JPWO2017187755A1 - 超音波振動子ユニット - Google Patents

Abstract

小型化ができ、かつ配線をする際に作業性の良い配線構造を有する超音波振動子ユニットを提供する。本発明の超音波振動子ユニットは、複数の振動子が円弧状に配列した超音波振動子アレイと、複数の振動子の長手方向に垂直な少なくとも一方の端面に設けられ、振動子と導通する電極部と、超音波振動子アレイの背面に配設されたバッキング材層と、フレキシブルプリント配線基板からなるケーブル配線部とを有し、フレキシブルプリント配線基板はバッキング材層の下側まで延長されて複数の帯状片に分離され、各帯状片の長手方向に少なくとも１つの電極パッドが直線状に配置された複数の短冊状電極部を櫛状に備えたケーブル接続部を有する。

Description

本発明は、小型超音波振動子を実現するための超音波振動子配線構造を有する超音波振動子ユニットに関するものである。

超音波内視鏡は、経消化管による胆嚢又は膵臓の観察を主な目的として、内視鏡の先端部に超音波観察部を設けたものである。超音波内視鏡を安全に消化管へ挿入するために、超音波内視鏡の先端部には、超音波観察部の他に、超音波観察部を設けていない通常の内視鏡と同様に、光学センサ、照明手段、送気口、送水口及び吸引口が設けられている。そのため、超音波内視鏡の先端部の外径は大きくなり、超音波内視鏡の操作性の低下及び超音波内視鏡の先端部を挿入される患者の負担が増加する要因となっている。

そこで、超音波内視鏡の操作性の向上及び患者の負担の軽減のために、超音波観察部の小型化が求められており、近年では、配線作業における作業性を改善するとともに、超音波内視鏡の超音波観察部を小型化する様々な提案がなされている（特許文献１〜５参照）。

特許文献１は、音響整合層と圧電素子と背面制動層とを各々有する超音波振動子アレイと、その各圧電素子と超音波振動子アレイの幅方向の中央部付近において電気的に接続され、硬質基板と、複数の信号芯線からなる信号ケーブル束と、硬質基板及び信号ケーブル束との間に介在し両者を電気的に接続するフレキシブルプリント配線基板とを有する超音波振動子ユニットを開示している。更に、超音波振動子アレイと、ケーブル束及びフレキシブルプリント配線基板は別体構造であり、両者は熱圧着を手段として用いて接続されて、その後、フレキシブルプリント配線基板は複数回折り畳まれた形態となるように構成される。

特許文献２は、超音波を送受信する超音波送受信部と、超音波送受信部の背面側に電気的に接続された配線基板と、配線基板に電気的に接続された複数の駆動配線と、配線基板を収容して超音波送受信部を保持するハウジングと、を有する超音波内視鏡を開示している。配線基板は、複数の超音波振動子とその幅方向の中央部付近において電気的に接続される硬質な回路基板と、駆動配線を包み束ねる包被部を有し、駆動配線が包被部に包み束ねられた状態でハウジングに挿入される。
特許文献３は、超音波探触子において、凸曲面上に配置された超音波振動子アレイの両側から交互に接続した信号線を、両面に導電路が形成された、単一のフレキシブルプリント配線基板により、一側面側から電極を導出することを開示している。

特許文献４は、超音波振動子ユニットの振動子基板に、超音波振動子アレイの幅方向の中央部付近から延伸するように配列され、超音波振動子と電気的に接続するためのパッド電極群の各パッド電極と、櫛状のリード状電極群を有する同軸ケーブルアッセンブリを有する電子走査型超音波プローブを開示している。超音波振動子ユニットのパッド電極と同軸ケーブルアッセンブリのリードとの接続に際して、各パッド電極と櫛状のリード状電極群との位置合わせを行う。
特許文献５は、超音波振動子アレイの幅方向の中央部付近において、超音波振動子アレイの電極と電気的に接続され、それぞれ超音波振動子アレイの電極の半分と電気的に接続される第１及び第２の信号パターン群を有するプリント基板を備える超音波探触子を開示している。第１及び第２の信号パターン群は、それぞれ異なる方向において同軸ケーブルと配線される。

特許第４４４５７６４号公報 特許第５３９９５９４号公報 特公平８−４３５９号公報 特許第４９８０６５３号公報 特許第３８０２７５６号公報

ところで、特許文献１〜５に開示の超音波内視鏡では、その先端部に設けられる超音波観察部に多数の超音波振動子がアレイ状に配設されており、それぞれの超音波振動子には、ケーブルが配線される。例えば、チャンネル数が４８〜１９２と多いのに対し、超音波観察部はその外径が小さく、ケーブルには極めて微細かつ高価なケーブルが用いられるため、超音波観察部内の配線は複雑な作業となり、小さい先端部内において多数の配線が手作業で行われているのが現状である。このため、外径の小さい超音波観察部内でのケーブルの取り回しが複雑かつ高充填となるため、すなわち、ケーブルの取り扱いが複雑であることに加えて、超音波観察部内においてケーブルを高密度に配線する必要があるため、作業性が悪く、超音波内視鏡の製造コストが高くなる要因となっている。
作業性の向上、及び患者負担の改善のために、超音波観察部の小型化が求められているにも関わらず、上述のように、超音波観察部の製造安定性及びその製造コストの観点から、超音波観察部の小型化は、非常に難しいという問題があった。

また、特許文献１及び３に開示の技術では、超音波振動子ユニットのフレキシブルプリント配線基板が複数回折り畳まれる構造を有しているために、ケーブル束及びフレキシブルプリント配線基板の配線構造が複雑であり、超音波振動子アレイと、ケーブル束及びフレキシブルプリント配線基板を熱圧着で接続するといえども、配線の作業性には未だ問題があった。特に、特許文献１では、超音波振動子ユニットの製造時に、フレキシブルプリント配線基板を複数回折り畳む際にケーブルに負担がかかり、負担のかかったケーブル配線が断線するという問題があった。

また、特許文献１、２、４及び５に開示の技術では、いずれも超音波振動子アレイの幅方向の中央部付近において、超音波振動子アレイの電極と配線基板とを電気的に接続している。この構造は、製造が非常に困難であり、製造の成功率が高くないという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、小型化ができ、かつ超音波振動子アレイの各電極及び多数のケーブルを配線する際に作業性の良く、作業工程の難易度が低く、及びケーブルへの負担がかかりにくく断線の危険性が少ない配線構造を有し、超音波内視鏡に用いるのに適した配線構造を有する超音波振動子ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、それぞれ棒状体の形状を有する複数の超音波振動子が、棒状体の形状の長手方向を揃えて円弧状に配列された超音波振動子アレイと、複数の超音波振動子の、長手方向に垂直となる少なくとも一方の端面に設けられ、複数の超音波振動子とそれぞれ導通する複数の電極を持つ電極部と、超音波振動子アレイの、円弧状の中心側となる背面に配設された円弧状のバッキング材層と、電極部の複数の電極と電気的に接続される複数の配線にそれぞれ複数のケーブルが配設される、フレキシブルプリント配線基板からなるケーブル配線部と、を有し、フレキシブルプリント配線基板は、超音波振動子アレイとは逆側となるバッキング材層の下側まで延長されて、複数の帯状片に櫛状に分離されており、ケーブル配線部は、複数の帯状片にそれぞれ設けられた複数の短冊状電極部を櫛状に複数備えたケーブル接続部を有し、各短冊状電極部は、各帯状片に、各帯状片の長手方向に少なくとも１つの電極パッドが直線状に配置されたものであることを特徴とする超音波振動子ユニットを提供するものである。

また、バッキング材層の下側の面に当接して配設され、棒状体の形状の長手方向に沿ったバッキング材層の幅方向に直交し、かつバッキング材層の下側の面に対して超音波振動子アレイの一方の端部の超音波振動子の側から他方の端部の超音波振動子の側に向かって、バッキング材層の幅方向に階段状となる階段部を有し、ケーブル接続部より上側部分のケーブル配線部は、バッキング材層に沿って配設され、
フレキシブルプリント配線基板の複数の帯状片は、バッキング材層の下側の面に沿って折り曲げられ、かつ階段部の各段に至って再び折り曲げられ、階段部の各段に沿って配設され、ケーブル接続部の複数の短冊状電極部は、階段部の各段に沿って配置された各帯状片に配設されることが好ましい。

更に、ケーブル接続部は、階段部の段数と同数の短冊状電極部を有することが好ましい。

また、複数の短冊状電極部の幅は、各短冊状電極部が沿って配設される階段部の各段の段差方向の幅より狭いことが好ましい。

また、各短冊状電極部の長手方向の長さは、階段部の低い段に沿って配設されるものほど長く、かつ、各短冊状電極部の有する電極パッドの数は、階段部の低い段に沿って配設されるものほど多いことが好ましい。

また、ケーブル接続部は、短冊状電極部のそれぞれの電極パッドを一端として、階段部の高い段から低い段へ向かうように複数のケーブルが配線されることが好ましい。

また、階段部の各段は、その段に沿って配設される短冊状電極部の長手方向において短冊状電極部よりも広い幅を有し、かつ低い段ほど広い幅を有することが好ましい。

また、階段部は、バッキング材層と同一の材質からなることが好ましい。

本発明によれば、単純な構成のケーブル配線部を用いて超音波振動子アレイとケーブルとを電気的に接続するための空間を効率良く使用できるため、配線の際の作業性を向上させるとともに超音波振動子ユニットを製造する際の成功率を向上させ、かつ超音波振動子ユニットを小型化することができる。

図１は、本発明の超音波振動子ユニットが適用される超音波内視鏡を用いる超音波検査システムの構成の一例を示す概略構成図である。 図２は、図１に示す超音波内視鏡の内視鏡先端部を示す部分拡大平面図である。 図３は、図２に示す内視鏡先端部を図２に示すＩ−Ｉ線矢視図であり、図２に示す超音波内視鏡の内視鏡先端部の部分断面図を模式に示すものである。 図４は、図３に示す内視鏡先端部のＩＩ−ＩＩ線矢視図であり、図３に示す超音波内視鏡の内視鏡先端部の超音波観察部の一例の横断面図である。 図５は、本発明のケーブル配線部の構成を示す模式図である。 図６は、図３に示す積層体及び階段部と図５に示すケーブル配線部とが組み立てられた状態を略式に示す斜視図である。

本発明に係る超音波振動子ユニットを、添付する図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の超音波振動子ユニットが適用される超音波内視鏡を用いる超音波検査システムの構成の一例を示す概略構成図を示す。
図１に示す超音波検査システムは、患者などの被検体の体表からの超音波検査では困難な胆嚢又は脾臓の観察を被検体の体腔である食道、胃、十二指腸、小腸及び大腸などの消化管を経由して可能にし、本発明の超音波振動子ユニットを備え、超音波断層画像（以下、超音波画像という）を取得する超音波観察部と、内視鏡光学画像（以下、内視鏡画像という）を取得する内視鏡観察部とを有する超音波内視鏡を被検体の体腔内に挿入して、被検体の内視鏡画像を観察しながら被検体の観察対象部位の超音波画像を取得するものである。

図１に示すように、超音波検査システム１０は、後述する本発明の超音波振動子ユニット６８（図２〜図４参照）を用いる超音波内視鏡１２と、超音波画像を生成する超音波用プロセッサ装置１４と、内視鏡画像を生成する内視鏡用プロセッサ装置１６と、被検体の体腔内を照明するための照明光を、ライトガイド（図示せず）を経由して超音波内視鏡１２に供給する光源装置１８と、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６から取得した超音波画像及び内視鏡画像を表示するモニタ２０と、を有する。
更に、超音波検査システム１０は、光源装置１８に格納されている、超音波内視鏡１２に水を供給する送水ポンプ（図示せず）と、送水ポンプを用いて超音波内視鏡１２に供給される水を貯留する送水タンク２２と、光源装置１８に格納されている、超音波内視鏡１２に空気を供給するための送気ポンプ（図示せず）と、後述する超音波内視鏡１２の内視鏡先端部４０から観察対象を吸引するための吸引ポンプ２４と、を有する。
超音波用プロセッサ装置１４、内視鏡用プロセッサ装置１６、光源装置１８、送水タンク２２、吸引ポンプ２４、送水ポンプ及び送気ポンプは、超音波内視鏡１２の後述するユニバーサルコード３０を用いて、超音波内視鏡１２と接続される。

超音波検査システム１０の超音波内視鏡１２は、胆嚢及び膵臓などの対象を観察するために先端側を被検体の体腔内に挿入されるものであって、超音波内視鏡１２の先端側に配設された、被検体の体腔内に挿入するための挿入部２６と、挿入部２６の基端部に連設され、医師及び技師などの術者が操作を行うための操作部２８と、操作部２８に一端が接続され、他端に超音波内視鏡１２を制御するための複数の装置と接続されたユニバーサルコード３０とからなる。

超音波検査システム１０の超音波用プロセッサ装置１４は、後述する超音波内視鏡１２の挿入部２６の内視鏡先端部４０の超音波観察部５８の超音波振動子ユニット６８の超音波振動子アレイ１００（図２〜図４参照）に超音波を発生させるための超音波信号（データ）を生成して供給するものである。また、超音波用プロセッサ装置１４は、超音波が放射された観察対象部位から反射されたエコー信号（データ）を超音波振動子アレイ１００によって受信して取得し、取得したエコー信号に対して各種の信号（データ）処理を施してモニタ２０に表示される超音波画像を生成するためのものである。

超音波検査システム１０の内視鏡用プロセッサ装置１６は、後述する超音波内視鏡１２の挿入部２６の内視鏡先端部４０の内視鏡観察部５６（図２及び図３参照）において光源装置１８からの照明光によって照明された観察対象部位から取得された撮像画像信号（データ）を受信して取得し、取得した画像信号に対して各種の信号（データ）処理、及び画像処理を施して、モニタ２０に表示される内視鏡画像を生成するためのものである。
なお、これらのプロセッサ装置１４、及び１６は、ＰＣ（Personal computer：パーソナルコンピュータ）等のプロセッサによって構成されるものであっても良い。

超音波検査システム１０の光源装置１８は、後述する超音波内視鏡１２の内視鏡観察部５６（図２及び図３参照）によって体腔内の観察対象部位を撮像して画像信号を取得するために、赤光（Ｒ）、緑光（Ｇ）、及び青光（Ｂ）等の３原色光からなる白色光や特定波長光等の照明光を、発生させて、超音波内視鏡１２に供給し、超音波内視鏡１２内のライトガイド（図示せず）等によって伝搬し、超音波内視鏡１２の挿入部２６の内視鏡先端部４０の内視鏡観察部５６から出射して、体腔内の観察対象部位を照明するためのものである。

超音波検査システム１０のモニタ２０は、超音波用プロセッサ装置１４及び内視鏡用プロセッサ装置１６によって生成された各映像信号を受けて超音波画像及び内視鏡画像を表示するものである。モニタ２０は、超音波画像及び内視鏡画像のうちいずれか一方のみの画像を適宜切り替えて表示すること及び両方の画像を同時に表示することが可能である。なお、超音波画像を表示するためのモニタと内視鏡画像を表示するためのモニタとは、別個に設けられても良いし、他の任意の形態を用いて、超音波画像と内視鏡画像とを表示するようにしても良い。

超音波内視鏡１２の操作部２８は、後述する挿入部２６の内視鏡先端部４０に送気する、又は送水するためのスイッチである送気送水ボタン３２と、超音波内視鏡１２の長手方向の内視鏡先端部４０側において送気送水ボタン３２に並設され、内視鏡先端部４０から導出する処置具（図示せず）の穿刺針の先端において観察対象を穿刺しながら吸引するためのスイッチである吸引ボタン３４と、を有する。
更に、超音波内視鏡１２の操作部２８は、送気送水ボタン３２及び吸引ボタン３４を挟むように、操作部２８の両側面に１つずつ配設される一対のノブであって、それぞれのノブを回動させることによって後述の湾曲部４２を上下左右に自在に湾曲させるアングルノブ３６と、送気送水ボタン３２と挿入部２６との間に配設される、内視鏡先端部４０から導出する鉗子、穿刺針及び高周波メスなどの処置具を挿入する処置具挿入口（鉗子口）３８とを有する。

超音波内視鏡１２の挿入部２６は、先端側から順に、後述する超音波振動子ユニット６８の超音波振動子９８及び撮像部６４の観察窓７６などを有する、硬質部材で形成される内視鏡先端部（先端硬質部）４０と、内視鏡先端部４０の基端側に連設された湾曲自在の湾曲部４２と、湾曲部４２の基端側と操作部２８の先端側との間を連結し、細長の棒状かつ長尺の可撓性を有する軟性部４４とからなる。

超音波内視鏡１２のユニバーサルコード３０は、超音波内視鏡１２と超音波内視鏡１２を制御するための複数の装置とを接続するものであって、超音波内視鏡１２の後端に備えられるものである。ユニバーサルコード３０として、超音波内視鏡１２の先端部に対する他端部は、超音波用プロセッサ装置１４に接続される超音波用コネクタ４６及び内視鏡用プロセッサ装置１６に接続される内視鏡用コネクタ４８と、光源装置１８と、送水タンク２２と、吸引ポンプ２４と、送水ポンプ（図示せず）と、送気ポンプ（図示せず）とに接続される光源用コネクタ５０が着脱自在に接続される。また、光源用コネクタ５０には、他端が送水タンク２２に接続する送気送水用のチューブ５２ａと、他端が吸引ポンプ２４に接続される吸引用のチューブ５２ｂとが接続される。

操作部２８の送気送水ボタン３２は、挿入部２６の内視鏡先端部４０への空気又は水の供給を制御するスイッチであって、超音波内視鏡１２の内部を通り、一端が後述する内視鏡先端部４０の内視鏡観察部５６の送気送水ノズル６２に通じる管路（図示せず）の他端及び一端が、送水タンク２２及び送水ポンプ（図示せず）又は送気ポンプ（図示せず）に通じる管路（図示せず）の他端に接続されるものである。送気送水ボタン３２を押すことで送水ポンプ又は送気ポンプと、送気送水ノズル６２及び送水タンク２２に連通する管路とが接続されて、送水タンク２２に貯留されている水又は空気が送気送水ノズル６２に供給される。なお、送水ポンプ及び送気ポンプの管路接続切換え方法は、送気送水ボタン３２を２段切換え式で構成するなど、適宜周知の方法を用いることができる。

操作部２８の吸引ボタン３４は、挿入部２６の内視鏡先端部４０における吸引動作を制御するスイッチであって、超音波内視鏡１２の内部を通り、一端が後述する内視鏡先端部４０の処置具導出口６０（図３参照）に通じる後述する処置具挿通チャンネル６１（図３参照）の他端及び一端が吸引ポンプ２４に通じる管路（図示せず）の他端に接続される。吸引ボタン３４は、上述した送気送水ボタン３２と同様に、吸引ボタン３４を押すことで、処置具挿通チャンネル６１と吸引ポンプ２４に通じる管路とが接続されて、処置具導出口６０から吸引が行われる。また、処置具挿通チャンネル６１に穿刺針を有する処置具（図示せず）を挿通している際には、吸引ボタン３４を押すことで、穿刺針の先端から観察対象の組織の吸引が行われる。

図２に、図１に示す超音波内視鏡の内視鏡先端部を示す部分拡大平面図を示す。また、図３は、図２に示す内視鏡先端部を図２に示すＩ−Ｉ線矢視図であり、図２に示す超音波内視鏡の内視鏡先端部を、その長手方向に沿った中心線で切断した部分断面図を模式に示すものである。図２及び図３に示すように、挿入部２６の内視鏡先端部４０は、その基端側において、内視鏡先端部４０の底面に対して内視鏡先端部４０の基端方向に大きな仰角を有する斜面である斜面部５４が形成され、その斜面部５４に設けられる、内視鏡画像を取得するための内視鏡観察部５６と、内視鏡先端部４０の先端側に設けられる、超音波画像を取得するための超音波観察部５８と、内視鏡観察部５６と超音波観察部５８との間に設けられる、処置具（図示せず）を被検体の体腔内に導出する処置具導出口６０と、操作部２８の処置具挿入口３８と処置具導出口６０とに連通し、処置具を挿通させるための処置具挿通チャンネル６１と、内視鏡観察部５６と処置具導出口６０との間に設けられる、内視鏡観察部５６に付着した異物などを洗浄するための送気送水ノズル６２とを有する。
なお、図２に示す例では、処置具導出口６０は、内視鏡観察部５６と超音波観察部５８との間に設けられているが、本発明は特に図示例に限定されず、内視鏡観察部５６内に設けられていても良いし、内視鏡観察部５６よりも基端側（湾曲部４２側）に設けられていても良い。また、図３には、後述するケーブル配線部８８のケーブル接続部１０８が示されているが、上述したように、図３は、本発明の説明のために示した模式図であって、バッキング材層１０２の幅方向の両側面側に配設されるケーブル接続部１０８の有する電極パッド１１２の数の総和は、超音波振動子アレイ１００を構成する超音波振動子９８の総数と同一であることが好ましい。

図１に示す挿入部２６の湾曲部４２は、複数の湾曲駒を連結されてなるものであって、内視鏡先端部４０の基端側に連設される。また、湾曲部４２は、操作部２８に設けられた一対のアングルノブ３６の回動により、上下左右に自在に湾曲することができる。このように、湾曲部４２は、アングルノブ３６を操作手段として用いることによって遠隔的に、かつ自在に湾曲操作されるため、内視鏡先端部４０を操作者の望んだ方向に向けることが可能である。

挿入部２６の軟性部４４は、湾曲部４２の基端側と操作部２８の先端側との間を連結し、細長の棒状かつ長尺の可撓性を有するものであるため、複雑な構造を有する被検体の体腔内であっても、湾曲操作された湾曲部４２に追従して、挿入されることが可能である。

図２に示す内視鏡先端部４０の内視鏡観察部５６は、斜面部５４の中央から超音波内視鏡１２の内部を通るように設けられる、内視鏡画像を撮像する撮像部６４と、撮像部６４に並設される、光源装置１８からの照明光を用いて観察対象部位を照明するための照明部６６とを有する。

図３に示すように、胆嚢及び膵臓などの対象を観察するために被検体の体内に挿入される内視鏡先端部４０の超音波観察部５８は、超音波信号を観察対象に対して送受信する超音波振動子ユニット６８と、超音波振動子ユニット６８に対して超音波の駆動信号を送信する、かつ超音波振動子ユニット６８から受信する観察対象からの反射波の信号を解析して超音波画像を生成する超音波用プロセッサ装置１４に接続するユニバーサルコード３０とを電気的に接続する複数のケーブル７０からなるケーブルばらけ部７２と、ケーブルばらけ部７２を纏めるケーブル被覆部７４と、を有する。

図３に示す内視鏡先端部４０の処置具導出口６０は、撮像部６４の先端側に設けられるものであって、処置具導出口６０からは、操作部２８の処置具挿入口３８から挿入されて処置具挿通チャンネル６１を通る処置具（図示せず）が導出される。なお、図２では、処置具導出口６０は、内視鏡観察部５６と超音波観察部５８との間に位置しているが、処置具導出口６０から体腔内に導入された処置具の動きを超音波画像で確認する場合には、処置具導出口６０を超音波観察部５８に近づけて配設することが好ましい。
また、処置具導出口６０の内部には、図示しないが、処置具導出口６０から体腔内に導入される処置具の導出方向を可変する起立台が設けられていても良い。起立台にはワイヤ（図示せず）が取り付けられており、例えば、操作部２８に設けた起立レバー（図示せず）の操作による押し引き操作によって起立台の起立角度が変化し、これによって処置具が所望の方向に導出されるようになる。

図２に示す内視鏡先端部４０の送気送水ノズル６２は、撮像部６４と処置具導出口６０との間に設けられるものであって、後述する撮像部６４の観察窓７６を洗浄するためのものである。送気送水ノズル６２には、操作部２８の送気送水ボタン３２を押すことによって、超音波内視鏡１２内に設けられた送気又は送水のための流路（図示せず）を通って、送気ポンプ（図示せず）又は送水ポンプ（図示せず）から空気又は水が送られる。
また、図３に示す内視鏡先端部４０のケーブルばらけ部７２は、超音波振動子ユニット６８に電気的に接続する複数のケーブル７０からなるものであり、ケーブル被覆部７４において複数のケーブル７０が纏められていない部分である。ケーブルばらけ部７２は、超音波振動子ユニット６８とケーブルばらけ部７２を構成するケーブル７０との配線部分において、半田付け又は導電性ペーストなどの電気的な接続手段を用いて固定される。

図３に示す内視鏡観察部５６の撮像部６４は、後方に配設される撮像光学系を保護するための、斜面部５４に配設される透明な観察窓７６と、観察窓７６の後方であって内視鏡先端部４０の内部に配設される、観察光学系の対物レンズ７８と、内視鏡先端部４０の内部であって対物レンズ７８の結像位置に配置されたＣＣＤ（Charge coupled device：電荷結合素子）及びＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide semiconductor：相補形金属酸化膜半導体）などの撮像素子８０と、超音波内視鏡１２の内部の管路（図示せず）を通って撮像素子８０と光源装置１８に接続するユニバーサルコード３０とに電気的に接続する信号ケーブル８２とを有する。

内視鏡観察部５６の照明部６６は、撮像部６４に並設されるものであって、斜面部５４において観察窓７６の両側に並設される、後方に配設される照明光学系を保護する透明な一対の照明窓８４と、照明窓８４の後方であって内視鏡先端部４０の内部に配設される、照明窓８４に光源装置１８からの照明光を伝送するためのライトガイド（図示せず）とを有する。

撮像部６４の観察窓７６は、斜面部５４に配設されるものであって、観察窓７６から入射した観察対象の像光は、対物レンズ７８で撮像素子８０の撮像面に結像される。
撮像素子８０は、観察窓７６及び対物レンズ７８を透過して撮像素子８０の撮像面に結像された観察対象の像光を光電変換して、内視鏡用プロセッサ装置１６に撮像信号を出力する。撮像素子８０から出力された撮像信号は、信号ケーブル８２とユニバーサルコード３０とを経由して内視鏡用プロセッサ装置１６に伝送される。このように伝送された撮像信号に対して、内視鏡用プロセッサ装置１６は、信号処理及び画像処理を施して内視鏡光学画像を生成し、その内視鏡画像をモニタ２０に表示する。

照明部６６の照明窓８４は、撮像部６４の観察窓７６の両側に並設される一対のものであって、光源装置１８からの照明光を観察窓７６まで導くライトガイド（図示せず）の出射端が接続される。ライトガイドは、超音波内視鏡１２の内部を通って、照明窓８４から光源装置１８まで延設されるものであって、ライトガイドの入射端は、光源装置１８内に格納されている。光源装置１８で発せられた照明光は、ライトガイドを伝搬して照明窓８４から観察対象に照射される。

図４は、図３に示す内視鏡先端部のＩＩ−ＩＩ線矢視図であり、図３に示す超音波内視鏡の先端部の超音波観察部の一例の横断面図を示す。
図３及び図４に示す超音波観察部５８の超音波振動子ユニット６８は、超音波観察部５８の先端部分に配設され、超音波を送受信するものであって、
積層構造を有する積層体８６と、
積層体８６と複数のケーブル７０からなるケーブルばらけ部７２とに電気的に接続するケーブル配線部８８と、
積層体８６と複数のケーブル７０との配線部分を超音波観察部５８の外部から保護するために設けられ、積層体８６の超音波を送受信する面を上面としたときに、積層体８６の上面を除いた側面及び下側面とケーブル配線部８８とを囲うハウジング９０と、
積層体８６のハウジング９０側の底面に当接して配設され、ケーブル配線部８８の下端側が沿うための階段形状を有する階段部９２と、
ケーブル配線部８８の配線部分を固定するために積層体８６とハウジング９０と階段部９２との隙間を埋めるための充填剤層９３と、を有する。
なお、図４は、図３と同様に、本発明の説明のために示した模式図であって、細部を詳細に記載するものではないため、図４中に示された各々の部材の配置場所、大きさ及び形状は、本発明の主旨を逸脱しない程度に適宜変更してもよいのはもちろんである。

超音波振動子ユニット６８の積層体８６は、積層構造を有しており、
超音波を送受信する面を上面としたときに、最も上部に位置して、後述する超音波振動子アレイ１００から出力された超音波又は観察対象から反射した超音波を集束するための音響レンズ９４と、
音響レンズ９４の下に位置して超音波振動子アレイ１００を構成する超音波振動子９８と観察対象との音響インピーダンスを整合するための音響整合層９６と、
音響整合層９６の下に位置して、超音波の送受信をする棒状体の超音波振動子９８が、その棒状体の形状の長手方向を揃えて円弧状のアレイとなるように複数整列した超音波振動子アレイ１００と、
超音波振動子アレイ１００の円弧状の中心側となる背面に配設されて、超音波振動子アレイ１００を機械的に支えるとともに、超音波振動子アレイ１００の下側に伝播した超音波を減衰させるバッキング材層１０２と、を有する。
図３及び図４に示すように、音響整合層９６及び超音波振動子アレイ１００は、半円筒状に配設され、音響レンズ９４は、半円筒状に配設された音響整合層９６に沿って配設される。また、図３に示される断面図において、バッキング材層１０２は半円柱形状をなすが、バッキング材層１０２が超音波振動子アレイ１００の下側面の全面に当接するように配設されていればよく、バッキング材層１０２の下側面の形状は、特に限定されるものではない。

超音波振動子ユニット６８のケーブル配線部８８は、フレキシブルプリント配線基板を用いて構成される。ケーブル配線部８８は、後述する超音波振動子アレイ１００の電極部１０４及びケーブルばらけ部７２を構成する複数のケーブル７０と電気的に接続する。ケーブル配線部８８は、超音波振動子アレイ１００とは逆側となるバッキング材層１０２の下側まで延長されて配設される。ケーブル配線部８８は、超振動子接続部１０７と、ケーブル接続部１０８からなる。ここで、振動子接続部１０７は、音波振動子アレイ１００の電極部１０４と電気的に接続される積層体８６のバッキング材層１０２に沿って配設される部分である。また、ケーブル接続部１０８は、階段部９２に沿って配設されて、ケーブルばらけ部７２の複数のケーブル７０と電気的に接続される。

更に、図５及び図６に示すように、超音波振動子ユニット６８のケーブル配線部８８は、超音波振動子アレイ１００とは逆側となるバッキング材層１０２の下側まで延長された部分において、複数の帯状片１１０に櫛状に分離されている。ケーブル配線部８８のケーブル接続部１０８は、上記の複数の帯状片１１０に櫛状に分離した部分であって、上記の複数の帯状片１１０にそれぞれ設けられた複数の短冊状電極部１１１を櫛状に備える。更に、図６に示すように、ケーブル配線部８８は、積層体８６のバッキング材層１０２の幅方向の側面及び階段部９２に沿って配設される。
なお、図５及び図６は、本発明の説明のために示した模式図であって、バッキング材層１０２の幅方向の両側面側に配設されるケーブル接続部１０８の有する電極パッド１１２の数の総和は、超音波振動子アレイ１００を構成する超音波振動子９８の総数と同一であることが好ましい。また、図６は、本発明の説明のために、積層体８６において、音響レンズ９４、音響整合層９６及び超音波振動子アレイ１００を除いて、バッキング材層１０２、ケーブル配線部８８及び階段部９２のみを示した図である。そのため、本発明の超音波振動子ユニット６８が超音波観察部５８に配設される場合には、積層体８６にケーブル配線部８８及び階段部９２が、それぞれ配設されていることが好ましい。

図３及び図４に示す超音波振動子ユニット６８のハウジング９０は、硬質樹脂などの硬質部材からなり、積層体８６の側面及び下側面とケーブル配線部８８とを外部から保護する。ハウジング９０は、後述する積層体８６の音響レンズ９４の側面、および、積層体８６の幅方向の側面に当接し、かつ積層体８６の幅方向の側面及び下部と、ケーブル配線部８８とを囲うように配設される。

超音波振動子ユニット６８の充填剤層９３は、積層体８６と、ハウジング９０と、階段部９２との間の隙間を埋めるように設けられる。充填剤層９３は、ケーブル配線部８８とケーブル７０との配線部分を固定して、その部分の断線を防止する。また、充填剤層９３は、内視鏡先端部４０に配設された積層体８６及び階段部９２の位置を固定する役割も担う。

更に、超音波振動子ユニット６８の充填剤層９３は、積層体８６の超音波振動子アレイ１００から発振されて、その下側に伝播した超音波がバッキング材層１０２との境界において反射しないように、かつ超音波振動子アレイ１００から発振された超音波が観察対象又はその周辺部において反射して超音波振動子アレイ１００の下側に伝播した超音波を十分に減衰させるように、バッキング材層１０２との音響インピーダンスが整合していることが好ましい。そのため、充填剤層９３の音響インピーダンスをＺｐとし、かつバッキング材層１０２の音響インピーダンスをＺｂとしたときに、下記式（１）を用いて表される、充填剤層９３とバッキング材層１０２との音響インピーダンス反射率Ｑが５０％以下であることが好ましい。
Ｑ＝１００×｜Ｚｐ−Ｚｂ｜／（Ｚｐ＋Ｚｂ） …（１）
ただし、音響インピーダンスＺｐ及びＺｂの単位は、ｋｇ／ｍ^２ｓである。なお、ｋｇはキログラムを表し、ｍはメートルを表し、ｓは秒を表す。
また、充填剤層９３とバッキング材層１０２との音響インピーダンス反射率Ｑが５０％以下であるようにするために、例えば、充填剤層９３の材料に、バッキング材層１０２と同じ材料の充填剤を用いても良いし、バッキング材層１０２の材料としてフェライト又はセラミックスなどの超音波減衰材が添加された硬質ゴムなどが用いられる場合には、充填剤層９３として、セラミックスなどの熱伝導部材が添加されたエポキシ樹脂などを用いて良い。
上記の音響インピーダンス反射率は、充填剤層９３とバッキング材層１０２との境界面における超音波（音響ビーム）の反射のし易さを表す指標であり、すなわち、値が０に近いほど、充填剤層９３の音響インピーダンスとバッキング材層１０２の音響インピーダンスとが整合していることを示す。上記の音響インピーダンス反射率が５０％以下程度であれば、超音波振動子アレイ１００の下側に伝播した超音波が原因となる雑音は、超音波振動子アレイ１００において受信される超音波信号を用いた、超音波用プロセッサ装置１４における超音波画像の生成において、支障が出ない程度に処理をすることができる。

また、超音波振動子ユニット６８の積層体８６の超音波振動子アレイ１００から超音波を発振する際に、超音波用プロセッサ装置１４から超音波振動子アレイ１００に伝送される駆動信号が熱エネルギーとなり、超音波振動子アレイ１００が発熱するため、充填剤層９３は放熱性を有することが好ましい。そのため、充填剤層９３の熱伝導率が１．０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、例えば、充填剤層９３としてセラミックスなどの熱伝導部材が添加されたエポキシ樹脂などを用いて良い。ここで、Ｗはワットを表し、ｍはメートルを表し、Ｋはケルビンを表す。

本発明の特徴の１つである、超音波振動子ユニット６８の階段部９２は、図３、４及び６に示すように、積層体８６の超音波振動子アレイ１００とは逆側となるバッキング材層１０２の下側の面に当接して配設され、超音波振動子９８の棒状体の形状の長手方向に沿ったバッキング材層１０２の幅方向に直交し、かつバッキング材層１０２の下側の面に対して超音波振動子アレイ１００の動径方向の一方の端部の超音波振動子９８の側から他方の端部の超音波振動子９８の側に向かって、バッキング材層１０２の幅方向に階段状となる、階段形状を有する。また、階段部９２の各段は、バッキング材層１０２の幅方向に細くなるほど（低い段ほど）、長手方向に長くなる。なお、ケーブルばらけ部７２の複数のケーブル７０と短冊状電極部１１１の各電極パッド１１２との配線の作業性を高めるため、及び配線部分の耐久性を高めるために、階段部９２の各段は、後述するように、各段に沿って配設されるそれぞれの短冊状電極部１１１よりも長手方向において長いことが好ましい。
なお、階段部９２に用いられる材質は、階段形状を保ち、超音波観察に用いる信号に支障が生じないものであれば特に制限されない。そのため、階段部９２として、周知の基台を加工したものなどを用いることができるが、積層体８６のバッキング材層１０２との音響インピーダンス差が生じないように、バッキング材層１０２と同一の材質を用いることもできる。

また、図３に例示されるように、超音波振動子ユニット６８の階段部９２は、階段部９２に沿って配設されるケーブル配線部８８のケーブル接続部１０８とケーブルばらけ部７２の複数のケーブル７０とが、複数のケーブル７０同士が互いに接触しないなど、効率的に配線できるよう配置されることが好ましい。そのため、超音波振動子ユニット６８が内視鏡先端部４０の超音波観察部５８に配設された際に、階段部９２の段が低くなる方向がケーブルばらけ部７２の位置する方向に向いていることが好ましい。そのため、階段部９２は、その各段の長手方向が、積層体８６のバッキング材層１０２の下側面に対して斜めになるように、バッキング材層１０２の下側面に当接して配設される。なお、階段部９２は、バッキング材層１０２に当接して配設されていれば良く、周知の接着剤などを用いてバッキング材層１０２の下側面に接着されて良い。

図４及び図５に示すケーブル配線部８８の振動子接続部１０７は、ケーブル接続部１０８の上側に設けられるものであって、積層体８６のバッキング材層１０２の幅方向の側面に沿って配設される部材である。図４に示すように、振動子接続部１０７は、バッキング材層１０２の幅方向の側面においてワイヤーボンディング及び導電性ペーストなどの手段を用いて超音波振動子アレイ１００の電極部１０４と電気的に接続される端子である複数の振動子接続端子１０９を有する。また、振動子接続部１０７の下端には、バッキング材層１０２の幅方向の側面下端において、ケーブル配線部８８が階段部９２側に折り曲げられるための第１折り曲げ部１１３ａが設けられる。なお、振動子接続部１０７の振動子接続端子１０９は、簡単な手段を用いて超音波振動子アレイ１００の電極部１０４と電気的に接続できれば良く、バッキング材層１０２とは反対側の振動子接続部１０７の面に設けられていても良い。更に、内視鏡先端部４０の形状及び積層体８６の形状などに応じて、電極部１０４と振動子接続端子１０９とを電気的に接続する位置を適宜変更しても良い。すなわち、バッキング材層１０２の幅方向の側面において電気的に接続されても良く、バッキング材層１０２の上面において電気的に接続されても良い。

本発明のもう１つの特徴である、ケーブル配線部８８のケーブル接続部１０８は、図５に示すように、ケーブル配線部８８の、超音波振動子アレイ１００の電極部１０４と配線される振動子接続部１０７に対して逆側の部分であって、ケーブルばらけ部７２の複数のケーブル７０と配線されるものである。更に、ケーブル接続部１０８は、複数の帯状片１１０に分離されており、複数の帯状片１１０にそれぞれ設けられ、かつ少なくとも１つの電極パッド１１２を備えた複数の短冊形状の短冊状電極部１１１を櫛状に備えている。ケーブル接続部１０８は、短冊状電極部１１１を階段状に並べて配置するため、図４及び図６に示すように、バッキング材層１０２の底面及び階段部９２の段に沿って配設される。

また、ケーブル配線部８８のケーブル接続部１０８は、図４及び図６に示すように、階段部９２の各段に沿って配設されるので、ケーブルばらけ部７２のケーブル７０との配線における作業性を向上させること及び、ケーブル接続部１０８の短冊状電極部１１１に配線されたケーブル７０同士が互いに接触しないようにすること、などの点から、階段部９２の段数と同数の短冊状電極部１１１を有することが好ましい。そのため、複数の短冊状電極部１１１のそれぞれが、対応する長手方向の長さを有する階段部９２のそれぞれの段に沿って配設されることが好ましい。更に、配線の作業性及びケーブル７０同士の接触などの、上記と同様の理由から、階段部９２の各段の外にはみ出さないように、それぞれの短冊状電極部１１１を、階段部９２の各段に沿って配設することが好ましい。そのため、複数の短冊状電極部１１１の幅は、階段部９２の各段の段差方向の幅よりもそれぞれ狭いことが好ましく、かつ階段部９２の各段の長手方向の長さよりもそれぞれ短いことが好ましい。なお、階段部９２に沿って短冊状電極部１１１を配設する手段として、例えば、周知の接着剤などを用いて良い。

ケーブル接続部１０８の短冊状電極部１１１は、ケーブル接続部１０８が櫛状になるように複数設けられた、短冊状の帯状片１１０の長手方向に少なくとも１つの電極パッド１１２が直線状に設けられた電極部であり、それぞれが階段部９２の各段に沿って配設されるものである。つまり、短冊状電極部１１１は、バッキング材層１０２の下側の面に沿って折り曲げられ、かつ階段部９２の各段に至って再び折り曲げられ、階段部９２の各段に沿って配置された、ケーブル配線部８８が備える複数の帯状片１１０上に配置される。そのため、各々の短冊状電極部１１１は、その長手方向が、振動子接続部１０７とケーブル接続部１０８との境界である第１折り曲げ部１１３ａに対して斜めに伸びるように形成される。第１折り曲げ部１１３ａは、ケーブル配線部８８の帯状片１１０がバッキング材層１０２の下側面に沿って折り曲げられる部分である。
更に、短冊状電極部１１１は、その途中において、積層体８６のバッキング材層１０２と階段部９２との境界線において再び折り曲げられるための第２折り曲げ部１１３ｂを有し、第２折り曲げ部１１３ｂよりも下側において、短冊状電極部１１１の長手方向に直線状に整列した、少なくとも１以上の電極パッド１１２を有する。すなわち、第１折り曲げ部１１３ａと第２折り曲げ部１１３ｂとで挟まれる部分は、バッキング材層１０２の底面に沿い、第２折り曲げ部１１３ｂよりも下側の部分は、階段部９２の各段に沿う部分である。

また、ケーブル接続部１０８の短冊状電極部１１１は、階段部９２の低い段に沿って配設されるものほど、長手方向の長さが長く、かつ多くの電極を有する。そのため、図３に示すように内視鏡先端部４０において超音波振動子ユニット６８が配設される場合には、階段部９２よりも内視鏡先端部４０の基端側に位置するケーブルばらけ部７２から、階段部９２に沿って配設される複数の短冊状電極部１１１の各電極パッド１１２へのアクセスが容易となる。このように、上述した階段部９２及びケーブル接続部１０８によれば、複数のケーブル７０同士が接触しないように、内視鏡先端部４０内の空間を有効に使用しながら複数の短冊状電極部１１１とケーブル７０とを配線することができるとともに、配線作業においても作業性を向上させることができる。

図４に示す積層体８６の音響レンズ９４は、超音波を集束させるためのものであって、更に、その下に積層される音響整合層９６、超音波振動子アレイ１００及びバッキング材層１０２を外部から保護するために、音響整合層９６、超音波振動子アレイ１００及びバッキング材層１０２の上面又は側面にそれぞれ当接するように、かつバッキング材層１０２の幅方向の側面の途中までを覆うように配設される。また、音響レンズ９４は、超音波振動子アレイ１００から発振された超音波を観察対象に向けて集束するために、又は観察対象から反射された超音波を超音波振動子アレイ１００に向けて集束するために、積層体８６の幅方向において、超音波振動子アレイ１００の上部を覆うような凸形状を有する。なお、音響レンズ９４は、後述する超音波振動子アレイ１００の電極部１０４及び上部電極部１０６の配線作業が完了した後に、上述の位置に配設される。また、音響レンズ９４は、例えば、ミラブル型シリコンゴム又は液状シリコンゴムなどのシリコン系樹脂、ブタジエン系樹脂又はポリウレタン系樹脂などからなる。更に、超音波観察の観察対象である被検体と超音波振動子アレイ１００を構成する超音波振動子９８との音響インピーダンスの整合をとり、被検体への超音波の透過率を高めるため、音響レンズ９４には、必要に応じて酸化チタン、アルミナ又はシリカ等の粉末が混合される。

積層体８６の音響整合層９６は、エポキシ樹脂などからなる、超音波振動子アレイ１００と観察対象との音響インピーダンスを整合するものであって、音響整合層９６の下面が超音波振動子アレイ１００の上面と当接するように設置されるが、積層体８６の幅方向において、超音波振動子アレイ１００と比べて短い幅を有するため、超音波振動子アレイ１００の幅方向の両端部又はいずれか一方の端部を除くように、超音波振動子アレイ１００の上面を部分的に覆う。そのため、超音波振動子アレイ１００から送信された超音波のうち、対象の観察に寄与する超音波は、音響整合層９６を通過した超音波のみであり、すなわち、音響整合層９６の幅方向の側面よりも内側の領域にある超音波振動子アレイ１００から送信された超音波のみである。

積層体８６の超音波振動子アレイ１００は、棒状体の形状を有する複数の超音波振動子９８が、棒状体の形状の長手方向を揃えて円弧状に配列されたものである。複数の超音波振動子９８とは、例えば４８〜１９２個の直方体形状などの棒状体の超音波振動子９８であり、したがって、超音波振動子アレイ１００は、４８〜１９２チャンネルのアレイである。
すなわち、超音波振動子アレイ１００は、複数の超音波振動子９８が、一例として、図３に示す例のように一次元アレイ状に指定のピッチで配列されてなるものである。このように、超音波振動子アレイ１００を構成する超音波振動子９８は、内視鏡先端部４０の軸線方向（挿入部２６の長手軸方向）に沿って凸湾曲状に等間隔で配列されており、超音波用プロセッサ装置１４から入力される駆動信号に基づいて順次駆動されるようになっている。これによって、図２に示す超音波振動子９８が配列された範囲を走査範囲としてコンベックス電子走査が行われる。

図４に示すように、積層体８６の超音波振動子アレイ１００は、超音波信号を観察対象に送信する、かつ観察対象から反射した超音波を受信して電気信号に変換するものであり、超音波振動子アレイ１００の円弧状の中心側となる背面がバッキング材層１０２の上面と当接するように配置される。
また、超音波振動子アレイ１００は、超音波振動子アレイ１００を構成する複数の超音波振動子９８の長手方向に垂直となる少なくとも一方の面に設けられ、複数の超音波振動子９８とそれぞれ導通する複数の振動子電極１０３からなる電極部１０４を有する。電極部１０４の振動子電極１０３はそれぞれ、上述した複数の各超音波振動子９８に加えて、複数の各ケーブル配線部８８と電気的に接続される。また、超音波振動子アレイ１００の上面、かつ音響整合層９６に覆われておらず、音響レンズ９４のみに覆われている面において、超音波振動子アレイ１００を構成する複数の超音波振動子９８と超音波内視鏡１２内に設けられる接地電極（図示せず）とに、電気的に接続する上部電極部１０６と、を有する。

なお、超音波振動子アレイ１００の電極部１０４の各振動子電極１０３が配設される位置は、ケーブル配線部８８と電極部１０４との配線をする際の作業性を損なわない程度であれば、複数の超音波振動子９８の長手方向に対して厳密に垂直となる、超音波振動子アレイ１００の両側面の下側である必要はない。そのため、本発明において、超音波振動子アレイ１００を構成する複数の超音波振動子９８の配列面に対して垂直とは、複数の超音波振動子９８の配列面に対してマイナス５度からプラス５度程度の精度で、垂直（９０度）または略垂直であることを意味する。更に、振動子電極１０３は、ケーブル配線部８８との配線が煩雑にならなければ、図４に示すように、超音波振動子アレイ１００の両側面の下側に配設されている必要はなく、複数の超音波振動子９８の長手方向に垂直となる少なくとも一方の端面に設けられて良い。
また、超音波振動子アレイ１００を構成する複数の超音波振動子９８は、圧電素子により構成されるものであり、チタン酸ジルコン酸鉛又はポリフッ化ビニリデンなどの圧電体厚膜の両面に電極を形成した構成を有する。また、超音波振動子アレイ１００の電極部１０４とケーブル配線部８８との、及び上部電極部１０６と配線との電気的な接続の方法は、配線作業の作業性を損なわない方法であれば、ワイヤーボンディング、半田付け、熱溶着、異方導電性シート及び異方導電性ペーストを用いた方法などの周知の方法を用いることができる。

超音波観察部５８の超音波振動子ユニット６８において、後述する積層体８６の超音波振動子アレイ１００の各超音波振動子９８が駆動され、超音波振動子９８の電極部１０４及び上部電極部１０６の両電極に電圧が印加されると、圧電体が振動して超音波を順次発生し、被検体の観察対象部位に向けて超音波が照射される。そして、複数の超音波振動子９８をマルチプレクサなどの電子スイッチを用いて順次駆動させて、超音波振動子アレイ１００が配列された曲面に沿った走査範囲、例えば曲面の曲率中心から数十ｍｍ程度の範囲で、超音波が走査される。
また、観察対象部位から反射されたエコー信号（超音波エコー）を受信すると、圧電体が振動して電圧を発生し、この電圧を受信した超音波エコーに応じた電気信号（超音波検出信号）として超音波用プロセッサ装置１４に出力する。そして、超音波検出信号は、超音波用プロセッサ装置１４において各種の信号処理が施されてから、超音波画像としてモニタ２０に表示される。

積層体８６のバッキング材層１０２は、超音波振動子アレイ１００を機械的に支えるとともに、超音波振動子アレイ１００の振動を抑え、更に、超音波振動子アレイ１００の下側に伝播した超音波を減衰させるものであって、バッキング材層１０２の上面が超音波振動子アレイ１００の下面に当接するように配設され、積層体８６の幅方向において、超音波振動子アレイ１００よりも長い幅を有する。なお、バッキング材層１０２は、硬質ゴムなどの剛性を有する材料を用いて構成され、フェライト又はセラミックスなどの超音波減衰材が必要に応じて添加される。

超音波振動子アレイ１００を構成する複数の超音波振動子９８の長手方向に対して垂直となる、超音波振動子アレイ１００の両側面の下側に配設される振動子電極１０３からなる電極部１０４は、ケーブル配線部８８の振動子接続部１０７の複数の振動子接続端子１０９と電気的に接続するものである。電極部１０４は、超音波検査システム１０の超音波用プロセッサ装置１４からの超音波の駆動信号を、ケーブルばらけ部７２のケーブル７０を介して超音波振動子アレイ１００に送信する、及び超音波振動子アレイ１００が、反射された超音波を受信して出力した圧電気の信号を、ケーブル７０を介して、受信した超音波信号の解析と超音波画像の生成とを行う超音波用プロセッサ装置１４に送信するために用いられる。このように、電極部１０４は、超音波振動子アレイ１００の側面に配設される構造であるため、電極部１０４への配線を比較的容易に行うことができ、積層体８６の製造の成功率を向上させることができる。なお、ケーブル配線部８８とケーブル７０との電気的な接続の方法は、配線作業の作業性を損なわない方法であれば、ワイヤーボンディング、半田付け、熱溶着、異方導電性シート及び異方導電性ペーストを用いた方法などの周知の方法を用いることができる。また、電極部１０４は、ケーブル配線部８８がバッキング材層１０２の幅方向の側面に沿って配設されるように、すなわち、複数の超音波振動子９８の配列面に対して垂直となる、超音波振動子アレイ１００の端面側に設けられていればよく、バッキング材層１０２の幅方向の側面の上端部まで延設されることで、ケーブル配線部８８の一端と、バッキング材層１０２の幅方向の側面において接続されていても良い。

図４に示す超音波振動子アレイ１００の上面であって、音響整合層９６に覆われておらず、音響レンズ９４のみに覆われている面に配設される上部電極部１０６は、超音波振動子アレイ１００を構成する複数の各超音波振動子９８に接続する１つの電極からなる、超音波内視鏡１２内に設けられる接地電極（図示せず）に電気的に接続するものであり、超音波用プロセッサ装置１４から送信された、超音波振動子アレイ１００の両側面の下側に配設される電極部１０４から超音波振動子アレイ１００を構成するそれぞれの超音波振動子９８に送信された超音波を発振するための駆動信号を、超音波内視鏡１２内に設けられた接地電極を通じて接地するために用いられる。また、上部電極部１０６は、超音波振動子アレイ１００の上面に配設されるものであるが、上述のように、音響整合層９６の幅方向の側面よりも外側の領域に配設されているので、超音波振動子アレイ１００によって行われる超音波の送受信には特に影響がない。なお、上部電極部１０６は、超音波振動子アレイ１００を構成する複数の各超音波振動子９８を接地できれば良く、また、上部電極部１０６における配線作業の作業効率を妨げないものであれば、必ずしも１つの電極で構成される必要はないことはもちろんである。

以上のように、本発明においては、階段状に形成された階段部９２に沿って配設されたケーブル接続部１０８の複数の短冊状電極部１１１に、ケーブルばらけ部７２の複数のケーブル７０のそれぞれが配線されるので、複数のケーブル７０同士が互いに接触しないように、かつ、内視鏡先端部４０内の空間を効率的に使用して複数のケーブル７０と複数の短冊状電極部１１１とを配線することができる。そのため、ケーブル配線部８８においては、単純な構成の電極配置を用いて、複数のケーブル７０と複数の短冊状電極部１１１との配線における作業性を向上させるとともに、超音波振動子ユニット６８を製造する際の成功率を向上させ、かつ超音波振動子ユニットを小型化することができる。
なお、上述した例では、階段部９２をバッキング材層１０２の幅方向の中心側に設け、階段部９２の幅方向両側にケーブル配線部８８の短冊状電極部１１１の電極パッド１１２を階段状に配置するようにしているが、本発明はこれに限定されず、階段部９２をバッキング材層１０２の幅方向の中心側に、階段状にケーブル配線部８８の短冊状電極部１１１の電極パッド１１２を配置するようにしても良い。
また、階段部９２は、ケーブル配線部８８の複数の短冊状電極部１１１を階段状に支持できれば、特に制限的ではなく、一体的な部材でなくとも、厚みの異なる複数の短冊状の支持部材から構成されるものであっても良い。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしても良いのはもちろんである。

１０ 超音波検査システム
１２ 超音波内視鏡
１４ 超音波用プロセッサ装置
１６ 内視鏡用プロセッサ装置
１８ 光源装置
２０ モニタ
２２ 送水タンク
２４ 吸引ポンプ
２６ 挿入部
２８ 操作部
３０ ユニバーサルコード
３２ 送気送水ボタン
３４ 吸引ボタン
３６ アングルノブ
３８ 処置具挿入口
４０ 内視鏡先端部
４２ 湾曲部
４４ 軟性部
４６ 超音波用コネクタ
４８ 内視鏡用コネクタ
５０ 光源用コネクタ
５２ａ、５２ｂ チューブ
５４ 斜面部
５６ 内視鏡観察部
５８ 超音波観察部
６０ 処置具導出口
６１ 処置具挿通チャンネル
６２ 送気送水ノズル
６４ 撮像部
６６ 照明部
６８ 超音波振動子ユニット
７０ ケーブル
７２ ケーブルばらけ部
７４ ケーブル被覆部
７６ 観察窓
７８ 対物レンズ
８０ 撮像素子
８２ 信号ケーブル
８４ 照明窓
８６ 積層体
８８ ケーブル配線部
９０ ハウジング
９２ 階段部
９３ 充填剤層
９４ 音響レンズ
９６ 音響整合層
９８ 超音波振動子
１００ 超音波振動子アレイ
１０２ バッキング材層
１０３ 振動子電極
１０４ 電極部
１０６ 上部電極部
１０７ 振動子接続部
１０８ ケーブル接続部
１０９ 振動子接続端子
１１０ 帯状片
１１１ 短冊状電極部
１１２ 電極パッド
１１３ａ 第１折り曲げ部
１１３ｂ 第２折り曲げ部

Claims (8)

1. それぞれ棒状体の形状を有する複数の超音波振動子が、前記棒状体の形状の長手方向を揃えて円弧状に配列された超音波振動子アレイと、
   前記複数の超音波振動子の、前記長手方向に垂直となる少なくとも一方の端面に設けられ、前記複数の超音波振動子とそれぞれ導通する複数の電極を持つ電極部と、
   前記超音波振動子アレイの、前記円弧状の中心側となる背面に配設された円弧状のバッキング材層と、
   前記電極部の複数の電極と電気的に接続される複数の配線にそれぞれ複数のケーブルが配設される、フレキシブルプリント配線基板からなるケーブル配線部と、を有し、
   前記フレキシブルプリント配線基板は、前記超音波振動子アレイとは逆側となる前記バッキング材層の下側まで延長されて、複数の帯状片に櫛状に分離されており、
   前記ケーブル配線部は、前記複数の帯状片にそれぞれ設けられた複数の短冊状電極部を櫛状に備えたケーブル接続部を有し、
   各短冊状電極部は、各帯状片に、各帯状片の長手方向に少なくとも１つの電極パッドが直線状に配置されたものであることを特徴とする超音波振動子ユニット。
2. 前記バッキング材層の下側の面に当接して配設され、前記棒状体の形状の長手方向に沿った前記バッキング材層の幅方向に直交し、かつ前記バッキング材層の下側の面に対して前記超音波振動子アレイの一方の端部の超音波振動子の側から他方の端部の超音波振動子の側に向かって、前記バッキング材層の幅方向に階段状となる階段部を有し、
   前記ケーブル配線部の前記ケーブル接続部より上側の部分は、前記バッキング材層に沿って配設され、
   前記フレキシブルプリント配線基板の前記複数の帯状片は、前記バッキング材層の下側の面に沿って折り曲げられ、かつ前記階段部の各段に至って再び折り曲げられ、前記階段部の各段に沿って配置され、
   前記ケーブル接続部の複数の前記短冊状電極部は、前記階段部の各段に沿って配置された各帯状片に配設される請求項１に記載の超音波振動子ユニット。
3. 前記ケーブル接続部は、前記階段部の段数と同数の前記短冊状電極部を有する請求項２に記載の超音波振動子ユニット。
4. 複数の前記短冊状電極部の幅は、各前記短冊状電極部が沿って配設される前記階段部の各段の段差方向の幅より狭い請求項２〜３のいずれか一項に記載の超音波振動子ユニット。
5. 各前記短冊状電極部の長手方向の長さは、前記階段部の低い段に沿って配設されるものほど長く、かつ、各前記短冊状電極部の有する前記電極パッドの数は、前記階段部の低い段に沿って配設されるものほど多い請求項２〜４のいずれか一項に記載の超音波振動子ユニット。
6. 前記ケーブル接続部は、前記短冊状電極部のそれぞれの前記電極パッドを一端として、前記階段部の高い段から低い段へ向かうように前記複数のケーブルが配線される請求項２〜５のいずれか一項に記載の超音波振動子ユニット。
7. 前記階段部の各段は、その段に沿って配設される前記短冊状電極部の長手方向において前記短冊状電極部よりも広い幅を有し、かつ低い段ほど広い幅を有する請求項２〜６のいずれか一項に記載の超音波振動子ユニット。
8. 前記階段部は、前記バッキング材層と同一の材質からなる請求項２〜７のいずれか一項に記載の超音波振動子ユニット。