WO2006033232A1 - 超音波振動子、超音波振動子アレイ、及び超音波内視鏡装置 - Google Patents

超音波振動子、超音波振動子アレイ、及び超音波内視鏡装置 Download PDF

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ultrasonic
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Yukihiko Sawada
Katsuhiro Wakabayashi
Akiko Mizunuma
Takuya Imahashi
Sunao Sato
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    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • B06B1/0633—Cylindrical array

Definitions

  • Ultrasonic transducer Ultrasonic transducer, ultrasonic transducer array, and ultrasonic endoscope apparatus
  • the present invention relates to an electronic radial scanning ultrasonic transducer.
  • ultrasonic transducers are used to repeatedly transmit ultrasonic pulses into living tissue, and echoes of ultrasonic pulses that are reflected from living tissue are the same or different.
  • the information collected from multiple directions in the living body is displayed as a visible ultrasonic tomographic image by gradually shifting the direction in which the ultrasonic pulse is transmitted / received by an ultrasonic transducer provided in the body.
  • Various ultrasonic diagnostic apparatuses have been proposed.
  • the ultrasonic vibrator may be a radial array type in which a plurality of piezoelectric elements are arranged in a cylindrical shape, a convex array type in which a plurality of piezoelectric elements are arranged in a substantially cylindrical shape, or a linear array type in which a plurality of piezoelectric elements are arranged in a flat plate.
  • the above-mentioned radial array type ultrasonic transducer is, for example, a piezoelectric element plate made of lead zirconate titanate or the like as a material on a supporting member formed of a flexible thin plate having a damper effect.
  • a vibrator array is formed, and a back surface of a support member constituting the vibrator array is bonded and formed around a damper material (both a backing material and a weir) which also serves as a fixing member having a circular cross section.
  • a damper material both a backing material and a weir
  • an acoustic matching layer and a back load material formed of a deformable material or the like are respectively provided on both sides of the piezoelectric element, and cut from the acoustic matching layer to a part of the back load material at desired intervals by cutting means.
  • An ultrasonic probe is manufactured by forming a kerf to reach and attaching and fixing a back load material to the outer surface of the curved body formed to a desired curvature (see, for example, Patent Document 2).
  • a backing material frame is disposed inside the acoustic lens, and a cable wiring board is erected inside the backing material frame, and the backing material is filled around the cable wiring board.
  • an ultrasonic array transducer see, for example, Patent Document 3).
  • an electronic scanning ultrasonic transducer is provided in the insertion portion of the endoscope into the body cavity, and by using this, the digestive tract with good image quality without the influence of gas or bone in the body cavity. It can clearly show deep organs such as the wall and splenic bile.
  • These electronic scanning ultrasonic transducers have several tens of elements or more, and it is necessary to connect to each element coaxial cables for transmission and reception corresponding to the number of elements.
  • the core wire of the coaxial cable is soldered to the signal electrode of each element and the ground electrode of each element is connected. It is common to solder the shielded cable of coaxial cable.
  • the radial type is a mechanical radial scanning method in which an ultrasonic beam is transmitted and received radially by transmitting and receiving an ultrasonic beam in the circumferential direction, and a plurality of piezoelectric elements are arranged in a cylinder.
  • an electronic radial scanning method see, for example, Patent Document 4 in which ultrasonic beams are radially transmitted and received by electronic control by arranging them on the outer periphery.
  • FIG. 1 is a view showing an existing ultrasonic endoscope apparatus.
  • the ultrasonic endoscope apparatus 1000 shown in FIG. 1 includes a connection unit 1010, an operation unit 1020, and an insertion unit 1 030.
  • the insertion unit 1030 includes a tip unit 1040.
  • connection unit 1010 is connected to, for example, a display device provided with a display or the like, and an image or the like captured by a micro camera provided at the front end 1040 is displayed on the display.
  • the operation unit 1020 performs, for example, bending operations in the upper, lower, left, and right of the insertion unit 1030 according to the user's operation.
  • a radial type ultrasonic wave configured such that a plurality of ultrasonic transducers are continuously arranged annularly centering on the insertion axis.
  • a transducer array is provided, and an ultrasonic transducer selected from among the plurality of ultrasonic transducers of the radial type ultrasonic transducer array transmits or receives ultrasonic waves. Then, the ultrasonic waves received by the ultrasonic transducer array are converted into electric signals and displayed as an image on the display or the like.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a broken line frame H shown in FIG.
  • the distal end portion 1040 is provided with a camera portion 1110 provided with the above-described microminiature camera, illumination and the like, and an ultrasonic wave portion 1 111 provided with the above-described radial type ultrasonic transducer array and the like. It is configured.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an ultrasonic transducer array.
  • the ultrasonic transducer array 1120 shown in FIG. 3 includes a piezoelectric element 1121, a first acoustic matching layer 1122, and a second acoustic matching layer 1123.
  • the piezoelectric element 1121, the first acoustic matching layer 1122, and the second acoustic matching layer 1123 are divided into a plurality of grooves provided in common, and constitute the plurality of ultrasonic transducers.
  • the grooves provided commonly to the piezoelectric element 1211, the first acoustic matching layer 1122, and the second acoustic matching layer 1123 are formed from the top surface of the piezoelectric element 1121, as shown in FIG. It is assumed that the ultrasonic transducers extend to a part and are connected by the second acoustic matching layer 1123 respectively.
  • dividing members 1124 (1124-1, 1124-2, 1124-3, 1124-4, 1124-5,...) are provided in the respective grooves.
  • the dividing member 1124 is made of a grease particle or the like for attenuating ultrasonic waves, and is solidified after being filled in a groove commonly provided in the piezoelectric element 1121, the first acoustic matching layer 1122, and the second acoustic matching layer 1123. (See, for example, Patent Document 5).
  • the end faces in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the ultrasonic transducer array 1120 are connected as shown in FIG. Configure an array.
  • FIG. 4 is a view showing the ultrasonic transducer array 1120 shown in FIG. 3 configured as a radial type ultrasonic transducer array.
  • the inner side of the opening of the radial type ultrasonic transducer array 1120 shown in FIG. The frame member 1130 is provided, and the frame member 1130 is an ultrasonic transducer array 11.
  • Each of the twenty ultrasonic transducers holds an annularly formed state.
  • the frame member 1130 may be used to hold the shape of each ultrasonic transducer of the ultrasonic transducer array 1120 (see, for example, Patent Document 3).
  • the electronic radial type ultrasonic transducer originally scans in the direction of 360 degrees, it is desirable that the scanning interval be uniform in all directions.
  • the distance between adjacent ultrasonic transducer elements at the seam 2010 of the cylindrical ultrasonic transducer plate 2000 Is different from the others, and the element element force that sandwiches this seam also affects the image quality that can be obtained.
  • the radial type ultrasonic transducer array 1120, and the convex type super In any type of ultrasonic transducer array of ultrasonic transducer array or linear ultrasonic transducer array, when manufacturing, inspection or repair of the ultrasonic transducer array, It is necessary to identify the ultrasonic transducer of
  • the ultrasonic transducer array of the convex type and the ultrasonic transducer array of the linear type information of what function the ultrasonic transducer of what number has been registered from the ultrasonic transducer at the end in advance
  • the ultrasonic transducers By storing the ultrasonic transducers in order from the ultrasonic transducer at the end to the predetermined ultrasonic transducer, it is possible to identify the predetermined ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic transducers at both ends are connected to each other, Since each ultrasonic transducer is formed in an annular shape, the ultrasonic transducer at the end becomes difficult to understand, and there is a problem that it becomes difficult to specify a predetermined ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic vibration is used when the ultrasonic transducer array itself is very small because it is used in the ultrasonic endoscope apparatus. There is a problem that it becomes difficult to identify a given ultrasonic transducer because it becomes difficult to count children.
  • the support member may cause performance problems such as extension of the pulse width.
  • the elastic material is flexible or easily deformed, and the elastic member is in a bent state so as to be a damper material or a curved surface.
  • the elastic member is in a bent state so as to be a damper material or a curved surface.
  • the thickness of the adhesive layer may vary, or the shape of the members may not be made highly accurate, so that the desired shape accuracy may be obtained. It was difficult to get
  • the knocking material frame (frame) has high height, shape accuracy, insulation, and connection with lead wires. For this reason, it is required to be able to attach a conductor pattern and to withstand the heat of soldering, etc.
  • Forces General substrate materials such as glass epoxy substrates used for such applications are parts of shaped edges And peeling of resin and glass fiber occurred! /, The fine shape changed, so there was a problem that it was difficult to improve machining accuracy
  • Another object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer array capable of easily identifying a predetermined ultrasonic transducer regardless of the type of ultrasonic transducer.
  • the occurrence of defects due to residual stress can be prevented by using PPE (polyphenyl ether: Poly Phenyl Ether) which has good heat resistance and does not lose its external shape as the material of the frame.
  • PPE polyphenyl ether: Poly Phenyl Ether
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-271839
  • Patent Document 2 Patent 2502685
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-224104
  • Patent Document 4 Japanese Examined Patent Publication Sho 63-14623
  • Patent Document 5 JP-A-10-285695
  • the present invention adopts the following configuration.
  • the electronic radial type ultrasonic transducer according to the present invention is an electronic radial type ultrasonic transducer in which a plurality of ultrasonic transducer elements transmitting and receiving ultrasonic waves are arranged at equal intervals in a cylindrical shape, and a plurality of acoustic matching layers are stacked.
  • An acoustic transducer, the air gap formed on the side surface of the cylindrical electronic radial type ultrasonic transducer is filled with the same material as the acoustic matching layer of the outermost layer. It is characterized by filling.
  • the gap may be substantially the same as the gap between the ultrasonic transducer elements.
  • the electronic radial ultrasonic transducer may be a member made of the same material as the acoustic matching layer of the outermost layer, and may be installed in the air gap.
  • the member may fill the void with an adhesive composed of the same material as the acoustic matching layer of the outermost layer.
  • the member is installed in a void portion sandwiched by portions other than the portion transmitting / receiving the ultrasonic wave in the ultrasonic transducer element among the voids. !, But! ,.
  • an ultrasonic transducer element for transmitting and receiving ultrasonic waves is arranged in a cylindrical shape at regular intervals, and a plurality of acoustic matching layers are laminated.
  • a radial type ultrasonic transducer, wherein a gap formed on a side surface of the cylindrical electronic radial type ultrasonic transducer has substantially the same length as a distance between the ultrasonic transducer elements. It features.
  • the electronic radial type ultrasonic transducer of the present invention manufactures a structure in which a plurality of ultrasonic transducer elements transmitting and receiving ultrasonic waves are arrayed and a plurality of acoustic matching layers are stacked.
  • a step of forming a structure a step of forming a cylinder by making the first side and the second side of the structure face each other, and forming the structure into a cylinder, and the first step of forming the cylindrically shaped structure
  • a plurality of cables are inserted through an insulating member provided with an annular member and an insulating member having a ridge at one end of the substantially cylindrical body, and one end of each cable is provided on the ridge surface of the insulating member Cable insertion for bonding to each of multiple electrode pads And inserting the insulating member into the structure until the ridge of the insulating member obtained in the cable inserting step contacts the annular member of the structure obtained in the annular member setting step. Insulating member inserting step, and the electrode pad provided on the weir surface of the insulating member inserted by the insulating member inserting step, and the ultrasonic noise And connecting the electrodes of the wave oscillator element with a conducting wire.
  • scope of the present invention extends to an ultrasonic endoscope provided with the above-mentioned electronic radial type ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic transducer array of the present invention includes a plurality of ultrasonic transducers formed by providing a plurality of grooves in a plate-like piezoelectric element, and one of the plurality of ultrasonic transducers is selected.
  • a plurality of ultrasonic transducers configured by providing a plurality of grooves in a plate-like piezoelectric element, and all of the plurality of ultrasonic transducers are in contact with each other.
  • a frame member for holding the shapes of the plurality of ultrasonic transducers, wherein an ultrasonic transducer is transmitted or received by a selected ultrasonic transducer among the plurality of ultrasonic transducers.
  • a dividing member is provided in each of the plurality of grooves, and the color of the dividing member adjacent to the predetermined ultrasonic transducer among the dividing members is different from the color of the other dividing members, and the predetermined A mark indicating the position of the predetermined ultrasonic transducer is provided on the frame member in the vicinity of the ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic transducer array may be solidified after the dividing member mixed with a coloring material is filled in the groove adjacent to the predetermined ultrasonic transducer, or The division member from which the color material has been removed is filled in the groove adjacent to the predetermined ultrasonic transducer and then solidified, whereby the division member adjacent to the predetermined ultrasonic transducer of the respective division members is solidified.
  • the color of the member may be different from the color of the other divided member.
  • the plate-like dividing members different in color from the other dividing members are inserted into the grooves adjacent to the predetermined ultrasonic transducers, respectively.
  • the color of the division member adjacent to the predetermined ultrasonic transducer among the division members may be configured to be different from the color of the other division member.
  • the division members of the ultrasonic transducer array may be configured such that the color of one part of the ultrasonic transducer array is different from the color of the other part!
  • a plurality of ultrasonic transducers configured by providing a plurality of grooves in a plate-like piezoelectric element and a plurality of the ultrasonic transducers are in contact with the plurality of ultrasonic transducers.
  • An ultrasonic transducer array comprising: a frame member for retaining the shape of an ultrasonic transducer, wherein selected ultrasonic transducers among the plurality of ultrasonic transducers transmit or receive ultrasonic waves,
  • a feature is that a mark indicating the position of the predetermined ultrasonic transducer is provided on the frame member in the vicinity of the predetermined ultrasonic transducer.
  • a predetermined ultrasonic transducer of the above-mentioned ultrasonic transducer array may be constituted by a plurality of ultrasonic transducers having the same characteristic or function.
  • the ultrasonic transducer array of the present invention includes a plurality of ultrasonic transducers formed by providing a plurality of grooves in a plate-like piezoelectric element, and one of the plurality of ultrasonic transducers is selected.
  • Ultrasonic transducer array in which ultrasonic waves are transmitted or received in the ultrasonic transducer, wherein two ultrasonic transducers at both ends of the plurality of ultrasonic transducers are connected to each other through a connection member.
  • the plurality of ultrasonic transducers are annularly formed to be connected, and the color of the connection member is different from the color of the division members respectively provided in the plurality of grooves.
  • the ultrasonic endoscope apparatus of the present invention further includes a plurality of ultrasonic transducers configured by providing a plurality of grooves in a plate-like piezoelectric element, and the plurality of ultrasonic transducers are provided.
  • An ultrasonic endoscope apparatus provided with an ultrasonic transducer array in which transmission or reception of ultrasonic waves is performed in an ultrasonic transducer selected from among the above, and a dividing member is provided in each of the plurality of grooves, The color of the division member adjacent to the predetermined ultrasonic transducer among the division members is different from the color of the other division members.
  • the ultrasonic transducer of the present invention is fixedly disposed at a predetermined position of the acoustic matching layer including a hard layer, and the hard layer whose length dimension is shorter than that of the acoustic matching layer,
  • the protrusion protrudes from the piezoelectric elements
  • the ultrasonic transducer of the present invention is fixedly disposed at a predetermined position of the acoustic matching layer including a hard layer, and the hard layer whose length dimension is shorter than that of the acoustic matching layer,
  • the acoustic matching layer which protrudes from the piezoelectric element in a state where the piezoelectric body divided into a plurality of piezoelectric elements by the cutting means in the above state and the surface of the divided piezoelectric element are disposed on the inner peripheral surface side
  • a rigid vibrator shape forming member fixedly arranged on the surface on which the piezoelectric element is arranged to arrange a plurality of piezoelectric elements in a predetermined shape, and arranged outside the vibrator shape forming member, the conductor portion and the outside
  • an insulating member made of a fiber reinforced thermosetting PPE.
  • an acoustic matching layer formed by laminating at least a hard first acoustic matching layer and a soft second acoustic matching layer, and a length dimension from the acoustic matching layer
  • the piezoelectric member is fixedly disposed at a predetermined position on the surface of the first acoustic matching layer, and is divided into a plurality of piezoelectric elements by the cutting means in the fixedly disposed state, and the inner periphery of the surface of the divided piezoelectric elements.
  • thermosetting resin which is fixedly disposed on the surface of the first acoustic matching layer constituting the acoustic matching layer protruding from the piezoelectric element in a state of being disposed on the surface side, and a plurality of piezoelectric elements are arranged in a predetermined shape.
  • a vibrator shape forming member made of PPE.
  • an acoustic matching layer formed by laminating at least a hard first acoustic matching layer and a soft second acoustic matching layer, and a length dimension larger than that of the acoustic matching layer
  • the piezoelectric member is fixedly disposed at a predetermined position on the surface of the first acoustic matching layer, and is divided into a plurality of piezoelectric elements by the cutting means in the fixedly disposed state, and the inner periphery of the surface of the divided piezoelectric elements.
  • an insulating member made of a fiber reinforced thermosetting PPE which is disposed outside the vibrator shape forming member and electrically insulates the conductor portion from the outside.
  • the piezoelectric element is passed through the first acoustic matching layer from the surface of the piezoelectric body on which the cutting means is fixedly arranged on the first acoustic matching layer.
  • the groove is formed by providing dividing grooves having a predetermined distance to the acoustic matching layer.
  • the transducer shape forming member has a circular shape.
  • the insulating member has a circular shape.
  • the transducer shape-forming member has a substantially partial cylindrical shape.
  • the insulating member preferably has a substantially partial cylindrical shape.
  • a positional relationship in which a part of the acoustic matching layer is projected to a predetermined position of the acoustic matching layer including the hard layer and the hard layer constituting the acoustic matching layer is projected to a predetermined position of the acoustic matching layer including the hard layer and the hard layer constituting the acoustic matching layer.
  • a piezoelectric body provided with one surface side electrode and the other surface side electrode on both flat portions which are divided into a plurality of piezoelectric elements by the cutting means in the state of being fixedly arranged and the above-mentioned divided piezoelectric body In a state in which the surface of the element is disposed on the inner peripheral surface side, a fiber is disposed on a surface of the acoustic matching layer protruding from the piezoelectric element on which the piezoelectric element is disposed, and a plurality of piezoelectric elements are arranged in a predetermined shape.
  • a vibrator-shaped forming member made of a reinforced thermosetting PPE, which is parallel to the piezoelectric body at a predetermined position on the end side of the acoustic matching layer and which faces an electrode provided on a flat portion of the piezoelectric body. While providing a band-shaped conductive material of width, the above vibration Characterized in that the shape forming member provided with a conductive portion which is opposed placed in extension arranged conductive material from the piezoelectric.
  • a positional relationship in which a part of the acoustic matching layer protrudes at a predetermined position of the acoustic matching layer including the hard layer and the hard layer constituting the acoustic matching layer is a positional relationship in which a part of the acoustic matching layer protrudes at a predetermined position of the acoustic matching layer including the hard layer and the hard layer constituting the acoustic matching layer.
  • a piezoelectric body provided with one surface side electrode and the other surface side electrode on both flat portions which are divided into a plurality of piezoelectric elements by the cutting means in the state of being fixedly arranged and the above-mentioned divided piezoelectric body In a state where the surface of the element is disposed on the inner peripheral surface side, a plurality of the acoustic matching layers protruding from the piezoelectric element are fixedly disposed on the surface on which the piezoelectric element is disposed, A hard vibrator shape forming member for arranging piezoelectric elements in a predetermined shape, and a fiber reinforced heat curing PPE which is disposed outside the vibrator shape forming member and electrically insulates the conductor portion from the outside.
  • An insulating member and providing a strip-shaped conductive material having a predetermined width parallel to the piezoelectric body and facing an electrode provided on the flat portion of the piezoelectric body at a predetermined position on the end side of the acoustic matching layer;
  • the vibrator shape forming member is provided with a conductive portion disposed opposite to the conductive material disposed so as to extend from the piezoelectric body.
  • the conductive member is a metal brazing member, a conductive adhesive, a conductive paint, or a conductive film.
  • FIG. 1 is a view showing an existing ultrasonic endoscope apparatus.
  • FIG. 2 It is an enlarged view of a broken line frame H.
  • FIG. 3 is a view showing an example of an ultrasonic transducer array.
  • FIG. 4 is a view showing a radial type ultrasonic transducer array.
  • FIG. 5 is a view showing a joint of a general electronic radial type ultrasonic transducer.
  • FIG. 6 is a view showing an appearance configuration of an ultrasonic endoscope in the present embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a distal end portion 3 of the ultrasonic endoscope 1 of FIG.
  • FIG. 8 A diagram showing a manufacturing process (part 1) of an ultrasonic transducer.
  • FIG. 9 A diagram showing a manufacturing process (part 2) of the ultrasonic transducer.
  • FIG. 10A is an enlarged view of a seam 28 of FIG. 9;
  • FIG. 10B is an enlarged view of a seam 28 of FIG. 9;
  • FIG. 11 is a view showing another example of application of the spacer to the joint.
  • Fig. 14A is a diagram showing a manufacturing process (5) of an ultrasonic transducer.
  • FIG. 14B is a view showing a manufacturing process (5) of an ultrasonic transducer.
  • Fig. 15 is a diagram showing a manufacturing process (part 6) of the ultrasonic transducer.
  • Fig. 16A is a diagram showing a manufacturing process (part 7) of the ultrasonic transducer.
  • Fig. 17 is a diagram showing a manufacturing process (part 8) of an ultrasonic transducer.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of FIG. 17;
  • Fig. 19 is a view showing an ultrasonic transducer array according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a view showing a radial type ultrasonic transducer array according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • ⁇ 23] is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a view showing a radial type ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a view showing a convex ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a view showing a linear type ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • Fig. 27 is a view showing a radial type ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a perspective view showing an ultrasonic transducer.
  • Fig. 29 is a longitudinal sectional view illustrating the configuration of the ultrasonic transducer.
  • FIG. 30 A sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 31 It is an enlarged view of the part shown by arrow B of FIG.
  • FIG. 32 is a view for explaining another configuration example of the portion indicated by arrow B in FIG. 29.
  • FIG. 33 is a view for explaining another configuration example of the portion indicated by arrow B in FIG. 29.
  • FIG. 34 It is an enlarged view of the part shown by arrow C of FIG.
  • Fig. 35 is a view for explaining members forming an acoustic matching layer.
  • Fig. 36 is a view for explaining an acoustic bonding layer.
  • Fig. 9 is a view for explaining a first stacked body.
  • Fig. 39 is a view for explaining members for forming a second laminated body.
  • Fig. 40 is a view for explaining a second stacked body.
  • FIG. 41 is a diagram for explaining a process of electrically connecting the conductive pattern of the substrate and the electrode on the one side of the piezoelectric ceramic.
  • FIG. 42 A diagram showing a state in which a piezoelectric ceramic is divided into piezoelectric elements by forming divided grooves.
  • ⁇ 43 A diagram showing a second stacked body in which a predetermined number of division grooves are formed.
  • FIG. 44 is a view showing a state in which a second laminate provided with a plurality of piezoelectric elements is deformed.
  • Fig. 45 is a view for explaining members for forming a cylindrical vibrator unit.
  • Fig. 46 is a view for explaining a state in which a vibrator shape forming member is disposed in the first acoustic matching layer.
  • FIG. 47 is a view for explaining a state in which a vibrator shape forming member is arranged on a substrate.
  • FIG. 48 is a view showing a vibrator shape forming member and a second laminate for forming a convex array type vibrator unit.
  • Fig. 49 is a diagram showing a vibrator shape forming member and a second laminate for forming a linear array vibrator unit.
  • Fig. 50 is a view for explaining a configuration of a radial ultrasonic transducer using an insulating member of a fiber reinforced thermosetting PPE.
  • Fig. 51 is a view showing a radial type ultrasonic transducer using an insulating member of a fiber reinforced thermosetting PPE.
  • FIG. 52 is a view for explaining the configuration of a convex ultrasonic transducer using an insulation member of a fiber-reinforced thermosetting PPE.
  • FIG. 53 is a view showing a convex ultrasonic transducer using an insulation member of fiber reinforced thermosetting PPE.
  • FIG. 6 shows an appearance configuration of the ultrasonic endoscope in the present embodiment.
  • the ultrasonic endoscope 1 includes an operation unit 6 at the proximal end of the elongated insertion unit 2.
  • a universal cord 7 connected to the light source device extends from the side of the operation unit 6.
  • the insertion portion 2 is configured by connecting a tip portion 3, a bendable bending portion 4, and a flexible tube portion 5 having flexibility sequentially in order from the tip side.
  • the operation section 6 is provided with a bending operation knob 6a, and the bending section 4 can be bent by operating the bending operation knob 6a.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the distal end portion 3 of the ultrasonic endoscope 1 of FIG.
  • the distal end portion 3 is provided with an ultrasonic transducer 10 (or an ultrasonic transducer array) that enables electron radial scanning, and a slope portion 12 is formed between the bending portion 4 and the ultrasonic transducer 10. It is done.
  • the ultrasonic transducer 10 is covered with a material on which the acoustic lens 11 is formed.
  • the sloped portion 12 has a proof lens cover (not shown) that forms an illumination optical unit that emits illumination light to the observation site, an observation lens cover 13 that forms an observation optical unit that captures an optical image of the observation site, and a treatment tool There is a forceps outlet 14 which is an opening.
  • FIG. 8 shows a manufacturing process (part 1) of the ultrasonic transducer.
  • the substrate 20 the conductor 21, the electrode 22 (22a, 22b), the piezoelectric element 23, the acoustic matching layer 24 (the first acoustic matching layer 24a, the second acoustic matching)
  • the conductive resin 25 and the groove 26 is prepared. Now, preparation of the structure A will be described.
  • the first acoustic matching layer 24 a is formed.
  • a groove is formed in the first acoustic matching layer 24 a using, for example, a dicing saw (precise cutter), and the conductive resin 25 is poured into the groove.
  • the piezoelectric element 23 in which the electrodes 22a and 22b are formed is joined to both opposing main surfaces.
  • the substrate 20 is attached to the side of the piezoelectric element 23.
  • An electrode layer 20 a is formed on the surface of the substrate 20.
  • the electrode layer 20a and the electrode 22a are electrically Attach a conductor 21 to make it conductive.
  • each divided transducer is referred to as a transducer element 27.
  • the material of the first acoustic matching layer 24 a is an epoxy resin containing a filler such as alumina or TiO 2 (TiO 2). 2 sounds
  • an epoxy resin which contains a filler is used as the material of the magnetic matching layer 24b.
  • machinable ceramics, carbon or epoxy resin containing fillers or fibers are used as the material of the first acoustic matching layer, and alumina or titanium oxide is used for the second acoustic matching layer.
  • the third acoustic matching layer contains an epoxy resin that contains a filler, and contains an epoxy resin that contains a small amount of filler (such as less than the case of two-layer matching). Preferred! / ,.
  • the structure A is curved and made cylindrical so that the side face XI of the laminate and the face of the side face X2 face each other.
  • the structure A is made into a cylindrical shape by being depressed and formed into a semi-cylindrical shape (cylindrical shape) by sandwiching the structure A with two molds. Then, since the surface of the seam gradually approaches, the tightening is stopped when the seam approaches until it reaches a predetermined interval (for example, near the width of the dancing groove).
  • a spacer is prepared in advance by a casting method.
  • the width of the spacer is slightly smaller than the width of the dancing groove (for example, if the width of the dancing groove is about 25 m, the width of the spacer is about 15 ⁇ m and if the width of the dancing groove is about 50 ⁇ m,
  • the spacer width should be approximately 40 ⁇ m.
  • the spacer uses the same resin as the outermost acoustic matching layer (for example, the second acoustic matching layer in the case of two-layer matching, and the same resin as the third acoustic matching layer in the case of three-layer matching).
  • the force of sandwiching the spacer on the entire surface of the joint may be used, for example, to partially sandwich the spacer as shown in FIG.
  • spacers 29a and 29b are sandwiched between both sides XI and X2 on both sides XI and X2 that are not substantially the drive part (piezoelectric element 23), and the same resin as the acoustic matching layer of the outermost layer (for example, two layers)
  • the second acoustic matching layer and in the case of the three-layer alignment, the same resin as the third acoustic matching layer may be filled as the adhesive 31.
  • the acoustic lens 11 is formed on the cylindrical surface (hereinafter referred to as a structure B).
  • the acoustic lens 11 may be combined with a cylindrical structure A which has been manufactured in advance as a single acoustic lens, or a cylindrical structure A is placed in a mold to make an acoustic lens material.
  • the acoustic lens 11 may be formed by pouring into the mold.
  • the lens portion 11a actually functions as an acoustic lens.
  • the annular structural member 30 a is attached to the inside of the opening of the structure B. At this time, the structural member 30a is attached so as to be located on the substrate 20 (see FIG. 14A).
  • the structural member 30b is similarly attached to the opening on the opposite side. At this time, the structural member 30b is attached so as to be located on the conductive resin 25 (see FIG. 14A).
  • FIG. 14B shows a cross section of the structure B to which the structural member 30 is attached.
  • a backing material 40 is provided between the structural members 30 a and 30 b. Fill with (see Figure 14B).
  • a gelled epoxy resin mixed with an alumina filler is used for the knocking material.
  • a conductor (copper wire) 41 is attached onto the conductive resin 25 (see FIG. 14C) (hereinafter, the structure prepared in FIG. 14C is referred to as a structure C).
  • a cylindrical cylindrical member 50 is inserted from one opening side of the structure C (the side on which the substrate 20 is provided).
  • the cylindrical member 50 comprises a cylindrical portion 53 and an annular collar 52 provided at one end thereof.
  • an FPC substrate is provided, and on the surface, several hundreds of electrode pads 51 are provided.
  • a bundle of cables 62 is passed, and the tip of the cable 62 is soldered to each electrode pad 51, and (the cable inside the electrode pad 51 (toward the center of the ring) Solder and connect 62.
  • the cable 62 usually uses a coaxial cable for noise reduction.
  • the cylindrical member 50 is made of an insulator material (eg, engineering plastic).
  • an insulator material eg, engineering plastic.
  • the insulator material for example, polysulfone, polyether imide, polyethylene oxide, epoxy resin and the like can be mentioned.
  • FIG. 17 shows that after the cylindrical member 50 is inserted and positioned (see FIG. 16), the outer portion of the electrode pad 51 (the electrode pad portion in the outer circumferential direction of the ring) and the electrode of the transducer element 27 A state in which the layer 20a is connected using a wire 90 is shown.
  • FIG. 18 shows a cross-sectional view of FIG.
  • the cable 62 is soldered to the center of the electrode pad 51 in the center direction of the ridge.
  • one end of the wire 90 is connected by solder 1011 to the outer peripheral direction of the crucible, and the other end is connected by solder 1021 to the signal side electrode layer 20a on the substrate 20 of the transducer element.
  • the wires are connected using short wires 90 so that the wires do not contact the adjacent signal side electrode layer 20a and cause a short circuit.
  • the potting resin 1001 covers the entire connection portion between the cable 62 and the electrode pad 51.
  • the spacer material may be colored with, for example, titanium dioxide in white to color the spacer white so that the location of the spacer may be recognized. This makes it easy to determine the first element (the element at the joint portion).
  • the same resin material as the outermost acoustic matching layer is used as a spacer at the joint when the ultrasonic transducer is formed into a cylindrical shape, and the width of this spacer is further determined.
  • the endoscope used for the treatment is subjected to high heat sterilization treatment using an autoclave or the like, if there is a difference in the material of the joint, the difference in thermal expansion coefficient of each material causes a difference in stress, Force with which a crack may come in
  • the present invention since the same material is used for all the materials in the joint, no crack is generated without uneven stress. Therefore, the durability of the ultrasonic transducer is improved.
  • the influence due to the joint is minimized, it is possible to obtain 360 ° uniform image quality.
  • the width of the seam is adjusted by the spacer, alignment can be easily performed. It can correspond substantially to control of the 10 / z m order.
  • all of the spacings and materials of the elements are uniform, it is not necessary to identify the elements (elements in the joint portion) most.
  • FIG. 19 shows an ultrasonic transducer array according to an embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
  • the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 19 is the same as the ultrasonic transducer array 1120 shown in FIG. Similarly, for example, the ultrasonic endoscope apparatus is provided with an ultrasonic endoscope apparatus, and includes a piezoelectric element 1121, a first acoustic matching layer 1122, a second acoustic matching layer 1123, and a dividing member 1124. ing.
  • the piezoelectric element 1121, the first acoustic matching layer 1122, and the second acoustic matching layer 1123 are divided into a plurality of grooves provided in common, and a plurality of ultrasonic transducers (corresponding to the transducer elements 27). ) Is configured.
  • the dividing member 1124 is made of a grease particle or the like for attenuating ultrasonic waves, and is provided in a groove commonly provided to the piezoelectric element 1121, the first acoustic matching layer 1122, and the second acoustic matching layer 1123. It is constituted by being solidified after being filled.
  • the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 19 has a configuration in which piezoelectric elements 1121 are mounted on two acoustic matching layers, a second acoustic matching layer 1123 and a second acoustic matching layer 1123.
  • the ultrasonic transducer array 110 may be configured by mounting the piezoelectric element 1121 on one or three or more acoustic matching layers. Further, in the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 19, the piezoelectric element 1121 is placed on the backing material, grooves are provided to a part of the upper surface force backing material of the piezoelectric element 1121, and a plurality of ultrasonic transducers are provided. It may be configured. In the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG.
  • the piezoelectric element 1121 is placed on the knocking material, and one or more acoustic matching layers are placed on the piezoelectric element 1121, and A plurality of ultrasonic transducers may be configured by providing a groove from the upper surface of the acoustic matching layer to a part of the sticking material.
  • the characteristic feature of the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 19 is that metal powder, or the like, is added to the dividing member 1124 (in the example shown in FIG. 19, the dividing member 1124-4) adjacent to a predetermined ultrasonic transducer. It is a point that the division member 1124 is colored by mixing particles of metal compounds such as bengara, alumina, tungsten oxide, silica, etc. or carbon as a coloring substance. Note that different colored substances may be mixed in the dividing member 1124.
  • mixing benglas in the dividing member 1124 makes the dividing member 1124 red and mixing alumina and silica in the dividing member 1124 makes the dividing member 1124 white and mixes the dividing member 1124 with tungsten oxide:
  • the parting member 1124 turns green, and when carbon is mixed into the parting member 1124, the parting member 1124 becomes black.
  • the above-mentioned predetermined ultrasonic transducer is, for example, capable of transmitting and receiving ultrasonic waves continuously.
  • an ultrasonic transducer at an end may be used.
  • the predetermined ultrasonic transducer may be, for example, one ultrasonic transducer of two ultrasonic transducers having different transmittable ultrasonic frequencies.
  • the predetermined ultrasonic transducer may be, for example, one of two ultrasonic transducers having different purposes of use (diagnosis, treatment, etc.).
  • the predetermined ultrasonic transducer may be, for example, one ultrasonic transducer out of two ultrasonic transducers at the boundary between the operating part and the non-operating part.
  • the ultrasonic vibrators adjacent to the dividing members 1124-1124-3 are non-operating parts, and the ultrasonic vibrations adjacent to the dividing members 1124 other than the dividing members 1124-1-1124-3.
  • an ultrasonic transducer adjacent to the divided member 112-4 may be used as a predetermined ultrasonic transducer.
  • the color of the divided member 1124 adjacent to the predetermined ultrasonic transducer is made different from the color of the other divided members 1124 by removing the coloring substance from the divided member 1124 adjacent to the predetermined ultrasonic transducer.
  • the predetermined ultrasonic transducers may correspond to the respective ultrasonic transducers when two or more predetermined ultrasonic transducers are provided.
  • the division members 11 24 may have different colors from each other!
  • the divided member 1124 adjacent to the predetermined ultrasonic transducer is Since it can be a mark of positioning by visual processing or the like, it becomes easy to specify a predetermined ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic transducer array 110 it is possible to easily identify a predetermined ultrasonic transducer that has become an inspection target.
  • a predetermined ultrasonic oscillator can be easily identified in the manufacture, inspection, repair, etc. of the ultrasonic endoscope apparatus, the workability, productivity, and error prevention of the operator can be avoided. It can be improved.
  • the color may be made different in the dividing member only in a part thereof which is not limited to the whole dividing member.
  • a divided member in which the pattern for changing the color is changed for example, a portion for changing the color in the divided member 1124-4 in FIG.
  • the end faces in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the ultrasonic transducer array 110 are connected to each other, and the ultrasonic transducers are annularly formed. It may be configured to be a type of ultrasonic transducer array.
  • FIG. 20 is a diagram showing the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 19 configured as a radial type ultrasonic transducer array.
  • the same components as those shown in FIG. 19 are designated by the same reference numerals.
  • the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 20 may not be provided with a frame member 1130 (corresponding to the structural member 30a)!
  • the ultrasonic transducer By using a predetermined ultrasonic transducer as the ultrasonic transducer at the end of the operation unit, it becomes possible to count the ultrasonic transducers in order of the ultrasonic transducer force at the end.
  • the target ultrasonic transducer can be easily identified.
  • FIG. 21 is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.
  • the ultrasonic transducer array 130 shown in FIG. 21 is, for example, provided in an ultrasonic endoscope apparatus as in the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 19 and includes a piezoelectric element 1121 and a first acoustic wave.
  • a matching layer 1122, a second acoustic matching layer 1123, and a dividing member 1124 are provided.
  • piezoelectric elements 1121 are mounted on two acoustic matching layers, a first acoustic matching layer 1122 and a second acoustic matching layer 1123. Although the configuration is made, the piezoelectric element 1121 may be mounted on one or three or more acoustic matching layers. Further, in the ultrasonic transducer array 130 shown in FIG. 21, the piezoelectric elements 1121 are mounted on the knocking material, and grooves are provided from the upper surface of the piezoelectric element 1121 to a part of the backing material to form a plurality of ultrasonic transducers. May be configured. In the ultrasonic transducer array 130 shown in FIG.
  • the piezoelectric element 1121 is placed on the knocking material, and one or more acoustic matching layers are placed on the piezoelectric element 1121, and Grooves may be provided from the top surface of the acoustic matching layer to part of the backing material to form a plurality of ultrasonic transducers.
  • the characteristic point of the ultrasonic transducer array 130 shown in FIG. 21 is that a dividing member adjacent to an ultrasonic transducer other than a predetermined ultrasonic transducer is provided in a groove adjacent to the predetermined ultrasonic transducer.
  • a plate-like divided member 1124-4 (having the same thickness as the groove width) colored in a color different from 4 is inserted.
  • the predetermined ultrasonic transducer may be, for example, an ultrasonic transducer at an end portion among a plurality of continuous ultrasonic transducers capable of transmitting and receiving ultrasonic waves. Further, the predetermined ultrasonic transducer may be, for example, one ultrasonic transducer of two ultrasonic transducers having different transmittable ultrasonic frequencies. In addition, the predetermined ultrasonic transducer may be, for example, one of two ultrasonic transducers having different purposes of use (diagnosis, treatment, etc.). In addition, the predetermined ultrasonic transducer may be, for example, one ultrasonic transducer out of two ultrasonic transducers at the boundary between the operating part and the non-operating part. That is, in FIG.
  • the ultrasonic transducers adjacent to the divided members 1124-1 1124-3 are not When the ultrasonic vibrators adjacent to the dividing members 1124 other than the dividing members 1124-1 to 1124-3 are used as the operating portion, and the ultrasonic vibrators adjacent to the dividing members 1124-4 are used as the operating portions. It may be an acoustic transducer. Further, when the predetermined ultrasonic transducer is provided with two or more predetermined ultrasonic transducers that may be provided in two or more in the ultrasonic transducer array 110, the predetermined ultrasonic transducers correspond to those ultrasonic transducers. The color of each divided member 1124 may be different from each other.
  • the plate-like divided member 1124-4 when inserting the plate-like divided member 1124-4 into the groove adjacent to the predetermined ultrasonic transducer, the plate-like divided member 1124-4 slightly larger than the groove is inserted into the groove, and the portion protruding from the groove You may remove a minute.
  • the plate-like divided member 1124 having a color different from the color of the divided member 1124 adjacent to the ultrasonic transducer other than the predetermined ultrasonic transducer is provided in the groove adjacent to the predetermined ultrasonic transducer. Even when inserted, since the inserted division member 1124 can be used as a mark for positioning by visual processing or the like, it becomes easy to specify a predetermined ultrasonic transducer.
  • the end faces in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the ultrasonic transducer array 130 are connected to form a cylindrical shape by being formed into a tubular shape. It may be configured into an ultrasound transducer array.
  • FIG. 22 is a view showing a configuration of the ultrasonic transducer array 130 shown in FIG. 21 as a radial type ultrasonic transducer array. The same components as those shown in FIG. 19 are designated by the same reference numerals. In addition, the ultrasonic transducer array 130 shown in FIG. 22 does not include the frame member 1130.
  • the ultrasonic transducer array 130 is inserted into the groove adjacent to the predetermined ultrasonic transducer. Since the color of the divided member 1124-4 is different from the color of the other divided members 1124-1 and 1124-2, etc., a predetermined ultrasonic transducer can be easily specified.
  • the ultrasonic transducers can be counted in order of the ultrasonic transducer force at the end.
  • the target ultrasonic transducer can be easily identified.
  • FIG. 23 is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.
  • the ultrasonic transducer array 150 shown in FIG. 23 includes a piezoelectric element 1211, a first acoustic matching layer 1122, and a dividing member 1124 provided in a common groove of the piezoelectric element 1121 and the first acoustic matching layer 1122.
  • a plurality of ultrasonic transducers are constituted by the above-mentioned groove, and it is made /!
  • all ultrasonic transducers (for example, 192) of the ultrasonic transducer array 150 have a plurality of continuous ultrasonic transducers (for example, 32) having the same characteristics and functions as one block. Divided into several blocks!
  • the color of the division member 1124 is made to be different for each block.
  • all ultrasonic transducers are divided into block 151, block 152, and block 153.
  • the way of dividing the ultrasonic transducers may be, for example, the difference in the frequency of ultrasonic waves, the difference in the purpose of use (diagnosis, treatment, etc.), or the difference between the operating part and the non-operating part.
  • each divided member adjacent to each of the ultrasonic transducers constituting the block 151 is used.
  • Each division member 1124 adjacent to each ultrasonic transducer constituting block 152 is colored red and each division member 1124 adjacent to each ultrasonic transducer constituting block 153 is colored in white 1124. You may color it green.
  • a coloring substance may be mixed in the division member 1124 and filled in the groove and then solidified, or the groove may be colored. You may insert the plate-like dividing member 1124.
  • only the two divided members 1124 adjacent to each ultrasonic transducer at both ends of a certain block may be made different in color from the other divided members 1124.
  • FIG. 24 is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.
  • the characteristic feature of the radial ultrasonic transducer array 160 shown in FIG. 24 is that a predetermined ultrasonic vibration is applied to the frame member 1130 in the vicinity of the divided member 1124-4 adjacent to the predetermined ultrasonic transducer. It is a point to which a mark 161 indicating the position of the child is attached.
  • the mark 161 may be, for example, a contact method such as marking or screen printing or an ink It may be attached to the frame member 1130 by a non-contact method such as an etch printer or a laser marker. Further, the position where the mark 161 is attached to the frame member 1130 may be in the vicinity of a predetermined ultrasonic transducer. Also, the frame member 11 30 may be marked with a mark 161 so that the characteristics and functions of the ultrasonic transducer can be distinguished. Alternatively, a mark 161 may be attached in advance to a predetermined portion of the frame member 1130, and the ultrasonic transducer array 160 may be assembled with the mark 161 as a counter. Further, after the assembly of the ultrasonic transducer array 160 is completed, a mark 161 may be attached to a predetermined portion of the frame member 1130. Also, the color and shape of the mark 161 are not particularly limited.
  • a predetermined ultrasonic transducer can be easily made in the same manner as the ultrasonic transducer array 110 and the ultrasonic transducer array 130. It can be identified.
  • the mark 161 shown in FIG. 24 is a predetermined portion of the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 20 or the frame member 1130 of the ultrasonic transducer array 130 shown in FIG. The frame member 1130) or the frame member 11 30) in the vicinity of the dividing member 1124-4.
  • FIG. 25 is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.
  • the ultrasonic transducer array 170 shown in FIG. 25 is a convex ultrasonic transducer array in which ultrasonic waves are transmitted radially, and includes a piezoelectric element 1121, a first acoustic matching layer 1122, and A split member 1124 provided in a common groove of the two acoustic matching layers 1123 and the piezoelectric element 1121, the first acoustic matching layer 1122, and the second acoustic matching layer 1123, the piezoelectric element 1121, the first acoustic matching layer 1122,
  • the second acoustic matching layer 1123 includes a frame member 171 configured to hold the shape of the plurality of ultrasonic transducers divided by the groove.
  • the characteristic point of the convex ultrasonic transducer array 170 shown in FIG. 25 is that a predetermined ultrasonic vibration is applied to the frame member 171 in the vicinity of the divided member 1124-4 adjacent to the predetermined ultrasonic vibrator. It is a point with a mark 172 indicating the position of the child.
  • the mark 172 may be attached to the frame member 171 by, for example, a contact method such as marking or screen printing, or a non-contact method such as an ink jet printer or a laser marker. Further, the position where the mark 172 is attached to the frame member 171 may be in the vicinity of a predetermined ultrasonic transducer.
  • the mark 172 may be provided on the frame member 171 so that the characteristics and functions of the ultrasonic transducer can be distinguished.
  • a mark 172 may be attached in advance to a predetermined portion of the frame member 171, and the ultrasonic transducer array 170 may be assembled with the mark 172 as a counter measure. Further, after the assembly of the ultrasonic transducer array 170 is completed, a mark 172 may be attached to a predetermined portion of the frame member 171.
  • the color and shape of the mark 172 are not particularly limited.
  • a predetermined ultrasonic transducer can be easily made in the same manner as the ultrasonic transducer array 110 and the ultrasonic transducer array 130. It can be identified.
  • FIG. 26 is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.
  • the ultrasonic transducer array 180 shown in FIG. 26 is a linear ultrasonic transducer array in which ultrasonic waves are transmitted in a straight line, and a plurality of ultrasonic transducers arranged in a straight line, an acoustic matching layer And an ultrasonic transducer portion 181 configured by a dividing member and the like, and a frame member 182 configured to hold the shape of the plurality of ultrasonic transducers.
  • the feature of the linear ultrasonic transducer array 180 shown in FIG. 26 is that the frame member 182 in the vicinity of the divided member adjacent to the predetermined ultrasonic transducer is It is a point with a mark 183 indicating the position.
  • the mark 183 may be attached to the frame member 182 by, for example, a contact method such as marking or screen printing, or a non-contact method such as an ink jet printer or a laser marker. Further, the position at which the mark 183 is attached to the frame member 182 may be in the vicinity of a predetermined ultrasonic transducer. Also, the frame member 182 may be marked with a mark 183 so that the characteristics and functions of the ultrasonic transducer can be distinguished. Alternatively, a mark 183 may be attached in advance to a predetermined portion of the frame member 182, and the ultrasonic transducer array 180 may be assembled with the mark 183 as a counter measure. Also, after assembly of the ultrasonic transducer array 180 is completed, the frame member 182 A mark 183 may be attached to a predetermined part of Also, the color and shape of the mark 183 are not particularly limited.
  • the mark 183 is attached to the frame member 182, it is possible to easily make a predetermined ultrasonic transducer similar to the ultrasonic transducer array 110 and the ultrasonic transducer array 130. It can be identified.
  • FIG. 27 is a view showing an ultrasonic transducer array according to another embodiment of the present invention.
  • the same components as those shown in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals.
  • the characteristic feature of the radial ultrasonic transducer array 190 shown in FIG. 27 is that the end faces in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the ultrasonic transducer array 110 shown in FIG. 19 are connected via the connecting member 191.
  • Each ultrasonic transducer is annularly formed, and the color of the connecting member 191 is different from the color of the dividing member 1124.
  • the material of the connection member 191 is not particularly limited.
  • the ultrasonic transducer array 190 is a radial type ultrasonic transducer array, the end of the Since the sound transducers can be easily identified, the ultrasonic transducers can be counted in order of the ultrasonic transducers in the end portion, and a predetermined ultrasonic transducer can be easily identified.
  • FIG. 28 is a perspective view showing an ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic transducer 100 is of a radial array type, and is formed in a cylindrical shape with an acoustic matching layer 200, a piezoelectric element to be described later, and a knocking material 300.
  • the vibrator shape forming member 400 (which corresponds to the structural member 30a or the frame member 1130) is mainly formed.
  • the acoustic matching layer 200 may be made of a mixture of epoxy-based, silicone-based, polyimide-based resin members, powder of metal, ceramics, glass, etc. or fibers, glass, machinable ceramics' silicone, etc.
  • the first acoustic matching layer 200a formed hard with a layer etc., and having flexibility, for example, silicone, epoxy, polyimide, polyimid 'polyetherimide', polysulfone-polyether sulfone, fluorine resin, etc. It is formed by laminating a second sound matching layer 200b made of a member-rubber-like material.
  • the substrate 700 will be described later. Ru.
  • the vibrator shape forming member 400 is formed of a fiber reinforced thermosetting PPE.
  • Fiber-reinforced thermosetting PPE has features such as high accuracy of wedge shape, insulation, addition of conductor pattern, high heat resistance 'to heat resistance of soldering', etc.
  • KYOCERA Chemical Ltd. “TLC W-596”, “TLC W-598”, Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.
  • PPC Series “RCC Series”, “A-PPE Series”, and Toshisho Kogyo Co., Ltd.
  • CS-3376 series "CS-3665E", etc.
  • FIG. 29 is a longitudinal cross-sectional view for explaining the configuration of the ultrasonic transducer
  • FIG. 30 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the ultrasonic transducer 100 includes, in order from the center side, a knocking material 300, a piezoelectric element 500 and a substrate 700, a first acoustic matching layer 200a, and a second acoustic matching layer 20Ob. It is arranged and configured.
  • the piezoelectric element 500 and the first acoustic matching layer 200a are arranged in a plurality of divisions such as 192, which is a predetermined constant.
  • One surface side electrode 500a is provided on the inner peripheral surface side of each piezoelectric element 500, and the other surface side electrode 500b is provided on the outer peripheral surface side.
  • FIG. 31 is an enlarged view of a portion indicated by arrow B in FIG. 29
  • FIG. 32 is a view for explaining another configuration example of a portion indicated by arrow B in FIG. 29
  • FIG. 34 is a diagram for explaining another configuration example of the portion indicated by arrow B in FIG. 29.
  • FIG. 34 is an enlarged view of the portion indicated by arrow C in FIG.
  • an acoustic matching layer 200 is configured to project from the piezoelectric element 500.
  • the vibrator shape forming member 400 is bonded and fixed to the inner peripheral surface of the first acoustic matching layer 200 a constituting the protruding acoustic matching layer 200.
  • a belt-like conductive material is disposed at a predetermined position of the first acoustic matching layer 200a constituting the acoustic matching layer 200, for example, to be substantially flush with the surface of the first acoustic matching layer 200a.
  • a ground conductive material (hereinafter referred to as a ground electrode) 600 which is arranged is provided. By mounting the other surface side electrode 500 b on the ground electrode 600, the other surface side electrode 500 b and the ground electrode 600 are brought into electrical conduction.
  • conductive portion 400a is provided on the side of the outer peripheral surface, which is the predetermined position of vibrator shape forming member 400, opposite to ground electrode 600, and on one side surface. is there.
  • the vibrator shape forming member 400 is adhered and fixed to the inner peripheral surface of the first acoustic matching layer 200a with a conductive member, for example, a conductive adhesive (not shown), so that the conductive portion 400a and the conductive portion 400a are Electrical connection is established with the ground electrode 600.
  • a conductive member for example, a conductive adhesive (not shown), so that the conductive portion 400a and the conductive portion 400a are Electrical connection is established with the ground electrode 600.
  • the conductive member is not limited to a conductive adhesive, and may be a metal brazing member such as solder, silver solder, gold solder or the like, a conductor coating, or the like.
  • the conductive portion 400 a may be provided only on one side surface of the vibrator shape forming member 400.
  • the ground electrode 600 is exposed to the outside, and between the conductive portion 400a and the ground electrode 600, a conductive material such as conductive resin and conductive paint, various conductive thin films, and conductors Electrical conduction is achieved by using a conductor film such as a thick film or a film. Moreover, it is also possible to combine these.
  • a substrate 700 formed to have substantially the same thickness as the piezoelectric element 500 is disposed adjacently.
  • the substrate 700 is a three-dimensional substrate, an alumina substrate, a glass epoxy substrate, a rigid flexible substrate, a flexible substrate or the like, and a conductive pattern 700a formed on the substrate 700 and one electrode 500a of the piezoelectric element 500 described above.
  • a conductive member 800 disposed on the conductive pattern 700a and the one-sided electrode 500a are electrically connected by a conductive member 800 disposed on the conductive pattern 700a and the one-sided electrode 500a.
  • the piezoelectric element 500 is formed of a plate-like lead zirconate titanate or lead titanate.
  • Piezoelectric ceramics such as' barium titanate- ⁇ ⁇ -BS-ST or LiNbO-PZNT
  • Piezoelectric crystals such as 3 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ It is formed by cutting relaxor ferroelectrics.
  • the one surface side electrode 500a and the other surface side electrode 500b are formed by baking a conductive member such as gold, silver, copper or nickel ⁇ chromium on the surface of a plate-like piezoelectric ceramic, or thin film or plating such as vapor deposition 'sputtering' ion plating Etc. It is provided in advance as a single layer ⁇ multilayer or alloy layer.
  • the backing material 300 may be made of epoxy, silicone, polyimide, polyetherimide, PEEK (polyether ether ketone), urethane-based resin member such as fluorine-based resin, chloroprene rubber, propylene-based rubber and butadiene. Rubber, urethane rubber, silicone rubber 'Rubber material such as fluorine rubber, or resin material or rubber material such as tungsten, Alumina ⁇ Zirkoyua 'Silica' tungsten oxide ⁇ Piezoelectric ceramic powder ⁇ Ceramics such as ferrite, powder or fiber such as glass or resin ⁇ fibers ⁇ hollow particles, etc. Filled with one or more material-shaped fillers In this embodiment, the epoxy resin containing alumina powder is cured.
  • FIG. 35 is a view for explaining a member forming an acoustic matching layer
  • FIG. 36 is a view for explaining an acoustic bonding layer.
  • a first acoustic matching layer 200a and a second acoustic matching layer 200b adjusted to predetermined acoustic impedance values with predetermined dimensions and shapes are prepared.
  • a plate-like ground electrode 600 is disposed at a predetermined position on one side of the first acoustic matching layer 200a.
  • the first acoustic matching layer 200 a and the second acoustic matching layer 200 b are integrally laminated to form an acoustic matching layer 200.
  • a ground electrode 600 is provided on the second acoustic matching layer 200b, and the second acoustic matching layer 200b is disposed on the other surface side of the first acoustic matching layer 200a.
  • the acoustic matching layer may be integrated after setting each to a predetermined thickness as described in the present embodiment, may be integrated after being integrated, and may have a predetermined thickness without coating, the other may be coated, cast, or the like. Direct formation by film formation or the like, and a combination of these are possible.
  • the ground electrode 600 may be, for example, a plate-like shape having a predetermined width and thickness in a groove 1100 of a predetermined width and depth formed at a predetermined position of the first acoustic matching layer 200a.
  • the conductive member 1200 may be adhesively disposed, or a plate-like conductive member formed to be thicker than the depth dimension with a predetermined width dimension in the groove 1100 may be adhesively disposed, or a conductive resin or the like may be projected. After coating or filling in such a manner that the protruding portion of the conductive member is processed so as to be flush with the surface of the first acoustic matching layer 200a, or is formed thicker than a predetermined thickness dimension.
  • a conductive member is coated, coated, or filled in the groove 1100 of the first acoustic matching layer 200a, and then the whole is processed to have a predetermined thickness, or is formed of various conductive films. It is.
  • the ground electrode 600 Conductive materials such as conductive resin 'conductive paint' metal, and various conductive thin films such as conductive thin film 'conductive thick film' plating can be used.
  • FIG. 37 is a diagram for explaining members forming the first laminate
  • FIG. 38 is a diagram for explaining the first laminate.
  • a piezoelectric ceramic 1300 provided with the acoustic matching layer 200 and the one surface side electrode 500 a and the other surface side electrode 500 b is prepared.
  • the piezoelectric ceramic 1300 is formed shorter than the length of the acoustic matching layer 200 by a predetermined dimension, the width is substantially the same, and the thickness is the predetermined.
  • the other surface side electrode 500 b of the piezoelectric ceramic 1300 is placed at a predetermined position on the ground electrode 600 provided on the first acoustic matching layer 200 a.
  • the piezoelectric ceramic 1300 is integrally adhered and fixed to the first acoustic matching layer 200a by an adhesive (not shown).
  • the first laminated body 2100 in which the acoustic matching layer 200 and the piezoelectric ceramic 1300 are integrated is formed while the other surface side electrode 500b and the ground electrode 600 are in electrical conduction.
  • one end face side of the acoustic matching layer 200 where the ground electrode 600 is disposed is in a state where the force on the one end face side of the piezoelectric ceramic 1300 also protrudes by a predetermined amount a.
  • FIG. 39 is a diagram for explaining members forming the second laminate
  • FIG. 40 is a diagram for explaining the second laminate.
  • a thickness dimension in which a plurality of conductive patterns 700a are regularly provided on the first laminate 2100, for example, on one side is the piezoelectric ceramic 1 300 And a substrate 700 of approximately the same size. Then, with the conductive pattern 700a facing upward, as shown in FIG. 40, the substrate 700 is arranged adjacent to the piezoelectric ceramic 1300, and the substrate 700 is bonded to the first acoustic matching layer 200a. Fix it.
  • the piezoelectric ceramic 1300 and the substrate 7 are formed on the surface of the first acoustic matching layer 200a.
  • a second stacked body 2200 is formed in which 00 and 00 are adjacent to each other.
  • the width dimension and the length dimension of the substrate 700 are set to predetermined dimensions.
  • FIG. 41 is a view for explaining the step of electrically connecting the conductive pattern of the substrate and the electrode on the one side of the piezoelectric ceramic.
  • the conductive pattern 700 a of the second laminate 2200 is formed, and a substrate 700 and a first electrode 500 a are provided on a predetermined position on the surface of the piezoelectric ceramic 1300.
  • a mask member is disposed, and a conductive paint or conductive adhesive as a film member is applied to provide a conductive film portion 1400.
  • the conductive pattern portion 700 a and the first electrode 500 a are electrically connected by the conductive film portion 1400.
  • FIG. 42 is a view showing a state in which dividing grooves are formed to divide the piezoelectric ceramic into piezoelectric elements! /
  • FIG. 43 is a view showing a second laminated body in which a predetermined number of dividing grooves are formed.
  • FIG. 44 is a view showing a second laminated body provided with a plurality of piezoelectric elements in a deformed state.
  • the surface-side force of the piezoelectric ceramic 1300 and the substrate 700 is also the first acoustic matching layer 200 a constituting the acoustic matching layer 200 using cutting means such as a dicing source or laser not shown.
  • the dividing grooves 1500 having a predetermined width dimension or a predetermined shape are formed at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the longitudinal direction with a predetermined depth dimension reaching a part of the second acoustic matching layer 200b.
  • the above-mentioned cutting means is disposed on the central line dividing the two conductive patterns 70 Oa.
  • the substrate 700 provided with the plurality of conductive patterns 700a is divided into the plurality of substrates 700 provided with the conductive pattern 700a, and one piezoelectric ceramic 1300 is provided with the plurality of piezoelectric elements 500 (the vibration Child element 27 (corresponding to a plurality of ultrasonic transducers).
  • the conductive film portion 1400 is also divided into a plurality of conductive members 800.
  • the piezoelectric element 500 in which the conductive pattern 700 a is electrically connected by the conductive member 800 is arranged on the acoustic matching layer 200. Then, as shown in FIG.
  • the piezoelectric ceramic 1300, the substrate 700, the conductive film portion 1400, and the first acoustic matching are formed.
  • the layer 200a is divided into a predetermined number, and the second laminate 2200 having the piezoelectric ceramic 1300 and the substrate 700 changes to a second laminate 2200a in which a plurality of piezoelectric elements 500 and the substrate 700 are disposed. That is, the plurality of piezoelectric elements 500 are arranged in the second acoustic matching layer 200 b having the flexibility of configuring the acoustic matching layer 200.
  • the second laminate 2200 is bent and deformed to provide a plurality of piezoelectric elements 500 as shown in FIG.
  • the second laminate 2200a can be shaped into a cylindrical shape.
  • the acoustic matching layer 200 which is not necessary for forming the ultrasonic transducer 100, for example, indicated by hatching in FIG. 42 is removed.
  • the length and the like may be larger than a predetermined shape, and the unnecessary portion may be finally removed.
  • a continuity test is performed to determine whether the one surface side electrode 500a of each piezoelectric element 500 and the conductive pattern 700a of the substrate 700 are electrically connected by the conductive member 800.
  • FIG. 45 is a view for explaining a member forming a cylindrical vibrator unit
  • FIG. 46 is a view for explaining a state in which a vibrator shape forming member is arranged on the first acoustic matching layer
  • FIG. FIG. 6 is a view for explaining a state in which a vibrator shape forming member is disposed on a substrate.
  • a cylindrical vibrator-shaped forming member formed of a second laminate 2200a and a fiber reinforced thermosetting PPE member formed to a predetermined size Prepare 400A and 400B.
  • the vibrator shape forming member 400A is integrated with the first acoustic matching layer 200a of the acoustic matching layer 200 with a conductive adhesive. Adhesively fix.
  • the vibrator shape forming member 400 B is integrally adhered and fixed to the inner peripheral surface side of the substrate 700 adjacent to the piezoelectric element 500 by a nonconductive adhesive.
  • the second laminate 2200a is formed as a cylindrical unit 2300 having a predetermined curvature by bonding and fixing a certain vibrator shape forming member 400B.
  • the ground electrode 600 provided in the divided piezoelectric element 500 and in conduction with the other surface side electrode 500b is integrated with the conductive portion 400a of the vibrator shape forming member 400A. It becomes conductive.
  • a sufficiently large ground can be secured by connecting a ground line that extends to an ultrasonic observation device (not shown) to the conductive portion 400a.
  • the vibrator shape forming member 400A may be fixed with a nonconductive adhesive and then electrically connected with a conductive thin film, a conductive resin, a conductive thick film or the like without any problem.
  • a knocking material is added to the one surface side electrode 500 a side of the piezoelectric element 500 by using a ferrite-containing rubber material, alumina powder-containing epoxy or the like as a material by a method such as bonding and casting. As a result, a radial array type ultrasonic vibrator having the configuration as shown in FIGS. 28 to 30 is formed.
  • FIG. 48 is a view showing a vibrator shape forming member and a second laminate for forming a convex array type vibrator unit
  • FIG. 49 is a view for forming a linear array type vibrator unit
  • FIG. 16 is a view showing a vibrator shape forming member and a second laminate.
  • transducer shape forming members 400A and 400B As described above, although the process of forming the radial array type ultrasonic transducer 100 using the transducer shape forming members 400A and 400B has been described in the present embodiment, the above (6) has been described. Instead of using the transducer shape forming members 400A and 400B shown in the process of forming the cylindrical unit 2300 of this embodiment, as shown in FIG. 48, for example, transducer shape forming members 400C and 400D formed in a partial circular shape etc.
  • a convex array type vibrator unit is formed by fixing the first acoustic matching layer 200a of the second laminate 2200b having the piezoelectric elements 500 divided into a predetermined number and a predetermined number in the same manner as described above.
  • a flat plate-like vibrator shape forming member 400E whose end is flat is arranged such that the flat portion is in contact with the first acoustic matching layer 200a of the second laminate 2200c as described above.
  • the linear array type vibrator unit is formed by fixing to.
  • the end shape of the transducer shape forming member is not limited to a circular arc or a straight line, and a combination or a deformation thereof is possible without being limited to an arc or a straight line, whereby the ultrasonic scanning direction can be freely set.
  • the hard first acoustic matching forming the acoustic matching layer protruding from the piezoelectric element By fixedly arranging a vibrator shape forming member which is a fiber reinforced thermosetting PPE formed into a predetermined shape in the layer, an ultrasonic vibrator of a predetermined shape can be formed with high accuracy, and residual stress can be formed. It is possible to form an ultrasonic transducer that reliably prevents the occurrence of a defect due to
  • piezoelectric elements formed by dividing the piezoelectric ceramic into a plurality of pieces are arrayed with high accuracy, and high-quality ultrasonic observation images can be stably obtained over a long period of time.
  • the fiber reinforced thermosetting PPE is used as the vibrator shape forming portion
  • a general hard member is used as the vibrator shape forming member, and ultrasonic vibration is applied to the outside thereof.
  • an insulating member using fiber reinforced thermosetting PPE having the same shape as the vibrator shape forming portion may be prepared.
  • FIG. 50 is a view for explaining the configuration of a radial ultrasonic transducer using an insulation member of fiber reinforced thermosetting PPE
  • FIG. 51 is an insulation of fiber reinforced thermosetting PPE
  • FIG. 6 is a view showing a radial type ultrasonic transducer using members.
  • a cylindrical transducer shape forming member 3100a, 3100b formed of an acoustic matching layer 200 and a hard member formed to a predetermined dimension.
  • the vibrator shape forming members 3100a and 3100b are integrally bonded and fixed to the acoustic matching layer 200 with a conductive adhesive, and then the insulating member 3200a is bonded and fixed to form a radial type.
  • An ultrasonic transducer 100a is formed.
  • FIG. 52 is a view for explaining the configuration of a convex ultrasonic transducer using an insulation member of a fiber reinforced thermosetting PPE
  • FIG. 53 is a diagram of the fiber reinforced thermosetting PPE. It is a figure which shows the convex type
  • the vibrator shape forming members 3100 c and 3100 d are acoustically matched.
  • the insulating member 3200 b is bonded and fixed to form the convex ultrasonic transducer 100 b.
  • the substrate 700 is disposed side by side with the piezoelectric element 500 and both are electrically connected by the conductive member, but it is not limited to this.
  • positioning the substrate inside or side of the backing material It is also possible to unite the frame and the substrate and to connect the substrate and the piezoelectric element with fine metal wires or the like.
  • the material and the distance between the ultrasonic transducer elements are the material and the distance between the ultrasonic transducer elements.
  • the predetermined ultrasonic waves are generated by the division members having different colors. It becomes easy to identify the vibrator. This makes it possible to easily identify a predetermined ultrasonic transducer, regardless of the type of ultrasonic transducer array.
  • a highly reliable ultrasonic transducer capable of obtaining a good ultrasonic image by arranging divided piezoelectric elements with high accuracy while preventing occurrence of a defect due to residual stress. It is possible to provide

Abstract

　超音波を送受する超音波振動子が等間隔に配列され、その上を複数の音響整合層が積層される超音波振動子であって、超音波振動子の側面に形成される空隙に音響整合層と同一の材料を充填させ、複数の超音波振動子のうち所定の超音波振動子に隣接する分割部材に着色部材を混ぜ、複数の超音波振動子を所定形状に配列させる繊維強化型熱硬化性ＰＰＥからなる振動子形状形成部材を備える。

Description

明 細 書
超音波振動子、超音波振動子アレイ、及び超音波内視鏡装置
技術分野
[0001] 本発明は、電子ラジアル走査型の超音波振動子に関する。
背景技術
[0002] 従来、医療分野にお!、ては、超音波振動子力 生体組織内に超音波パルスを繰り 返し送信し、生体組織力ゝら反射される超音波パルスのエコーを、同一あるいは別体 に設けた超音波振動子で受信して、この超音波パルスを送受信する方向を徐々に ずらすことによって、生体内の複数の方向から収集した情報を可視像の超音波断層 画像として表示する超音波診断装置が、種々提案されている。
[0003] このような超音波診断装置などに用いられる超音波振動子として、複数の圧電素子 を規則的に配列した電子走査方式のアレイ型超音波振動子がある。この超音波振動 子には、複数の圧電素子を円筒状に配列したラジアルアレイ型、略部分円筒状に配 列したコンベックスアレイ型、或 、は平板状に配列したリニアアレイ型がある。
[0004] 上記ラジアルアレイ型の超音波振動子は、例えば、ダンパー効果のある可撓性を 有する薄板で形成された支持部材に、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等を素材とした 圧電素子板及び音響整合層を順次接着して振動子ユニットを形成した後、下層の支 持部材を残して長手方向の一辺に直交する所定ピッチの切り溝を切断手段で形成し て多数の超音波振動子を有する振動子アレイを構成し、この振動子アレイを構成す る支持部材の裏面を断面が円形状の固定部材を兼用したダンパー材 (バッキング材 とも!/ヽぅ）の周囲に接着して形成して!/ヽた (例えば、特許文献 1参照)。
[0005] また、圧電素子の両面にそれぞれ音響整合層と変形しやすい材料等で形成した背 面負荷材とを設け、切断手段で所望の間隔で音響整合層側から背面負荷材の一部 に達する切り溝を形成し、所望の曲率に形成した曲面体の外面に背面負荷材を接 着固定して超音波探触子を製造して!/、た (例えば、特許文献 2参照)。
[0006] また、音響レンズの内側にバッキング材枠が配置され、このバッキング材枠の内側 にケーブル配線基板が立設され、その周囲にバッキング材が充填されるようにしてい る超音波アレイ振動子がある (例えば、特許文献 3参照)。
[0007] また、電子走査式の超音波振動子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脾胆 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振動子は 数十個以上の素子力 成り、各素子に対して素子数に見合う送受信用の同軸ケープ ルを接続する必要がある。電子走査式超音波振動子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。
[0008] このような電子走査型振動子で内視鏡に利用されてきたものとして、上述したように 、コンベックスタイプ、リニアタイプ、及びラジアルタイプ等がある。このうち、ラジアルタ イブとは、超音波ビームを円周方向に送受信するものであり、これには振動子を回転 させ超音波ビームを放射状に送受信する機械ラジアル走査方式と、複数の圧電素子 を円筒外周上に配列して電子的な制御により超音波ビームを放射状に送受信する 電子ラジアル走査方式 (例えば、特許文献 4参照）がある。
[0009] 電子ラジアルタイプの超音波振動子を作製する場合、特許文献 4に示すように、複 数個の超音波振動子 (超音波振動子エレメント）に分割した超音波振動子板の両端 の側面を合わせるようにして、円筒形状にする必要がある。
[0010] 図 1は、既存の超音波内視鏡装置を示す図である。
図 1に示す超音波内視鏡装置 1000は、接続部 1010と、操作部 1020と、挿入部 1 030とを備えて構成され、挿入部 1030は、先端部 1040を備えて構成されている。
[0011] 上記接続部 1010は、例えば、ディスプレイなどを備える表示装置に接続され、先 端部 1040に設けられる超小型カメラにより撮影された画像などがそのディスプレイに 表示される。
[0012] 上記操作部 1020は、ユーザの操作により、例えば、挿入部 1030の上下左右の湾 曲動作などを行う。
上記先端部 1040には、上記超小型カメラの他に、複数の超音波振動子が挿入軸 を中心として環状に連続して並べられるようにして構成されるラジアル方式の超音波 振動子アレイが備えられ、このラジアル方式の超音波振動子アレイの複数の超音波 振動子のうち選択された超音波振動子が超音波の送信または受信を行う。そして、 超音波振動子アレイが受信した超音波は、電気信号に変換され上記ディスプレイな どに画像として表示される。
[0013] 図 2は、図 1に示す破線枠 Hの拡大図である。
図 2に示すように、先端部 1040は、上記超小型カメラや照明などが設けられるカメ ラ部 1110と、上記ラジアル方式の超音波振動子アレイなどが設けられる超音波部 1 111とを備えて構成されて 、る。
[0014] 図 3は、超音波振動子アレイの一例を示す図である。
図 3に示す超音波振動子アレイ 1120は、圧電素子 1121と、第 1音響整合層 1122 と、第 2音響整合層 1123とを備えて構成されている。
[0015] また、圧電素子 1121、第 1音響整合層 1122、及び第 2音響整合層 1123は、共通 に設けられる溝により複数に分けられ、上記複数の超音波振動子を構成している。な お、圧電素子 1121、第 1音響整合層 1122、及び第 2音響整合層 1123に共通に設 けられる溝は、図 3に示すように、圧電素子 1121の上面から第 2音響整合層 1123の 一部にまで延び、各超音波振動子がそれぞれ第 2音響整合層 1123によりつながつ ているものとする。
[0016] また、上記各溝には、それぞれ分割部材 1124 (1124—1、 1124— 2、 1124— 3、 1124-4、 1124— 5、 · · ·）が設けられている。分割部材 1124は、超音波を減衰さ せる榭脂ゃ粒子などで構成され、圧電素子 1121、第 1音響整合層 1122、及び第 2 音響整合層 1123に共通に設けられる溝に充填された後固化されることにより構成さ れる (例えば、特許文献 5参照)。
[0017] また、超音波振動子アレイ 1120は、図 3に示す状態力も超音波振動子アレイ 1120 の長手方向に対して垂直方向の端面同士が接続されることにより、ラジアル方式の 超音波振動子アレイを構成する。
[0018] 図 4は、図 3に示す超音波振動子アレイ 1120をラジアル方式の超音波振動子ァレ ィに構成したものを示す図である。
図 4に示すラジアル方式の超音波振動子アレイ 1120の開口部内側には、略ドーナ ッ状のフレーム部材 1130が設けられ、フレーム部材 1130は超音波振動子アレイ 11
20の各超音波振動子が環状に形成された状態を保持している。
[0019] このように、超音波振動子アレイ 1120の各超音波振動子の形状を保持させるため にフレーム部材 1130が使用される場合がある（例えば、特許文献 3参照)。
また、本来、電子ラジアルタイプの超音波振動子は、 360度方向に走査するので、 その全ての方向につ 、て走査間隔が均一であることが望まし 、。
[0020] し力しながら、上記のように、電子ラジアルタイプの超音波振動子では、超音波振 動子エレメントを平面上に配列させた超音波振動子を円筒形状にする場合、その平 面形状の超音波振動子を丸めて円筒形にするので、一端の側面と他端の側面との 合わせる必要があり、合わせ目が生じてしまう。
[0021] 図 5に示すように、従来の電子ラジアルタイプの超音波振動子では、円筒形状にし た超音波振動子板 2000の合わせ目 2010の箇所において、隣接する超音波振動 子エレメント間の間隔が他と異なってしまい、この合わせ目を挟んだ振動子エレメント 力も得られる画質に影響を与えて 、た。
[0022] このような合わせ目は、コンベックスタイプ、リニアタイプにはなぐ電子ラジアルタイ プに特有のものであり、そのため、電子ラジアルタイプの超音波振動子を用いた超音 波内視鏡で体腔内を撮影した場合、その合わせ目部分に相当する領域について取 り扱いに注意を要した。
[0023] また、電子ラジアルタイプの超音波振動子のうち、ソナ一など大型のものでは、繋ぎ 目の数十 mのずれは問題とならなかったが、超音波内視鏡に用いられるものでは、 振動子の外形が φ 10程度となり、数十/ z mのばらつきは、隣接する振動子の角度も 間隔も変わるため、画質に影響するという問題があった。
[0024] また、ノ ッキング材はダンピング効果をもたせるために柔らカ^、榭脂が通常使用さ れるが、このバッキング材を用いて合わせ目を接着すると、薬品または加熱による殺 菌処理をする場合において、その耐久性が弱い。このように、合わせ目をバッキング 材の材料で接合すると、特性のばらつきの原因となることの他、柔軟性のある材料を 用いるため耐久性の低下に繋がるという問題もあった。
[0025] また、図 4に示すラジアル方式の超音波振動子アレイ 1120、コンベックス方式の超 音波振動子アレイ、またはリニア方式の超音波振動子アレイの何れの方式の超音波 振動子アレイであっても、その超音波振動子アレイの製造、検査、または修理などを 行う際には、所定の超音波振動子を特定する必要がある。
[0026] コンベックス方式の超音波振動子アレイやリニア方式の超音波振動子アレイでは、 予め端部の超音波振動子から何番目の超音波振動子がどんな機能を有するのかと いう情報を登録しておくことにより、端部の超音波振動子から所定の超音波振動子ま で順番に超音波振動子を数えることで、所定の超音波振動子を特定することができ る。
[0027] 図 4に示すラジアル方式の超音波振動子アレイ 1120など良好な音響特性を得るた めに対称形状とした超音波振動子アレイでは、両端部の超音波振動子が互いに接 続され、各超音波振動子が環状に形成されるため、端部の超音波振動子が判り難く なり、所定の超音波振動子を特定し難くなるという問題がある。
[0028] また、コンベックス方式の超音波振動子アレイやリニア方式の超音波振動子アレイ においても、超音波内視鏡装置に使用され超音波振動子アレイ自身がとても小さく なる場合では、超音波振動子を数えることが難しくなるため、所定の超音波振動子を 特定し難くなると 、う問題がある。
[0029] また、上記特許文献 1に記載されて 、る超音波プローブのように、可撓性の支持部 材とダンパー材とを接着剤で固定して形成した超音波振動子では、支持部材とダン パー材との間に設けられる接着層によってパルス幅が延びる等の性能上の不具合が 発生するおそれがあった。
[0030] また、上記特許文献 2に記載されて 、る超音波探触子の製造方法では、可撓性を 有する或いは変形しやす 、弾性部材を曲げた状態にしてダンパー材或 、は曲面体 に接着固定することにより所定形状を形作っていた。このため、弾性部材に残留応力 が発生して断線等の不具合の要因になるおそれがあった。
[0031] さらに、柔らかな部材を接着によって固定するとき、硬質部材同士を接着する場合 と異なり、接着層の厚みにばらつきが生じることや、部材形状を高精度にできないこと によって、所望の形状精度を得ることが難しかった。
[0032] また、ノ ッキング材枠 (フレーム）には、高 、形状精度、絶縁性、リード線との接続が あるために導体パターン付カ卩が可能で半田付けの熱に耐えることなどが求められる 力 このような用途に使用されているガラスエポキシ基板等の一般の基板材料は、形 状加工したエッジの部分で榭脂とガラス繊維との剥離が発生してしま!/、、微細な形状 が変わってしまうため、機械加工精度を高めることが困難であるという問題点があった
[0033] また、ポリイミドは合成が低ぐ接着性が低いため、フレームの使用には向いていな いという問題点があった。
上記の課題に鑑み、本発明では、超音波振動子エレメント間の材質及び間隔につ いての環境を全て均一にする電子ラジアル型超音波振動子を提供することを目的と する。
[0034] また、本発明では、どんな方式の超音波振動子であっても所定の超音波振動子を 容易に特定することが可能な超音波振動子アレイを提供することを目的とする。 また、本発明では、フレームの材料として、耐熱性が良ぐ加工性が良ぐかつ外形 が崩れない PPE (ポリフエ-ルエーテル： Poly Phenyl Ether)を用いることにより、 残留応力による不具合の発生を防止して、分割した圧電素子を高精度に配列させて 良好な超音波画像を得られる信頼性および強度の高い超音波振動子を提供するこ とを目的とする。
特許文献 1 :特開平 2— 271839号公報
特許文献 2：特許 2502685号公報
特許文献 3：特開 2002— 224104号公報
特許文献 4：特公昭 63 - 14623号公報
特許文献 5：特開平 10— 285695号
発明の開示
[0035] 上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の電子ラジアル型超音波振動子は、超音波を送受する超音波振 動子エレメントが複数円筒状に等間隔で配列され、複数の音響整合層が積層してい る電子ラジアル型超音波振動子であって、前記円筒状の当該電子ラジアル型超音 波振動子の側面に形成される空隙を、最外層の前記音響整合層と同一の材料で充 填させることを特徴とする。
[0036] また、上記電子ラジアル型超音波振動子は、前記空隙が、前記超音波振動子エレ メント間の間隔と略同じ間隔であってもよ 、。
また、上記電子ラジアル型超音波振動子は、前記最外層の前記音響整合層と同一 の材料で構成した部材カ 前記空隙に設置されて 、てもよ 、。
[0037] また、上記電子ラジアル型超音波振動子は、前記部材が、前記最外層の前記音響 整合層と同一の材料で構成した接着剤とともに前記空隙を埋めてもよい。
また、上記電子ラジアル型超音波振動子は、前記部材が、前記空隙のうち、前記 超音波振動子エレメントのうち前記超音波を送受する部分以外に部分同士によって 挟まれた空隙部分に設置されて!、てもよ！、。
[0038] また、本発明の電子ラジアル型超音波振動子は、超音波を送受する超音波振動子 エレメントが複数円筒状に等間隔で配列され、複数の音響整合層が積層している電 子ラジアル型超音波振動子であって、前記円筒状の当該電子ラジアル型超音波振 動子の側面に形成される空隙が、前記超音波振動子エレメント間の間隔と略同じ長 さであることを特徴とする。
[0039] また、本発明の電子ラジアル型超音波振動子は、超音波を送受する超音波振動子 エレメントが複数配列され、複数の音響整合層が積層されたものである構造体を製 造する構造体製造工程と、前記構造体の第 1の側面と第 2の側面とを向かい合わせ て、該構造体を円筒状にする円筒形成工程と、前記円筒状にした構造体の前記第 1 の側面と前記第 2の側面との間の空隙に、前記最外層の前記音響整合層と同一の 材料で構成した部材を挿入する部材挿入工程と、前記円筒状にした構造体の開口 部の内側に環状部材を設ける環状部材設置工程と、略円筒形体の一端に鍔が設け てある絶縁性部材に複数のケーブルを挿通させ、該各ケーブルの一端を該絶縁性 部材の前記鍔表面に設けた複数の電極パッドのそれぞれに接合させるケーブル挿 通工程と、前記ケーブル挿通工程により得られた前記絶縁性部材の前記鍔が、前記 環状部材設置工程により得られた前記構造体の前記環状部材に接するまで、該絶 縁性部材を該構造体に挿入する絶縁性部材挿入工程と、前記絶縁性部材挿入ェ 程により挿入した前記絶縁性部材の前記鍔表面に設けた前記電極パッドと前記超音 波振動子エレメントの電極とを導線で接続する接続工程とからなることを特徴とする。
[0040] また、本発明の範囲は、上記電子ラジアル型超音波振動子を備える超音波内視鏡 にまで及ぶ。
また、本発明の超音波振動子アレイは、板状の圧電素子に複数の溝が設けられる ことにより構成された複数の超音波振動子を備え、該複数の超音波振動子のうち選 択された超音波振動子において超音波の送信または受信が行われる超音波振動子 アレイであって、前記複数の溝にそれぞれ分割部材が設けられ、前記各分割部材の うち所定の前記超音波振動子に隣接する分割部材の色が他の分割部材の色と異な つていることを特徴とする。
[0041] また、本発明の超音波振動子アレイは、板状の圧電素子に複数の溝が設けられる ことにより構成された複数の超音波振動子と、前記複数の超音波振動子全てに接し 前記複数の超音波振動子の形状を保持するフレーム部材とを備え、前記複数の超 音波振動子のうち選択された超音波振動子において超音波の送信または受信が行 われる超音波振動子アレイであって、前記複数の溝にそれぞれ分割部材が設けられ 、前記各分割部材のうち所定の前記超音波振動子に隣接する分割部材の色が他の 分割部材の色と異なり、かつ、前記所定の超音波振動子の近傍の前記フレーム部材 に前記所定の超音波振動子の位置を示すマークが付けられていることを特徴とする
[0042] また、上記超音波振動子アレイは、着色物質が混ぜられた前記分割部材が前記所 定の超音波振動子に隣接する前記溝に充填された後固化されるか、または、前記着 色物質が取り除かれた前記分割部材が前記所定の超音波振動子に隣接する前記 溝に充填された後固化されることにより、前記各分割部材のうち前記所定の超音波 振動子に隣接する分割部材の色が前記他の分割部材の色と異なって 、るように構 成されてもよい。
[0043] また、上記超音波振動子アレイは、前記所定の超音波振動子に隣接する前記溝に 、前記他の分割部材と色が異なる板状の分割部材が挿入されることにより、前記各分 割部材のうち前記所定の超音波振動子に隣接する分割部材の色が前記他の分割 部材の色と異なって ヽるように構成されてもょ 、。 [0044] また、上記超音波振動子アレイの分割部材は、自身における一部分と他の部分と で互いに色が異なるように構成されてもよ!、。
また、本発明の超音波振動子アレイは、板状の圧電素子に複数の溝が設けられる ことにより構成された複数の超音波振動子と、前記複数の超音波振動子全てに接し 前記複数の超音波振動子の形状を保持するフレーム部材とを備え、前記複数の超 音波振動子のうち選択された超音波振動子において超音波の送信または受信が行 われる超音波振動子アレイであって、所定の前記超音波振動子の近傍の前記フレ 一ム部材に前記所定の超音波振動子の位置を示すマークが付けられていることを特 徴とする。
[0045] また、上記超音波振動子アレイの所定の超音波振動子は、同じ特性または機能を もつ複数の超音波振動子により構成されていてもよい。
また、本発明の超音波振動子アレイは、板状の圧電素子に複数の溝が設けられる ことにより構成された複数の超音波振動子を備え、該複数の超音波振動子のうち選 択された超音波振動子において超音波の送信または受信が行われる超音波振動子 アレイであって、前記複数の超音波振動子のうち両端部の 2つの超音波振動子が接 続部材を介して互いに接続されて前記複数の超音波振動子が環状に形成され、前 記接続部材の色が前記複数の溝にそれぞれ設けられる分割部材の色と異なってい ることを特徴とする。
[0046] また、本発明の超音波内視鏡装置は、板状の圧電素子に複数の溝が設けられるこ とにより構成された複数の超音波振動子を備え、該複数の超音波振動子のうち選択 された超音波振動子において超音波の送信または受信が行われる超音波振動子ァ レイが設けられる超音波内視鏡装置であって、前記複数の溝にそれぞれ分割部材が 設けられ、前記各分割部材のうち所定の前記超音波振動子に隣接する分割部材の 色が他の分割部材の色と異なっていることを特徴とする。
[0047] また、本発明の超音波振動子は、硬質な層を含む音響整合層と、上記音響整合層 より長さ寸法が短ぐ上記硬質な層の所定位置に固定配置され、上記固定配置され た状態で切断手段によって複数の圧電素子に分割される圧電体と、上記分割された 上記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、上記圧電素子から突出する上 記音響整合層の上記圧電素子を配置した面に固定配置されて、複数の圧電素子を 所定形状に配列させる、繊維強化型熱硬化性 PPE (ポリフ ニルエーテル)からなる 振動子形状形成部材とを備えることを特徴とする。
[0048] また、本発明の超音波振動子は、硬質な層を含む音響整合層と、上記音響整合層 より長さ寸法が短ぐ上記硬質な層の所定位置に固定配置され、上記固定配置され た状態で切断手段によって複数の圧電素子に分割される圧電体と、上記分割された 上記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、上記圧電素子から突出する上 記音響整合層の上記圧電素子を配置した面に固定配置されて、複数の圧電素子を 所定形状に配列させる硬質な振動子形状形成部材と、上記振動子形状形成部材の 外側に配置され、導体部と外部とを電気的に絶縁する繊維強化型熱硬化性 PPEか らなる絶縁部材とを備えることを特徴とする。
[0049] また、本発明の超音波振動子は、少なくとも硬質な第 1音響整合層及び軟質な第 2 音響整合層を積層して形成した音響整合層と、上記音響整合層より長さ寸法が短く 、上記第 1音響整合層面の所定位置に固定配置され、上記固定配置された状態で 切断手段によって複数の圧電素子に分割される圧電体と、上記分割された上記圧電 素子の表面を内周面側に配置した状態で、上記圧電素子から突出する上記音響整 合層を構成する第 1音響整合層面に固定配置されて、複数の圧電素子を所定形状 に配列させる、繊維強化型熱硬化性 PPEからなる振動子形状形成部材とを備えるこ とを特徴とする。
[0050] また、本発明の超音波振動子は、少なくとも硬質な第 1音響整合層及び軟質な第 2 音響整合層を積層して形成した音響整合層と、上記音響整合層より長さ寸法が短く 、上記第 1音響整合層面の所定位置に固定配置され、上記固定配置された状態で 切断手段によって複数の圧電素子に分割される圧電体と、上記分割された上記圧電 素子の表面を内周面側に配置した状態で、上記圧電素子から突出する上記音響整 合層を構成する第 1音響整合層面に固定配置されて、複数の圧電素子を所定形状 に配列させる硬質な振動子形状形成部材と、上記振動子形状形成部材の外側に配 置され、導体部と外部とを電気的に絶縁する繊維強化型熱硬化性 PPEからなる絶縁 部材とを備えることを特徴とする。 [0051] また、本発明の超音波振動子は、上記圧電素子が、上記切断手段によって上記第 1音響整合層に固定配置された圧電体の表面から第 1音響整合層を通過して上記 第 2音響整合層に至る所定間隔の分割溝を設けて形成されることが望ま 、。
[0052] また、本発明の超音波振動子は、上記振動子形状形成部材が、円形形状であるこ とが望ましい。
また、本発明の超音波振動子は、上記絶縁部材が、円形形状であることが望ましい
[0053] また、本発明の超音波振動子は、上記振動子形状形成部材が、略部分円筒形形 状であることが望ましい。
また、本発明の超音波振動子は、上記絶縁部材が、略部分円筒形形状であること が望ましい。
[0054] また、本発明の超音波振動子は、硬質な層を含む音響整合層と、上記音響整合層 を構成する硬質な層の所定位置に上記音響整合層の一部が突出する位置関係に 固定配置され、上記固定配置された状態で切断手段によって複数の圧電素子に分 割される両平面部に一面側電極及び他面側電極をそれぞれ設けた圧電体と、分割 形成された上記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、上記圧電素子から 突出する上記音響整合層の上記圧電素子を配置した面に固定配置されて、複数の 圧電素子を所定形状に配列させる、繊維強化型熱硬化性 PPEからなる振動子形状 形成部材とを備え、上記音響整合層の端部側所定位置に、上記圧電体に平行で、 上記圧電体の平面部に設けた電極に対向する所定幅の帯状導電材料を設ける一 方、上記振動子形状形成部材に上記圧電体から延出配置された導電材料に対向配 置される導電部を設けたことを特徴とする。
[0055] また、本発明の超音波振動子は、硬質な層を含む音響整合層と、上記音響整合層 を構成する硬質な層の所定位置に上記音響整合層の一部が突出する位置関係に 固定配置され、上記固定配置された状態で切断手段によって複数の圧電素子に分 割される両平面部に一面側電極及び他面側電極をそれぞれ設けた圧電体と、分割 形成された上記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、上記圧電素子から 突出する上記音響整合層の上記圧電素子を配置した面に固定配置されて、複数の 圧電素子を所定形状に配列させる硬質な振動子形状形成部材と、上記振動子形状 形成部材の外側に配置され、導体部と外部とを電気的に絶縁する繊維強化型熱硬 化性 PPEからなる絶縁部材とを備え、上記音響整合層の端部側所定位置に、上記 圧電体に平行で、上記圧電体の平面部に設けた電極に対向する所定幅の帯状導 電材料を設ける一方、上記振動子形状形成部材に上記圧電体から延出配置された 導電材料に対向配置される導電部を設けたことを特徴とする。
[0056] また、本発明の超音波振動子は、上記圧電体の平面部に設けた電極と上記音響 整合層に設けた帯状の導電材料との電気的導通、或いは上記導電材料と上記振動 子形状形成部材の導電部との電気的導通の少なくとも一方を接触によって行うことが 望ましい。
[0057] また、本発明の超音波振動子は、上記圧電体の平面部に設けた電極と上記音響 整合層に設けた帯状の導電材料との電気的導通、或いは上記導電材料と上記振動 子形状形成部材の導電部との電気的導通の少なくとも一方を導電部材を介して行う ことが望ましい。
[0058] また、本発明の超音波振動子は、上記導電部材が、金属ロウ部材、導電性接着剤 、導電性塗料或!ヽは導体被膜であることが望ま 、。
図面の簡単な説明
[0059] [図 1]既存の超音波内視鏡装置を示す図である。
[図 2]破線枠 Hの拡大図である。
[図 3]超音波振動子アレイの一例を示す図である。
[図 4]ラジアル方式の超音波振動子アレイを示す図である。
[図 5]—般的な電子ラジアル型超音波振動子の合わせ目を示す図である。
[図 6]本実施形態における超音波内視鏡の外観構成を示す図である。
[図 7]図 6の超音波内視鏡 1の先端部 3の拡大図である。
[図 8]超音波振動子の製造工程 (その 1)を示す図である。
[図 9]超音波振動子の製造工程 (その 2)を示す図である。
[図 10A]図 9の合わせ目 28の拡大図である。
[図 10B]図 9の合わせ目 28の拡大図である。 [図 11]合わせ目へのスぺーサの適用の他の例を示す図である。
圆 12]超音波振動子の製造工程 (その 3)を示す図である。
圆 13]超音波振動子の製造工程 (その 4)を示す図である。
圆 14A]超音波振動子の製造工程 (その 5)を示す図である。
圆 14B]超音波振動子の製造工程 (その 5)を示す図である。
圆 14C]超音波振動子の製造工程 (その 5)を示す図である。
圆 15]超音波振動子の製造工程 (その 6)を示す図である。
圆 16A]超音波振動子の製造工程 (その 7)を示す図である。
圆 16B]超音波振動子の製造工程 (その 7)を示す図である。
圆 17]超音波振動子の製造工程 (その 8)を示す図である。
[図 18]図 17の断面図を示す図である。
圆 19]本発明の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。
圆 20]本発明の実施形態のラジアル方式の超音波振動子アレイを示す図である。 圆 21]本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。
圆 22]本発明の他の実施形態のラジアル方式の超音波振動子アレイを示す図であ る。
圆 23]本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。
圆 24]本発明の他の実施形態のラジアル方式の超音波振動子アレイを示す図であ る。
圆 25]本発明の他の実施形態のコンベックス方式の超音波振動子アレイを示す図で ある。
圆 26]本発明の他の実施形態のリニア方式の超音波振動子アレイを示す図である。 圆 27]本発明の他の実施形態のラジアル方式の超音波振動子アレイを示す図であ る。
[図 28]超音波振動子を示す斜視図である。
圆 29]超音波振動子の構成を説明する長手方向断面図である。
[図 30]図 29の A— A線断面図である。
[図 31]図 29の矢印 Bで示す部分の拡大図である。 [図 32]図 29の矢印 Bで示した部分の他の構成例を説明する図である。
[図 33]図 29の矢印 Bで示した部分の他の構成例を説明する図である。
[図 34]図 29の矢印 Cで示す部分の拡大図である。
圆 35]音響整合層を形成する部材を説明する図である。
圆 36]音響接合層を説明する図である。
圆 37]第 1積層体を形成する部材を説明する図である。
圆 38]第 1積層体を説明する図である。
圆 39]第 2積層体を形成する部材を説明する図である。
圆 40]第 2積層体を説明する図である。
[図 41]基板の導電パターンと圧電セラミックの一面側電極とを電気的に接続するェ 程を説明する図である。
圆 42]分割溝を形成して圧電セラミックを圧電素子に分割している状態を示す図であ る。
圆 43]所定数の分割溝を形成した第 2積層体を示す図である。
[図 44]複数の圧電素子を設けた第 2積層体を変形させた状態を示す図である。 圆 45]円筒状の振動子ユニットを形成する部材を説明する図である。
圆 46]第 1音響整合層に振動子形状形成部材を配置した状態を説明する図である。
[図 47]基板に振動子形状形成部材を配置した状態を説明する図である。
[図 48]コンベックスアレイ型振動子ユニットを形成するための振動子形状形成部材及 び第 2積層体を示す図である。
圆 49]リニアアレイ型振動子ユニットを形成するための振動子形状形成部材及び第 2 積層体を示す図である。
圆 50]繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁部材を用いたラジアル型超音波振動子の構 成を説明するための図である。
圆 51]繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁部材を用いたラジアル型超音波振動子を示 す図である。
[図 52]繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁部材を用いたコンベックス型超音波振動子 の構成を説明するための図である。 [図 53]繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁部材を用いたコンベックス型超音波振動子 を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0060] 図 6は、本実施形態における超音波内視鏡の外観構成を示す。超音波内視鏡 1は 、細長の挿入部 2の基端に操作部 6を備えている。この操作部 6の側部からは、図示 しな 、光源装置に接続されるユニバーサルコード 7が延出して 、る。
[0061] 挿入部 2は、先端側から順に先端部 3、湾曲自在な湾曲部 4、可撓性を有する可撓 管部 5を連設して構成されている。操作部 6には湾曲操作ノブ 6aが設けられており、 この湾曲操作ノブ 6aを操作することによって湾曲部 4を湾曲させられるようになって ヽ る。
[0062] 図 7は、図 1の超音波内視鏡 1の先端部 3の拡大図である。先端部 3には、電子ラジ アル型走査を可能にする超音波振動子 10 (または超音波振動子アレイ）が設けられ 、湾曲部 4と超音波振動子 10の間には斜面部 12が形成されている。超音波振動子 1 0は、音響レンズ 11を形成した材質で被覆されている。斜面部 12には、観察部位に 照明光を照射する照明光学部を構成する不図示の証明レンズカバー、観察部位の 光学像を捉える観察光学部を構成する観察用レンズカバー 13、処置具が突出する 開口である鉗子出口 14が設けてある。
[0063] それでは、図 8〜図 18を用いて、本実施形態における超音波振動子 10の製造ェ 程を示す。
図 8は、超音波振動子の製造工程 (その 1)を示す。同図において、超音波振動子 を形成するに際し、まず基板 20、導電体 21、電極 22 (22a, 22b)、圧電素子 23、音 響整合層 24 (第 1音響整合層 24a,第 2音響整合層 24b)、導電性榭脂 25、溝 26か ら構成される構造体 Aを作製する。それでは、構造体 Aの作製について説明する。
[0064] まず、第 2音響整合層 24bを形成した後に、第 1音響整合層 24aを形成する。次に 、例えばダイシングソー (精密裁断機)を用いて、第 1音響整合層 24aに溝を形成し、 その溝に導電性榭脂 25を流し込む。次に、対向する両主面に電極 22a, 22bを形成 した圧電素子 23を接合する。そして圧電素子 23の横に基板 20を取り付ける。基板 2 0の表面には、電極層 20aが形成されている。そして、電極層 20aと電極 22aを電気 的に導通させるための導電体 21を取り付ける。
[0065] ダイシングソーを用いて、上記で形成した構造体 Aに切り込みを入れ、数十 μ m幅 の溝 (ダイシング溝） 26を複数形成する。この溝幅は、 20〜50 /ζ πιであるのが好まし い。このとき、第 2音響整合層 24bのみが完全に切断されずに数十/ z m切れ残るよう に構造体 Aに切り込みを入れるようにする。このような溝 26を例えば約 200個程度設 ける。ここで、分割した個々の振動子を振動子エレメント 27という。
[0066] なお、上記では、本実施形態は 2層整合であるので、第 1音響整合層 24aの材料に は、アルミナやチタ-ァ (TiO )などフィラーを含有するエポキシ榭脂を用い、第 2音
2
響整合層 24bの材料には、フィラーが入って ヽな 、エポキシ榭脂を用いるのが好まし い。また、 3層整合の場合には、第 1音響整合層の材料に、マシナブルセラミックスや フィラーやファイバーを含有するカーボンまたはエポキシ榭脂などを用い、第 2音響 整合層には、アルミナやチタ-ァなどフイラ一を若干含有 (2層整合の場合と比較して 含有率が少ない)するエポキシ榭脂を用い、第 3音響整合層には、フィラーが入って Vヽな 、エポキシ榭脂を用いるのが好まし!/、。
[0067] 次に、図 9に示すように、この積層体の側面 XIと側面 X2の面とが向かい合うように 、この構造体 Aを湾曲させて円筒状にしていく。具体的には、半円柱形状 (シリンドリ カル形状）に窪んで 、る 2つの金型で構造体 Aを挟んで締め付けて成型して 、くこと により、構造体 Aを円筒状にしていく。そうすると、次第に合わせ目の面が近づいてい くので、所定の間隔 (例えば、ダンシング溝幅近くまで）になるまで合わせ目が近づい たらー且締め付けを停止する。
[0068] ここで、予め注型方法によりスぺーサを用意する。スぺーサの幅はダンシング溝幅 より少し狭くする（例えば、ダンシング溝幅が約 25 mであれば、スぺーサ幅は約 15 μ mとし、ダンシング溝幅が約 50 μ mであれば、スぺーサ幅は約 40 μ mとする。）。 また、スぺーサは最外層の音響整合層と同じ榭脂 (例えば、 2層整合の場合では第 2 音響整合層、 3層整合の場合では第 3音響整合層と同じ樹脂)を用いる。
[0069] このスぺーサの短手方向の両側面に最外層の音響整合層と同じ榭脂（例えば、 2 層整合の場合では第 2音響整合層、 3層整合の場合では第 3音響整合層と同じ榭脂 )を接着剤として塗布する。 [0070] その後、このスぺーサ 29を、図 10に示すように、合わせ目 28 (側面 XIと側面 X2の 面の間）に差し込む。そして、再び金型を締め付ける。
なお、上記では合わせ目の全面にスぺーサを挟んだ力 例えば、図 11に示すよう に部分的に、スぺーサを挟むようにしてもよい。図 11では、実質的には駆動部 (圧電 素子 23)とはならない側面 XI及び X2両端にスぺーサ 29a, 29bを挟み、その間を最 外層の音響整合層と同じ榭脂 (例えば、 2層整合の場合では第 2音響整合層、 3層整 合の場合では第 3音響整合層と同じ榭脂)を接着剤 31として充填するようにしてもよ い。このようにすることで、スぺーサを全面に用いる場合と比べて、界面での超音波の 反射、減衰等の影響を受けにくくなる。
[0071] このように、スぺーサを用いることで、成型時に余分な隙間ができにくくなり、容易に 合わせ目の位置合わせが可能となる (スぺーサがな 、場合には、成型時に合わせ目 部分が接触せずに、いずれか一方の面が円筒形の内側に入り込むおそれが発生す る）。この位置併せは、実質的には、 10 /z mオーダの制御に対応することができる。 なお、成型のための締め付けは、大きさの異なる複数の金型を用意し、大きい金型か ら小さい金型へ入れ替えて成型することで、締め付けを強めていってもよいし、その 他の方法でもよぐ特に限定されない。
[0072] さて、合わせ目 28にスぺーサを取り付けた後、図 12に示すように、円筒表面に音 響レンズ 11を形成する（以下、構造体 Bという）。音響レンズ 11は、予め音響レンズ単 体で製造していたものを円筒状にした構造体 Aと組み合わせてもよいし、または、円 筒状にした構造体 Aを型に入れて音響レンズ材料をその型に流し込んで音響レンズ 11を形成してもよい。なお、音響レンズ 11のうち、実際に音響レンズとして機能する のはレンズ部 11aである。
[0073] 次に、図 13に示すように、環状の構造部材 30aを構造体 Bの開口部より内側に取り 付ける。このとき、構造部材 30aは、基板 20上に位置するように取り付ける（図 14A参 照)。反対側の開口部についても同様に構造部材 30bを取り付ける。このとき、構造 部材 30bは導電性榭脂 25上に位置するように取り付ける（図 14A参照)。
[0074] 図 14Bは、構造部材 30を取り付けた構造体 Bの断面を示す。図 13で構造部材 30 ( 30a, 30b)を取り付けた（図 14A参照）後、構造部材 30a— 30b間をバッキング材 40 で充填する（図 14B参照）。ノ ッキング材には、ゲル状のエポキシ榭脂にアルミナの フィラーを混ぜたものを用いる。その後、導電性榭脂 25上に導体 (銅線) 41を取り付 ける（図 14C参照）（以下、図 14Cで作成した構造体を構造体 Cという）。
[0075] 次に、図 15に示すように、構造体 Cの一方の開口部側（基板 20が設けられている 側)から、円筒状の円筒部材 50を挿入する。この円筒部材 50は、円筒部分 53とその 一端に設けられて 、る環状の鍔 (つば） 52とから構成されて 、る。鍔 52表面には FP C基板が設けてあり、その表面に数十力も数百の電極パッド 51が設けてある。さらに 、円筒部材 50内部にはケーブル 62の束が通してあり、そのケーブル 62の先端は、 各電極パッド 51と半田付けされて 、る（電極パッド 51の内側（環の中心方向）にケー ブル 62を半田付けして結線する。 ) oなお、ケーブル 62は、通常はノイズ低減のため に同軸ケーブルを用いる。
[0076] 円筒部材 50は絶縁体材料 (例えば、エンジニアリング.プラスチック)で作られてい る。絶縁体材料としては、例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリフエ-レン オキサイド、エポキシ榭脂などがある。
[0077] こうしてケーブル 62を結線した円筒部材 50を構造体 Cに挿入すると（図 16A参照） 、構造体 Cの構造部材 30に円筒部材 50の鍔 52部分が当たって、円筒部材 50の位 置が構造体 C内部で固定され、振動子内部で位置決めがされる（図 16B参照)。
[0078] 図 17は、円筒部材 50が挿入されて位置決めがされた（図 16参照）後、電極パッド 5 1の外側部分 (環の外周方向の電極パッド部分）と、振動子エレメント 27の電極層 20 aとをワイヤー 90を用いて結線した状態を示す。
[0079] 図 18は、図 17の断面図を示す。上述の通り、電極パッド 51のうち鍔の中心方向側 にケーブル 62が半田で結線されている。電極パッド 51のうち鍔の外周方向側にワイ ヤー 90の一端が半田 1011で結線され、他端が振動子エレメントの基板 20上にある シグナル側電極層 20aと半田 1021で結線されている。なお、隣接するシグナル側電 極層 20aにワイヤーが接触して短絡しな 、ように短 、ワイヤー 90を用いて結線する。 また、ケーブル 62に負荷が力かることにより引っ張られて、ケーブル 62が電極パッド 51から外れてしまうことを防ぐために、ポッティング榭脂 1001でケーブル 62と電極パ ッド 51との結線部分全体を被覆する。 [0080] なお、スぺーサの材料に例えば酸ィ匕チタンをカ卩えることで、スぺーサを白色で着色 し、それによりスぺーサの箇所を認識できるようにしてもよい。このようにすることで、一 番素子 (合わせ目部分の素子)の判別が容易になる。
[0081] 以上より、超音波振動子を円筒状にしたときの合わせ目（つなぎ目）に、最外層の 音響整合層と同じ榭脂材料をスぺーサとして用い、さらに、このスぺーサの幅を調整 して、合わせ目間の幅をダイシング溝の溝幅と同じにすることにより、超音波振動子 エレメント間の幅及び材質環境が均一になるため、合わせ目部分においても、他の 箇所と同様に超音波を送受することができるため、音響特性のばらつきが解消し、音 響特性が向上する。
[0082] また、処置に用いた内視鏡をオートクレープ等で高熱殺菌処理する場合、合わせ 目での材質に差があると、各材料の熱膨張係数の違いにより、応力に差が生じ、クラ ックがはいってしまうおそれがある力 本発明を用いることにより、合わせ目での材質 にはすべて同一の材料を用いるので応力が偏ることなぐクラックが発生することがな い。したがって、超音波振動子の耐久性が向上する。
[0083] また、合わせ目に起因する影響が極力抑えられるので、 360度均一な画質を得るこ とができる。また、スぺーサにより合わせ目の幅を調整するので、容易に位置合わせ をすることができる。実質的には、 10 /z mオーダの制御に対応することができる。また 、エレメント間の間隔及び材質がすべて均一なので、一番素子 (合わせ目部分の素 子)の識別の必要がなくなる。
[0084] (付記 1) 前記部材の幅力 前記超音波振動子エレメント間の間隔より小さいことを 特徴とする特許請求の範囲の請求項 4に記載の電子ラジアル型超音波振動子。
(付記 2) 前記部材挿入工程では、前記最外層の前記音響整合層と同一の材料 で構成した接着剤を前記部材表面に塗布して、該部材を前記空隙に挿入することを 行う特許請求の範囲の請求項 7に記載の電子ラジアル型超音波振動子の製造方法
[0085] 図 19は、本発明の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。なお、図 3に 示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図 19に示す超音波振動子アレイ 110は、図 3に示す超音波振動子アレイ 1120と 同様に、例えば、超音波内視鏡装置に設けられるものであって、圧電素子 1121と、 第 1音響整合層 1122と、第 2音響整合層 1123と、分割部材 1124とを備えて構成さ れている。
[0086] また、圧電素子 1121、第 1音響整合層 1122、及び第 2音響整合層 1123は、共通 に設けられる溝により複数に分けられ、複数の超音波振動子 (振動子エレメント 27に 相当する）を構成している。
[0087] また、上記分割部材 1124は、超音波を減衰させる榭脂ゃ粒子などにより構成され 、圧電素子 1121、第 1音響整合層 1122、及び第 2音響整合層 1123に共通に設け られる溝に充填された後固化されることにより構成される。
[0088] なお、図 19に示す超音波振動子アレイ 110は、第 2音響整合層 1123及び第 2音 響整合層 1123の 2つの音響整合層の上に圧電素子 1121が載置される構成である 力 1層または 3層以上の音響整合層の上に圧電素子 1121を載置して超音波振動 子アレイ 110を構成してもよい。また、図 19に示す超音波振動子アレイ 110は、バッ キング材の上に圧電素子 1121を載置し、圧電素子 1121の上面力 バッキング材の 一部まで溝を設け複数の超音波振動子を構成してもよい。また、図 19に示す超音波 振動子アレイ 110は、ノ ッキング材の上に圧電素子 1121を載置し、さらに、圧電素 子 1121の上に 1層以上の音響整合層を載置し、その音響整合層の上面からバツキ ング材の一部まで溝を設け複数の超音波振動子を構成してもよい。
[0089] 図 19に示す超音波振動子アレイ 110の特徴とする点は、所定の超音波振動子に 隣接する分割部材 1124 (図 19に示す例では分割部材 1124— 4)に、金属粉、ベン ガラ、アルミナ、酸化タングステン、シリカなどの金属系化合物やカーボンなどの粒子 を着色物質として混ぜて分割部材 1124を着色する点である。なお、異種の着色物 質を分割部材 1124に混ぜてもよい。例えば、分割部材 1124にベンガラを混ぜると、 その分割部材 1124は赤くなり、分割部材 1124にアルミナやシリカを混ぜると、その 分割部材 1124は白くなり、分割部材 1124に酸ィ匕タングステンを混ぜると、その分割 部材 1124は緑色になり、分割部材 1124にカーボンを混ぜると、その分割部材 112 4は黒くなる。
[0090] なお、上記所定の超音波振動子は、例えば、超音波の送受信が可能な連続する 複数の超音波振動子のうち端部にある超音波振動子としてもよい。また、上記所定の 超音波振動子は、例えば、送受信可能な超音波の周波数が異なる 2つの超音波振 動子のうち一方の超音波振動子としてもよい。また、上記所定の超音波振動子は、例 えば、使用目的 (診察や治療など）が異なる 2つの超音波振動子のうち一方の超音波 振動子としてもよい。また、上記所定の超音波振動子は、例えば、動作部と非動作部 の境目にある 2つの超音波振動子のうち一方の超音波振動子としてもよい。すなわち 、図 19において、分割部材 1124— 1〜1124— 3に隣接する各超音波振動子を非 動作部とし、分割部材 1124— 1〜 1124— 3以外の分割部材 1124に隣接する各超 音波振動子を動作部とする場合、分割部材 1124— 4に隣接する超音波振動子を所 定の超音波振動子としてもよい。また、所定の超音波振動子に隣接する分割部材 11 24から着色物質を取り除くことにより、所定の超音波振動子に隣接する分割部材 11 24の色を他の分割部材 1124の色と異ならせるようにしてもよい。また、上記所定の 超音波振動子は、超音波振動子アレイ 110に 2つ以上設けてもよぐ所定の超音波 振動子を 2つ以上設ける場合は、それらの超音波振動子に対応する各分割部材 11 24の色を互いに異ならせてもよ!/、。
[0091] このように、所定の超音波振動子に隣接する分割部材 1124の色を他の分割部材 1 124の色と異ならせているので、所定の超音波振動子に隣接する分割部材 1124を 目視ゃ画像処理などによる位置決めのマークとすることができるので、所定の超音波 振動子を特定し易くなる。
[0092] これにより、例えば、超音波振動子アレイ 110の製造において、各超音波振動子に 信号線を配線する際、配線すべき所定の超音波振動子を容易に特定することができ る。
また、例えば、超音波振動子アレイ 110の検査において、検査対象になった所定の 超音波振動子を容易に特定することができる。
[0093] また、例えば、超音波振動子アレイ 110の修理において、不具合が生じた所定の 超音波振動子を容易に特定することができる。
このように、超音波内視鏡装置の製造、検査、修理などにおいて、所定の超音波振 動子を容易に特定することができるので、作業者の作業性、生産性、及びミス防止を 向上させることができる。
[0094] また、分割部材内で色を異ならせることは、分割部材全体に限定されるものではな ぐその一部分のみでも良い。
例えば、図 19の分割部材 1124— 4で、一方端部のみ、または両端部のみの色を 異ならせることが可能である。
[0095] これにより、圧電素子 1121とその近傍については分割部材が他の超音波振動子と 全く同一になるため、超音波振動子の性能をより均一にすることができるという効果が ある。
[0096] これとは別に、色を異ならせるパターンを変えた分割部材を用いることも可能である 例えば、図 19の分割部材 1124— 4で色を異ならせる部分を、一方の端部のみ、ま たは両端部のみ、または分割部材の複数の個所に設けることや、色を異ならせる部 分の長さを変えること、場所と長さのパターンを混在させることが可能である。
[0097] これにより、バーコードに類する手法により、色が異なる個所が持つ意味を一見して 判断することができるという効果がある。
また、図 19に示す超音波振動子アレイ 110は、超音波振動子アレイ 110の長手方 向に対して垂直方向の端面同士が接続され各超音波振動子が環状に形成されるこ とによりラジアル方式の超音波振動子アレイに構成されてもよい。
[0098] 図 20は、図 19に示す超音波振動子アレイ 110をラジアル方式の超音波振動子ァ レイに構成したものを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符 号を付している。また、図 20に示す超音波振動子アレイ 110は、フレーム部材 1130 (上記構造部材 30aに相当する）を備えな!/、構成としてもよ!、。
[0099] 図 20に示すように、超音波振動子アレイ 110がラジアル方式に構成され、端部の 超音波振動子が判り難くなつたとしても、所定の超音波振動子に隣接する分割部材 1124- 4の色が他の分割部材 1124— 1や分割部材 1124— 2などの色と異なって V、るので、所定の超音波振動子を容易に特定することができる。
[0100] また、所定の超音波振動子を動作部における端部の超音波振動子とすることにより 、端部の超音波振動子力 順番に超音波振動子を数えることができるようになるので 、目的の超音波振動子を容易に特定することができる。
[0101] 図 21は、本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図 21に示す超音波振動子アレイ 130は、図 19に示す超音波振動子アレイ 110と 同様に、例えば、超音波内視鏡装置に設けられるものであって、圧電素子 1121と、 第 1音響整合層 1122と、第 2音響整合層 1123と、分割部材 1124とを備えて構成さ れている。
[0102] なお、図 21に示す超音波振動子アレイ 130は、第 1音響整合層 1122及び第 2音 響整合層 1123の 2つの音響整合層の上に圧電素子 1121が載置されて ヽる構成で あるが、 1層または 3層以上の音響整合層の上に圧電素子 1121を載置する構成とし てもよい。また、図 21に示す超音波振動子アレイ 130は、ノ ッキング材の上に圧電素 子 1121を載置し、圧電素子 1121の上面からバッキング材の一部まで溝を設け複数 の超音波振動子を構成してもよい。また、図 21に示す超音波振動子アレイ 130は、 ノ ッキング材の上に圧電素子 1121を載置し、さらに、圧電素子 1121の上に 1層以 上の音響整合層を載置し、その音響整合層の上面からバッキング材の一部まで溝を 設け複数の超音波振動子を構成してもよ ヽ。
[0103] 図 21に示す超音波振動子アレイ 130の特徴とする点は、所定の超音波振動子に 隣接する溝に、所定の超音波振動子以外の超音波振動子に隣接する分割部材 112 4と異なる色に着色された板状の分割部材 1124— 4 (溝の幅と同じ程度の厚さ）が挿 入される点である。
[0104] なお、上記所定の超音波振動子は、例えば、超音波の送受信が可能な連続する 複数の超音波振動子のうち端部にある超音波振動子としてもよい。また、上記所定の 超音波振動子は、例えば、送受信可能な超音波の周波数が異なる 2つの超音波振 動子のうち一方の超音波振動子としてもよい。また、上記所定の超音波振動子は、例 えば、使用目的 (診察や治療など）が異なる 2つの超音波振動子のうち一方の超音波 振動子としてもよい。また、上記所定の超音波振動子は、例えば、動作部と非動作部 の境目にある 2つの超音波振動子のうち一方の超音波振動子としてもよい。すなわち 、図 21において、分割部材 1124— 1〜1124— 3に隣接する各超音波振動子を非 動作部とし、分割部材 1124— 1〜 1124— 3以外の分割部材 1124に隣接する各超 音波振動子を動作部とする場合、分割部材 1124— 4に隣接する超音波振動子を所 定の超音波振動子としてもよい。また、上記所定の超音波振動子は、超音波振動子 アレイ 110に 2つ以上設けてもよぐ所定の超音波振動子を 2つ以上設ける場合、そ れらの超音波振動子に対応する各分割部材 1124の色を互 、に異ならせてもよ 、。 また、所定の超音波振動子に隣接する溝に板状の分割部材 1124— 4を挿入する際 、溝よりも少し大きい板状の分割部材 1124— 4を溝に挿入し、溝からはみ出した部 分を取り除くようにしてもよい。
[0105] このように、所定の超音波振動子に隣接する溝に所定の超音波振動子以外の超音 波振動子に隣接する分割部材 1124の色と異なる色の板状の分割部材 1124を挿入 しても、その挿入した分割部材 1124を目視ゃ画像処理などによる位置決めのマーク とすることができるので、所定の超音波振動子を特定し易くなる。
[0106] また、図 21に示す超音波振動子アレイ 130は、超音波振動子アレイ 130の長手方 向に対して垂直方向の端面同士が接続されて筒状に形成されることによりラジアル 方式の超音波振動子アレイに構成されてもょ ヽ。
[0107] 図 22は、図 21に示す超音波振動子アレイ 130をラジアル方式の超音波振動子ァ レイに構成したものを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符 号を付している。また、図 22に示す超音波振動子アレイ 130は、フレーム部材 1130 を備えな 、構成としてもょ 、。
[0108] 図 22に示すように、超音波振動子アレイ 130がラジアル方式に構成され、端部の 超音波振動子が判り難くなつたとしても、所定の超音波振動子に隣接する溝に挿入 された分割部材 1124—4の色が他の分割部材 1124— 1や分割部材 1124— 2など の色と異なって 、るので、所定の超音波振動子を容易に特定することができる。
[0109] また、所定の超音波振動子を動作部の端部の超音波振動子とすることにより、端部 の超音波振動子力 順番に超音波振動子を数えることができるようになるので、目的 の超音波振動子を容易に特定することができる。
[0110] 図 23は、本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。 図 23に示す超音波振動子アレイ 150は、圧電素子 1121と、第 1音響整合層 1122 と、圧電素子 1121及び第 1音響整合層 1122の共通の溝に設けられる分割部材 11 24とを備えて構成され、上記溝により複数の超音波振動子を構成して!/ヽる。
[0111] また、超音波振動子アレイ 150の全超音波振動子 (例えば、 192個）は、同じ特性 や機能をもつ連続した複数の超音波振動子 (例えば、 32個）を 1ブロックとして、いく つかのブロックに分けられて!/、る。
[0112] また、超音波振動子アレイ 150は、ブロック毎に分割部材 1124の色を異ならせて いる。
図 23に示す例では、全超音波振動子がブロック 151、ブロック 152、及びブロック 1 53に区分されている。なお、超音波振動子の区分の仕方は、例えば、超音波の周波 数の違い、使用目的 (診察や治療など)の違い、または動作部，非動作部の違いなど が考えられる。
[0113] 例えば、ブロック 151を非動作部とし、ブロック 152を治療用とし、ブロック 153を診 察用とする場合において、ブロック 151を構成する各超音波振動子に隣接するそれ ぞれの分割部材 1124を白に着色し、ブロック 152を構成する各超音波振動子に隣 接するそれぞれの分割部材 1124を赤に着色し、ブロック 153を構成する各超音波 振動子に隣接するそれぞれの分割部材 1124を緑に着色してもよ 、。
[0114] なお、ブロック毎に分割部材 1124の色を異ならせる方法としては、上述したように、 分割部材 1124に着色物質を混ぜて溝に充填した後固化させてもよいし、溝に着色 した板状の分割部材 1124を挿入してもよ 、。
[0115] また、あるブロックの両端の各超音波振動子に隣接する 2つの分割部材 1124のみ を他の分割部材 1124と色を異ならせるようにしてもょ 、。
図 24は、本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
[0116] 図 24に示すラジアル方式の超音波振動子アレイ 160の特徴とする点は、所定の超 音波振動子に隣接する分割部材 1124— 4の近傍のフレーム部材 1130に、所定の 超音波振動子の位置を示すマーク 161を付けて ヽる点である。
[0117] なお、マーク 161は、例えば、ケガキやスクリーン印刷などの接触法またはインクジ エツトプリンタやレーザマーカなどの非接触法によりフレーム部材 1130に付けてもよ い。また、フレーム部材 1130にマーク 161を付ける位置は、所定の超音波振動子の 近傍でもよい。また、超音波振動子の特性や機能を区別できるようにフレーム部材 11 30にマーク 161を付けるようしてもよい。また、予めフレーム部材 1130の所定の箇所 にマーク 161を付け、このマーク 161を衝として超音波振動子アレイ 160を組み付け るようにしてもよい。また、超音波振動子アレイ 160の組付け終了後に、フレーム部材 1130の所定の箇所にマーク 161を付けるようにしてもよい。また、マーク 161の色や 形は特に限定されない。
[0118] このように、フレーム部材 1130にマーク 161が付けられていることにより、上記超音 波振動子アレイ 110や超音波振動子アレイ 130と同様に、所定の超音波振動子を容 易に特定することができる。
[0119] なお、図 24に示すマーク 161は、図 20に示す超音波振動子アレイ 110や図 22に 示す超音波振動子アレイ 130のフレーム部材 1130の所定箇所 (所定の超音波振動 子の近傍のフレーム部材 1130または分割部材 1124— 4の近傍のフレーム部材 11 30)に付けてもよい。
[0120] これにより、複数の超音波振動子とフレーム部材 1130とを組付ける際の位置合わ せの精度を高めることができる。
図 25は、本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
[0121] 図 25に示す超音波振動子アレイ 170は、超音波が放射状に送信されるコンベック ス方式の超音波振動子アレイであって、圧電素子 1121と、第 1音響整合層 1122と、 第 2音響整合層 1123と、圧電素子 1121、第 1音響整合層 1122、及び第 2音響整 合層 1123の共通の溝に設けられる分割部材 1124と、圧電素子 1121、第 1音響整 合層 1122、及び第 2音響整合層 1123が上記溝により分けられて構成される複数の 超音波振動子の形状を保持するフレーム部材 171とを備えて構成されている。
[0122] 図 25に示すコンベックス方式の超音波振動子アレイ 170の特徴とする点は、所定 の超音波振動子に隣接する分割部材 1124— 4の近傍のフレーム部材 171に、所定 の超音波振動子の位置を示すマーク 172を付けている点である。 [0123] なお、マーク 172は、例えば、ケガキやスクリーン印刷などの接触法またはインクジ エツトプリンタやレーザマーカなどの非接触法によりフレーム部材 171に付けてもよい 。また、フレーム部材 171にマーク 172を付ける位置は、所定の超音波振動子の近 傍でもよい。また、超音波振動子の特性や機能を区別できるようにフレーム部材 171 にマーク 172を付けるようしてもよい。また、予めフレーム部材 171の所定の箇所にマ ーク 172を付け、このマーク 172を衝として超音波振動子アレイ 170を組み付けるよう にしてもよい。また、超音波振動子アレイ 170の組付け終了後に、フレーム部材 171 の所定の箇所にマーク 172を付けるようにしてもよい。また、マーク 172の色や形は 特に限定されない。
[0124] このように、フレーム部材 171にマーク 172が付けられていることにより、上記超音 波振動子アレイ 110や超音波振動子アレイ 130と同様に、所定の超音波振動子を容 易に特定することができる。
[0125] 図 26は、本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図 26に示す超音波振動子アレイ 180は、超音波が直線状に送信されるリニア方式 の超音波振動子アレイであって、直線状に並べられた複数の超音波振動子、音響整 合層、及び分割部材などで構成される超音波振動子部 181と、複数の超音波振動 子の形状を保持するフレーム部材 182とを備えて構成されている。
[0126] 図 26に示すリニア方式の超音波振動子アレイ 180の特徴とする点は、所定の超音 波振動子に隣接する分割部材の近傍のフレーム部材 182に、所定の超音波振動子 の位置を示すマーク 183を付けている点である。
[0127] なお、マーク 183は、例えば、ケガキやスクリーン印刷などの接触法またはインクジ エツトプリンタやレーザマーカなどの非接触法によりフレーム部材 182に付けてもよい 。また、フレーム部材 182にマーク 183を付ける位置は、所定の超音波振動子の近 傍でもよい。また、超音波振動子の特性や機能を区別できるようにフレーム部材 182 にマーク 183を付けるようしてもよい。また、予めフレーム部材 182の所定の箇所にマ ーク 183を付け、このマーク 183を衝として超音波振動子アレイ 180を組み付けるよう にしてもよい。また、超音波振動子アレイ 180の組付け終了後に、フレーム部材 182 の所定の箇所にマーク 183を付けるようにしてもよい。また、マーク 183の色や形は 特に限定されない。
[0128] このように、フレーム部材 182にマーク 183が付けられていることにより、上記超音 波振動子アレイ 110や超音波振動子アレイ 130と同様に、所定の超音波振動子を容 易に特定することができる。
[0129] 図 27は、本発明の他の実施形態の超音波振動子アレイを示す図である。なお、図 19に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図 27に示すラジアル方式の超音波振動子アレイ 190の特徴とする点は、図 19に 示す超音波振動子アレイ 110の長手方向に対して垂直方向の端面同士が接続部材 191を介して接続され各超音波振動子が環状に形成されていると共に、接続部材 1 91の色を分割部材 1124の色と異ならせている点である。なお、接続部材 191の材 質は特に限定されない。
[0130] このように、接続部材 191の色を分割部材 1124の色と異ならせていることにより、 超音波振動子アレイ 190がラジアル方式の超音波振動子アレイであっても、端部の 超音波振動子を容易に特定することができるので、端部の超音波振動子力 順番に 超音波振動子を数えることができ所定の超音波振動子を容易に特定することができ る。
[0131] 図 28は、超音波振動子を示す斜視図である。
図 28に示すように本実施の形態の超音波振動子 100は、ラジアルアレイ型に構成 したものであり、音響整合層 200と、後述する圧電素子と、ノ ッキング材 300と、円筒 状に形成した振動子形状形成部材 400 (上記構造部材 30aまたはフレーム部材 113 0に相当する）とで主に構成されている。
[0132] 上記音響整合層 200は、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系等の榭脂部材に金 属、セラミックス、ガラス等の粉体や繊維を混合したものや、ガラス、マシナブルセラミ ックス 'シリコーン等で硬質に形成した第 1音響整合層 200aと、柔軟性を有する例え ばシリコーン系、エポキシ系 ·ΡΕΕΚ·ポリイミド 'ポリエーテルイミド 'ポリサルフォン -ポ リエーテルサルフォン ·フッ素系榭脂等の榭脂部材ゃゴム状の材料で形成した第 2音 響整合層 200bとを積層して形成したものである。なお、基板 700については後述す る。
[0133] 振動子形状形成部材 400は、繊維強化型熱硬化性 PPEで形成されて 、る。繊維 強化型熱硬化性 PPEは、高 ヽ形状精度 ·絶縁性 ·導体パターン付加が可能，半田付 けの熱に対する耐熱性'接着性が高いなどの特徴を有しており、例えば、京セラケミ カル (株）製の「TLC W— 596」、 「TLC W— 598」、旭化成工業 (株）製の「PPC シリーズ」、 「RCCシリーズ」、 「A— PPEシリーズ」、及び利昌工業 (株）製の「CS— 3 376シリーズ」、「CS— 3665E」、等を好適に使用できる。
[0134] 図 29は、超音波振動子の構成を説明する長手方向断面図であり、図 30は、図 29 の A— A線断面図である。
図 29及び図 30に示すように、上記超音波振動子 100は、中心側より順にノ ッキン グ材 300、圧電素子 500及び基板 700、第 1音響整合層 200a、第 2音響整合層 20 Obを配置して構成されて 、る。
[0135] 図 28及び図 30に示すように、上記圧電素子 500及び第 1音響整合層 200aは、所 定数である例えば 192個等の複数に分割された状態で配列されている。各圧電素子 500の内周面側には一面側電極 500aが設けられ、外周面側には他面側電極 500b が設けられている。
[0136] 図 31は、図 29の矢印 Bで示す部分の拡大図であり、図 32は、図 29の矢印 Bで示し た部分の他の構成例を説明する図であり、図 33は、図 29の矢印 Bで示した部分の他 の構成例を説明する図であり、図 34は、図 29の矢印 Cで示す部分の拡大図である。
[0137] 図 31および図 32に示すように、上記超音波振動子 100の一端側では音響整合層 200が上記圧電素子 500より突出するように構成されている。そして、この突出した音 響整合層 200を構成する第 1音響整合層 200aの内周面には上記振動子形状形成 部材 400が接着固定されている。
[0138] また、上記音響整合層 200を構成する第 1音響整合層 200aの所定位置には、例 えばこの第 1音響整合層 200aの表面と略面一致になるように帯状の導電材料を配 置構成したグランド用導電材料 (以下、グランド電極と記載する） 600が設けられて 、 る。このグランド電極 600上に上記他面側電極 500bを載置させることによって、この 他面側電極 500bと上記グランド電極 600とが電気的導通状態になる。 [0139] また、本実施の形態にお!、ては、上記振動子形状形成部材 400の所定位置である 外周面の上記グランド電極 600に対向する面及び一側面には導電部 400aが設けて ある。そして、この振動子形状形成部材 400を上記第 1音響整合層 200aの内周面に 対して導電部材である例えば導電接着剤 (不図示)で接着固定することによって、上 記導電部 400aと上記グランド電極 600とが電気的な導通状態になる。この導電部材 としては導電接着剤に限定されるものではなぐ半田や銀ロウ、金ロウ等の金属ロウ 部材、或いは導体被膜等であってもよい。
[0140] また、図 33に示すように、導電部 400aを上記振動子形状形成部材 400の一側面 に設けるのみでもよい。この場合は、上記グランド電極 600が外側に露出する構成と し、導電部 400aとグランド電極 600との間を、導電性榭脂'導電性塗料等の導体材 料や、各種の導体薄膜、導体厚膜、メツキ等の導体皮膜を用いることにより電気的な 導通状態とする。また、これらを組み合わせることも可能である。
[0141] 図 34に示すように、上記超音波振動子 100の他端側には上記圧電素子 500と略 同一厚み寸法で形成された基板 700が隣設配置されている。この基板 700は、 3次 元基板、アルミナ基板、ガラスエポキシ基板、リジットフレキシブル基板'フレキシブル 基板等であり、この基板 700に形成されている導電パターン 700aと上記圧電素子 5 00の一面側電極 500aとはこの導電パターン 700a上及び一面側電極 500a上に配 置された導電部材 800によって電気的に接続されている。
[0142] なお、上記圧電素子 500は、板状に形成されたチタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛
'チタン酸バリウム系 ·ΒΝΤ— BS— ST系等の圧電セラミック又は、 LiNbO -PZNT
3 等の圧電性結晶 ·リラクサ一強誘電体を切断して形成したものである。上記一面側電 極 500a及び他面側電極 500bは板状の圧電セラミックの面上に金、銀、銅あるいは ニッケル ·クロム等の導電部材を焼付け又は蒸着'スパッタ'イオンプレーティング等 の薄膜又はメツキ等により、単層 ·多層又は合金層として予め設けたものである。
[0143] また、上記バッキング材 300は、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系、ポリエーテ ルイミド、 PEEK (ポリエーテルエーテルケトン） 'ウレタン系'フッ素系等の榭脂部材 やクロロプレンゴム .プロピレン系ゴム ·ブタジエン系ゴム ·ウレタン系ゴム ·シリコーンゴ ム 'フッ素系ゴム等のゴム材、又はこれら榭脂部材ゃゴム材にタングステン等の金属、 アルミナ ·ジルコユア 'シリカ'酸化タングステン ·圧電セラミックス粉 ·フェライト等のセラ ミックス、ガラス、榭脂等の粉体や繊維 ·中空の粒子など力 なる単一又は複数の物 質'形状のフィラーを混合したものであり、本実施の形態においてはアルミナ粉末入り のエポキシ榭脂を硬化させたものである。
[0144] 次に、上述のように構成される超音波振動子 100の組立て手順を、図 35乃至図 47 を参照して説明する。
( 1 )音響整合層 200を形成する工程
図 35は、音響整合層を形成する部材を説明する図であり、図 36は、音響接合層を 説明する図である。
[0145] まず、上記音響整合層 200を形成するため、図 35に示すように所定寸法及び形状 で所定の音響インピーダンス値に調整した第 1音響整合層 200a及び第 2音響整合 層 200bを用意する。この第 1音響整合層 200aの一面側所定位置には板状のグラン ド電極 600が配置してある。
[0146] そして、図 36に示すように上記第 1音響整合層 200aと第 2音響整合層 200bとを一 体的に積層して音響整合層 200を形成する。このとき、上記第 2音響整合層 200bを 、グランド電極 600が設けられて 、な 、第 1音響整合層 200aの他面側に配置する。 音響整合層は、本実施の形態で示したように各々を所定厚さとした後に一体ィ匕する こと、一体化させた後に所定厚さとすること、接合で無く一方に他方を塗布、注型、成 膜等により直接形成すること、及びこれらの組合せが可能である。
[0147] なお、上記グランド電極 600は例えば、上記第 1音響整合層 200aの所定位置に形 成した所定幅寸法及び深さ寸法の溝 1100に、所定幅寸法及び厚み寸法に形成し た板状の導電部材 1200を接着配置して構成したり、或いは、上記溝 1100に所定幅 寸法で上記深さ寸法より厚めに形成した板状の導電部材を接着配置するか、導電性 榭脂等を突出するように塗布或いは充填した後、この導電部材の突出部分を第 1音 響整合層 200aの面と面一致状態になるように加工して構成したり、或いは所定厚み 寸法より厚めに形成した上記第 1音響整合層 200aの上記溝 1100内に導電部材を 接合な ヽし塗布或いは充填した後、全体を所定厚み寸法になるように加工して構成 したり、或いは各種の導体膜により構成したものである。なお、グランド電極 600には 、導電性樹脂 '導電性塗料'金属等の導体材料や、各種の導体薄膜'導体厚膜 'メッ キ等の導体皮膜が使用可能である。
(2)第 1積層体を形成する工程
図 37は、第 1積層体を形成する部材を説明する図であり、図 38は、第 1積層体を説 明する図である。
[0148] 第 1積層体を形成するため、図 37に示すように上記音響整合層 200と、一面側電 極 500a及び他面側電極 500bとをそれぞれ設けた圧電セラミック 1300とを用意する 。この圧電セラミック 1300は、上記音響整合層 200の長さ寸法より所定寸法だけ短く 形成され、幅寸法は略同一寸法で形成され、厚み寸法は所定寸法に形成されてい る。
[0149] 図 38に示すように上記音響整合層 200をひっくり返した状態にして、第 1音響整合 層 200aに設けたグランド電極 600上の所定位置に上記圧電セラミック 1300の他面 側電極 500bを載置させた状態にして、この圧電セラミック 1300を上記第 1音響整合 層 200aに対して接着剤 (不図示）によって一体的に接着固定する。
[0150] このことによって、上記他面側電極 500bと上記グランド電極 600とが電気的導通状 態で、上記音響整合層 200と上記圧電セラミック 1300とが一体な第 1積層体 2100 が形成される。このとき、上記グランド電極 600が配置されている音響整合層 200の 一端面側が上記圧電セラミック 1300の一端面側力も所定量 aだけ突出した状態にな る。
(3)第 2積層体を形成する工程
図 39は、第 2積層体を形成する部材を説明する図であり、図 40は、第 2積層体を説 明する図である。
[0151] 第 2積層体を形成するため、図 39に示すように上記第 1積層体 2100と、例えば一 面側に複数の導電パターン 700aを規則的に設けた厚み寸法が上記圧電セラミック 1 300と略同寸法の基板 700とを用意する。そして、導電パターン 700aを上向きにした 状態で図 40に示すように上記基板 700を上記圧電セラミック 1300に並べて隣り合わ せに配設し、この基板 700を上記第 1音響整合層 200aに対して接着固定する。
[0152] このことによって、上記第 1音響整合層 200aの面上に圧電セラミック 1300と基板 7 00とが隣設した第 2積層体 2200が形成される。なお、上記基板 700の幅寸法及び 長さ寸法は所定寸法に設定されて 、る。
(4)基板の導電パターン 700aと圧電セラミック 1300の一面側電極 500aとを電気的 に接続する工程
図 41は、基板の導電パターンと圧電セラミックの一面側電極とを電気的に接続する 工程を説明する図である。
[0153] 図 41に示すように上記第 2積層体 2200の導電パターン 700aが形成されて!、る基 板 700及び一面側電極 500aが設けられて 、る圧電セラミック 1300の表面の所定位 置に図示しな 、マスク部材を配置し、膜部材である導電性塗料又は導電性接着剤等 を塗布して導電膜部 1400を設ける。
[0154] このことによって、この導電膜部 1400によって、上記導電パターン 700aと一面側 電極 500aとが電気的に接続される。
(5)圧電セラミック 1300を複数の圧電素子 500に分割する工程
図 42は、分割溝を形成して圧電セラミックを圧電素子に分割して!/ヽる状態を示す図 であり、図 43は、所定数の分割溝を形成した第 2積層体を示す図であり、図 44は、 複数の圧電素子を設けた第 2積層体を変形させた状態を示す図である。
[0155] 図 42に示すように図示しないダイシングソ一又はレーザ装置等の切断手段を使用 して、圧電セラミック 1300及び基板 700の表面側力も上記音響整合層 200を構成す る第 1音響整合層 200aを通過させて、第 2音響整合層 200bの一部に到達する所定 深さ寸法で所定幅寸法又は所定形状の分割溝 1500を長手方向に対して直交する 方向に所定ピッチで形成していく。このとき、上記切断手段を 2つの導電パターン 70 Oaを分割する中央線上に配置させる。
[0156] このことによって、複数の導電パターン 700aを設けた基板 700が導電パターン 700 aを設けた複数の基板 700に分割されるとともに、 1枚の圧電セラミック 1300が複数 の圧電素子 500 (上記振動子エレメント 27または複数の超音波振動子に相当する） に分割される。このとき、上記導電膜部 1400も複数の導電部材 800に分割されてい く。このことによって、上記音響整合層 200上に導電パターン 700aを導電部材 800 で電気的に接続した圧電素子 500が配列されていく。 [0157] そして、図 43に示すように上記第 2積層体 2200に分割溝 1500を所定ピッチで所 定数形成することによって、上記圧電セラミック 1300、基板 700、導電膜部 1400及 び第 1音響整合層 200aが所定数に分割されて、圧電セラミック 1300及び基板 700 を有していた第 2積層体 2200が、複数の圧電素子 500及び基板 700を配置した第 2 積層体 2200aに変化する。つまり、上記音響整合層 200を構成する柔軟性を有する 第 2音響整合層 200bに、複数の圧電素子 500を配列した状態になる。
[0158] したがって、上記第 2音響整合層 200bを最外周側に配置した状態にして、この第 2 積層体 2200を曲げ変形することにより、図 44に示すように複数の圧電素子 500を備 えた第 2積層体 2200aを円筒形状に形作れる。
[0159] なお、上記分割溝 1500を形成した後、上記超音波振動子 100を形成するに当た つて不要になる、例えば図 42の斜線で示す音響整合層 200を除去しておく。また同 様に、上記第 2積層体を構成する各部材について、例えば長さなどについては所定 形状よりも大きいものを用い、最終的に不要部分を除去することも可能である。さらに 必要に応じ、それぞれの圧電素子 500の一面側電極 500aと、基板 700の導電パタ ーン 700aとが導電部材 800によって電気的に接続されているかの導通検査を行う。
(6)円筒状ユニット 2300を形成する工程
図 45は、円筒状の振動子ユニットを形成する部材を説明する図であり、図 46は、第 1音響整合層に振動子形状形成部材を配置した状態を説明する図であり、図 47は、 基板に振動子形状形成部材を配置した状態を説明する図である。
[0160] 円筒状ユニット 2300を形成するため、図 45に示すように第 2積層体 2200aと、所 定寸法に形成した繊維強化型熱硬化性 PPE部材で形成した円筒状の振動子形状 形成部材 400A、 400Bとを用意する。そして、図 46に示すように上記第 2積層体 22 00aを円筒状に形作った後、上記振動子形状形成部材 400Aを音響整合層 200の 第 1音響整合層 200aに導電接着剤で一体的に接着固定する。一方、図 47に示すよ うに上記振動子形状形成部材 400Bを上記圧電素子 500に隣設する基板 700の内 周面側に非導電性の接着剤によって一体的に接着固定する。
[0161] このことによって、硬質な部材である第 1音響整合層 200aと繊維強化型熱硬化性 P PEである振動子形状形成部材 400A及び基板 700と繊維強化型熱硬化性 PPEで ある振動子形状形成部材 400Bとを接着固定して上記第 2積層体 2200aが所定の 曲率の円筒状ユニット 2300として形成される。このとき、分割された圧電素子 500に それぞれ設けられて ヽる他面側電極 500bと導通状態になって ヽる上記グランド電極 600と、振動子形状形成部材 400Aの導電部 400aとが一体的な導通状態になる。こ の導電部 400aに図示しない超音波観測装置カも延出するグランド線を接続すること によって容量が十分に大きなグランドが確保される。なお、上記振動子形状形成部 材 400Aは、固定を非導電性接着剤により行い、その後に導体薄膜、導電性榭脂、 導体厚膜等によって電気的に接続しても、何ら問題はない。
[0162] ノ ッキング材は、圧電素子 500の一面側電極 500a側に、フェライト入りゴム材'ァ ルミナ粉入りエポキシ等を材料として用い、接着'注型等の方式により、付加する。こ れにより、上記図 28乃至図 30に示したような構成のラジアルアレイ型の超音波振動 子が形成される。
[0163] 図 48は、コンベックスアレイ型振動子ユニットを形成するための振動子形状形成部 材及び第 2積層体を示す図であり、図 49は、リニアアレイ型振動子ユニットを形成す るための振動子形状形成部材及び第 2積層体を示す図である。
[0164] 上述したように、本実施の形態にぉ 、ては振動子形状形成部材 400A、 400Bを用 いてラジアルアレイ型の超音波振動子 100を形成する工程を説明したが、上記 (6) の円筒状ユニット 2300を形成する工程で示した振動子形状形成部材 400A、 400B を使用する代わりに、図 48に示すように例えば部分円形形状等に形成した振動子形 状形成部材 400C、 400Dを上述と同様に所定形状で所定数に分割された圧電素 子 500を有する第 2積層体 2200bの第 1音響整合層 200aに固定することによってコ ンベックスアレイ型振動子ユニットが形成される。
[0165] また、図 49に示すように端部が平坦である平板状の振動子形状形成部材 400Eを 上述と同様に第 2積層体 2200cの第 1音響整合層 200aに該平坦部が接するように 固定することによってリニアアレイ型振動子ユニットが形成される。さらに、振動子形 状形成部材の端部形状は円弧や直線に限定されるものではなぐこれらの組合せや 変形も可能であり、これにより超音波走査方向を自在に設定することができる。
[0166] このように、圧電素子から突出している音響整合層を構成する硬質な第 1音響整合 層に、所定形状に形成した繊維強化型熱硬化性 PPEである振動子形状形成部材を 固定配置することによって、所定形状の超音波振動子を高精度に形成することがで きるとともに、残留応力による不具合の発生を確実に防止した超音波振動子を形成 することができる。
[0167] このことによって、圧電セラミックを複数に分割して形成した圧電素子が高精度に配 列されて、高画質の超音波観察像を長期にわたって安定して得られる。
なお、上述の実施の形態においては、振動子形状形成部として繊維強化型熱硬化 性 PPEを用いたが、振動子形状形成部材としては一般的な硬質部材を用い、さらに その外側に超音波振動子を絶縁するための部材として振動子形状形成部と同一形 状の繊維強化型熱硬化性 PPEを用いた絶縁部材を用意しても良い。
[0168] 図 50は、繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁部材を用いたラジアル型超音波振動子 の構成を説明するための図であり、図 51は、繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁部材 を用いたラジアル型超音波振動子を示す図である。
[0169] ラジアル型超音波振動子 100aを形成するため、図 50に示すように音響整合層 20 0と、所定寸法に形成した硬質部材で形成した円筒状の振動子形状形成部材 3100 a、 3100bと、これら振動子形状形成部材 3100a、 3100bとほぼ同一寸法に形成し た繊維強化型熱硬化性 PPEで形成した円筒状の絶縁部材 3200aとを用意する。
[0170] そして、図 51に示すように、上記振動子形状形成部材 3100a、 3100bを音響整合 層 200に導電接着剤で一体的に接着固定した後、絶縁部材 3200aを接着固定して 、ラジアル型超音波振動子 100aを形成する。
[0171] 図 52は、繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁部材を用いたコンベックス型超音波振 動子の構成を説明するための図であり、図 53は、繊維強化型熱硬化性 PPEの絶縁 部材を用いたコンベックス型超音波振動子を示す図である。
[0172] コンベックス型超音波振動子 100bを形成するため、図 52に示すように音響整合層 200と、所定寸法に形成した硬質部材で形成した円盤状の振動子形状形成部材 31 00c、 3100dと、これら振動子形状形成部材 3100c、 3100dとほぼ同一寸法に形成 した繊維強化型熱硬化性 PPEで形成した円盤状の絶縁部材 3200bとを用意する。
[0173] そして、図 53に示すように、上記振動子形状形成部材 3100c、 3100dを音響整合 層 200に導電接着剤で一体的に接着固定した後、絶縁部材 3200bを接着固定して 、コンベックス型超音波振動子 100bを形成する。
[0174] なお、本発明は、以上述べた実施の形態のみに限定されるものではなぐ発明の要 旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。例えば、本例では基板 700を圧電 素子 500に併設配置し導電部材により両者を電気的に接続したが、これに限定され るものではなぐ例えばバッキング材の内部又は側面に基板を位置させることや、フレ ームと基板とを合一すること、基板と圧電素子との接続を金属細線等で行うことも可 能である。
[0175] 以上本発明の実施の形態を図面を用いて説明してきたが、本発明は、上述した実 施の形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を変えない範囲において、種々 の変更、改変等が可能である。
[0176] 上述したように、本発明によれば、超音波振動子エレメント間の材質及び間隔につ
V、ての環境を全て均一にすることができるので、 360度方向につ!、て均一な画像を 得ることができる。
[0177] また、本発明によれば、所定の超音波振動子に隣接する分割部材の色を他の分割 部材の色と異ならせて 、るので、その色の異なる分割部材により所定の超音波振動 子を特定し易くなる。これにより、どんな方式の超音波振動子アレイであっても、所定 の超音波振動子を容易に特定することができる。
[0178] また、本発明によれば、残留応力による不具合の発生を防止して、分割した圧電素 子を高精度に配列させて良好な超音波画像を得られる高信頼性の超音波振動子を 提供することが可能となる。

Claims

請求の範囲
[1] 超音波を送受する超音波振動子エレメントが複数円筒状に等間隔で配列され、複 数の音響整合層が積層している電子ラジアル型超音波振動子であって、
前記円筒状の当該電子ラジアル型超音波振動子の側面に形成される空隙を、最 外層の前記音響整合層と同一の材料で充填させる
ことを特徴とする電子ラジアル型超音波振動子。
[2] 前記空隙は、前記超音波振動子エレメント間の間隔と略同じ間隔である
ことを特徴とする請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波振動子。
[3] 前記最外層の前記音響整合層と同一の材料で構成した部材が、前記空隙に設置 されている
ことを特徴とする請求項 1に記載の電子ラジアル型超音波振動子。
[4] 前記部材が、前記最外層の前記音響整合層と同一の材料で構成した接着剤ととも に前記空隙を埋めている
ことを特徴とする請求項 3に記載の電子ラジアル型超音波振動子。
[5] 前記部材は、前記空隙のうち、前記超音波振動子エレメントのうち前記超音波を送 受する部分以外に部分同士によって挟まれた空隙部分に設置されている
ことを特徴とする請求項 3に記載の電子ラジアル型超音波振動子。
[6] 超音波を送受する超音波振動子エレメントが複数円筒状に等間隔で配列され、複 数の音響整合層が積層している電子ラジアル型超音波振動子であって、
前記円筒状の当該電子ラジアル型超音波振動子の側面に形成される空隙が、前 記超音波振動子エレメント間の間隔と略同じ長さである
ことを特徴とする電子ラジアル型超音波振動子。
[7] 超音波を送受する超音波振動子エレメントが複数配列され、複数の音響整合層が 積層されたものである構造体を製造する構造体製造工程と、
前記構造体の第 1の側面と第 2の側面とを向かい合わせて、該構造体を円筒状に する円筒形成工程と、
前記円筒状にした構造体の前記第 1の側面と前記第 2の側面との間の空隙に、前 記最外層の前記音響整合層と同一の材料で構成した部材を挿入する部材挿入工程 と、
前記円筒状にした構造体の開口部の内側に環状部材を設ける環状部材設置工程 と、
略円筒形体の一端に鍔が設けてある絶縁性部材に複数のケーブルを挿通させ、 該各ケーブルの一端を該絶縁性部材の前記鍔表面に設けた複数の電極パッドのそ れぞれに接合させるケーブル挿通工程と、
前記ケーブル挿通工程により得られた前記絶縁性部材の前記鍔が、前記環状部 材設置工程により得られた前記構造体の前記環状部材に接するまで、該絶縁性部 材を該構造体に挿入する絶縁性部材挿入工程と、
前記絶縁性部材挿入工程により挿入した前記絶縁性部材の前記鍔表面に設けた 前記電極パッドと前記超音波振動子エレメントの電極とを導線で接続する接続工程 と
からなることを特徴とする電子ラジアル型超音波振動子の製造方法。
[8] 請求項 1〜6のいずれか 1項に記載の電子ラジアル型超音波振動子を備える超音 波内視鏡。
[9] 板状の圧電素子に複数の溝が設けられることにより構成された複数の超音波振動 子を備え、該複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動子において超音波 の送信または受信が行われる超音波振動子アレイであって、
前記複数の溝にそれぞれ分割部材が設けられ、前記各分割部材のうち所定の前 記超音波振動子に隣接する分割部材の色が他の分割部材の色と異なっている ことを特徴とする超音波振動子アレイ。
[10] 板状の圧電素子に複数の溝が設けられることにより構成された複数の超音波振動 子と、前記複数の超音波振動子全てに接し前記複数の超音波振動子の形状を保持 するフレーム部材とを備え、前記複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動 子において超音波の送信または受信が行われる超音波振動子アレイであって、 前記複数の溝にそれぞれ分割部材が設けられ、前記各分割部材のうち所定の前 記超音波振動子に隣接する分割部材の色が他の分割部材の色と異なり、かつ、前 記所定の超音波振動子の近傍の前記フレーム部材に前記所定の超音波振動子の 位置を示すマークが付けられて!/、る
ことを特徴とする超音波振動子アレイ。
[11] 着色物質が混ぜられた前記分割部材が前記所定の超音波振動子に隣接する前記 溝に充填された後固化されるか、または、前記着色物質が取り除かれた前記分割部 材が前記所定の超音波振動子に隣接する前記溝に充填された後固化されることによ り、前記各分割部材のうち前記所定の超音波振動子に隣接する分割部材の色が前 記他の分割部材の色と異なって 、る
ことを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の超音波振動子アレイ。
[12] 前記所定の超音波振動子に隣接する前記溝に、前記他の分割部材と色が異なる 板状の分割部材が挿入されることにより、前記各分割部材のうち前記所定の超音波 振動子に隣接する分割部材の色が前記他の分割部材の色と異なっている
ことを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の超音波振動子アレイ。
[13] 前記分割部材は、自身における一部分と他の部分とで互いに色が異なっている ことを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の超音波振動子アレイ。
[14] 板状の圧電素子に複数の溝が設けられることにより構成された複数の超音波振動 子と、前記複数の超音波振動子全てに接し前記複数の超音波振動子の形状を保持 するフレーム部材とを備え、前記複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動 子において超音波の送信または受信が行われる超音波振動子アレイであって、 所定の前記超音波振動子の近傍の前記フレーム部材に前記所定の超音波振動子 の位置を示すマークが付けられて 、る
ことを特徴とする超音波振動子アレイ。
[15] 前記所定の超音波振動子は、同じ特性または機能をもつ複数の超音波振動子に より構成されている
ことを特徴とする請求項 9、請求項 10、または請求項 14に記載の超音波振動子ァ レイ。
[16] 板状の圧電素子に複数の溝が設けられることにより構成された複数の超音波振動 子を備え、該複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動子において超音波 の送信または受信が行われる超音波振動子アレイであって、 前記複数の超音波振動子のうち両端部の 2つの超音波振動子が接続部材を介し て互いに接続されて前記複数の超音波振動子が環状に形成され、前記接続部材の 色が前記複数の溝にそれぞれ設けられる分割部材の色と異なっていることを特徴と する超音波振動子アレイ。
[17] 板状の圧電素子に複数の溝が設けられることにより構成された複数の超音波振動 子を備え、該複数の超音波振動子のうち選択された超音波振動子において超音波 の送信または受信が行われる超音波振動子アレイが設けられる超音波内視鏡装置 であって、
前記複数の溝にそれぞれ分割部材が設けられ、前記各分割部材のうち所定の前 記超音波振動子に隣接する分割部材の色が他の分割部材の色と異なっていることを 特徴とする超音波内視鏡装置。
[18] 硬質な層を含む音響整合層と、
前記音響整合層より長さ寸法が短ぐ前記硬質な層の所定位置に固定配置され、 前記固定配置された状態で切断手段によって複数の圧電素子に分割される圧電体 と、
前記分割された前記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、前記圧電素 子から突出する前記音響整合層の前記圧電素子を配置した面に固定配置されて、 複数の圧電素子を所定形状に配列させる、繊維強化型熱硬化性 PPE (ポリフエニル エーテル)からなる振動子形状形成部材と、
を備えることを特徴とする超音波振動子。
[19] 硬質な層を含む音響整合層と、
前記音響整合層より長さ寸法が短ぐ前記硬質な層の所定位置に固定配置され、 前記固定配置された状態で切断手段によって複数の圧電素子に分割される圧電体 と、
前記分割された前記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、前記圧電素 子から突出する前記音響整合層の前記圧電素子を配置した面に固定配置されて、 複数の圧電素子を所定形状に配列させる硬質な振動子形状形成部材と、
前記振動子形状形成部材の外側に配置され、導体部と外部とを電気的に絶縁す る繊維強化型熱硬化性 PPEからなる絶縁部材と、
を備えることを特徴とする超音波振動子。
[20] 少なくとも硬質な第 1音響整合層及び軟質な第 2音響整合層を積層して形成した音 響整合層と、
前記音響整合層より長さ寸法が短ぐ前記第 1音響整合層面の所定位置に固定配 置され、前記固定配置された状態で切断手段によって複数の圧電素子に分割される 圧電体と、
前記分割された前記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、前記圧電素 子から突出する前記音響整合層を構成する第 1音響整合層面に固定配置されて、 複数の圧電素子を所定形状に配列させる、繊維強化型熱硬化性 PPEからなる振動 子形状形成部材と、
を備えることを特徴とする超音波振動子。
[21] 少なくとも硬質な第 1音響整合層及び軟質な第 2音響整合層を積層して形成した音 響整合層と、
前記音響整合層より長さ寸法が短ぐ前記第 1音響整合層面の所定位置に固定配 置され、前記固定配置された状態で切断手段によって複数の圧電素子に分割される 圧電体と、
前記分割された前記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、前記圧電素 子から突出する前記音響整合層を構成する第 1音響整合層面に固定配置されて、 複数の圧電素子を所定形状に配列させる硬質な振動子形状形成部材と、
前記振動子形状形成部材の外側に配置され、導体部と外部とを電気的に絶縁す る繊維強化型熱硬化性 PPEからなる絶縁部材と、
を備えることを特徴とする超音波振動子。
[22] 前記圧電素子は、前記切断手段によって前記第 1音響整合層に固定配置された 圧電体の表面から第 1音響整合層を通過して前記第 2音響整合層に至る所定間隔 の分割溝を設けて形成される
ことを特徴とする請求項 20または請求項 21に記載の超音波振動子。
[23] 前記振動子形状形成部材は、円形形状である ことを特徴とする請求項 18〜21の何れか 1項に記載の超音波振動子。
[24] 前記絶縁部材は、円形形状である
ことを特徴とする請求項 19または請求項 21に記載の超音波振動子。
[25] 前記振動子形状形成部材は、略部分円筒形形状である
ことを特徴とする請求項 18〜21の何れか 1項に記載の超音波振動子。
[26] 前記絶縁部材は、略部分円筒形形状である
ことを特徴とする請求項 19または請求項 21に記載の超音波振動子。
[27] 硬質な層を含む音響整合層と、
前記音響整合層を構成する硬質な層の所定位置に前記音響整合層の一部が突 出する位置関係に固定配置され、前記固定配置された状態で切断手段によって複 数の圧電素子に分割される両平面部に一面側電極及び他面側電極をそれぞれ設 けた圧電体と、
分割形成された前記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、前記圧電素 子から突出する前記音響整合層の前記圧電素子を配置した面に固定配置されて、 複数の圧電素子を所定形状に配列させる、繊維強化型熱硬化性 PPEからなる振動 子形状形成部材と、
を備え、
前記音響整合層の端部側所定位置に、前記圧電体に平行で、前記圧電体の平面 部に設けた電極に対向する所定幅の帯状導電材料を設ける一方、前記振動子形状 形成部材に前記圧電体から延出配置された導電材料に対向配置される導電部を設 けたことを特徴とする超音波振動子。
[28] 硬質な層を含む音響整合層と、
前記音響整合層を構成する硬質な層の所定位置に前記音響整合層の一部が突 出する位置関係に固定配置され、前記固定配置された状態で切断手段によって複 数の圧電素子に分割される両平面部に一面側電極及び他面側電極をそれぞれ設 けた圧電体と、
分割形成された前記圧電素子の表面を内周面側に配置した状態で、前記圧電素 子から突出する前記音響整合層の前記圧電素子を配置した面に固定配置されて、 複数の圧電素子を所定形状に配列させる硬質な振動子形状形成部材と、 前記振動子形状形成部材の外側に配置され、導体部と外部とを電気的に絶縁す る繊維強化型熱硬化性 PPEからなる絶縁部材と、
を備え、
前記音響整合層の端部側所定位置に、前記圧電体に平行で、前記圧電体の平面 部に設けた電極に対向する所定幅の帯状導電材料を設ける一方、前記振動子形状 形成部材に前記圧電体から延出配置された導電材料に対向配置される導電部を設 けたことを特徴とする超音波振動子。
[29] 前記圧電体の平面部に設けた電極と前記音響整合層に設けた帯状の導電材料と の電気的導通、或いは前記導電材料と前記振動子形状形成部材の導電部との電気 的導通の少なくとも一方を接触によって行う
ことを特徴とする請求項 27または請求項 28に記載の超音波振動子。
[30] 前記圧電体の平面部に設けた電極と前記音響整合層に設けた帯状の導電材料と の電気的導通、或いは前記導電材料と前記振動子形状形成部材の導電部との電気 的導通の少なくとも一方を導電部材を介して行う
ことを特徴とする請求項 27または請求項 28に記載の超音波振動子。
[31] 前記導電部材は、金属ロウ部材、導電性接着剤、導電性塗料或いは導体被膜であ る
ことを特徴とする請求項 30に記載の超音波振動子。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013114968A1 (ja) * 2012-01-30 2013-08-08 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波振動子アレイ、超音波振動子アレイの製造方法、及び超音波内視鏡
JP2013236390A (ja) * 2006-09-26 2013-11-21 Toshiba Corp 超音波探触子及び圧電振動子
JPWO2016208631A1 (ja) * 2015-06-23 2017-07-27 オリンパス株式会社 超音波振動子および超音波プローブ
US10201834B2 (en) 2014-08-08 2019-02-12 Olympus Corporation Ultrasound observation apparatus and manufacturing method of ultrasound observation apparatus
WO2023092718A1 (zh) * 2021-11-25 2023-06-01 中国科学院深圳先进技术研究院 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040082859A1 (en) 2002-07-01 2004-04-29 Alan Schaer Method and apparatus employing ultrasound energy to treat body sphincters
JP4647968B2 (ja) * 2004-11-09 2011-03-09 オリンパス株式会社 超音波内視鏡
US8717850B2 (en) * 2006-11-01 2014-05-06 The Regents Of The University Of California Piezotube borehole seismic source
EP2165650B1 (en) 2007-08-01 2017-07-19 Konica Minolta, Inc. Array scanning type ultrasound probe
US20100256502A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 General Electric Company Materials and processes for bonding acoustically neutral structures for use in ultrasound catheters
EP2459072A1 (en) * 2009-07-29 2012-06-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device with integrated ultrasound transducers and flow sensor
JP5330180B2 (ja) * 2009-10-02 2013-10-30 オリンパス株式会社 内視鏡装置
WO2011053757A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Sound Interventions, Inc. Method and apparatus for treatment of hypertension through percutaneous ultrasound renal denervation
US8792307B2 (en) * 2010-02-22 2014-07-29 Baker Hughes Incorporated Acoustic transducer with a backing containing unidirectional fibers and methods of making and using same
DE102011018954B4 (de) * 2011-04-29 2017-12-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ultraschallprüfkopf und Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines flächig ausgebildeten Prüfkörpers
US8854923B1 (en) * 2011-09-23 2014-10-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Variable resonance acoustic transducer
RU2509376C1 (ru) * 2012-09-28 2014-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технологическая лаборатория" Мобильный пункт перронного контроля
EP2968984B1 (en) 2013-03-14 2016-08-17 ReCor Medical, Inc. Ultrasound-based neuromodulation system
EP2971232A1 (en) * 2013-03-14 2016-01-20 ReCor Medical, Inc. Methods of plating or coating ultrasound transducers
WO2014190326A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 Fujifilm Sonosite, Inc. High frequency ultrasound probe
DE102013211596A1 (de) * 2013-06-20 2014-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer Piezokeramik
KR102271172B1 (ko) * 2014-07-14 2021-06-30 삼성메디슨 주식회사 초음파 흡음 부재, 이를 포함하는 초음파 프로브 및 그 제조 방법
RU2707831C2 (ru) * 2014-11-25 2019-11-29 Конинклейке Филипс Н.В. Система для контроля использования медицинского устройства
JP6109463B1 (ja) * 2015-05-25 2017-04-05 オリンパス株式会社 超音波プローブおよび超音波プローブの製造方法
WO2017036827A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-09 Koninklijke Philips N.V. Ic die, probe and ultrasound system
JP6758272B2 (ja) 2017-10-24 2020-09-23 オリンパス株式会社 超音波振動子及び超音波内視鏡
EP4344796A1 (en) * 2022-09-27 2024-04-03 Ambu A/S Method of manufacturing a curvilinear ultrasound transducer for use with an endoscope

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04152800A (ja) * 1990-10-16 1992-05-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 超音波探触子
US5648942A (en) 1995-10-13 1997-07-15 Advanced Technology Laboratories, Inc. Acoustic backing with integral conductors for an ultrasonic transducer
JPH10285695A (ja) * 1997-04-09 1998-10-23 Olympus Optical Co Ltd 超音波トランスデューサ及びその製造方法
JPH11501245A (ja) * 1995-12-26 1999-02-02 エンドーソニックス・コーポレイション 柔軟な基板を有する高分解能血管内超音波変換器装置
JPH11205899A (ja) 1998-01-20 1999-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波探触子
EP1384525A2 (en) 2002-07-22 2004-01-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Composite piezoelectric transducer and method of fabricating the same
US20040100163A1 (en) 2002-11-22 2004-05-27 Baumgartner Charles E. Method for making electrical connection to ultrasonic transducer through acoustic backing material

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4651044A (en) * 1978-08-17 1987-03-17 Kompanek Harry W Electroacoustical transducer
US4220887A (en) * 1978-11-30 1980-09-02 Kompanek Harry W Prestressed, split cylindrical electromechanical transducer
US4604542A (en) * 1984-07-25 1986-08-05 Gould Inc. Broadband radial vibrator transducer with multiple resonant frequencies
JPS6314623A (ja) 1986-07-07 1988-01-21 株式会社クボタ 刈取収穫機の自動変速操作構造
US4774427A (en) * 1987-05-08 1988-09-27 Piezo Sona-Tool Corporation Downhole oil well vibrating system
JP2502685B2 (ja) 1988-06-15 1996-05-29 松下電器産業株式会社 超音波探触子の製造方法
US5103130A (en) * 1988-12-20 1992-04-07 Rolt Kenneth D Sound reinforcing seal for slotted acoustic transducers
JPH02195481A (ja) 1989-01-25 1990-08-02 Hitachi Ltd 論理回路図入力方法
JPH02271839A (ja) 1989-04-13 1990-11-06 Olympus Optical Co Ltd 超音波プローブ
US5175709A (en) * 1990-05-22 1992-12-29 Acoustic Imaging Technologies Corporation Ultrasonic transducer with reduced acoustic cross coupling
US5103103A (en) * 1990-07-19 1992-04-07 Westinghouse Electric Corp. Microwave shield
US5256920A (en) * 1990-12-21 1993-10-26 Lockheed Sanders, Inc. Acoustic transducer
US5357486A (en) * 1992-12-02 1994-10-18 Innovative Transducers Inc. Acoustic transducer
US5465725A (en) * 1993-06-15 1995-11-14 Hewlett Packard Company Ultrasonic probe
US5434827A (en) * 1993-06-15 1995-07-18 Hewlett-Packard Company Matching layer for front acoustic impedance matching of clinical ultrasonic tranducers
JPH0889505A (ja) 1994-09-27 1996-04-09 Toshiba Corp 超音波プローブの製造方法
JPH09320713A (ja) 1996-05-31 1997-12-12 Tamura Electric Works Ltd Ｒｓ−２３２ｃケーブル
US6043590A (en) * 1997-04-18 2000-03-28 Atl Ultrasound Composite transducer with connective backing block
JPH1156852A (ja) 1997-08-25 1999-03-02 Olympus Optical Co Ltd 超音波プローブ
US6069845A (en) * 1998-12-23 2000-05-30 Western Altas International Inc. Composite marine seismic source
US6781288B2 (en) * 1999-01-27 2004-08-24 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Ultra-low frequency acoustic transducer
US6337465B1 (en) * 1999-03-09 2002-01-08 Mide Technology Corp. Laser machining of electroactive ceramics
JP3780168B2 (ja) 2001-01-30 2006-05-31 オリンパス株式会社 超音波アレイ振動子
JP2003061954A (ja) 2001-08-24 2003-03-04 Hitachi Medical Corp 超音波探触子用ケーブル、超音波探触子及び超音波診断装置
US7304416B2 (en) * 2003-02-21 2007-12-04 Jeffrey D Mullen Maximizing power generation in and distributing force amongst piezoelectric generators
JP4323487B2 (ja) * 2003-04-01 2009-09-02 オリンパス株式会社 超音波振動子及びその製造方法
US7670335B2 (en) * 2003-07-21 2010-03-02 Biosense Webster, Inc. Ablation device with spiral array ultrasound transducer
US20050193614A1 (en) * 2003-09-26 2005-09-08 Wayne Conrad Means of removably affixing art to a background and removably fixing a frame to a background and assembly therefor and method thereof
GB2434709B (en) * 2004-11-05 2009-09-09 Lockheed Corp Longitudinally driven slotted cylinder transducer
US7719926B2 (en) * 2008-03-28 2010-05-18 Raytheon Company Slotted cylinder acoustic transducer

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04152800A (ja) * 1990-10-16 1992-05-26 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 超音波探触子
US5648942A (en) 1995-10-13 1997-07-15 Advanced Technology Laboratories, Inc. Acoustic backing with integral conductors for an ultrasonic transducer
JPH11501245A (ja) * 1995-12-26 1999-02-02 エンドーソニックス・コーポレイション 柔軟な基板を有する高分解能血管内超音波変換器装置
JPH10285695A (ja) * 1997-04-09 1998-10-23 Olympus Optical Co Ltd 超音波トランスデューサ及びその製造方法
JPH11205899A (ja) 1998-01-20 1999-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波探触子
EP1384525A2 (en) 2002-07-22 2004-01-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Composite piezoelectric transducer and method of fabricating the same
US20040100163A1 (en) 2002-11-22 2004-05-27 Baumgartner Charles E. Method for making electrical connection to ultrasonic transducer through acoustic backing material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1795132A4 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013236390A (ja) * 2006-09-26 2013-11-21 Toshiba Corp 超音波探触子及び圧電振動子
WO2013114968A1 (ja) * 2012-01-30 2013-08-08 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波振動子アレイ、超音波振動子アレイの製造方法、及び超音波内視鏡
JP5315486B1 (ja) * 2012-01-30 2013-10-16 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波振動子アレイ、超音波振動子アレイの製造方法、及び超音波内視鏡
US10201834B2 (en) 2014-08-08 2019-02-12 Olympus Corporation Ultrasound observation apparatus and manufacturing method of ultrasound observation apparatus
JPWO2016208631A1 (ja) * 2015-06-23 2017-07-27 オリンパス株式会社 超音波振動子および超音波プローブ
WO2023092718A1 (zh) * 2021-11-25 2023-06-01 中国科学院深圳先进技术研究院 一种阵列超声换能器及其制作方法和组装装置

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