル配線基板（ＦＰＣ／Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）１２０ａの具体的な構成の図示を省略している。また、図２において示される超音波探触子１００の素子配列全体の形状や圧電体１１４の配列数についても一例に過ぎず、その他の構成を適用することも可能である。また図３は、図２において一点鎖線で示される円の部分を拡大したものであるが、実際は曲線状となる素子配列を直線状に示している。

また、以下の説明においては、背面材１１８から音響整合層１１０へ向かう方向および超音波探触子１００による超音波の放射方向（図１・Ｅ方向）を「前方」と記載する。同様に当該前方と反対側の方向を「後方」と記載することがある。また超音波探触子１００における各構成部分（圧電体１１４、背面材１１８、第１フレキシブル配線基板１２０ａ等）における前方側の面それぞれを「前面」と記載し、後方側の面をそれぞれ「背面」と記載することがある。

図１に示すように、超音波プローブ１０は、把持部１１ａとケーブル１１ｂとを有するケース１１を備える。また、ケース１１には超音波探触子１００（図２参照）が収容される。また図１に示すように超音波プローブ１０のケース１１におけるケーブル１１ｂの反対側は、凸状の曲面となっている。またケース１１のその部分には、当該曲面に応じて形成された音響レンズ１０２が配置される。音響レンズ１０２は、超音波プローブ１０における超音波の放射面となる。なお、図１に示される超音波プローブ１０は一例であって、他の種類の超音波プローブであってもよい。例えば、超音波放射面が凹状の曲面を有する超音波プローブであってもよい。

以下、第１実施形態にかかる超音波プローブ１０および超音波探触子１００の概略構成について説明する。図１に示すように、超音波プローブ１０は、被検体接触面である音響レンズ１０２を支持するケース１１と、ケース１１における音響レンズ１０２と反対側に接続されたケーブル１１ｂとを含んで構成される。また超音波プローブ１０の内部には、圧電体１１４等を有する超音波探触子１００が設けられている。また図２に示されるように、超音波探触子１００における音響整合層１１０や圧電体１１４は、配列の端部側から中央へ向かって、前方へせり出すように膨出されて配列される。言い換えると、超音波探触子１００は凸状の曲面を有するように配列される。図２に示す例において、音響整合層１１０や圧電体１１４の配列形状は、略円弧状である（例えばコンベックスアレイ）。音響レンズ１０２はこれらの素子配列に応じて略円弧状に形成される。

図２および図３に示される本実施形態の一例において、超音波探触子１００は、音響整合層１１０、圧電体１１４、背面材１１８、第１フレキシブル配線基板１２０ａ、等を含んで構成される。またこの例において、圧電体１１４は１次元的に配列される。また図３に示すように各圧電体１１４の前面側に音響整合層１１０が設けられる。また、圧電体１１４における後方側には背面材１１８が設けられ、かつ背面材１１８と圧電体１１４との間には、第１フレキシブル配線基板１２０ａが設けられている。超音波探触子１００における音響整合層１１０のさらに前面には音響レンズ１０２が設けられる。

また、図示を省略するが、超音波探触子１００には圧電体１１４の前面側の電極（以下、「前面電極」と記載する。）から第１フレキシブル配線基板１２０ａまで電気信号を引き出す第２フレキシブル配線基板（不図示）が設けられる。第２フレキシブル配線基板は、例えば音響整合層１１０の前面側に設けられる。

＜圧電体＞
圧電体１１４は、背面電極および前面電極に印加された電圧を超音波パルスに変換する。この超音波パルスは被検体へ送波される。また、圧電体１１４は、被検体からの反射波を受け、電圧に変換する。圧電体１１４の材料としては、一般にＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛／Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、ＰＺＮＴ（Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶、ＰＭＮＴ（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶等を用いることが可能である。圧電体１１４の音響インピーダンスは、例えば３０Ｍｒａｙｌ程度にすることができる。また圧電体１１４の厚さを、超音波の波長のλ／４の厚さとすることにより、背面側の影響を受けにくくすることが可能である。なお、図２〜４に示す圧電体１１４は単一層によって構成されているが、これは一例であり、複数層の圧電体１１４を構成することも可能である。

＜音響整合層＞
音響整合層１１０は、圧電体１１４と被検体の間で音響インピーダンスを整合させるものである。そのために音響整合層１１０は、圧電体１１４と前面側の第２フレキシブル配線基板（不図示）の間に配置される（図３参照）。また音響整合層１１０は、圧電体１１４の前面電極と、第２フレキシブル配線基板との間を導通させるため、導電性を有する材料によって構成されるか、または導通路が形成される。なお、音響整合層は複数層によって構成されていてもよい。すなわち音響整合層の各層には、それぞれ互いに音響インピーダンスの異なる材料が用いられる。例えば第１層目の音響整合層の音響インピーダンスは、例えば４〜７Ｍｒａｙｌ程度である。また第２層目の音響整合層の音響インピーダンスは、例えば９〜１５Ｍｒａｙｌ程度である。このような構成によれば圧電体１１４と音響レンズ１０２との間で段階的に音響インピーダンスを変化させて、被検体との間で音響的な整合をとることが可能である。

このような条件を備える第１層目の音響整合層の材料の一例として、例えば、カーボン（等方性黒鉛やグラファイト）を用いることができる。また、第２層目の音響整合層の例として、マシナブルガラス、マシナブルセラミックス、エポキシと酸化金属粉末の混合体、エポキシと金属粉末の混合体などを用いることができる。また第２層目の音響整合層の厚さ（前後方向の長さ）は、例えば１００μｍ〜４００μｍである。

＜背面材＞
背面材１１８は、超音波パルスの送波の際に超音波の照射方向と反対側（後方）に放射される超音波パルスを吸収し、各圧電体１１４の余分な振動を抑える。背面材１１８により、振動時における各圧電体１１４背面からの反射を抑制し、超音波パルスの送受信に悪影響を及ぼすことを回避することが可能である。なお、背面材１１８としては、音響減衰、音響インピーダンス等の観点から、ＰＺＴ粉末やタングステン粉末等を含むエポキシ樹脂、ポリ塩化ビニールやフェライト粉末を充填したゴムあるいは多孔質のセラミックにエポキシ等の樹脂を含漬したもの等、任意の材料を用いることができる。背面材１１８の音響インピーダンスは、例えば２Ｍｒａｙｌ〜７Ｍｒａｙｌ程度にすることができる。

＜後段回路＞
図２に示すように超音波プローブ１０のケース１１の内部において、後段回路１１９はケーブル１１ｂ側（後方側）に設けられる。また後段回路１１９は、第１フレキシブル配線基板１２０ａを介して圧電体１１４の電極と接続されている。さらに後段回路１１９は、ケーブル１１ｂや各種インターフェースを介して超音波診断装置本体の制御部（不図示）と接続されている。このような構成において後段回路１１９は当該制御部から受けた制御信号に基づき、圧電体１１４へ電気信号を送る。また当該制御部は、圧電体１１４から電気信号を受け、超音波診断装置本体の制御部へ当該信号に基づく電気信号を送る。すなわち後段回路１１９は、少なくとも超音波診断装置本体と圧電体１１４との間で電気信号の中継をする送受信回路としての機能を有している。さらに後段回路１１９において整相加算や遅延処理等を実行させる構成としてもよい。このような後段回路１１９として、ＡＳＩＣ等を用いることができる。また後段回路１１９は電気回路または電子回路によって構成される。

（第１フレキシブル配線基板）
次に、図１〜図７を参照して超音波探触子１００の第１フレキシブル配線基板１２０ａについて説明する。第１フレキシブル配線基板１２０ａは、圧電体１１４と後段回路１１９との電気的な接続を行うため、図２に示すように背面材１１８と圧電体１１４との間に設けられ、後段回路１１９まで至る長さを有している。圧電体１１４と後段回路１１９との電気的な接続は、第１フレキシブル配線基板１２０ａに設けられた第１配線パターン１２１および第２配線パターン１２２によってなされる。

＜第１配線パターン、第２配線パターン＞
本実施形態の一例を示す図３において、圧電体１１４の背面に設けられた背面電極（不図示）は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面に設けられた第１配線パターン１２１と接続されている。この第１配線パターン１２１の構成について図３〜図７を参照して説明する。図２において一点鎖線で囲われた部分を示す概略拡大図である。図４は、超音波放射面側から見た第１実施形態の超音波探触子１００の内部構造を示す概略図である。なお図４は、音響レンズ１０２側から後段回路１１９（ケーブル１１ｂ）側へ向かう視点における超音波プローブ１０の内部構造図であり、かつ当該図において音響レンズ１０２より奥側に位置する圧電体１１４や第１フレキシブル配線基板１２０ａ等を破線によって示している。

図５は、圧電体１１４の背面を示すとともに、第１配線パターン１２１および第１フレキシブル配線基板１２０ａの貫通孔１２０ｂを示している。図６は、圧電体１１４の配列ならびに第２配線パターン１２２および貫通孔１２０ｂの構成を示す概略図である。なお、図６は、第２配線パターン１２２の延伸方向と圧電体１１４の配列方向との位置関係を明確にするため、これらの間に介在する第１フレキシブル配線基板１２０ａおよび第１配線パターン１２１の図示を省略している。図７は、図４と同じ視点における圧電体１１４ならびに第１フレキシブル配線基板１２０ａの第１配線パターン１２１および第２配線パターン１２２を示す概略図であり、第１配線パターン１２１および第２配線パターン１２２の延伸方向を概念的に示すものである。

圧電体１１４における背面電極（不図示）は、各圧電体１１４における背面のそれぞれにおいて、ほぼ一面にわたって設けられている。第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面に設けられた第１配線パターン１２１（図３）は、各背面電極に対応して設けられている。図４の例における超音波プローブ１０の場合、第１配線パターン１２１は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面において、圧電体１１４の配列ピッチに応じて設けられている（図３・図５）。また図５に示すように、第１配線パターン１２１は、圧電体１１４の背面における長手方向（レンズ方向Ｒ）に沿い、かつ背面電極の長手方向の長さと略同じ長さを有する。

また図３に示すように、第１フレキシブル配線基板１２０ａには、その前面から背面へ穿孔されて設けられた貫通孔１２０ｂを有する。なお図３においては、貫通孔１２０ｂの一部のみを示している。また図５に示すように、貫通孔１２０ｂにおける前方側の端部は第１配線パターン１２１上に重複しており、それによって第１配線パターン１２１と貫通孔１２０ｂとが導通される。

また、図６に示すように第１フレキシブル配線基板１２０ａにおける背面側には、第２配線パターン１２２が設けられる。この第２配線パターン１２２は、図７に示すように、圧電体１１４の配列方向（アレイ方向Ａ）に沿い、圧電体１１４の配列の外方へ向かって引き出される。また、第２配線パターン１２２は、貫通孔１２０ｂにおける後方側の端部と重複しており、それによって第２配線パターン１２２と貫通孔１２０ｂとが導通される。このようにして圧電体１１４における背面電極は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの第１配線パターン１２１および貫通孔１２０ｂを介して第２配線パターン１２２と導通される。

また上述の通り、図２の例における圧電体１１４は曲面状に配列されており、第１フレキシブル配線基板１２０ａは、その一部において圧電体１１４の群の背面に沿い、アレイ方向Ａに並行して設けられた面を有している。また図２に示すように、後段回路１１９は、配列の中央の圧電体１１４を基準として後方側に位置する。第１フレキシブル配線基板１２０ａは、圧電体１１４の配列の両端から後方の後段回路１１９へ向かって折り曲げられる。したがって、第１フレキシブル配線基板１２０ａは、圧電体１１４の背面と重複する部分において、一旦、圧電体１１４の配列の外方へ引き出され、圧電体１１４の配列の両端近傍で、当該配列の中央側かつ後方側へ湾曲するように折り返される。また後段回路１１９側へ折り曲げられた第１フレキシブル配線基板１２０ａは、さらに後段回路１１９まで延伸される。

第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面において、第２配線パターン１２２は第１フレキシブル配線基板１２０ａの延伸方向に沿って後段回路１１９まで設けられ、後段回路１１９と導通される。すなわち、第２配線パターン１２２は、第１フレキシブル配線基板１２０ａが圧電体１１４の背面と重複する領域において、圧電体１１４の曲面状の配列と並行して設けられた第１の部分を有する。さらに、圧電体１１４の配列の端部近傍において第２配線パターン１２２の当該第１の部分から延伸される第２の部分を有する。第２配線パターン１２２における第２の部分は第１フレキシブル配線基板１２０ａとともに折り曲げられ配列の中央側へ折り返される。このようにして後段回路１１９へ向かって延伸された第２配線パターン１２２の端部は、後段回路１１９と接続される。

＜貫通孔の配置＞
以上説明したように、第１配線パターン１２１は、圧電体１１４のレンズ方向Ｒに沿って設けられ、第２配線パターン１２２は圧電体１１４のアレイ方向Ａに沿って設けられる。その結果、図７に示すように第１配線パターン１２１と第２配線パターン１２２とは互いに略直交するように設けられる。ここで、各第２配線パターン１２２は、各背面電極にそれぞれ接続されるので、それぞれ独立に設ける必要がある。この点、本実施形態の第２配線パターン１２２は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面においてレンズ方向に位置をずらして配線されている。したがって図５および図６に示すように、貫通孔１２０ｂも、第１フレキシブル配線基板１２０ａにおいてレンズ方向Ｒにおける位置をずらして設けられる。

また図６に示すように、圧電体１１４の配列の中央を境に、各圧電体１１４の群を、アレイ方向Ａにおける一端側（図の中央から右側）と他端側（図の中央から左側）に分けている。つまり、中央を境に圧電体１１４の群を分けることにより、一方の群に属する圧電体１１４の背面電極から引き出される第２配線パターン１２２と、他方の群に属する圧電体１１４の背面電極から引き出される第２配線パターン１２２とに分けている。また、図６に示すように、一方の群の各背面電極と接続される第２配線パターン１２２を、配列の一端側に向けて延伸させる。同様に他方の群の各背面電極から引き出される第２配線パターン１２２を、配列の他端側に向けて延伸させる。

上述のような第２配線パターン１２２および貫通孔１２０ｂの構成の一例として、図５および図６の例では、貫通孔１２０ｂが次のように配置される。すなわち、第１フレキシブル配線基板１２０ａにおける圧電体１１４の背面と重複する領域において、圧電体１１４の配列全体の対角線上に貫通孔１２０ｂを設ける。このように、レンズ方向Ｒにおける位置をずらして貫通孔１２０ｂを設け、なおかつ第２配線パターン１２２の延伸方向を一方の群と、他方の群とに分けて配線することにより、第１配線パターン１２１の延伸方向と略直交するように（図７参照）第２配線パターン１２２を設けている。

＜絶縁層＞
図３に示すように、第１フレキシブル配線基板１２０ａの第２配線パターン１２２と背面材１１８との間には、絶縁層１２０ｃが設けられる。ただし、図３に示される超音波探触子１００は本実施形態の一例である。すなわち、本実施形態の構成によっては、第１フレキシブル配線基板１２０ａの第２配線パターン１２２と背面材１１８との間に絶縁層１２０ｃが設けられない場合がある。

（超音波探触子と外部装置との接続）
次に、第１実施形態の超音波プローブ１０と、超音波診断装置本体との接続構成の一例について説明する。超音波プローブ１０は、超音波診断装置本体と電気的に接続するためのインターフェースを有している。図１の例においては、ケーブル１１ｂがそのインターフェースとして機能する。また超音波プローブ１０は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの配線パターン（１２１、１２２）や第２フレキシブル配線基板（不図示）、およびケーブル１１ｂを通じて、超音波診断装置本体と電気的に接続されており、超音波の送受信にかかる信号を相互に伝達している。

なお超音波プローブ内には、送受信回路等として機能する後段回路１１９の他、インターフェースと当該電子回路または電気回路とを接続する接続用基板が設けられていてもよい。この場合は、超音波プローブと本体を接続するケーブル１１ｂ、接続用基板の配線パターン、後段回路１１９および第１フレキシブル配線基板１２０ａの配線パターン等を介して、圧電体１１４の電極と、超音波診断装置本体の制御部との間で信号が送受信される。

例えば超音波診断装置本体は、その制御部からケーブル１１ｂを通じて超音波プローブ１０の駆動制御にかかる電気信号を送る。この電気信号は、接続用基板を介して後段回路１１９に送信される。後段回路１１９は、超音波診断装置本体の制御部からの信号に基づき、第１フレキシブル配線基板１２０ａ等を通じて圧電体１１４に電圧を印加する。このようにして超音波パルスが被検体に送信される。

また、超音波プローブ１０は、被検体からの反射波を受信すると、第１フレキシブル配線基板１２０ａ等を介して、圧電体１１４が変換した電気信号を後段回路１１９に送信する。後段回路１１９は、一例としてこの電気信号に所定の処理（遅延加算、増幅等）を行い、さらに接続用基板、ケーブル１１ｂ等を介して超音波診断装置本体の制御部へ電気信号を送信する。この電気信号を基に超音波診断装置は超音波画像を生成する。

（作用・効果）
以上説明した第１実施形態にかかる超音波プローブ１０の作用および効果について説明する。

第１実施形態の超音波プローブ１０では、第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面において第２配線パターン１２２が圧電体１１４のアレイ方向Ａに並行して設けられている。また、第１フレキシブル配線基板１２０ａは、圧電体１１４の配列の両端から後方の後段回路１１９へ向かって折り曲げられる。この第１フレキシブル配線基板１２０ａの延伸方向に対応して、第２配線パターン１２２が設けられ後段回路１１９に接続される。

このような構造によれば、超音波放射面が凸面、曲面、凹面であっても、第１フレキシブル配線基板１２０ａをアレイ方向Ａおよびレンズ方向Ｒの双方において折り曲げる必要がない。したがって、配線パターンと後段回路１１９の接続が容易となる。

（第１変形例）
次に、第１実施形態の第１変形例について図８〜図１１を参照して説明する。図８は、第１実施形態にかかる超音波探触子１００の第１変形例を示す概略切断部端面図である。また、図９は図８のＡ−Ａ’切断部端面図である。また図１０は、図８の概略部分拡大図である。なお、図１０は、図３に対応する第１変形例を示している。

図１１は、音響レンズ１０２側から後段回路１１９（ケーブル１１ｂ）側へ向かう視点における第１変形例の超音波探触子１００の内部構造を示す概略図である。この図１１においては、音響レンズ１０２より奥側に位置する圧電体１１４や第１フレキシブル配線基板１２０ａ、第２配線パターン１２２を破線によって示している。さらに第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面側の第３配線パターン１２３も示されている。

図９に示すように、第１変形例において圧電体１１４の前面電極１１２は、圧電体１１４の前面に設けられ、かつ、圧電体１１４の側面を通って背面のレンズ方向における端部まで至るように設けられている。また、圧電体１１４の背面において、背面電極１１６は、前面電極１１２と間隔をおいて形成される。

また図９に示すように、第１変形例の第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面におけるレンズ方向の端部には、圧電体１１４の背面における前面電極１１２と向かい合う位置に第３配線パターン１２３が設けられている。圧電体１１４の前面電極１１２と第３配線パターン１２３は圧電体１１４の背面の端部において接続される。

また、図９および図１０に示すように、第１変形例においても第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面には、圧電体１１４のレンズ方向に沿って、第１配線パターン１２１が設けられている。第１変形例において第３配線パターン１２３は、第１配線パターン１２１と間隔をおいて設けられている。すなわち第１変形例において、第１配線パターン１２１が第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面においてレンズ方向に沿って設けられる点で上記実施形態と同様であるが、第１配線パターン１２１のレンズ方向における端部が、第３配線パターン１２３と間隔を置いて設けられる点で異なる。

また図９に示すように、第３配線パターン１２３は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面のレンズ方向端部から背面に回りこむように設けられる。また、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面と同様に、第３配線パターン１２３は、アレイ方向に沿った第２配線パターン１２２と間隔をおいて形成される。

また、図９に示すように、第３配線パターン１２３を第１フレキシブル配線基板１２０ａのレンズ方向の端部を経て、絶縁層１２０ｃの背面まで回りこむように通してもよい。また、図１０および図１１に示すように第３配線パターン１２３を背面材１１８と絶縁層１２０ｃの間に通し、第２配線パターン１２２と同様に後方へ引き出し、アース接続することも可能である。

第１変形例による構造においても、超音波放射面が凸面、曲面、凹面である場合に、第１フレキシブル配線基板１２０ａをアレイ方向Ａおよびレンズ方向Ｒの双方において折り曲げる必要がない。したがって、配線パターンと後段回路１１９の接続や圧電体１１４の電極のアース接続が容易となる。

（第２変形例）
次に、第１実施形態の第２変形例について図１２および図１３を参照して説明する。図１２は、第１実施形態にかかる超音波探触子１００の第２変形例を示す概略切断部端面図である。図１３は、音響レンズ１０２側から後方へ向かう視点における第２変形例の超音波探触子１００の概略図である。この図１３においては、音響レンズ１０２より奥側に位置する圧電体１１４や第１フレキシブル配線基板１２０ａ、第２配線パターン１２２を破線によって示している。

第２変形例においても超音波プローブ１０は、把持部１１ａとケーブル１１ｂとを有するケース１１を備える。また図１２に示すように、ケース１１には超音波探触子１００が収容される。上記第１実施形態におけるケーブル１１ｂは、前方に位置する音響レンズ１０２に対し、超音波探触子１００を挟んで反対側（後方）に接続されている。これに対し第２変形例におけるケーブル１１ｂは、図１２に示すように、ケース１１における側面に接続されている。

また図１２に示すように、超音波プローブ１０のケース１１における前方側は、凹状の曲面を形成している。またケース１１のその部分には、当該曲面に応じて形成された音響レンズ１０２が設けられる。また超音波プローブ１０の内部には、圧電体１１４等を有する超音波探触子１００が設けられている。また図１２に示されるように、超音波探触子１００における音響整合層や圧電体１１４は、配列の端部側から中央へ向かって、後方へ窪むように配列される。言い換えると、超音波探触子１００は凹状の曲面を有するように配列される。

なお、第２変形例に第１変形例を適用することも可能である。すなわち、上記第２変形例の超音波プローブ１０において、前面電極を、圧電体１１４の前面から圧電体１１４の側面を通って背面のレンズ方向における端部まで至るように設ける。また、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面におけるレンズ方向の端部には、前面電極と接続される第３配線パターン１２３を設ける。また、第３配線パターン１２３は、第１フレキシブル配線基板１２０ａにおいて第１配線パターン１２１と間隔をおいて設けられる。さらに第３配線パターン１２３は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面のレンズ方向端部から背面に回りこむように設けられる。また、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面と同様に、第３配線パターン１２３は、アレイ方向に沿った第２配線パターン１２２と間隔をおいて形成される。また、第３配線パターン１２３を背面材１１８と絶縁層１２０ｃの間に通し、第２配線パターン１２２と同様に後方へ引き出し、アース接続する。

第２変形例による構造においても、超音波放射面が凸面、曲面、凹面である場合に、第１フレキシブル配線基板１２０ａをアレイ方向Ａおよびレンズ方向Ｒの双方において折り曲げる必要がない。したがって、配線パターンと後段回路１１９の接続や圧電体１１４の電極のアース接続が容易となる。

（第３変形例）
次に第１実施形態の第３変形例について説明する。上記実施形態における超音波プローブ１０では、背面材１１８と圧電体１１４の間には、第１フレキシブル配線基板１２０ａ、絶縁層１２０ｃ、配線パターン等が配置されている。これに対し、第３変形例においては、圧電体１１４と背面材１１８の間に、第１フレキシブル配線基板１２０ａ、絶縁層１２０ｃ、配線パターン等に加えて中間層が配置されている。なお、中間層の図示については省略する。

例えば中間層は、圧電体１１４に対して背面に隣接して設けられ、圧電体１１４の背面電極と接している。また中間層は、圧電体１１４や背面材１１８より音響インピーダンスが高く構成されており、かつその厚さ（すなわち超音波の放射方向Ｅにおける長さ）を超音波探触子１００により放射される超音波の波長の略１／４とすることができる。また、中間層の材料としては、金、鉛、タングステン、水銀、サファイア等を用いることができる。このような中間層によれば、圧電体１１４の背面側に放射される超音波を前面側（音響レンズ１０２側）へ反射させて音響特性の向上を図ることが可能となる。

第１フレキシブル配線基板１２０ａにおける第１配線パターン１２１は、中間層を介して圧電体１１４における背面電極と導通されている。例えば、中間層の周面または内部を貫通して設けられた導通路を介して第１配線パターン１２１と背面電極とが電気的に接続される。または、導電性を有する中間層を用いることにより、中間層自体を介して第１配線パターン１２１と背面電極とが電気的に接続されてもよい。また、第１フレキシブル配線基板１２０ａの第１配線パターン１２１は、送受信回路等の後段回路１１９と接続される。

なお、第３変形例に第１変形例を適用することも可能である。すなわち、上記第３変形例の超音波プローブ１０において、前面電極を、圧電体１１４の前面から側面を通す。さらに第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面におけるレンズ方向の端部に、前面電極と接続される第３配線パターン１２３を設ける。さらに第３配線パターン１２３を、第１フレキシブル配線基板１２０ａの前面のレンズ方向端部から背面に回りこむように設け、かつ第３配線パターン１２３を背面材１１８と絶縁層１２０ｃの間に通し、第２配線パターン１２２と同様に後方へ引き出し、アース接続する。

なお、第２変形例に第３変形例を適用することも可能である。すなわち、上記第２変形例の超音波プローブ１０において、圧電体１１４と背面材１１８の間に、第１フレキシブル配線基板１２０ａ、絶縁層１２０ｃ、配線パターン等に加えて中間層を設けることが可能である。

第２変形例による構造においても、超音波放射面が凸面、曲面、凹面である場合に、第１フレキシブル配線基板１２０ａをアレイ方向Ａおよびレンズ方向Ｒの双方において折り曲げる必要がない。したがって、配線パターンと後段回路１１９の接続や圧電体１１４の電極のアース接続が容易となる。

さらに、上記第１変形例〜第３変形例を含む第１実施形態において、圧電体１１４等を一部平面状に、その他を曲面状に配列することが可能である。さらに、上記第１変形例〜第３変形例を含む第１実施形態において、曲面状に配列された圧電体１１４等を、曲面の円周方向と、曲面の面内かつ円周方向に直交する方向との２方向に沿って２次元的に配列することが可能である。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかる超音波プローブ１０および超音波探触子１００について図１４および図１７を参照して説明する。図１４は、第２実施形態にかかる超音波プローブ１０の内部構造（駆動前）を示す概略切断部端面図である。図１５は、超音波放射面側から見た第２実施形態の超音波探触子１００（駆動前）の内部構造を示す概略図である。図１６は、第２実施形態にかかる超音波プローブ１０の内部構造（駆動後）を示す概略切断部端面図である。図１７は、超音波放射面側から見た第２実施形態の超音波探触子１００（駆動後）の内部構造を示す概略図である。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する。図１５および図１７においては、音響レンズ１０２より奥側に位置する圧電体１１４や第１フレキシブル配線基板１２０ａ、第２配線パターン１２２を破線によって示している。

（超音波プローブの概略構成）
図１４に示される第２実施形態の超音波プローブ１０の一例においては、第１実施形態と同様に音響整合層１１０、圧電体１１４、背面材１１８、第１フレキシブル配線基板１２０ａ、絶縁層１２０ｃ、第２フレキシブル配線基板（不図示）等を含んで構成される。これらの各構成部分の積層順は、第１実施形態と同様である。

また図１４に示す第２実施形態においても、圧電体１１４は１次元的に配列されている。ただし、第２実施形態においては、配列された素子の一部の群の配列形状を変更することが可能である。以下、図面を参照して第２実施形態における素子配列の可変機構について説明する。

図１４に示すように、第２実施形態における超音波探触子１００は、音響レンズ１０２、音響整合層１１０、圧電体１１４、第１フレキシブル配線基板１２０ａ、背面材１１８等を含んで構成される素子を複数の群に分けている。このうち少なくとも１つの群に属する素子は、後述する素子配列の可変機構（図１４・符号１５０参照）により超音波プローブ１０における相対的な位置を変更することが可能である（図１４→図１６）。以下、説明の便宜上、超音波プローブ１０における相対的位置が固定された素子からなる群を「固定素子群」と記載することがある。他方、相対的位置が変更される素子からなる群を「可動素子群」と記載することがある。

第２実施形態における超音波探触子１００は、固定素子群と可動素子群とに分かれている。図１４および図１６に示す例においては、素子配列の略中央で固定素子群および可動素子群の２つの素子群に分けられて配置されている。また第２実施形態の超音波プローブ１０においては、図１４に示すように、素子配列の可変機構により可動素子群を略直線状に配列することが可能である。また図１６に示すように、超音波プローブ１０は素子配列の可変機構により、可動素子群の素子配列を曲線状にすることが可能である。

他方、固定素子群の素子配列は上記可変機構により変更されることはなく、超音波プローブ１０における相対的な位置が固定されている。このような固定素子群の配列形状は、曲線状に配列された状態の可動素子群の配列形状に対して略線対称な形状に配列される。すなわち、配列形状可変機構１５０によって可動素子群が曲線状に配列されているとき、超音波探触子１００は、素子配列の中央を前後方向に通る直線を対称軸として、可動素子群と固定素子群とが略線対称となるような形状に配列される。

可動素子群が曲線状に配列されている状態において、図１６の例では、超音波探触子１００の素子配列全体の形状は、配列の端部から中央へ向かって後方へくぼむような配列形状となる（例えばコンケーブアレイ）。ただし、第２実施形態の超音波プローブ１０は、凹状の曲面に限らず、例えば凸状の曲面を有するように構成してもよい。

なお、可動素子群の配列形状を変更させるため、可動素子群に属する音響レンズ１０２、音響整合層１１０、圧電体１１４および第１フレキシブル配線基板１２０ａ等が、例えば背面材１１８をベースに変位する構成を採ることが可能である。すなわち、背面材１１８の前面には、絶縁層１２０ｃや第１フレキシブル配線基板１２０ａ、中間層等が配置され、さらにその前方に向かって順に、圧電体１１４、音響整合層１１０、第２フレキシブル配線基板（不図示）、音響レンズ１０２などが配置されている。したがって、配列形状の可変機構により背面材１１８を例えば図１６に示すように湾曲させると、それにともなって音響レンズ１０２、音響整合層１１０、圧電体１１４および第１フレキシブル配線基板１２０ａ等の配列形状が変更される。なお、超音波探触子１００に中間層が含まれる場合も同様である。

また、図１４〜図１７に示す例において、超音波探触子１００の第１フレキシブル配線基板１２０ａは、素子配列におけるアレイ方向の両端でなく一端側のみから突出される。また第１フレキシブル配線基板１２０ａは、当該一端側から突出され、後段回路１１９側へ折り曲げられる。したがって、第２配線パターン１２２等も当該一端側から後段回路１１９側へ引き出される。ただし、第２実施形態における超音波プローブ１０はこのような構成に限られず、第１フレキシブル配線基板１２０ａをアレイ方向の両端から突出させ、後段回路１１９へ引き出す構成を採ることも可能である。この場合、第１フレキシブル配線基板１２０ａは、可動素子群の変位に対応した長さを有する。

＜配列形状可変機構−概要＞
次に第２実施形態における配列形状可変機構１５０について説明する。図１４に示すように、配列形状可変機構１５０は、保持部１５１、可動部１５２、駆動部１５３、位置検出器１５４を含んで構成される。保持部１５１は、可動素子群を背面側から保持するものである。保持部１５１は、回動軸１５１ａを介してケース１１に枢支されている。この回動軸１５１ａは、ケース１１の内部において素子配列の中央に対応する位置に設けられる。すなわち保持部１５１は、素子配列の背面側かつ中央近傍で回動軸１５１ａを回動中心として超音波プローブ１０の前後方向に回動する。

＜配列形状可変機構−保持部＞
保持部１５１は、図１６に示すように、回動軸１５１ａから可動素子群の配列の端部の背面側に至る長さを有する。また保持部１５１は、超音波の放射方向と反対側に（凹状に）湾曲されて形成される。すなわち、図１６に示すように、保持部１５１は、固定素子群の背面全体がなす曲線に対して左右対称の形状を有する。なお、固定素子群が超音波の放射方向側に（凸状に）湾曲する構成をとる場合は、保持部１５１も超音波の放射方向側に湾曲する。

また図１４および図１６に示すように、保持部１５１において回動軸１５１ａと反対側の先端部１５１ｃには、可動素子群における素子配列の端部（背面材１１８等）が接続されている。

＜配列形状可変機構−可動部、駆動部＞
図１４および図１６の例において、可動部１５２は平板状、柱状または軸状であり、長手方向の一端部に接続部１５１ｂが設けられている。また可動部１５２は、接続部１５１ｂを介して保持部１５１に接続されている。また可動部１５２は、駆動部１５３に接続されている。駆動部１５３はモーターを備え、駆動部１５３が駆動されると、可動部１５２が前後方向に移動される。一例として、駆動部１５３の回転運動を可動部１５２の前後方向の運動に変える構成を用いることができる。この場合、可動部１５２の外周面に雄ねじを設けてねじ軸とする構成が考えられる。このような構成において、駆動部１５３が駆動されると、図示しないシャフト等が回転され、駆動部１５３に接続された可動部１５２は、リードスクリューのように前方または後方に移動される。

図１４および図１５に示すように、可動部１５２が後退しているときは、可動素子群が直線状に配列された状態となっている。この状態において、駆動部１５３が駆動され、可動部１５２が超音波プローブ１０の前方に移動されると、接続部１５１ｂを介して保持部１５１が超音波プローブ１０の前方に押される。保持部１５１が前方に押されると回動軸１５１ａを中心として保持部１５１が前方に回動する。

保持部１５１が前方に回動されると、保持部１５１の先端部１５１ｃと接続された素子（圧電体１１４等）もともに回動される。このとき、保持部１５１の前面が可動素子群の背面と次第に接触していく。結果、保持部１５１の前面が可動素子群の背面に接して前方に押し上げる。保持部１５１の形状は、固定素子群と左右対称であるので、押し上げられた可動素子群は保持部１５１の前面に沿ってその配列形状が変更（湾曲）されていく。

＜配列形状可変機構−位置検出器＞
図１４および図１６に示す一例において、位置検出器１５４は、ケース１１内部おける保持部１５１の接続部１５１ｂと駆動部１５３との間に設けられる。例えば位置検出器１５４は、図１４に示すように可動部１５２の前後方向における可動範囲上に設けられる。位置検出器１５４は、ポテンショメーターまたはエンコーダなどを備えており、ケース１１における可動部１５２の変位量を検出することが可能である。

位置検出器１５４が検出した当該変位量の検出信号は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、位置検出器１５４からの当該変位量検出信号を受け、それに基づいて可動部１５２または保持部１５１の現在位置、ならびに当該現在位置に基づく現在の可動素子群の配列形状を求める。例えば可動部１５２または保持部１５１の位置と、保持部１５１によって変更される可動素子群の配列形状との対応関係をあらかじめ対応付けて記憶しておき、制御部は、その情報に基づいて可動素子群の配列形状を求める。なお、超音波プローブ１０において、可動素子群が、図１６に示すような曲線状の配列、および図１４に示すような平面状の配列の２つの状態のみを切り替える構成である場合には、位置検出器１５４は設けられなくても良い。

また上記制御部は、超音波診断装置本体等からケーブル１１ｂを介して駆動部１５３の制御信号を受ける。制御部は、この制御信号を受けて駆動部１５３を所定量駆動させる。また制御部は、これらの処理（形状の認識、駆動制御）のいずれか一方のみを行う構成でもよい。また制御部は超音波プローブ１０に設けられていてもよく、また超音波プローブ１０以外（例えば超音波診断装置本体）に設けられていてもよい。なお、配列形状可変機構１５０は、「変更部」の一例に該当する。また「変更部」の一例として、配列形状可変機構１５０および上記制御部を含んでいてもよい。

（動作）
次に第２実施形態の超音波プローブ１０において可動素子群の配列形状の変更をする処理、および配列形状可変機構１５０の各部の動作の概要について説明する。なお、以下の説明においては、図１４から図１６に移行する過程すなわち、可動素子群が平面状に配列されている状態から、固定素子群のように湾曲された状態へ移行する際の配列形状可変機構１５０の動作について説明する。

図示しない制御部は、操作者の操作等に応じて駆動部１５３の制御信号を受け、制御信号に応じて駆動部１５３を所定量駆動させる。駆動部１５３が制御信号に応じて駆動されると、その駆動量に応じて駆動部１５３に接続された可動部１５２が前方へ移動する。

可動部１５２が前方へ移動されると、接続部１５１ｂを介して保持部１５１も前方へ押圧される。保持部１５１が前方へ押圧されると、保持部１５１は回動軸１５１ａを中心として前方へ回動される。保持部１５１が前方へ回動されると、保持部１５１の先端部１５１ｃを介して固定素子群における配列の端部、すなわちアレイ方向の端部における構造物（背面材１１８）の背面が保持部１５１の回動方向に沿って押し上げられる。

保持部１５１が回動方向に沿って押し上げられると、保持部１５１における曲面状の前面と、固定素子群に属する背面材１１８等の背面との接触面積が次第に増加していく。結果として、例えば背面材１１８が保持部１５１の前面がなす曲線に沿って湾曲していく（図１４から図１６に至るまでの過程）。

このような保持部１５１や可動部１５２の動作中、位置検出器１５４は可動部１５２の変位量を検出し続ける。位置検出器１５４は、変位量の検出信号を図示しない制御部に随時送る。制御部は、当該検出信号に応じて駆動部１５３の駆動量を制御する。制御部は、所定量だけ可動部１５２が動作したかを判断する。さらに制御部は可動部１５２が所定量の動作を完了したと判断すると、駆動部１５３の駆動を停止させる。

制御部により可動部１５２が所定量の動作を完了したと判断されたとき、図１６に示すように、可動素子群の配列形状は、素子配列の中央を境にして、固定素子群の配列形状と左右対称となる。このとき超音波探触子１００における素子配列全体の形状は、例えば図１６に示すように後方にくぼんだ円弧状である。

（作用・効果）
以上説明した第２実施形態にかかる超音波プローブ１０の作用および効果について説明する。

第２実施形態の超音波プローブ１０においても、第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面において第２配線パターン１２２が圧電体１１４のアレイ方向に並行して設けられている。また、第１フレキシブル配線基板１２０ａは、圧電体１１４の配列の一端または両端から後方の後段回路１１９へ向かって折り曲げられる。この第１フレキシブル配線基板１２０ａの延伸方向に対応して、第２配線パターン１２２が設けられ後段回路１１９に接続される。

このような構造によれば、超音波放射面が凸面、曲面、凹面であっても、第１フレキシブル配線基板１２０ａをアレイ方向Ａおよびレンズ方向Ｒの双方において折り曲げる必要がない。したがって、配線パターンと後段回路１１９の接続が容易となる。また、素子配列の形状を変更することにより、超音波プローブを複数用意しなくてもさまざまな部位に利用することが可能となる。

（第１変形例）
次に、第２実施形態の第１変形例について説明する。上記第２実施形態においては、位置検出器１５４が可動部１５２の可動範囲上に配置されているが、このような構成に限られず、位置検出器１５４を駆動部１５３に設ける構成も可能である。この構成において制御部は、モーターの駆動量や、シャフト等の回転量を検出し、その検出結果から可動部１５２や保持部１５１の移動量を求めることにより、可動素子群の配列形状を求める。

第１変形例による構造においても、上記第２実施形態と同様に、配線パターンと後段回路１１９の接続や圧電体１１４の電極のアース接続が容易である。

（第２変形例）
次に、第２実施形態の第１変形例について説明する。上記第２実施形態においては、保持部１５１を回動させて可動素子群の配列形状を変更する構成である。しかしながら第２実施形態はこのよう構成に限られない。つまり、保持部１５１や可動部１５２を用いなくとも、可動素子群のアレイ方向における端部を前後方向に回動させ、可動素子群の配列形状を平面状および曲面状の相互に変更させることが可能である。一例としては、ケース１１において、可動素子群の当該端部と接続され、当該素子の端部を回動させる移動部材と、当該移動部材の回動をガイドするガイド部材とを設ける。制御部は、駆動部１５３を駆動させ、当該移動部材をガイド部材に沿って移動させる。

第２変形例による構造においても、上記第２実施形態と同様に、配線パターンと後段回路１１９の接続や圧電体１１４の電極のアース接続が容易である。

（第３変形例）
次に、第２実施形態の第１変形例について説明する。上記第２実施形態においては、超音波探触子１００の素子群を２つに分割し、一方の素子群を固定し、他方の素子群の配列を変更する構成である。しかしながら、第２実施形態はこのよう構成に限られない。例えば、素子群を３以上の群に分割し、１の素子群を固定素子群とし、残りの素子群は独立に配列形状が変形される個別の可動素子群としてもよい。このとき、配列形状可変機構１５０も独立に動作させる。

また他の例として、複数に分割された素子群全てを可動素子群としてもよい。

第３変形例による構造においても、上記第２実施形態と同様に、配線パターンと後段回路１１９の接続や圧電体１１４の電極のアース接続が容易である。

上記第２実施形態の第１変形例〜第３変形例は相互に組み合わせて適用することが可能であり、また第１実施形態および第１実施形態の第１変形例〜第３変形例と組み合わせて適用することも可能である。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態にかかる超音波プローブ１０および超音波探触子１００について図１８を参照して説明する。図１８は、第３実施形態にかかる超音波プローブ１０の内部構造を示す概略切断部端面図である。なお、第３実施形態については、第１実施形態および第２実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する。

第１実施形態および第２実施形態における超音波プローブ１０は、第２配線パターン１２２を第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面に引き出し、第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面を通じて後段回路１１９まで引き出される構成であった。この点、図１８に示される第３実施形態の超音波プローブ１０の一例においては、第２配線パターン１２２の一部を第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面に引き出し、その他の第２配線パターン１２２を絶縁層１２０ｃの背面まで引き出す構成である。

すなわち、図１８に示すように、絶縁層１２０ｃの背面に至る第２配線パターン１２２は、第１配線パターン１２１上の貫通孔１２０ｂを介して第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面まで至る。さらに第３実施形態において第２配線パターン１２２の一部は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの後方にある絶縁層１２０ｃの背面に引き出される。なお、絶縁層１２０ｃの前面から背面に第２配線パターン１２２を引き出すため絶縁層１２０ｃには貫通孔１２０ｄが設けられている。このように引き出された一部の第２配線パターン１２２は、第１フレキシブル配線基板１２０ａの背面に引き出される第２配線パターン１２２と同様に、素子配列におけるアレイ方向に延伸し、アレイ方向の端部で後方かつ中央側へ折り返されて後段回路１１９まで至る。

なお、絶縁層１２０ｃでなく、第１フレキシブル配線基板１２０ａの後方においてさらに第３フレキシブル配線基板（不図示）を設け、その背面に一部の第２配線パターン１２２を引き出してもよい。またこの場合に、第３フレキシブル配線基板のさらに後方に絶縁層１２０ｃを設けてもよい。

さらに、第２配線パターン１２２の配線スペースの確保が困難な場合は、第２配線パターン１２２を２層だけでなく、３層以上に引き出す構成を用いることが可能である。

第３実施形態の構造においても、第１実施形態および第２実施形態と同様に、配線パターンと後段回路１１９の接続や圧電体１１４の電極のアース接続が容易である。

また第２配線パターン１２２（信号用配線）を引き出す面が増えるので、第２配線パターン１２２の引き回しが容易となる。

この発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 超音波プローブ
１００ 超音波探触子
１０２ 音響レンズ
１１０ 音響整合層
１１２ 前面電極
１１４ 圧電体
１１６ 背面電極
１１８ 背面材
１１９ 後段回路
１２０ａ 第１フレキシブル配線基板
１２０ｂ、１２０ｄ 貫通孔
１２０ｃ 絶縁層
１２１ 第１配線パターン
１２２ 第２配線パターン
１２３ 第３配線パターン
１５０ 配列形状可変機構
１５１ 保持部
１５１ａ 回動軸
１５１ｂ 接続部
１５１ｃ 先端部
１５２ 可動部
１５３ 駆動部
１５４ 位置検出器
Ａ アレイ方向
Ｅ レンズ方向

Claims (13)

1. 超音波の放射方向側の前面と、その反対側の背面にそれぞれ電極が設けられ、かつ曲面状に配列された複数の圧電体と、
   前記圧電体との間で電気信号の送受信をする電子回路または電気回路またはインターフェースと、
   前記圧電体の背面側において前記配列方向に沿って設けられた第１の部分と、前記配列の端部において該第１の部分から延伸され、さらに前記配列の中央側へ折り返されて前記電子回路または電気回路またはインターフェースへ向かって引き出される第２の部分とを有し、かつ前記電極の少なくとも一方と、前記電子回路または電気回路またはインターフェースとを導通させる配線パターンが設けられたフレキシブル配線基板と、を備えたこと
   を特徴とする超音波プローブ。
2. 前記圧電体は、曲面状に配列された部分と、平面状に配列された部分とを含んで構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記圧電体は、突出または陥没するように配列された部分と、平面状に配列された部分とを含んで構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
4. 前記圧電体は、超音波の放射方向に突出する曲面状に配列されること
   を特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
5. 前記圧電体の配列における少なくとも一部の曲率を変更する変更部を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
6. 前記変更部を駆動する駆動部を備えたこと
   を特徴とする請求項５に記載の超音波プローブ。
7. 前記配線パターンは、前記圧電体の配列の中央から該配列の一端部側へ向かう方向と並行して設けられた第１のパターン群と、該配列の中央から該配列の他端部側へ向かう方向と並行して設けられた第２のパターン群とを有し、
   前記第１のパターン群は、前記配列の中央から前記一端部側に位置する前記圧電体それぞれと導通されており、
   前記第２のパターン群は、前記配列の中央から前記他端部側に位置する前記圧電体それぞれと導通されていること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の超音波プローブ。
8. 前記圧電体における前面に設けられた電極はアース電極であり、該前面の反対側の背面に設けられた電極は信号電極であり、
   前記配線基板には、前記信号電極と導通された信号用配線が設けられた第１の層と、前記アース電極と導通されたアース用配線が設けられた第２の層と、該第１の層および該第２の層との間に設けられた絶縁層を備えること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の超音波プローブ。
9. 前記圧電体における前面に設けられた電極はアース電極であり、該前面の反対側の背面に設けられた電極は信号電極であり、
   前記圧電体の背面と向かい合う前記配線基板の前面には、前記信号電極と導通された信号用配線と、前記アース電極と導通されたアース用配線とが設けられ、
   前記圧電体の背面側において、前記信号電極と前記信号用配線とが導通され、かつ前記アース電極と前記アース用配線とが導通されること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の超音波プローブ。
10. 前記圧電体と前記配線基板の間に位置し、前記圧電体より音響インピーダンスが高く、導電性を有する中間層を備えたこと
    を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の超音波プローブ。
11. 前記圧電体は前記配列方向に沿って１次元的に配列されていること
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の超音波プローブ。
12. 前記圧電体は、前記配列方向と、前記配列方向に直交する方向との２方向に沿って２次元的に配列されていること
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の超音波プローブ。
13. 請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の超音波プローブと、
    前記超音波プローブから受けた信号に基づき、超音波画像を生成する画像生成手段と、
    前記生成された超音波画像を表示する表示手段と、を備えたこと
    を特徴とする超音波診断装置。

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