JPH0641708U - 超音波探触子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動子のアレイピッチおよびアレイギャップ
が狭い場合において、隣接する導体片間の短絡を防止
し、プリント基板への接続を容易にする。 【構成】 奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…と、偶
数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…とは互いに異なるプ
リント基板７１、７２に接続される。このため隣り合う
導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…間での短絡
が防止される。また、振動子１１、１２、…、１ｎ間の
静電容量が小さくなり、電気的クロストークが減少す
る。さらにプリント基板７１、７２の同じ側の表面に導
体８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、…を形成している
ため、全て同じ方向から半田付け等の作業を行うことが
でき、配線作業が極めて容易となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は超音波診断装置用の超音波探触子に関する。

【０００２】

【従来の技術】

生体等の被検体に超音波を放射して、被検体内部を計測し、あるいは画像化す る電子走査型の超音波診断装置においては、振動子をアレイ状に配列してなる超 音波探触子が用いられている。

【０００３】 従来、この超音波探触子は図９および図１０に示す方法により作製されている 。まず、図９に示すように、平板状の圧電体１の両主面に電極２、３を形成する 。次に、これら電極２、３にそれぞれ、圧電体１の長手方向（長軸方向ｙ）に、 金属等により形成された導体片４、５を接続し、次いで圧電体１の超音波送受方 向ｚの面（電極２側）と反対面に背面材６を固着する。続いて、図１０に示すよ うに圧電体１の長軸方向にほぼ直交する方向（短軸方向ｘ）に圧電体１と導体片 ４、５をそれぞれ切断して、アレイ状に配列された多数の振動子１１、１２、… 、１ｎを形成する。

【０００４】 分割された導体片４１、４２、…、４ｎはそれぞれ共通にＧＮＤ端子（接地端 子）に接続される。一方、分割された導体片５１、５２、…、５ｎは各々信号伝 送用であり、半田付けやコネクタ等の接続手段を用いて、図示しないプリント基 板上に形成された導体に接続される。

【０００５】 ところで、超音波診断装置の高画質化のために、多数の振動子１１、１２、… 、１ｎを高密度に配列した超音波探触子の開発が望まれている。そのため配列さ れる振動子１１、１２、…、１ｎ間のアレイピッチＰおよびアレイギャップＧ（ 図１０）は極めて狭くなる。また、振動子１１、１２、…、１ｎの周波数が高い 程アレイピッチＰは狭くなる。たとえば３．５ＭＨｚでは、アレイピッチＰは０ ．６〜１．５ｍｍ程度であるのに対し、１０ＭＨｚでは、アレイピッチＰは０． ２〜０．６ｍｍ程度となる。また、アレイギャップＧおよび導体片５１、５２、 …、５ｎの切断ギャップは狭い方が望ましい。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述の従来構造の超音波探触子では、振動子１１、１２、…、 １ｎのアレイピッチＰおよびアレイギャップＧが狭くなると、導体片５１、５２ 、…、５ｎとプリント基板とを接続する際に、隣接する導体片５１、５２、…、 ５ｎ間で短絡が発生し易くなり、製造が極めて困難になるという問題があった。

【０００７】 また、特開昭５５−４２６６１号公報には、アレイ状に配列された振動子に接 続された導体片を偶数番目と奇数番目に分けてプリント基板の表面と裏面に形成 された導体にそれぞれ接続した構造の超音波探触子が開示されているが、この構 造では、導体片と導体との接続のためにプリント基板の表裏両面から半田付け等 の作業をする必要があり、この作業が極めて困難であった。

【０００８】 また、図１１に表すような振動子１１、１２、…、１ｎを曲面状に配列した、 いわゆるコンベックス型の探触子は、図９、図１０に示した探触子に比べて操作 性が良く、診断視野が広がるという利点があるが、背面材６の側面側でプリント 基板と接続されるため、導体片５１、５２、…、５ｎの先端のピッチＰ₁ は振動 子１１、１２、…、１ｎのアレイピッチＰより狭くなる（Ｐ＞Ｐ₁ ）。そのため 隣接する導体片５１、５２、…、５ｎ間が短絡し易くなる。さらに配列の曲率が 小さくなり、アレイピッチＰが狭くなると、各導体片５１、５２、…、５ｎが重 なり合うことになる。そのため、従来では、図１２に示すように、振動子１１、 １２、…、１ｎを幾つかの振動子郡に分けて、それぞれ異なるプリント基板７１ 、７２に接続していた。

【０００９】 しかしながら、このコンベックス型探触子においては、各プリント基板７１、 ７２を振動子１１、１２、…、１ｎの電極５１、５２、…５ｎに接続する際に位 置合わせが必要となり、アレイピッチＰやアレイギャップＧが狭くなると、この 位置合わせが極めて困難となる。また、コンベックス型探触子においては、振動 子１１、１２、…、１ｎの曲率が小さくなる程、同一のプリント基板に接続され る振動子の数を少なくしなければならないので、プリント基板７１、７２間の位 置合わせはより困難となる。さらに、アレイピッチＰが狭くなる程、また導体片 ５１、５２、…、５ｎの長さが長い程、隣り合う振動子間での配線間の浮遊容量 が増し、電気的クロストークが増加するが、従来構造の超音波探触子ではこれを 防ぐことは困難であった。

【００１０】 本考案はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、振動子のアレイ ピッチやアレイギャップが狭い場合や、コンベックス型探触子においても、振動 子間での短絡が発生することがなく、電気的クロストークが小さく、しかもプリ ント基板への配線が容易となる構造を有する超音波探触子を提供することにある 。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、平板状の圧電体の両主面にそれぞれ電極を形成した多数の振動子を アレイ状に配列してなる超音波探触子において、前記振動子の一方の電極の各々 に導体片を接続し、かつ少なくとも隣接する導体片を異なるプリント基板の一面 に形成された導体にそれぞれ接続し、これらプリント基板を積層して構成したも のである。

【００１２】 この超音波探触子では、隣接する導体片がそれぞれ異なるプリント基板の導体 に接続されるので、振動子のアレイピッチやアレイギャップが狭くなっても、ま たコンベックス型探触子においても、振動子間での短絡が発生することがなく、 しかも配線作業が容易になる。複数のプリント基板は、各々一面に導体が形成さ れており、同じ方向から半田付け等の配線作業を行うことができるため、配線作 業がより容易である。

【００１３】

【実施例】

次に、本考案の実施例について図面を参照して説明する。

【００１４】 図３は本考案の第１の実施例に係る超音波探触子とプリント基板との接続時の 状態を表すものである。なお、この超音波探触子は折り返し電極構造を有するも ので、図９ないし図１２と同一構成部分については同一符号を付して説明をする 。

【００１５】 この超音波探触子では、アレイ状に配列された多数の振動子１１、１２、…、 １ｎの両主面に、それぞれ分割された電極２１、２２、…、２ｎ、および電極３ １、３２、…、３ｎが設けられている。電極２１、２２、…、２ｎの各々には、 分割された導体片４１、４２、…、４ｎが接続されている。一方、電極３１、３ ２、…、３ｎには各々分割された導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…が 接続されている。

【００１６】 これら導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…のうち、配列の一端から奇 数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…は、それぞれプリント基板７１の表面に形成 された導体８１ａ、８２ａ、…に接続される。これら導体８１ａ、８２ａ、…間 のピッチＰ₂ は、振動子１１、１２、…、１ｎ間のアレイピッチＰの２倍、すな わち奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…間のピッチと同じとなっている。一方 、偶数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…は、それぞれ他のプリント基板７２に形 成された導体８１ｂ、８２ｂ、…に接続される。これら導体８１ｂ、８２ｂ、… 間のピッチも同様に導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…間のピッチＰの ２倍、すなわち偶数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…間のピッチと同じとなって いる。

【００１７】 図４は導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…と、導体８１ａ、８２ａ、 …、および導体８１ｂ、８２ｂ、…との接続状態を断面して表すものである。

【００１８】 このように本実施例の超音波探触子では、奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、 …と、偶数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…とは互いに異なるプリント基板７１ 、７２に接続される。したがって隣り合う導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ ｂ、…間での短絡が防止される。また、振動子１１、１２、…、１ｎ間の静電容 量が小さくなり、電気的クロストークが減少する。さらに、プリント基板７１、 ７２の同じ側の表面に導体８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、…を形成している ため、全て同じ方向から半田付け等の作業を行うことができ、配線作業が極めて 容易となる。

【００１９】 次に、図１ないし図３を参照して上記超音波探触子の製造方法について説明す る。

【００２０】 まず、図１に示すように、平板状の圧電体１の両主面に、蒸着、スクリーン印 刷などの方法により電極２、３を形成する。次に、これら電極２、３の一辺付近 に厚さ数１０〜数１００μｍの銅、ニッケル、金等の金属箔、または導電性を付 加した樹脂性の導体片４、５を半田、導電性接着剤などで接続する。次に、圧電 体１の超音波送受面（電極２側）と反対面に背面材６を固着する。背面材６は樹 脂、ゴムなど超音波の減衰が高く、かつ振動子を機械的に保持できる材料からな る。

【００２１】 続いて、図２に示すように、圧電体１の短軸方向に圧電体１と導体片４、５を それぞれ切断してアレイ状に配列された多数の振動子１１、１２、…、１ｎを形 成する。

【００２２】 次に、図３に示したように、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…のう ち、奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…を、半田付けによりプリント基板７１ 側の導体８１ａ、８２ａ、…に接続する。続いて偶数番目の導体片５１ｂ、５２ ｂ、…をそれぞれプリント基板７２側の導体８１ｂ、８２ｂ、…に接続する。な お、このとき電極２１、２２、…、２ｎに各々接続された導体片４１、４２、… 、４ｎは互いに共通となるように接続される。

【００２３】 図５は本考案の第２の実施例に係る超音波探触子の構成を表すものである。

【００２４】 本実施例においては、振動子１１、１２、…、１ｎに接続される導体片を、配 列の一端から順に、導体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、 …、とし、これら導体片５１ａ…を、導体片５１ａ、５２ａ、…、導体片５１ｂ 、５２ｂ、…および導体片５１ｃ、５２ｃ、…のように３組に組分けする。また 、３枚のプリント基板７１、７２、７３を用意し、それぞれの表面に振動子１１ 、１２、…、１ｎ間のアレイピッチＰの３倍となるように、導体８１ａ、８２ａ 、…、導体８１ｂ、８２ｂ、…、および導体８１ｃ、８２ｃ、…、を形成する。

【００２５】 すなわち、導体片５１ａ、５２ａ、…をプリント基板７１の導体８１ａ、８２ ａ、…に接続し、続いて導体片５１ｂ、５２ｂ、…をプリント基板７２の導体８ １ｂ、８２ｂ、…に接続し、さらに導体片５１ｃ、５２ｃ、…をプリント基板７ ３の導体８１ｃ、８２ｃ、…に接続するものである。

【００２６】 本実施例によれば、プリント基板７１〜７３上の導体間隔は、振動子１１、１ ２、…、１ｎ間のアレイピッチＰの３倍であるため、隣り合う導体片５１ａ、５ １ｂ、５２ａ、５２ｂ、…間での短絡を確実に防止できる。また、振動子１１、 １２、…、１ｎ間の静電容量はより小さく、電気的クロストークもより少なくな る。また、この実施例においても、プリント基板７１〜７３の各導体８１ａ、８ １ｂ、８１ｃ、…は同じ側の面に形成されているため、同じ方向から半田付け等 の作業を行うことができ、配線作業が極めて容易となる。

【００２７】 図６は本考案の第３の実施例を表すものである。

【００２８】 本実施例では、第１の実施例の導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…を 、配列の一端からｉ番目までを順次短く切断することにより、導体片５１ａ、５ １ｂ、５１ｃ、…とし、ｋ番目の導体片の長さｌ_k を、

【００２９】

【数１】 ｌ_k ＝ｌ_m 、ｋ＝ｊ×ｉ＋ｍ（但し、ｊ≧０、１≦ｍ≦ｉ、ｉ≧２）

【００３０】 とする。一方、プリント基板７１側に導体８１ａ、８２ａ、８３ａ、…を振動子 １１、１２、…、１ｎ間のアレイピッチＰのｉ倍となるように形成し、これら導 体８１ａ、８２ａ、８３ａ、…に、長さの等しい導体片５１ａ、５２ａ、５３ａ 、…を各々半田付けして接続する。次に、導体片５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、…、 をそれぞれ、プリント基板７１と同一ピッチの導体が形成された他のプリント基 板（図示せず）に接続する。以下、同様にして、長さの異なる導体片ごとに、ｉ 枚のプリント基板上の導体に接続する。

【００３１】 本実施例では、導体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…が、振動子１１、１２、… １ｎ間のアレイピッチＰに比べてｉ倍のピッチで、ｉ枚のプリント基板に接続さ れるため、上記実施例よりも、振動子１１、１２、…、１ｎ間での静電容量が小 さくなり、電気的クロストークが減少する。さらに、本実施例では、隣り合う導 体片５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、…の長さが異なり、そのためプリント基板との接 続位置が相互にずれるため、接続作業がさらに容易になる。しかも、プリント基 板を積層しても、導体片との接続部位が重ならず厚くならないため、探触子を小 型化することができる。

【００３２】 図７は本考案の第４の実施例を表すものである。

【００３３】 本実施例は、コンベックス型の探触子において、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ ａ、５２ｂ、…のうち、奇数番目の導体片５１ａ、５２ａ、…を、半田付けによ りプリント基板７１側の導体８１ａ、８２ａ、…に接続する。続いて偶数番目の 導体片５１ｂ、５２ｂ、…をプリント基板７２側の導体（図示せず）に接続する ものである。

【００３４】 本実施例においても、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…同士の重な り合いがなく、短絡の発生を防止できるとともに、配線作業が容易になる。

【００３５】 また、本実施例においても、さらに３枚以上のプリント基板に導体片５１ａ、 ５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…を接続する構成とすることにより、曲率が小さく、 導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…の重なり合いが大きい場合において 、隣り合う導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、５２ｂ、…間の短絡を確実に防止す ることができる。

【００３６】 図８は本考案の第５の実施例を表すものである。

【００３７】 本実施例では、コンベックス型の探触子において、奇数番目の導体片５１ａ、 ５２ａ、…を長く、偶数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…を短く形成し、奇数番 目の導体片５１ａ、５２ａ、…を、プリント基板７１上に振動子１１、１２、… 、１ｎ間のアレイピッチＰの２倍のピッチで形成された導体８１ａ、８２ａ、… にそれぞれ接続し、一方、偶数番目の導体片５１ｂ、５２ｂ、…を、プリント基 板７２上に同じくアレイピッチＰの２倍のピッチで形成された導体８１ｂ、８２ ｂ、…にそれぞれ接続するものである。

【００３８】 本実施例では、導体片５１ａ、５１ｂ、５２ａ、…とプリント基板７１、７２ 上の導体８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、…との接続位置が各々異なるため、 配線作業が容易であり、またプリント基板７１、７２の積層により探触子が短軸 方向に厚くなることはなく、小型化を図ることができる。

【００３９】 なお、上記実施例においては、折り返し電極を用いた超音波探触子について説 明したが、本考案は図９、１０で説明したような両面電極を用いた超音波探触子 にも適用できることは勿論である。また、プリント基板７１〜７３に形成される 導体８１ａ、８１ｂ、…は、導体片５１ａ、５１ｂ、…と接続される部分以外は プリント基板７１〜７３の内部にあってもよい。また、プリント基板が可撓性を 有する材料により形成される場合には、さらに探触子の形状に対応するように基 板を屈曲、変形させることができる。また、プリント基板７１〜７３の間に、金 属箔等のシールド材を挿入することにより、さらに振動子１１、１２、…、１ｎ 間の電気的クロストークを減少させることができる。

【００４０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の超音波探触子によれば、隣り合う振動子に接続さ れた導体片を互いに異なるプリント基板に接続し、これらプリント基板を積層し て構成するようにしたので、振動子間のアレイピッチおよびアレイギャップが狭 い場合においても、隣接する導体片間の短絡を防止できるとともに、振動子間の 電気的クロストークを減少させることができ、さらにプリント基板との間の接続 作業が容易になる。よって超音波探触子の製造効率が向上するとともに、超音波 診断装置の高画質化を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例に係る超音波探触子の振
動子を分割する前の状態を表す斜視図である。

【図２】図１の振動子を分割した後の状態を表す斜視図
である。

【図３】分割された振動子の導体片とプリント基板の導
体との接続状態を表す斜視図である。

【図４】図３の導体片と導体との接続状態を表す断面図
である。

【図５】本考案の第２の実施例に係る超音波探触子の構
成を表す斜視図である。

【図６】本考案の第３の実施例に係る超音波探触子の構
成を表す斜視図である。

【図７】本考案の第４の実施例に係る超音波探触子の構
成を表す斜視図である。

【図８】本考案の第５の実施例に係る超音波探触子の構
成を表す斜視図である。

【図９】従来の超音波探触子の振動子を分割する前の状
態を表す斜視図である。

【図１０】図９の振動子の分割後の状態を示す斜視図で
ある。

【図１１】従来のコンベックス型探触子の構成を表す正
面図である。

【図１２】従来の他のコンベックス型探触子の構成を表
す正面図である。

【符号の説明】

１、１１、１２、…、１ｎ 振動子 ２、２１、２２、…、２ｎ、３、３１、３２、…、３ｎ
電極 ４、４１、…、４ｎ 導体片（共通接地用） ５、５１、…、５ｎ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２
ａ、５２ｂ、５２ｃ、…導体片（信号伝送用） ６ 背面材 ７１、７２ プリント基板 ８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、…
導体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状の圧電体の両主面にそれぞれ電極
   を形成した多数の振動子をアレイ状に配列してなる超音
   波探触子において、 前記振動子の一方の電極の各々に導体片を接続し、かつ
   少なくとも隣接する導体片を異なるプリント基板に形成
   された導体にそれぞれ接続し、これらプリント基板を積
   層して構成したことを特徴とする超音波探触子。