JP2002232996A - 超音波プローブおよびその製造方法並びに超音波撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波トランスデューサとフレキシブルプリ
ント板との接続部が堅牢で安定な超音波プローブを得
る。 【解決手段】 端部まで達する導電パターン（５０４）
を有するフレキシブルプリント板（５０２）の端面を圧
電部材（３０２）の縁部においてその背面に当接し、当
接した箇所付近において圧電部材と導電パターンをハン
ダ付け（５５０）する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波プローブ
（ｐｒｏｂｅ）およびその製造方法並びに超音波撮影装
置に関し、特に、超音波トランスデューサに接続された
フレキシブルプリント板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ
Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏｒｄ）を有する超音
波プローブ、そのような超音波プローブの製造方法、お
よび、そのような超音波プローブを備えた超音波撮影装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波撮影装置は、撮影対象の内部を超
音波で走査（スキャン：ｓｃａｎ）しエコー（ｅｃｈ
ｏ）に基づいて対象の内部を画像化するようになってい
る。超音波の送波およびエコーの受波には超音波プロー
ブが用いられる。超音波プローブ内では、アレイ（ａｒ
ｒａｙ）状に配列された複数の超音波トランスデューサ
（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）が、送信回路から与えられる
電気信号で駆動されて超音波を送波し、またエコーを受
波してエコー受波信号を受信回路に入力する。

【０００３】超音波トランスデューサには電気信号を授
受するための信号線が個別に接続される。個別信号線は
フレキシブルプリント板に導電パターン（ｐａｔｔｅｒ
ｎ）として形成され、超音波トランスデューサと電気的
に接続される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】個別信号線は超音波ト
ランスデューサの背面側から接続されるので、導電パタ
ーンの方向は超音波トランスデューサの背面に垂直な方
向となる。このような関係にある超音波トランスデュー
サと導電パターンを接続する１つの方法として、フレキ
シブルプリント板の端面を超音波トランスデューサの背
面と対向させ、導電性接着剤によって超音波トランスデ
ューサと導電パターンを電気的に接続する方法が採用さ
れるが、接続部の機械的強度が必ずしも十分でない。

【０００５】他の方法としては、フレキシブルプリント
板の端部を直角に折り曲げて、折り曲げた部分が超音波
トランスデューサの背面と平行になるようにし、平行部
分をハンダ付けによって超音波トランスデューサと電気
的に接続する方法がある。この方法を採用した接続部は
ハンダ付けにより機械的強度が向上するが、フレキシブ
ルプリント板の折り曲げによる応力が残留する。この残
留応力は接続部の経時的な安定性を阻害する。

【０００６】そこで、本発明の課題は、超音波トランス
デューサとフレキシブルプリント板との接続部が堅牢で
安定な超音波プローブ、そのような超音波プローブの製
造方法、および、そのような超音波プローブを備えた超
音波撮影装置を実現することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する１つの観点での発明は、圧電部材と、端部まで達す
る導電パターンを有し端面が前記圧電部材の縁部におい
てその背面に当接し前記当接した箇所付近において前記
導電パターンが前記圧電部材にハンダ付けされたフレキ
シブルプリント板と、を具備することを特徴とする超音
波プローブである。

【０００８】（２）上記の課題を解決する他の観点での
発明は、圧電部材と、端部まで達する導電パターンを有
し端面が前記圧電部材の縁部においてその背面に当接し
前記当接した箇所付近において前記導電パターンが前記
圧電部材にハンダ付けされたフレキシブルプリント板
と、前記圧電部材の背面に取り付けられたバッキング部
材と、を具備することを特徴とする超音波プローブであ
る。

【０００９】（３）上記の課題を解決する他の観点での
発明は、バッキング部材と、端部まで形成された互いに
平行な複数の導電パターンを有し前記バッキング部材の
側面に端部同士を揃えて配置されたフレキシブルプリン
ト板と、前記フレキシブルプリント板が配置された側に
縁部がはみ出すように前記バッキング部材の端面に取り
付けられ前記縁部が前記フレキシブルプリント板の端面
に当接する箇所付近において前記複数の導電パターンに
個々にハンダ付けされた複数の圧電部材と、を具備する
ことを特徴とする超音波プローブである。

【００１０】（４）上記の課題を解決する他の観点での
発明は、超音波プローブにより超音波を送波してエコー
を受信し、エコー受信信号に基づいて画像を生成する超
音波撮影装置であって、前記超音波プローブは、圧電部
材と、端部まで達する導電パターンを有し端面が前記圧
電部材の縁部においてその背面に当接し前記当接した箇
所付近において前記導電パターンが前記圧電部材にハン
ダ付けされたフレキシブルプリント板と、を具備するこ
とを特徴とする超音波撮影装置である。

【００１１】（５）上記の課題を解決する他の観点での
発明は、超音波プローブにより超音波を送波してエコー
を受信し、エコー受信信号に基づいて画像を生成する超
音波撮影装置であって、前記超音波プローブは、圧電部
材と、端部まで達する導電パターンを有し端面が前記圧
電部材の縁部においてその背面に当接し前記当接した箇
所付近において前記導電パターンが前記圧電部材にハン
ダ付けされたフレキシブルプリント板と、前記圧電部材
の背面に取り付けられたバッキング部材と、を具備する
ことを特徴とする超音波撮影装置である。

【００１２】（６）上記の課題を解決する他の観点での
発明は、超音波プローブにより超音波を送波してエコー
を受信し、エコー受信信号に基づいて画像を生成する超
音波撮影装置であって、前記超音波プローブは、バッキ
ング部材と、端部まで形成された互いに平行な複数の導
電パターンを有し前記バッキング部材の側面に端部同士
を揃えて配置されたフレキシブルプリント板と、前記フ
レキシブルプリント板が配置された側に縁部がはみ出す
ように前記バッキング部材の端面に取り付けられ前記縁
部が前記フレキシブルプリント板の端面に当接する箇所
付近において前記複数の導電パターンに個々にハンダ付
けされた複数の圧電部材と、を具備することを特徴とす
る超音波撮影装置である。

【００１３】上記各観点での発明では、端部まで達する
導電パターンを有するフレキシブルプリント板の端面を
圧電部材の縁部においてその背面に当接し、当接した箇
所付近において圧電部材と導電パターンをハンダ付けす
るので、圧電部材の背面とフレキシブルプリント板の導
電パターン面に挟まれた概ね直角な隅部にハンダが行き
渡り、機械的にも堅牢な電気的接続がなされる。また、
フレキシブルプリント板を折り曲げることがないので残
留応力はなく、接続部は長期にわたって安定である。

【００１４】上記の超音波プローブは、端部まで導電パ
ターンが形成されたフレキシブルプリント板の端面を圧
電部材の縁部においてその背面に当接し、前記当接した
箇所付近において前記圧電部材と前記導電パターンをハ
ンダ付けする、ことを特徴とする方法により製造され
る。

【００１５】また、上記の超音波プローブは、端部まで
導電パターンが形成されたフレキシブルプリント板の端
面を圧電部材の縁部においてその背面に当接し、前記当
接した箇所付近において前記圧電部材と前記導電パター
ンをハンダ付けし、前記圧電部材の背面にバッキング部
材を取り付ける、ことを特徴とする方法により製造され
る。

【００１６】また、上記の超音波プローブは、端部まで
達する互いに平行な複数の導電パターンが形成されたフ
レキシブルプリント板の端面を板状の圧電部材の縁部に
おいてその背面に当接し、前記当接した箇所付近におい
て前記圧電部材と前記導電パターンをハンダ付けし、前
記圧電部材の背面にバッキング部材を取り付け、前記複
数の導電パターンの間隔に合わせて前記圧電部材をダイ
シングする、ことを特徴とする方法により製造される。

【００１７】また、上記の超音波プローブは、圧電部材
を縁部がはみ出すようにバッキング部材の端面に取り付
け、端部まで導電パターンが形成されたフレキシブルプ
リント板の端面を前記圧電部材の縁部において前記バッ
キング部材側から当接し、前記当接した箇所付近におい
て前記圧電部材と前記導電パターンをハンダ付けする、
ことを特徴とする方法により製造される。

【００１８】また、上記の超音波プローブは、圧電部材
を縁部がはみ出すようにバッキング部材の端面に取り付
け、端部まで達する互いに平行な複数の導電パターンが
形成されたフレキシブルプリント板の端面を前記圧電部
材の縁部において前記バッキング部材側から当接し、前
記当接した箇所付近において前記圧電部材と前記導電パ
ターンをハンダ付けし、前記複数の導電パターンの間隔
に合わせて前記圧電部材をダイシングする、ことを特徴
とする方法により製造される。

【００１９】また、上記の超音波プローブは、端部まで
導電パターンが形成されたフレキシブルプリント板をバ
ッキング部材の側面に端部同士を揃えて取り付け、前記
フレキシブルプリント板を取り付けた側に縁部がはみ出
すように圧電部材を前記バッキング部材の端面に取り付
け、前記縁部が前記フレキシブルプリント板の端面に当
接する箇所付近において前記圧電部材と前記導電パター
ンをハンダ付けする、ことを特徴とする方法により製造
される。

【００２０】また、上記の超音波プローブは、端部まで
達する互いに平行な複数の導電パターンが形成されたフ
レキシブルプリント板をバッキング部材の側面に端部同
士を揃えて取り付け、前記フレキシブルプリント板を取
り付けた側に縁部がはみ出すように圧電部材を前記バッ
キング部材の端面に取り付け、前記縁部が前記フレキシ
ブルプリント板の端面に当接する箇所付近において前記
圧電部材と前記導電パターンをハンダ付けし、前記複数
の導電パターンの間隔に合わせて前記圧電部材をダイシ
ングする、ことを特徴とする方法により製造される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に超音波プローブの模
式的構成を示す。本プローブは、本発明の超音波プロー
ブの実施の形態の一例である。

【００２２】図１に示すように、本プローブは、プロー
ブ本体２０にケーブル２２の一端を接続し、ケーブル２
２の他端にコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）２４を接続
したものとなっている。コネクタ２４は、本プローブの
使用時に、図示しない超音波撮影装置本体に設けられた
コネクタ受けに接続される。

【００２３】図２にプローブ本体２０の主要部の模式的
構成を示す。同図に示すように、プローブ本体２０は、
超音波トランスデューサアレイ３００を有する。超音波
トランスデューサアレイ３００は、図におけるｘ方向に
配列した複数個（例えば１２８個）の超音波トランスデ
ューサ３０２によって構成される。超音波トランスデュ
ーサ３０２は、本発明における圧電部材の実施の形態の
一例である。なお、超音波トランスデューサへの符号付
けは１箇所で代表する。超音波トランスデューサ３０２
は、例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）
酸鉛（Ｐｂ）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧
電材料で構成される。

【００２４】超音波トランスデューサ３０２は、直方体
状（いわゆる短冊形）に形成され、その３つの稜は図に
おける互いに垂直な３方向ｘ，ｙ，ｚにそれぞれ一致し
ている。稜の長さは、ｙ方向が相対的に最も長く、ｚ方
向がそれに次ぎ、ｘ方向が相対的に最も短くなってい
る。圧電材料の分極の方向はｚ方向となっている。超音
波トランスデューサ３０２は、ｚ方向において互いに対
向する両端面が図示しない電極層でそれぞれ覆われてい
る。電極層を構成する材料としては例えば金や銀等の電
気良導体が用いられる。

【００２５】超音波トランスデューサアレイ３００は、
バッキング（ｂａｃｋｉｎｇ）部材７０２の上に取り付
けられている。取り付けは接着によって行われる。バッ
キング部材７０２は、本発明におけるバッキング部材の
実施の形態の一例である。バッキング部材７０２は、例
えば金属粉末入りのゴム等の適宜の吸音材で構成され
る。

【００２６】超音波トランスデューサアレイ３００は、
一方の縁がバッキング部材７０２の端面から横にはみ出
すように取り付けられている。超音波トランスデューサ
アレイ３００がはみ出している方のバッキング部材７０
２の側面に、フレキシブルプリント板５０２が取り付け
られている。取り付けは接着によって行われる。

【００２７】フレキシブルプリント板５０２は、本発明
におけるフレキシブルプリント板の実施の形態の一例で
ある。以下、フレキシブルプリント板をＦＰＣともい
う。ＦＰＣ５０２は、複数の超音波トランスデューサ３
０２に対応する複数の電気経路５０４を有する。なお、
電気経路への符号付けは１箇所で代表する。

【００２８】電気経路５０４は、プリント（ｐｒｉｎ
ｔ）回路等により構成された導電パターンである。電気
経路５０４には、超音波トランスデューサ３０２の一方
の電極（図における下側の電極）が電気的に接続されて
いる。この電極が、超音波トランスデューサ３０２のア
クティブ（ａｃｔｉｖｅ）電極となる。アクティブ電極
の反対側（図における上側）の電極はコモン（ｃｏｍｍ
ｏｎ）電極となる。

【００２９】図３に、電気経路５０４とアクティブ電極
の接続状態を略図によって示す。同図に示すように、超
音波トランスデューサ３０２の縁がバッキング部材７０
２の端面から横方向にはみ出している。超音波トランス
デューサ３０２は、背面すなわち下面にアクティブ電極
３０４を有し、前面すなわち上面にコモン電極３０６を
有する。

【００３０】超音波トランスデューサ３０２の縁部がバ
ッキング部材７０２の端面からはみ出した部分に、ＦＰ
Ｃ５０２の端部が背面すなわちバッキング部材７０２側
から当接している。ＦＰＣ５０２の表面には電気経路５
０４が端部まで達する導電パターンとして設けられてい
る。

【００３１】このような幾何学的関係によって、電気経
路５０４の表面とアクティブ電極３０４の表面によって
挟まれた概ね直角な隅部ができる。電気経路５０４とア
クティブ電極３０４はこの隅部に溶かし込まれたハンダ
５５０によって電気的に接続され、また、機械的に結合
される。

【００３２】ハンダ５５０としては、超音波トランスデ
ューサ３０２が分極を失うキュリー（Ｃｕｒｉｅ）温度
を超えない温度で溶融する低温ハンダが用いられる。ま
た、ハンダ付け時に超音波トランスデューサ３０２を支
持する後述する治具を通じての放熱により、キュリー温
度以上の温度になることが阻止される。

【００３３】ハンダ付けによる接続であるから、接続部
は機械的に堅牢である。また、ＦＰＣ５０２を従来のよ
うに折り曲げることをしないので、接続部に応力が残留
することもない。したがって、接続部の長期にわたる安
定性が保たれる。

【００３４】コモン電極３０６は、図２に示すように、
例えばポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）等のプラスチ
ックポリマー（ｐｌａｓｔｉｃｓ ｐｏｌｙｍｅｒ）か
らなるフィルム（ｆｉｌｍ）フィルム５０６で覆われて
いる。

【００３５】フィルム５０６の、超音波トランスデュー
サ３０２の電極に接する側は金属層による導電面となっ
ており、コモン電極３０６とは電気的に接続されてい
る。電気的接続には導電性の接着剤等が用いられる。な
お、フィルム５０６は厚みを誇張して描いてある。他の
フィルムも同様である。

【００３６】フィルム５０６はＦＰＣ５０２とは反対側
の側面に沿って延在している。なお、フィルム５０６が
延在する側には、フィルム５０６の導電面と超音波トラ
ンスデューサ３０２の側面との接触を防ぐ絶縁フィルム
５０８が接着されている。ＦＰＣ５０２の電気経路５０
４およびフィルム５０６の導電面には、後述するように
電線が接続される。

【００３７】フィルム５０６の図における上側には音響
整合部材５１０が接着されている。音響整合部材５１０
は、超音波トランスデューサ３０２と撮影対象の間の音
響インピーダンス（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）を整合させる
もので、両者の中間の適宜の音響インピーダンスを持つ
プラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）材やガラス（ｇｌａ
ｓｓ）材等が用いられる。

【００３８】音響整合部材５１０の図における上側には
音響レンズ５１２が接着されている。音響レンズ５１２
は例えばシリコンゴム（ｓｉｌｉｃｏｎ ｇｕｍ）等に
より、ｘ方向を長手方向とするシリンドリカルレンズ
（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｌｅｎｓ）として構成され
ている。

【００３９】図４に、コネクタ２４の主要部の模式的構
成を示す。同図に示すように、コネクタ２４は接触体９
０２を有する。接触体９０２は、コネクタ２４を図示し
ないコネクタ受けに接続したときに相手側の接触部と接
触するものである。接触体９０２は、例えばプラスチッ
ク等の電気絶縁材料で板状に構成される。接触体９０２
の厚みの方向をｙ方向とすると、接触体９０２は概ねｘ
ｚ面に平行な２つの接触面を有する。これら接触面に
は、コネクタ受けへの押入の便宜上、ｚ方向の一端部の
厚みが次第薄くなるような傾斜がつけられている。

【００４０】接触体９０２の接触面には、ｚ方向に延び
る電気経路９０４がｘ方向に複数個配列されている。な
お、電気経路９０４への符号付けは１箇所で代表する。
電気経路９０４は、例えば銅条等からなる複数の導電体
を接触体９０２にモールド（ｍｏｌｄ）すること等によ
り構成される。接触体９０２の図における底面にｘ方向
の全長にわたって電気経路９０６が設けられている。電
気経路９０６は複数の電気経路９０４のうちの所定のも
のと接続されている。電気経路９０４および電気経路９
０６には、後述するように電線が接続される。

【００４１】次に、本プローブの製造方法について説明
する。図５に、製造工程の一例のフロー（ｆｌｏｗ）図
を示す。この製造工程によって、本発明の方法について
の実施の形態の一例が示される。

【００４２】同図に示すように、工程４０２において、
フィルム、音響整合部材、ＦＰＣおよび圧電板のラミネ
ーション（ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）を行う。すなわち、
図６に示すように、治具７０４の上端面に圧電板３０
０’を載置し、側面にＦＰＣ５０２を沿わせる。

【００４３】その順序は、まず圧電板３００’をその縁
部がはみ出すように治具７０４の端面に載置し、その後
にＦＰＣ５０２をその端面が圧電板３００の縁部におい
て治具７０４側から当接するように取り付ける順序で行
う。

【００４４】あるいは、まずＦＰＣ５０２を治具７０４
の側面に端部同士を揃えて取り付け、その後にＦＰＣ５
０２を取り付けた側に縁部がはみ出すように圧電板３０
０’を治具７０４の端面に取り付ける順序で行う。

【００４５】なお、圧電板３００’は図示しない前工程
で両面に電極層が設けられかつ分極されているものであ
る。また、ＦＰＣ５０２は、図示しない前工程で電気経
路５０４がすでに形成されているものである。

【００４６】圧電板３００’上にはフィルム５０６を接
着し、その上に音響整合部材５１０を接着する。また、
超音波トランスデューサアレイ３００および治具７０４
の側面の、フィルム５０６が延在する箇所には、絶縁フ
ィルム５０８を挟み込む。絶縁フィルム５０８はフィル
ム５０６に接着する。

【００４７】次に、工程４０４においてハンダ付けを行
う。ハンダ付けは、ＦＰＣ５０２の複数の電気経路５０
４が、例えば図７に示すように、端部に至るまで個別に
分離されているときは、図８に示すように、個々の電気
経路５０４ごとにハンダ付けすることによって行う。

【００４８】電気経路５０４が、例えば図９に示すよう
に、端部において電気経路５０４’によって共通接続さ
れているときは、図１０に示すように、電気経路５０
４’をハンダ付けする。このようなハンダ付けは、電気
経路５０４の数に無関係に連続的に行うことができるの
で、ハンダ付け作業を省力化する点で好ましい。

【００４９】いずれの場合も、使用するハンダは、音響
整合部材５１０等を接着している接着剤のガラス（ｇｌ
ａｓｓ）転移温度を超えない温度で溶融するハンダであ
る。ここまでの工程で、図１１に示すような、圧電板３
００’、ＦＰＣ５０２、フィルム５０６、絶縁フィルム
５０８および音響整合部材５１０のラミネーション構造
が完成する。

【００５０】次に、工程４０６でバッキング部材のラミ
ネーションを行う。すなわち、上記のラミネーション構
造を治具７０４から外し、図１２示すように、圧電板３
００’の背面にバッキング部材７０２を接着する。

【００５１】次に、工程４０８でダイシング（ｄｉｃｉ
ｎｇ）を行う。この工程では、上記のようにバッキング
部材７０２ラミネーションした構造物をダイシングマシ
ン（ｄｉｃｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）にかけて、圧電板
３００’を音響整合部材５１０およびフィルム５０６も
ろとも所定のピッチでダイシングし、図１３に示すよう
に、超音波トランスデューサ３０２が個々に分離された
超音波トランスデューサアレイ３００を形成する。

【００５２】ダイシングは、ＦＰＣ５０２の導電パター
ンが図７に示したようなものである場合は、図１４に示
すように、バッキング部材７０２の端面に達するまで行
えば良い。

【００５３】ＦＰＣ５０２の導電パターンが図９に示し
たようなものである場合は、図１５示すように、共通の
電気経路５０４’を個々の電気経路５０４間で断ち切る
程度にバッキング部材７０２の端面を切り込む。これに
よって、共通の電気経路５０４’およびハンダ５５０に
より超音波トランスデューサ３０２同士が共通接続され
るのを防止する。

【００５４】次に、工程４１０において、音響レンズの
ラミネーションを行う。すなわち、超音波トランスデュ
ーサアレイ３００の上に音響レンズを接着する。これに
よって、図２に示したようなラミネーション構造が完成
する。

【００５５】以上のような工程とすることにより、超音
波トランスデューサ３０２の厚みが薄くかつ配列ピッチ
（ｐｉｔｃｈ）が細かい高周波用の超音波プローブにつ
いて、その試作から量産まで全く同じ工程で対応するこ
とが可能になる。

【００５６】次に、工程４１２で電気配線を行う。この
工程での電線接続を図１６および図１７によって説明す
る。なお、図１７は図１６に示したもののＡ−Ａ断面図
である。両図において図２および図４に示したものと同
じものには同一の符号を付して説明を省略する。

【００５７】同図に示すように、電気配線は、ケーブル
２２の個別の電線１１４により、プローブ本体２０側の
電気経路５０４とコネクタ２４側の対応する電気経路９
０４とを接続する作業である。電線への符号付けは１箇
所で代表する。電線１１４は例えば線径が細い同軸ケー
ブル等であり、同軸ケーブルの中心導体の一端を電気経
路５０４に接続し、他端を電気経路９０４に接続する。
同軸ケーブルの外側導体の両端は、バッキング部材７０
２の端面まで回り込んでいるフィルム５０６の導電面お
よび接触体９０２の端面に設けられた電気経路９０６に
それぞれ接続される。接続は例えばハンダ付けまたはそ
の他の適宜の慣用の技法によって行われる。

【００５８】電気配線済みの接続体について、工程４１
４で両端部へのケース取り付け加工を行い、図１に示し
たような超音波プローブを構成する。ケースを取り付け
るに当たって、ケーブル２２の両端部を適宜のクランプ
（ｃｌａｍｐ）手段によってそれぞれのケースにクラン
プすることはいうまでもない。

【００５９】図１８に、製造工程の他の例のフロー図を
示す。この製造工程によって、本発明の方法についての
実施の形態の一例が示される。同図に示すように、工程
４２２において、バッキング部材、ＦＰＣ、圧電板、フ
ィルムおよび音響部材のラミネーションを行う。

【００６０】すなわち、図１２に示したように、バッキ
ング部材７０２の上端面に圧電板３００’を接着し、側
面にＦＰＣ５０２を接着する。また、圧電板３００’上
にはフィルム５０６を接着し、その上に音響整合部材５
１０を接着する。さらに、超音波トランスデューサアレ
イ３００およびバッキング部材７０２の側面の、フィル
ム５０６が延在する箇所には、絶縁フィルム５０８を挟
み込んで接着する。

【００６１】圧電板３００’、バッキング部材７０２お
よびＦＰＣ５０２をラミネーションする順序は、まず圧
電板３００’をその縁部がはみ出すようにバッキング部
材７０２の端面に取り付け、その後にＦＰＣ５０２をそ
の端面が圧電板３００の縁部においてバッキング部材７
０２側から当接するように取り付ける順序で行う。

【００６２】あるいは、まずＦＰＣ５０２をバッキング
部材７０２の側面に端部同士を揃えて取り付け、その後
にＦＰＣ５０２を取り付けた側に縁部がはみ出すように
圧電板３００’をバッキング部材７０２の端面に取り付
ける順序で行う。

【００６３】次に、工程４２４においてハンダ付けを行
う。この工程は図５に示した工程４０４と同様である。
次に、工程４２８においてダイシングを行う。この工程
は図５に示した工程４０８と同様である。

【００６４】次に、工程４３０において音響レンズのラ
ミネーションを行う。この工程は図５に示した工程４１
０と同様である。次に、工程４３２において電気配線を
行う。この工程は図５に示した工程４１２と同様であ
る。

【００６５】次に、工程４３４においてケース取り付け
を行う。この工程は図５に示した工程４１４と同様であ
る。図１９に、上記のように構成された超音波プローブ
を備えた超音波撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を
示す。本装置は、本発明の超音波撮影装置の実施の形態
の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に
関する実施の形態の一例が示される。

【００６６】同図に示すように、本装置は、超音波プロ
ーブ２を有する。超音波プローブ２は、本発明における
超音波プローブの実施の形態の一例である。超音波プロ
ーブ２は、前述のようにして製造されたものである。超
音波プローブ２は、対象４に当接されて超音波の送受波
に使用される。

【００６７】超音波プローブ２は送受信部６に接続され
ている。送受信部６は、超音波プローブ２の超音波トラ
ンスデューサアレイ３００を駆動して超音波ビーム（ｂ
ｅａｍ）を送信し、また、超音波トランスデューサアレ
イ３００が受波したエコーを受信するものである。

【００６８】送波超音波ビームの方位は、超音波トラン
スデューサアレイ３００における送波アパーチャ（ａｐ
ｅｒｔｕｒｅ）内の個々の超音波トランスデューサ３０
２を駆動する時間差により設定することができ、この方
位を順次切り換えることにより音線順次の走査を行うこ
とができる。

【００６９】エコー受波の方位は、超音波トランスデュ
ーサアレイ３００における受波アパーチャ内の個々の超
音波トランスデューサ３０２の受信信号を加算する時間
差で設定することができ、この方位を順次切り換えるこ
とにより音線順次の受波の走査を行うことができる。

【００７０】これにより、送受信部６は、例えば図２０
に示すような走査を行う。すなわち、放射点２００から
ｚ方向に延びる超音波ビーム（音線）２０２が扇状の２
次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキ
ャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａｎ）を行う。

【００７１】送波および受波のアパーチャを超音波トラ
ンスデューサアレイ３００の一部を用いて形成するとき
は、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させるこ
とにより、例えば図２１に示すような走査を行うことが
できる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音
線２０２が直線２０４上を移動することにより、矩形状
の２次元領域２０６がｘ方向に走査され、いわゆるリニ
アスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）が行われる。

【００７２】なお、超音波トランスデューサアレイ３０
０が、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成さ
れたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒ
ｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な信号操
作により、例えば図２２に示すように、音線２０２の放
射点２００が円弧２０４上を移動することにより、扇面
状の２次元領域２０６がθ方向に走査され、いわゆるコ
ンベクススキャンが行るのはいうまでもない。

【００７３】送受信部６はデータ（ｄａｔａ）処理部８
に接続されている。データ処理部８には、送受信部６か
ら、エコー受信信号がディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａ
ｌｄａｔａ）として入力される。データ処理部８は、入
力されたエコーデータを処理して画像生成等を行うよう
になっている。

【００７４】データ処理部８は、図２３に示すように、
データ処理プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）８０、エ
コーメモリ（ｅｃｈｏ ｍｅｍｏｒｙ）８２、データメ
モリ８４および画像メモリ８６を備えている。これらは
バス（ｂｕｓ）８８によって接続されている。送受信部
６から入力されたエコーデータは、エコーメモリ８２に
記憶される。データ処理プロセッサ８０は、エコーデー
タに基づいて例えばＢモード（ｍｏｄｅ）画像等を生成
する。生成したＢモード画像等は画像メモリ８６に記憶
される。

【００７５】データ処理プロセッサ８０は、また、デー
タ処理によりエコーのドップラシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ
ｓｈｉｆｔ）を抽出し、それに基づき例えば血流速度
等の動態情報を求めることも行う。データメモリ８４は
このデータ処理の過程で使用される。得られた動態情報
を表示するための画像等が画像メモリ８６に記憶され
る。

【００７６】データ処理部８には表示部１０が接続され
ている。表示部１０は、例えばグラフィックディスプレ
ー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて構成
され、データ処理部８の画像メモリ８６から入力された
画像データに基づいて可視像を表示するようになってい
る。

【００７７】以上の送受信部６、データ処理部８および
表示部１０は制御部１２に接続されている。制御部１２
は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する
ものである。また、被制御の各部から制御部１２に状態
報知信号や応答信号等が伝えられる。制御部１２の制御
の下で超音波撮影が実行される。

【００７８】制御部１２には操作部１４が接続されてい
る。操作部１４は操作者によって操作され、制御部１２
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部１４は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やそ
の他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）で構成
される。

【００７９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、超音波トランスデューサとフレキシブルプリント
板との接続部が堅牢で安定な超音波プローブ、そのよう
な超音波プローブの製造方法、および、そのような超音
波プローブを備えた超音波撮影装置を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の超音波プローブの
模式図である。

【図２】図１に示した超音波プローブ本体の主要部の模
式図である。

【図３】図２に示した超音波プローブ本体の一部の構造
を示す略図である。

【図４】図１に示したコネクタの主要部の模式図であ
る。

【図５】図１に示した超音波プローブの製造工程の一例
を示すフロー図である。

【図６】図２に示した超音波プローブ本体の主要部の、
製造工程における状態を示す模式図である。

【図７】ＦＰＣにおける導電パターンを示す略図であ
る。

【図８】導電パターンのハンダ付け状態を示す略図であ
る。

【図９】ＦＰＣにおける導電パターンを示す略図であ
る。

【図１０】導電パターンのハンダ付け状態を示す略図で
ある。

【図１１】図２に示した超音波プローブ本体の主要部
の、製造工程における状態を示す模式図である。

【図１２】図２に示した超音波プローブ本体の主要部
の、製造工程における状態を示す模式図である。

【図１３】図２に示した超音波プローブ本体の主要部
の、製造工程における状態を示す模式図である。

【図１４】図２に示した超音波プローブ本体の主要部
の、製造工程における状態を示す模式図である。

【図１５】図２に示した超音波プローブ本体の主要部
の、製造工程における状態を示す模式図である。

【図１６】図２に示した超音波プローブ本体の主要部
の、製造工程における状態を示す模式図である。

【図１７】図２に示した超音波プローブ本体の主要部
の、製造工程における状態を示す模式図である。

【図１８】図１に示した超音波プローブ本体の主要部の
製造工程の一例を示すフロー図である。

【図１９】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック
図である。

【図２０】図１９に示した装置による音線走査の概念図
である。

【図２１】図１９に示した装置による音線走査の概念図
である。

【図２２】図１９に示した装置による音線走査の概念図
である。

【図２３】図１９に示した装置におけるデータ処理部の
ブロック図である。

【符号の説明】

２ 超音波プローブ ４ 対象 ６ 送受信部 ８ データ処理部 １０ 表示部 １２ 制御部 １４ 操作部２０ プローブ本体 ２２ ケーブル ２４ コネクタ ３００ 超音波トランスデューサアレイ ３０２ 超音波トランスデューサ ３０４ アクティブ電極 ３０６ コモン電極 ５０２ ＦＰＣ ５０４ 電気経路 ５５０ ハンダ ５０６ フィルム ５０８ 絶縁フィルム ５１０ 音響整合部材 ５１２ 音響レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｓ 7/521 Ｇ０１Ｓ 7/52 Ａ (72)発明者 青木 弘幸 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 2G047 CA01 DB02 EA11 GA02 GB02 4C301 EE12 GA02 GA03 GB03 5D019 AA20 BB18 BB28 BB30 GG06 5D107 AA09 BB07 CC02 CC05 CC12 FF03 5J083 AA02 AB17 AC31 AD04 CA12 CA24 CA50 CB02 CB03 CB15 CB19

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電部材と、 端部まで達する導電パターンを有し端面が前記圧電部材
   の縁部においてその背面に当接し前記当接した箇所付近
   において前記導電パターンが前記圧電部材にハンダ付け
   されたフレキシブルプリント板と、を具備することを特
   徴とする超音波プローブ。
2. 【請求項２】 圧電部材と、 端部まで達する導電パターンを有し端面が前記圧電部材
   の縁部においてその背面に当接し前記当接した箇所付近
   において前記導電パターンが前記圧電部材にハンダ付け
   されたフレキシブルプリント板と、 前記圧電部材の背面に取り付けられたバッキング部材
   と、を具備することを特徴とする超音波プローブ。
3. 【請求項３】 バッキング部材と、 端部まで形成された互いに平行な複数の導電パターンを
   有し前記バッキング部材の側面に端部同士を揃えて配置
   されたフレキシブルプリント板と、 前記フレキシブルプリント板が配置された側に縁部がは
   み出すように前記バッキング部材の端面に取り付けられ
   前記縁部が前記フレキシブルプリント板の端面に当接す
   る箇所付近において前記複数の導電パターンに個々にハ
   ンダ付けされた複数の圧電部材と、を具備することを特
   徴とする超音波プローブ。
4. 【請求項４】 端部まで導電パターンが形成されたフレ
   キシブルプリント板の端面を圧電部材の縁部においてそ
   の背面に当接し、 前記当接した箇所付近において前記圧電部材と前記導電
   パターンをハンダ付けする、ことを特徴とする超音波プ
   ローブ製造方法。
5. 【請求項５】 端部まで導電パターンが形成されたフレ
   キシブルプリント板の端面を圧電部材の縁部においてそ
   の背面に当接し、 前記当接した箇所付近において前記圧電部材と前記導電
   パターンをハンダ付けし、 前記圧電部材の背面にバッキング部材を取り付ける、こ
   とを特徴とする超音波プローブ製造方法。
6. 【請求項６】 端部まで達する互いに平行な複数の導電
   パターンが形成されたフレキシブルプリント板の端面を
   板状の圧電部材の縁部においてその背面に当接し、 前記当接した箇所付近において前記圧電部材と前記導電
   パターンをハンダ付けし、 前記圧電部材の背面にバッキング部材を取り付け、 前記複数の導電パターンの間隔に合わせて前記圧電部材
   をダイシングする、ことを特徴とする超音波プローブ製
   造方法。
7. 【請求項７】 圧電部材を縁部がはみ出すようにバッキ
   ング部材の端面に取り付け、 端部まで導電パターンが形成されたフレキシブルプリン
   ト板の端面を前記圧電部材の縁部において前記バッキン
   グ部材側から当接し、 前記当接した箇所付近において前記圧電部材と前記導電
   パターンをハンダ付けする、ことを特徴とする超音波プ
   ローブ製造方法。
8. 【請求項８】 圧電部材を縁部がはみ出すようにバッキ
   ング部材の端面に取り付け、 端部まで達する互いに平行な複数の導電パターンが形成
   されたフレキシブルプリント板の端面を前記圧電部材の
   縁部において前記バッキング部材側から当接し、 前記当接した箇所付近において前記圧電部材と前記導電
   パターンをハンダ付けし、 前記複数の導電パターンの間隔に合わせて前記圧電部材
   をダイシングする、ことを特徴とする超音波プローブ製
   造方法。
9. 【請求項９】 端部まで導電パターンが形成されたフレ
   キシブルプリント板をバッキング部材の側面に端部同士
   を揃えて取り付け、 前記フレキシブルプリント板を取り付けた側に縁部がは
   み出すように圧電部材を前記バッキング部材の端面に取
   り付け、 前記縁部が前記フレキシブルプリント板の端面に当接す
   る箇所付近において前記圧電部材と前記導電パターンを
   ハンダ付けする、ことを特徴とする超音波プローブ製造
   方法。
10. 【請求項１０】 端部まで達する互いに平行な複数の導
    電パターンが形成されたフレキシブルプリント板をバッ
    キング部材の側面に端部同士を揃えて取り付け、 前記フレキシブルプリント板を取り付けた側に縁部がは
    み出すように圧電部材を前記バッキング部材の端面に取
    り付け、 前記縁部が前記フレキシブルプリント板の端面に当接す
    る箇所付近において前記圧電部材と前記導電パターンを
    ハンダ付けし、 前記複数の導電パターンの間隔に合わせて前記圧電部材
    をダイシングする、ことを特徴とする超音波プローブ製
    造方法。
11. 【請求項１１】 超音波プローブにより超音波を送波し
    てエコーを受信し、エコー受信信号に基づいて画像を生
    成する超音波撮影装置であって、 前記超音波プローブは、 圧電部材と、 端部まで達する導電パターンを有し端面が前記圧電部材
    の縁部においてその背面に当接し前記当接した箇所付近
    において前記導電パターンが前記圧電部材にハンダ付け
    されたフレキシブルプリント板と、を具備することを特
    徴とする超音波撮影装置。
12. 【請求項１２】 超音波プローブにより超音波を送波し
    てエコーを受信し、エコー受信信号に基づいて画像を生
    成する超音波撮影装置であって、 前記超音波プローブは、 圧電部材と、 端部まで達する導電パターンを有し端面が前記圧電部材
    の縁部においてその背面に当接し前記当接した箇所付近
    において前記導電パターンが前記圧電部材にハンダ付け
    されたフレキシブルプリント板と、 前記圧電部材の背面に取り付けられたバッキング部材
    と、を具備することを特徴とする超音波撮影装置。
13. 【請求項１３】 超音波プローブにより超音波を送波し
    てエコーを受信し、エコー受信信号に基づいて画像を生
    成する超音波撮影装置であって、 前記超音波プローブは、 バッキング部材と、 端部まで形成された互いに平行な複数の導電パターンを
    有し前記バッキング部材の側面に端部同士を揃えて配置
    されたフレキシブルプリント板と、 前記フレキシブルプリント板が配置された側に縁部がは
    み出すように前記バッキング部材の端面に取り付けられ
    前記縁部が前記フレキシブルプリント板の端面に当接す
    る箇所付近において前記複数の導電パターンに個々にハ
    ンダ付けされた複数の圧電部材と、を具備することを特
    徴とする超音波撮影装置。