(57)【要約】【課題】超音波トランスデューサにおける圧電体に接続された電極リードと、中継基板における電子回路との接続が困難となる事態を回避し、圧電素子への電気信号の送受信を確実に行うことが可能な超音波トランスデューサを提供する。【解決手段】超音波トランスデューサにおいて、２次元的に配列された複数の圧電体の側面に、可撓性を有する線状の配線リードを配置して当該圧電体の電極と導通させ、さらに当該配線リードを、圧電体と電気信号の送受信を行う電子回路に接続する。【選択図】図２
2010099245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の放射方向側の前面及び該前面の反対側の面である背面にそれぞれ電極が設けられ、前記放射方向と直交する方向に２次元的に配列された複数の圧電体と、
少なくとも前記圧電体に印加される電気信号を送信する電子回路が設けられた基板と、
前記電子回路と導通されるとともに、前記圧電体の前面および背面に直交する側面に配置されることにより、少なくともいずれか一方の前記電極と導通された、可撓性を有する線状の配線リードと、を備えたこと
を特徴とする超音波トランスデューサ。
【請求項２】
前記配線リードは、断面が略円形または多角形である線材によって構成されること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項３】
前記側面には導電性の薄膜が形成され、該側面における導電性の薄膜を介して前記配線リードと前記圧電体における前記電極とが接続されること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項４】
前記側面において、前記前面に設けられた前記電極側の端縁から、前記背面に設けられた電極側の端縁へ向かって形成された凹溝が設けられ、前記配線リードは該凹溝に沿い、かつ該電極から前記電子回路の方向へ向かうように該凹溝に収容されること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項５】
前記凹溝の深さより、前記配線リードの断面の幅が短いこと、
を特徴とする請求項４に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項６】
前記圧電体を並列に配置した１列分の圧電体配列を絶縁シートを介して前記放射方向と直交する方向に積み重ねることにより、前記圧電体の２次元配列を形成すること、
を特徴とする請求項１または４に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項７】
超音波放射方向側の前面には前面電極が、反対側の背面には背面電極が形成され、かつ該前面および該背面と直交する第１の側面における該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第１の凹溝を有し、かつ第１の側面と反対側の第２の側面において該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第２の凹溝を有し、かつ前記放射方向と直交する方向に２次元的に配置された複数の圧電体と、
前記圧電体に印加する電気信号を送信し、該圧電体からの電気信号を処理する電子回路が形成され、前記背面側において２次元的に配置された圧電体配列の１列分ごとに配置された基板と、
前記電子回路と導通され、かつ前記圧電体の第１の凹溝に収容されて該圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合されることにより、少なくともいずれか一方の電極と導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす第１電極リードと、
前記圧電体の前記第２の凹溝に収納され、かつ該第２の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極のうち前記第１電極リードと結合されていない方の電極と直接にまたは間接に結合されることにより、導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす複数の第２電極リードとを備えたこと、
を特徴とする超音波トランスデューサ。
【請求項８】
前記圧電体それぞれは、前記前面から前記背面の方向に複数の圧電体が積層されて構成され、かつ該積層される該複数の圧電体それぞれの間には内部電極が形成される積層圧電体であり、
前記第１電極リードおよび前記第２電極リードのうち少なくともいずれか一方は、前記内部電極と導通されること、
を特徴とする請求項７に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項９】
２次元配列された前記圧電体のうち１列分の圧電体の前記第１の凹溝に収納された第１電極リードそれぞれには、前記前面電極および前記背面電極のうち、同種の電極のみが結合されること、
を特徴とする請求項７に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項１０】
前記第１の凹溝および前記第２の凹溝には導電性の薄膜が形成され、該第１の凹溝における導電性の薄膜を介して前記第１電極リードと前記圧電体における前記前面電極または前記背面電極とが接続されるとともに、該第２の凹溝における導電性の薄膜を介して前記第２電極リードと前記圧電体における前記前面電極または前記背面電極とが接続されること、
を特徴とする請求項７に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項１１】
電極を有する複数の圧電体と、前記圧電体に印加される電気信号を送信する電子回路が設けられた基板と、可撓性を有するとともに線状をなし、前記電子回路と前記圧電体の電極とを接続する配線リードを有する超音波トランスデューサの製造方法であって、
前記圧電体それぞれの側面に前記配線リードを配置し、当該側面に露出した前記電極と前記配線リードを接続する工程と、
前記側面に前記配線リードが配置された前記圧電体それぞれを、並列に配置して当該圧電体の列を、超音波の放射方向と直交する方向に積み重ねる工程と、
前記電極に接続された配線リードを前記電子回路に接続する工程と、を備えたこと、
を特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。
【請求項１２】
電極を有する複数の圧電体と、前記圧電体に印加される電気信号を送信する電子回路と、前記電子回路と前記圧電体の電極とを接続する配線リードを有する超音波トランスデューサの製造方法であって、
前記電子回路と前記配線リードとを接続する工程と、
前記圧電体それぞれの側面に前記電子回路に接続された前記配線リードを配置し、当該側面に露出した前記電極と前記配線リードを接続する工程と、
前記側面に前記配線リードが配置された前記圧電体それぞれを、並列に配置して圧電体の列を、同じ方向に超音波の放射方向と直交する方向に積み重ねる工程と、を備えたこと、
を特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。
【請求項１３】
超音波放射方向側の前面には前面電極が、反対側の背面には背面電極が形成され、かつ該前面および該背面と直交する第１の側面における該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第１の凹溝を有し、かつ第１の側面と反対側の第２の側面において該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第２の凹溝を有し、かつ前記放射方向と直交する方向に２次元的に配置された複数の圧電体と、
前記圧電体に印加する電気信号を送信し、該圧電体からの電気信号を処理する電子回路が形成され、前記圧電体の配列に応じ前記背面側において列ごとに配置された基板と、
前記電子回路と導通され、かつ前記圧電体の第１の凹溝に収納されて該圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合されることにより、少なくともいずれか一方の電極と導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす第１電極リードと、 
前記圧電体の前記第２の凹溝に収納され、かつ該第２の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極のうち前記第１電極リードと結合されていない方の電極と直接にまたは間接に結合されることにより、導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす複数の第２電極リードと、
が設けられた超音波トランスデューサを備えたこと、
を特徴とする超音波プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に用いられる超音波プローブに関し、特に当該超音波プローブに内蔵される超音波トランスデューサの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブにより被検体の所望の診断部位の情報を取得するため、その部位に超音波を送波（送信）し、音響インピーダンスの異なる被検体内の組織境界から反射波を受信する。このようにして、超音波プローブにより超音波を走査して、被検体の体内組織の情報を得て画像化することにより診断を行うものである。この超音波プローブは、被検体等に超音波を送波し、反射波を受波するために、超音波トランスデューサを有している。
【０００３】
近年においては、超音波プローブにおける１次元アレイの超音波トランスデューサを回転、揺動して用いる方法、または圧電素子をマトリックス状に配列した２次元アレイの超音波トランスデューサを用いた電子走査式の超音波プローブによって、３次元で超音波画像収集、表示を行うシステムの検討が進んできている。３次元の超音波画像は、２次元画像において見逃されやすい部位の診断に有用であり、また、診断や計測に適した断層像を得ることができ、診断精度の向上が期待できる。
【０００４】
ただし、電子走査式の２次元アレイの超音波トランスデューサを使用する方法においては、圧電素子が２次元的に配列されることにより、圧電素子の素子数の増大（例えば、１０倍〜１００倍）をともなってしまう。圧電素子と超音波診断装置本体との間は、電気信号の処理、圧電素子に対しての電気信号の送受信等を行う中継基板を介して接続されており、この圧電素子数の増大によって、当該中継基板と圧電素子との電気的な接続を行う電極リード数は大幅に増加する。
【０００５】
この電極リード数の大幅な増加は、超音波プローブにおける圧電素子（圧電体）と、中継基板における送受信回路および超音波診断装置本体等との接続構造の複雑化を招く。接続構造が複雑化すると２次元アレイの超音波トランスデューサの実現を困難とするおそれが生じる。よって、２次元アレイ上に配列された圧電素子と後段の回路との接続、例えば電極リードと中継基板との接続構造や、圧電素子と電極リードとの接続構造を複雑化せずに、２次元アレイの超音波トランスデューサの実現を可能とする構成が必要となる。
【０００６】
この問題を解消するための各圧電素子と電極リードの接続構造の例として、例えば、圧電素子配列に対応する基板を積み重ねて電極リードの引き出しを構成する構造を採用し、微細な圧電素子配列に対応する電極リードのピッチ幅が、リード中継基板の各層に形成されたパターン配線によって拡大され、中継回路となるＩＣ基板接続側に整列して引き出される構造が提案されている（例えば、特許文献１）。この構造によれば、超音波プローブにおける２次元アレイ状に配列された超音波トランスデューサの信号電極から、多数の電極リードを引き出すことが可能で、かつ圧電素子の音響特性の維持、ＩＣ等の実装等を容易に実現することができる。
【０００７】
しかしながら特許文献１に記載の超音波プローブは、信号電極等から引き出された電極リードのピッチを、超音波トランスデューサに接続した中継基板のパターン配線によって拡大するため、中継基板と超音波トランスデューサとの接続部分が大型化してしまうおそれがある。
【０００８】
そこで発明者等は、中継基板との接続構造の大型化を防止するとともに、上記超音波トランスデューサのように多数の電極リードを引き出し可能で、かつ圧電素子の音響特性の維持、ＩＣ等の実装を容易に実現することが可能な超音波トランスデューサを発案する。この超音波トランスデューサの構造の例を図９に示す。図９（Ａ）は、２次元アレイの超音波トランスデューサ３００を側方から見た状態を示す概略斜視図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）超音波トランスデューサ３００を構成する分割前の超音波トランスデューサユニット３００ａの構成を示す概略分解斜視図である。
【０００９】
図９（Ａ）に示すように、超音波トランスデューサ３００おける、プリント基板３３０の表裏面には２次元アレイの１列分の積層圧電体（圧電素子）３１４,３２４が並列に配置される。さらに、積層圧電体３１４,３２４の一面（以下、「前面」とする）には、音響整合層３１０,３２０が隣接して配置されて、当該積層圧電体３１４，３２４と同じように並列配置される。また、積層圧電体３１４,３２４における音響整合層３１０,３２０側と反対側の面（以下、「背面」とする）には、バッキング材（負荷材相）３１８,３２８が隣接して配置されて、当該積層圧電体と同じように並列配置される。このプリント基板３３０の表面および裏面には導電性の電極リードとして配線パターン３３１が並列に形成されている。
【００１０】
また図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、音響整合層と各積層圧電体（３１４、３２４）との間には、当該積層圧電体の各面に露出されるように形成された前面電極３１２、３２２が配設される。この前面電極３１２、３２２の反対側、つまりバッキング材と積層圧電体との間には、当該各面に露出されるように形成された背面電極３１６、３２６が配設される。さらに積層された圧電素子それぞれの間には、第１内部電極３１２ａ、３２２ａおよび第２内部電極３１６ａ、３２６ａが形成される。
【００１１】
またこの前面電極３１２、３２２および第１内部電極３１２ａ、３２２ａは、共に同種（正極または負極）の電極となるように構成されている。同様に背面電極３１６、３２６および第２内部電極３１６ａ、３２６ａも共に同種の電極、かつ前面電極、第１内部電極と異なる電極となるように構成されている。このように構成することにより、１つの圧電素子が異極の電極に挟まれることになり、電気信号により当該圧電素子の駆動が可能となる。
【００１２】
また図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、導電性を有する金属薄膜３７０によって、プリント基板３３０と、当該プリント基板３３０の両面に配設された各積層圧電体（３１４、３２４）とが、スパッタ、蒸着など種々の方法で接着される。つまり、この金属薄膜３７０を用いることによって前面電極３１２、３２２等の各電極とプリント基板３３０側の各配線パターン３３１（電極リード）との電気的な接続を強化するとともに、各積層圧電体とプリント基板３３０および配線パターン３３１との接着を行う。
【００１３】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この金属薄膜３７０は積層圧電体３１４、３２４の側面における背面電極３１６、３２６から前面電極３１２、３２２までにわたって形成される。したがって、積層圧電体３１４の側面は、金属薄膜３７０が形成されたときに、前面電極３１２および第１内部電極３１２ａまたは、背面電極３１６および第２内部電極３１６ａのいずれかにのみ接触するように構成されている。このようにすることで、積層圧電体における１つの圧電素子を異極の電極によって挟む構成とすることができる。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−２９２４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
さらに、この超音波トランスデューサ３００の配線パターン３３１における超音波放射方向と反対側の端部は、中継基板の電子回路に接続される。この電子回路は圧電素子に印加する電気信号を送信し、さらに被検体からの反射波に基づく電気信号を受信して各処理を行うものである。
【００１６】
また中継基板は、あらかじめ超音波トランスデューサ３００における配線パターン３３１の位置、つまり配線パターンが形成されたプリント基板３３０の位置に対応して配設される。しかしながら、超音波トランスデューサを生成するにあたり、圧電体の厚さ（超音波の放射方向と直交する方向の長さ）にバラつきが出てしまう場合や、圧電体の側面が平坦にならない場合がある。図９（Ａ）に示すような超音波トランスデューサは、図９（Ｂ）に示すような超音波トランスデューサユニット３００ａを積み重ねて形成されるものであるから、圧電体の厚さのバラつきや、表面の凹凸が発生してしまうと、圧電体を積み重ねたときに、圧電体間に配設されるプリント基板の位置精度が悪くなってしまうおそれがある。
【００１７】
中継基板が配線パターン３３１の位置に対応して配設されていることから、プリント基板３３０の位置精度が悪くなってしまうと、配線パターン３３１と中継基板における電子回路との接続が困難となってしまうおそれがある。すなわち、プリント基板３３０の位置精度が悪い場合、中継基板の配置に合わせてプリント基板３３０をずらし、配線パターン３３１の端部の位置を、電子回路に接続できるように調整しなければならないが、プリント基板３３０は超音波トランスデューサユニット３００ａが積層される段階で一体の超音波トランスデューサ３００としてその位置が固定されてしまっているため、プリント基板３３０をずらしてこのような位置調整を行うことは容易でない。
【００１８】
特に、プリント基板３３０はその材料構成により、厚み方向に屈曲させることは可能であるが、当該プリント基板３３０の平面方向に屈曲させることが困難である。したがって圧電体の積層時においてプリント基板３３０の位置が、当該プリント基板３３０の平面方向にずれてしまうと、配線パターン３３１と中継基板の電子回路との接続が困難となってしまう。結果として、圧電素子の駆動が困難となってしまうおそれがあり、結果として超音波画像の生成を困難とし、または支障をきたすおそれが生じていた。
【００１９】
この発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、超音波トランスデューサにおける圧電体に接続された電極リードと、中継基板における電子回路との接続が困難となる事態を回避し、圧電素子への電気信号の送受信を確実に行うことが可能な超音波トランスデューサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の問題を解決するための請求項１に記載の発明は、超音波の放射方向側の前面及び該前面の反対側の面である背面にそれぞれ電極が設けられ、前記放射方向と直交する方向に２次元的に配列された複数の圧電体と、少なくとも前記圧電体に印加される電気信号を送信する電子回路が設けられた基板と、前記電子回路と導通されるとともに、前記圧電体の前面および背面に直交する側面に配置されることにより、少なくともいずれか一方の前記電極と導通された、可撓性を有する線状の配線リードと、を備えたことを特徴とする超音波トランスデューサである。
また、上記の問題を解決するための請求項７に記載の発明は、超音波放射方向側の前面には前面電極が、反対側の背面には背面電極が形成され、かつ該前面および該背面と直交する第１の側面における該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第１の凹溝を有し、かつ第１の側面と反対側の第２の側面において該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第２の凹溝を有し、かつ前記放射方向と直交する方向に２次元的に配置された複数の圧電体と、前記圧電体に印加する電気信号を送信し、該圧電体からの電気信号を処理する電子回路が形成され、前記背面側において２次元的に配置された圧電体配列の１列分ごとに配置された基板と、前記電子回路と導通され、かつ前記圧電体の第１の凹溝に収容されて該圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合されることにより、少なくともいずれか一方の電極と導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす第１電極リードと、 前記圧電体の前記第２の凹溝に収納され、かつ該第２の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極のうち前記第１電極リードと結合されていない方の電極と直接にまたは間接に結合されることにより、導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす複数の第２電極リードとを備えたこと、を特徴とする超音波トランスデューサである。
また、上記の問題を解決するための請求項１１に記載の発明は、電極を有する複数の圧電体と、前記圧電体に印加される電気信号を送信する電子回路が設けられた基板と、可撓性を有するとともに線状をなし、前記電子回路と前記圧電体の電極とを接続する配線リードを有する超音波トランスデューサの製造方法であって、前記圧電体それぞれの側面に前記配線リードを配置し、当該側面に露出した前記電極と前記配線リードを接続する工程と、前記側面に前記配線リードが配置された前記圧電体それぞれを、並列に配置して当該圧電体の列を、超音波の放射方向と直交する方向に積み重ねる工程と、前記電極に接続された配線リードを前記電子回路に接続する工程と、を備えたこと、を特徴とする超音波トランスデューサの製造方法である。
また、上記の問題を解決するための請求項１２に記載の発明は、電極を有する複数の圧電体と、前記圧電体に印加される電気信号を送信する電子回路と、前記電子回路と前記圧電体の電極とを接続する配線リードを有する超音波トランスデューサの製造方法であって、前記電子回路と前記配線リードとを接続する工程と、前記圧電体それぞれの側面に前記電子回路に接続された前記配線リードを配置し、当該側面に露出した前記電極と前記配線リードを接続する工程と、前記側面に前記配線リードが配置された前記圧電体それぞれを、並列に配置して圧電体の列を、同じ方向に超音波の放射方向と直交する方向に積み重ねる工程と、を備えたこと、を特徴とする超音波トランスデューサの製造方法である。
また、上記の問題を解決するための請求項１３に記載の発明は、超音波放射方向側の前面には前面電極が、反対側の背面には背面電極が形成され、かつ該前面および該背面と直交する第１の側面における該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第１の凹溝を有し、かつ第１の側面と反対側の第２の側面において該前面電極側の端縁から当該背面電極側の端縁へ向かって形成された第２の凹溝を有し、かつ前記放射方向と直交する方向に２次元的に配置された複数の圧電体と、前記圧電体に印加する電気信号を送信し、該圧電体からの電気信号を処理する電子回路が形成され、前記圧電体の配列に応じ前記背面側において列ごとに配置された基板と、前記電子回路と導通され、かつ前記圧電体の第１の凹溝に収納されて該圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極の一方と直接にまたは間接に結合されることにより、少なくともいずれか一方の電極と導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす第１電極リードと、 前記圧電体の前記第２の凹溝に収納され、かつ該第２の圧電体それぞれの前記前面電極または背面電極のうち前記第１電極リードと結合されていない方の電極と直接にまたは間接に結合されることにより、導通され、かつ可撓性を有するとともに線状をなす複数の第２電極リードとが設けられた超音波トランスデューサを備えたこと、を特徴とする超音波プローブである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１，７、８、１１および１３に記載の発明によれば、超音波プローブにおける超音波トランスデューサにおいて、圧電体の側面に配置され、電極と導通された線状の配線リードを、当該配線リードの端部の位置をその可撓性によって中継基板の電子回路に対応した任意の位置に合わせることができる。したがって、圧電体との間で電気信号の送受信を行う電子回路が形成された中継基板に対応した位置に当該配線リードの端部を接続することが可能となり、結果として圧電体への電気信号の送受信を確実に行うことが可能となる。
【００２２】
さらに請求項１２に記載の発明によれば、当該超音波トランスデューサの製造工程において電子回路と配線リードとを接続してから、当該配線リードを圧電体の側面に配置する。したがって、当該製造工程においては、配線リードの位置精度を確保できない場合であっても、配線リードがあらかじめ電子回路に接続されているため、電極リードと、中継基板における電子回路との接続が困難となる事態を回避し、圧電体への電気信号の送受信を確実に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［第１実施形態］
以下、この発明の第１実施形態にかかる超音波トランスデューサおよび超音波プローブにつき、図１〜４を参照して説明する。
【００２４】
図１（Ａ）は、この発明の第１実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００を側方から見た状態を示す概略斜視図である。また、図１（Ｂ）は、この発明の第１実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００を構成する超音波トランスデューサユニット１００ａの構成を示す概略分解斜視図である。以下、第１実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の構成について説明する。
【００２５】
（超音波トランスデューサの概略構成）
図１（Ａ）に示すように、この実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００は、圧電素子が３層に積層された第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４を有する。
また図１（Ａ）に示すように超音波トランスデューサ１００では、第１積層圧電体１１４における圧電素子の積層方向に隣接して音響整合層１１０が設けられている。また第１積層圧電体１１４における音響整合層１１０側と反対側にはバッキング材１１８（負荷材相）が設けられている。これらの音響整合層１１０、第１積層圧電体１１４およびバッキング材１１８の組み合わせによって圧電体ブロック１０１が構成される。同様に第２積層圧電体１２４の積層方向に隣接して音響整合層１２０が設けられ、音響整合層１２０の反対側にはバッキング材１２８が設けられている。この音響整合層１２０、第２積層圧電体１２４およびバッキング材１２８の組み合わせによって圧電体ブロック１０２を構成する。
【００２６】
圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２の側面には、積層圧電体（１１４，１２４）の配列に応じて配線リード１３１が並列配置される。また、配線リード１３１が配置された圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２とは、図１（Ｂ）に示すように絶縁シート１３０を挟んで交互に積み重ねられ、一体の超音波トランスデューサ１００として固定されて形成される（図１（Ａ））。この圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２とは、音響整合層（１１０、１２０）が同じ方向となるように積み重ねられる。以下、本実施形態の超音波トランスデューサ１００における各部の構成についてそれぞれ説明する。
【００２７】
なお、本実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００は、積層圧電体（１１４，１２４）を有する構成となっているが、本発明の超音波トランスデューサにおいては圧電素子一層の圧電体を用いることも可能である。この場合、超音波トランスデューサ１００は後述する前面電極１１２，１２２および背面電極１１６、１２６のみを有し、各内部電極１１２ａ、１１６ａ、１２２ａ、１２６ａは不要となる。
【００２８】
（積層圧電体における各電極の構成）
図１（Ｂ）に示すように、第１積層圧電体１１４において、音響整合層１１０と隣接する前面には前面電極１１２が設けられる。さらに当該前面に対して反対側となる背面において背面電極１１６が設けられる。さらに第１積層圧電体１１４において積層される各圧電素子間には内部電極が設けられる。すなわち、３層に積層された圧電素子のうち、背面側の圧電素子と中間の圧電素子との間には前面電極１１２に対応した電気信号が印加される第１内部電極１１２ａが設けられ、前面側の圧電素子と中間の圧電素子との間には背面電極１１６に対応した電気信号が印加される第２内部電極１１６ａが設けられる。なお、本実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００は、また、第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４の第１の側面および第２の側面は同一の構造であってもよい。
【００２９】
（積層圧電体における側面の構成）
第１積層圧電体１１４は、前面に直交するとともに背面に直交する第１の側面（図１における右側の面）において背面電極１１６および第２内部電極１１６ａのみが露出するように溝１１１、１１５が形成される。すなわち、溝１１１は第１積層圧電体１１４の第１の側面における、第１積層圧電体１１４と音響整合層１１０との境界上（前面電極１１２上）に形成される。したがって、当該第１の側面においては前面電極１１２が露出していない状態となる。同様に、溝１１５は当該第１の側面において第１積層圧電体１１４の背面側の圧電素子と中間の圧電素子の境界上（第１内部電極１１２ａ上）において溝１１１と略平行に形成される。したがって、当該第１の側面においては第１内部電極１１２ａが露出しない状態となる。
【００３０】
また図１（Ｂ）に示すように、第１積層圧電体１１４において当該第１の側面に対して反対側となる第２の側面では、において前面電極１１２および第１内部電極１１２ａが露出するように構成されている。すなわち、第１積層圧電体１１４の第２の側面において背面電極１１６側の端縁に沿って溝１１７が形成される。さらに第２の側面において中間の圧電素子と前面側の圧電素子の境界上（第２内部電極１１６ａ上）に沿って溝１１３が形成される。したがって、当該第２の側面においては背面電極１１６および第２内部電極１１６ａが露出していない状態となる。
【００３１】
このように、第１積層圧電体１１４の第１の側面および第２の側面における溝（１１１，１１３，１１５，１１７）は、圧電素子の積層方向の順に電極１つ置きに形成される。したがって、これらの側面に配線リード１３１が配置されたとき、当該側面において溝（１１１，１１３，１１５，１１７）が形成された部分の電極には導通されず、当該側面に露出した電極にのみ導通される。したがって、中継基板２００のＩＣ２０５（図４参照）から送信された電気信号は、圧電素子の積層方向の順に電極１つ置きに露出された電極にのみ印加されるので、１つの圧電素子が異極の電極に挟まれることになり、当該電気信号により当該圧電素子の駆動が可能となる。
【００３２】
また、当該第１積層圧電体１１４に対し、第２積層圧電体１２４では、図１（Ｂ）に示すように第１の側面（図１における右側の面）および第２の側面（図１における左側の面）において溝が形成される位置が逆になる。つまり、第２積層圧電体１２４の第２の側面は、背面電極１１６および第２内部電極１１６ａが露出するように構成され、対する反対側の第１の側面においては前面電極１１２および第１内部電極１１２ａが露出するように構成されている。
【００３３】
すなわち、第２積層圧電体１２４の第２の側面では前面電極１２２に隣接した圧電素子の端縁に、溝１２１が設けられる。また第２積層圧電体１２４の第２の側面における中間の圧電素子と背面側の圧電素子との境界に溝１２５が設けられる。さらに第２積層圧電体１２４の第１の側面においては、背面電極１２６側の端縁に溝１２７が形成され、中間の圧電素子と前面側の圧電素子の境界には溝１２３が形成される。このように、第１積層圧電体１１４と第２積層圧電体１２４とにおいて側面に露出させる電極（１１２，１２２等）の位置を対象とすることによって、同種の電極（前面電極、背面電極等）に接続されたる配線リード１３１を、後段の中継基板２００におけるＩＣ２０５にまとめて接続することが可能となる。
【００３４】
また、第２積層圧電体１２４の第１の側面および第２の側面における溝も、第１積層圧電体１１４における溝１１１、１１５、１１３、１１７と同様、圧電素子の積層方向の順に電極１つおきに形成される。
【００３５】
また図１（Ｂ）に示すように、第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４における第１の側面および第２の側面には、金属薄膜１７０が形成される。この金属薄膜１７０は、当該第１の側面および第２の側面に配置される配線リード１３１を、当該第１の側面および第２の側面に接着させるとともに、当該第１の側面および第２の側面に露出された電極と配線リード１３１との電気的な接続を確実に行うものである。なお、金属薄膜１７０は本発明における「導電性の薄膜」の一例に該当する。
【００３６】
（配線リード）
本実施形態の超音波トランスデューサ１００における、超音波放射方向側の前面および当該前面と反対側となる背面に対して直交する側面には、図１（Ｂ）に示すように配線リード１３１が並列にかつ積層圧電体（１１４，１２４）に対応した位置に配置される。この配線リード１３１は可撓性を有する線材によって構成される。
【００３７】
例えば、この配線リード１３１としては、金属のワイアーまたは金属ワイアーを撚り合わせた線材を用いることが可能である。さらに可撓性や耐疲労性の観点から、配線リード１３１として樹脂ワイアーの表面を金属で被覆した線材または当該線材を複数撚り合わせたものを用いることが可能である。
【００３８】
図１（Ｂ）に示すように、この配線リード１３１は、金属薄膜１７０により第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４における第１の側面および第２の側面において、音響整合層１１０、１２）からバッキング材１１８、１２８へ向かう方向に沿って配置される。さらに配線リード１３１の一端側は、少なくとも前面電極１１２，１２２に接するように配置される。さらに配線リード１３１の他端は超音波トランスデューサ１００における超音波放射方向と反対側の端部から中継基板２００へ向かって延び、中継基板２００のＩＣ２０５に接続される。
【００３９】
また、圧電体ブロック１０１、圧電体ブロック１０２間の絶縁シート１３０と、配線リード１３１とは部分的に固定される。すなわち、当該配線リード１３１における、積層圧電体（１１４，１２４）からバッキング材１１８、１２８中央近傍までの間においては、絶縁シート１３０と固定されており、これに対して、当該配線リード１３１における中継基板２００側の端部（後端部）は固定されない。これは、配線リード１３１における後端部側を任意の位置に移動可能として、当該後端部側を中継基板２００におけるＩＣ２０５の位置に合わせることを容易にするためである。
【００４０】
なお、本実施形態の超音波トランスデューサ１００においては、中継基板２００との接続を容易化する観点から、上述のように絶縁シート１３０と配線リード１３１とが部分的に固定される。しかし、本発明における超音波トランスデューサはこれに限られない。例えば超音波トランスデューサ１００と中継基板２００との接続を容易化する観点からは、配線リード１３１が後端部側だけでなく全体として、絶縁シート１３０と固定されない構成を採ることも可能である。ただし、この場合は超音波トランスデューサ１００における配線リード１３１の位置がずれないように、圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２とを確実に固定する必要がある。
【００４１】
配線リード１３１をこのように構成することにより、中継基板２００のＩＣ２０５の位置に対応して、当該配線リード１３１の位置合わせをすることが容易となる。例えば、超音波トランスデューサ１００における積層圧電体（１１４、１２４）における電極（１１２等）と接続された配線リード１３１の位置精度が確保できない場合においても、配線リード１３１の端部の位置は少なくとも固定されていないので、配線リード１３１の可撓性を利用して、当該配線リード１３１の端部の位置を、中継基板２００のＩＣ２０５に対応した任意の位置に合わせることができる。したがって、圧電素子とＩＣ２０５との間における電気信号の送受信を確実に行うことが可能となる。なお、本実施形態における超音波トランスデューサ１００は、配線リード１３１に接続される電子回路および当該電子回路が形成された基板を含まないが、本発明における超音波トランスデューサはこれらの電子回路および基板を含むものである。この電子回路および基板の一例として、次に中継基板２００、ＩＣ２０５等について説明する。
【００４２】
（超音波トランスデューサとＩＣ基板との接続）
次に図２を用いて本実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００と中継基板２００との接続構成の一例について説明する。図２は、超音波トランスデューサ１００の接続方法の一例であり、本実施形態における超音波トランスデューサ１００と中継基板２００とを接続する機構および、中継基板２００上のＩＣ２０５と超音波診断装置本体に接続されるケーブルとを接続する機構を示す概略斜視図である。
【００４３】
図２に示すように、超音波トランスデューサ１００の後端（超音波放射方向と反対側の端部）に中継基板２００が隣接して配置され、配線リード１３１とは中継基板２００におけるＩＣ２０５が接続される。なお、中継基板２００は本発明における「基板」の一例に該当し、ＩＣ２０５は、本発明における「電子回路」の一例に該当する。
【００４４】
また、図２に示すように、中継基板２００は超音波診断装置本体と電気的に接続を行うケーブル（共に図示せず）を介して接続され、中継基板２００と当該ケーブルとはケーブル接続基板２１０によって接続される。当該ケーブル接続基板２１０の一端は、中継基板２００における信号リード（図示せず）が設けられた一端とは反対側の一端に接続されている。
【００４５】
コネクタ２１１は、ケーブル接続基板２１０の他端及び前記ケーブルの一端にそれぞれ設けられている。このコネクタ２１１によって、ケーブル接続基板２１０と超音波診断装置本体に接続されるケーブルとが接続される。
【００４６】
図２に示すように、超音波トランスデューサ１００と超音波診断装置本体との間に設けられた中継基板２００にはＩＣ２０５が形成されており、ＩＣ２０５は配線リード１３１と接続されている。このＩＣ２０５は、前面電極１１２、１２２および第１内部電極１１２ａ、１２２ａに同種の電極となる信号を印加し、かつ背面電極１１６、１２６および第２内部電極１１６ａ、１２６ａに同種の電極となる電気信号を印加して、第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４を駆動させる。このようにしてＩＣ２０５は超音波トランスデューサ１００に超音波ビームを送波させる。
【００４７】
またＩＣ２０５は、第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４が受波した信号の処理を行う。このような構成により、超音波トランスデューサ１００を内蔵する超音波プローブでは、第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４が受波した反射波を信号に変換し、当該信号を中継基板２００上の各ＩＣ２０５に送信し、ＩＣ２０５が受信した当該信号を処理する。さらにＩＣ２０５はケーブル接続基板２１０を介して超音波診断装置本体に当該処理した信号を送信する。
【００４８】
なお、本実施形態ではＩＣ２０５を用いているが、ＡＳＩＣ、その他の手段を含む。また、図２における超音波トランスデューサ１００、中継基板２００、ＩＣ２０５は、本発明における超音波トランスデューサの一実施形態を構成する。また、図２に示すように超音波プローブ２２０は超音波トランスデューサ１００、中継基板２００、ＩＣ２０５を含んで構成される。
【００４９】
（製造工程）
次に、図１、図３および図４を参照して第１実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の製造工程について説明する。図３（Ａ）は、この発明の第１実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の製造工程において、圧電体ブロック１０１，１０２に金属薄膜１７０が形成される過程を示す概略斜視図である。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の圧電体ブロック１０１，１０２の側面に金属薄膜１７０が形成された状態を示す概略斜視図である。図３（Ｃ）は、図３（B）の圧電体ブロック１０１，１０２の側面に溝が形成された状態を示す概略斜視図である。図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）の概略部分拡大図である。また、図４（Ａ）は、圧電体ブロック１０１，１０２における第１の側面および第２の側面に配線リード１３１を配置する過程を示す概略斜視図である。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）における圧電体ブロック１０１，１０２を積み重ねた後、分割される前の超音波トランスデューサ１００を示す概略斜視図である。
【００５０】
（ステップ１）
まず圧電素子を３層に積層するとともに当該圧電素子間には内部電極を設け、分割前の積層圧電体（１１４，１２４）を形成する。この積層圧電体（１１４，１２４）の前面に前面電極１１２，１２２を、背面に背面電極１１６，１２６を形成する。さらに当該積層圧電体（１１４，１２４）に対し、前面に音響整合層１１０、１２０を、背面にバッキング材１１８，１２８を設けることにより、図３（Ａ）に示すような。圧電体ブロック１０１、１０２を形成する。この圧電体ブロック１０１，１０２は完成時の超音波トランスデューサ１００の積層圧電体（１１４，１２４）それぞれの厚さ（超音波の放射方向と直交する方向の長さ）と同じ厚さであり、かつ図１（A）に示すような完成時の超音波トランスデューサ１００において２次元的に配列される積層圧電体（１１４，１２４）の１列分と同じ長さを有する。この長さの方向は圧電素子の積層方向と直交する方向（列方向）である。さらに、図３（B）に示すようにこの圧電体ブロック１０１，１０２における積層圧電体（１１４，１２４）の前面および背面に対し直交する第１の側面および当該第１の側面の反対側となる第２の側面に対し、金属薄膜１７０を形成する。なお、この圧電体ブロック１０１，１０２は、この後の工程で音響整合層１１０、１２０側から列方向に分割される。そして、２次元アレイの超音波トランスデューサ１００における１列分の積層圧電体（１１４，１２４）が当該分割後の圧電体ブロックを構成する。また、第１の側面および第２の側面に対して金属薄膜１７０が形成された時点においては、第１の側面においても第２の側面においても金属薄膜１７０がこれらの側面に露出した各電極すべてに接触している。
【００５１】
（ステップ２）
図３（Ｂ）のように圧電体ブロック１０１に対し金属薄膜１７０が形成された後、図３（Ｃ）、（D）に示すように、圧電体ブロック１０１における第１の側面および第２の側面において所定の位置に溝（１１１、１１５、１１３、１１７）が形成される。すなわち、溝１１１等それぞれは以下のようにして形成される。第１積層圧電体１１４の第１の側面に全ての電極（１１２，１１６ａ,１１２ａ、１１６）が露出している状態から、前面電極１１２が露出している部分、つまり第１の側面における音響整合層１１０と第１積層圧電体１１４との境界を、圧電素子の積層方向と直交する方向に金属薄膜１７０ごと削り、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すような溝１１１を形成する。さらに当該第１積層圧電体１１４の第１の側面において、背面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝１１１と平行な溝１１５を形成する。これに対し、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すように第１積層圧電体１１４の第２の側面（図３（Ｂ）における左側の面）ではバッキング材１１８と第１積層圧電体１１４との境界に、図３（Ｃ）、（Ｄ）に示すような溝１１７を形成する。さらに当該第２の側面では、前面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝１１７と平行な溝１１３が形成される。
【００５２】
（ステップ３）
また、第２積層圧電体１２４においては、第１の側面（図３（Ｂ）における右側の面）と第２の側面における溝の位置が、第１積層圧電体１１４における溝（１１１、１１５、１１３、１１７）と対称な位置となるような溝（１２１、１２５、１２３、１２７）を形成する。すなわち、第２積層圧電体１２４の第２の側面では、音響整合層１２０と第２積層圧電体１２４との境界を、金属薄膜１７０ごと削り、溝１２１を形成する。さらに、当該第２の側面では、背面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝１２１と平行な溝１２５が形成される。また当該第２の側面に対し第２積層圧電体１２４における第１の側面においては、バッキング材１２８と第２積層圧電体１２４との境界を削り、溝１２７が形成される。さらに当該第１の側面では、前面側の圧電素子と中間の圧電素子との境界部分に溝１２７と平行な溝１２３が形成される。
【００５３】
（ステップ４）
第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４における第１の側面および第２の側面に対し溝１１１，１２１等がそれぞれ形成された後、圧電体ブロック１０１と、圧電体ブロック１０２には、図４（Ａ）のようにして積層圧電体（１１４，１２４）に対応する位置に配線リード１３１がそれぞれ配置される。すなわち、線状の配線リード１３１の一端側を前面電極１１２，１２２に接触するように配置し、かつ他端側を超音波トランスデューサ１００の後端側へ配置する。さらに金属薄膜１７０と配線リード１３１とをスパッタ、蒸着等の方法により固定する。
【００５４】
（ステップ５）
圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２に、配線リード１３１がそれぞれ配置された後、これらはさらに、絶縁シート１３０を介して積層される。すなわち、圧電体ブロック１０１、１０２に、配線リード１３１を配置した後、配線リード１３１における、後端側以外の部分を絶縁シート１３０と固定する。このようにして圧電体ブロック１０１と、圧電体ブロック１０２とが積み重ねられていき、分割前の超音波トランスデューサ１００が形成される。
【００５５】
（ステップ６）
超音波トランスデューサ１００が形成された後、図１（Ａ）に示すように。音響整合層１１０、１２０側から、圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２の積層方向と平行で、かつ圧電体側面の溝（１１１等）の方向と直交する方向に超音波トランスデューサ１００を分割してバッキング材１１８、１２８まで至る分割溝を形成する。当該分割によってできた分割溝に絶縁樹脂を充填して、図１（Ａ）に示すような積層圧電体（１１４，１２４）を２次元的に配列した超音波トランスデューサ１００が形成される。なお、当該分割溝が、バッキング材１１８、１２８まで至るように形成されるのは、圧電体ブロック１０１，１０２における積層圧電体（１１４，１２４）を確実に分割するためである。
【００５６】
（ステップ７）
図１（Ａ）に示すような超音波トランスデューサ１００が形成されると、当該超音波トランスデューサ１００と圧電体ブロック１０１，１０２の配列に対応して配置された中継基板２００とを接続する。すなわち、圧電体ブロック１０２、１０２における積層圧電体１１４，１２４における第１の側面および第２の側面のそれぞれから延伸された配線リード１３１の後端部と中継基板２００条に形成されたＩＣ２０５とを接続することにより、ＩＣ２０５と積層圧電体１１４,１２４における各電極（１１２，１２６等）との間で電気信号の送受信を可能にする。
【００５７】
なお、本実施形態においては図３（Ｂ）に示すように積層圧電体１１４，１２４における第１の側面および第２の側面において金属薄膜１７０が形成された後、所定の位置に溝１１１等が形成される工程によって製造されるが、本発明にかかる超音波トランスデューサはこの製造工程に限られない。例えば、積層圧電体１１４，１２４における第１の側面および第２の側面において所定の位置に溝１１１等が形成した上で、当該溝それぞれに絶縁樹脂を充填し、その後第１の側面および第２の側面に対し金属薄膜１７０を形成する工程によることも可能である。
【００５８】
（作用・効果）
以上説明した第１実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の作用及び効果について説明する。
【００５９】
上記説明したように第１実施形態の超音波トランスデューサ１００では、配線リード１３１の構成や積層圧電体（１１４，１２４）との固定方法により、中継基板２００のＩＣ２０５の位置に対応して、当該配線リード１３１の位置合わせをすることが容易となる。例えば、超音波トランスデューサ１００における積層圧電体（１１４、１２４）における電極（１１２等）と接続された配線リード１３１の位置精度が確保できない場合においても、配線リード１３１が可撓性を有し、かつ配線リード１３１の端部の位置が固定されていないので、当該配線リード１３１の端部の位置を、中継基板２００のＩＣ２０５に対応した任意の位置に合わせることができる。したがって、圧電素子とＩＣ２０５との間における電気信号の送受信を確実に行うことが可能となる。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００について図５〜図７を参照して説明する。また、図５は、この発明の第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００を構成する超音波トランスデューサユニット１００ａの構成を示す概略分解斜視図である。
【００６１】
以下、第２実施形態の概要を説明する。第１実施形態において説明したような超音波トランスデューサ１００では、圧電体ブロック１０１と、圧電体ブロック１０２との間に、配線リード１３１が介在することになる。また、このような２次元アレイの超音波トランスデューサ１００を形成する際には、配線リード１３１を積層圧電体（１１４，１２４）の側面に並列配置した後、当該配線リード１３１が並列配置された圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２、つまり１列分の超音波トランスデューサを複数積み重ねることにより超音波トランスデューサ１００の２次元配列を形成する工程を経る。
【００６２】
しかしながら、平面状となる圧電体側面の間に介在する配線リード１３１により、当該配線リード１３１の厚さの分だけ圧電体ブロック１０１と、圧電体ブロック１０２とが密着しない。すなわち、１列分の圧電体ブロック（１０１，１０２）を複数積み重ねる際に、圧電体ブロック１０１と、圧電体ブロック１０２とを確実に固定することができれば問題ないが、固定が弱い場合は、圧電体ブロック１０１、１０２同士の位置がずれてしまうおそれがある。また、当該圧電体ブロック（１０１，１０２）は配線リード１３１に対してもずれてしまうおそれがある。
【００６３】
このような位置ずれが生じてしまうと、配線リード１３１と中継基板２００におけるＩＣ２０５との接続が困難となってしまうおそれがある。さらに、この位置ずれにより、超音波トランスデューサ１００の各圧電体を駆動したときに、位置がずれた圧電体それぞれから放射される超音波が、超音波トランスデューサ全体から放射される超音波ビームの形状や、超音波の放射方向にずれを生じさせてしまうおそれがある。結果として、超音波診断装置によって生成される超音波画像に支障をきたすおそれもある。
【００６４】
第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００は、以上の問題点に鑑みてなされたものである。その概要は、圧電体の前面および背面に対し直交する圧電体の第１の側面および第２の側面において、配線リード１３１が収容される大きさの凹溝１１９，１２９が超音波の放射方向に沿って形成された超音波トランスデューサ１００である。この超音波トランスデューサ１００においては圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２とを積み重ねた際、圧電体側面の配線リード１３１が当該凹溝１１９，１２９に収容される。
【００６５】
つまり、圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２との間に生じる配線リード１３１分の隙間が、大幅に低減される。その結果、圧電体ブロック（１０１，１０２）同士を密着または近接させることにより、圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２との位置がずれてしまう事態を防止することが可能となる。さらに配線リード１３１が当該凹溝１１９，１２）に収容されているので、圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２とがずれるような方向に力が加わっても、当該位置ずれを回避することが可能となる。なおかつこのような位置ずれを防止する結果として、超音波トランスデューサにおける圧電素子配列や配線リード後端側の位置精度が確保され、配線リード１３１と中継基板２００の電子回路（ＩＣ２０５）との接続が困難となってしまう事態を防止することができる。さらに超音波プローブから放射される超音波ビームの形状や放射方向の精度を確保することが可能となる。
【００６６】
以下、第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の構成について説明する。
【００６７】
（超音波トランスデューサ全体構成の概要）
第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００は、第１実施形態と同様に、圧電素子が３層に積層された第１積層圧電体１１４、第２積層圧電体１２４を有し、かつ積層圧電体（１１４，１２４）の積層方向における前面に音響整合層１１０、１２０が設けられ、前面に対し反対側となる背面にバッキング材１１８、１２８が設けられている。この音響整合層１１０、第１積層圧電体１１４およびバッキング材１１８は、圧電体ブロック１０１を構成する。また音響整合層１２０、第２積層圧電体１２４およびバッキング材１２８は、圧電体ブロック１０２を構成する。さらに当該積層圧電体（１１４，１２４）の前面に前面電極１１２、１２２が、背面に背面電極１１６、１２６が設けられている。また積層圧電体（１１４，１２４）における圧電素子間には内部電極（１１２ａ、１２２ａ、１１６ａ、１２６ａ）が設けられている。これら超音波トランスデューサ各部の機能、および各部の位置関係については、第１実施形態にかかる超音波トランスデューサと同様であるため、説明を割愛する。
【００６８】
また図５に示すように、第１実施形態と同じく第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００における圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２における積層圧電体（１１４，１２４）の第１の側面及び第２の側面には、配線リード１３１がそれぞれ並列配置される。
【００６９】
また、図５に示すように第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４と配線リード１３１とは金属薄膜１７０によって接続される。このように圧電体ブロック１０１，１０２に対し配線リード１３１が並列配置され、絶縁シート１３０を挟んで圧電体ブロック１０１，１０２が積層されていくことにより超音波トランスデューサ１００が形成される。このように絶縁シート１３０を介して積層される圧電体ブロック１０１、１０２の方向はすべて同じ方向となる。
【００７０】
（積層圧電体における側面の構成）
次に、図５を用いて第２実施形態にかかる第１積層圧電体１１４、第２積層圧電体１２４およびバッキング材１１８、１２８の側面の構成について説明する。図５に示すように、第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の第１積層圧電体１１４には、前面および背面に直交し、かつ配線リード１３１が配置される第１の側面には、凹形状の凹溝１１９が設けられている。
【００７１】
この凹溝１１９は、圧電体ブロック１０１において第１積層圧電体１１４の当該第１の側面における前面電極１１２から背面電極１１６を通過して、バッキング材１２８における後段電子回路側（中継基板２００側）まで至る。また凹溝１１９の幅（第１積層圧電体１１４の圧電素子の積層方向と直交する方向の長さ）は、配線リード１３１の幅とほぼ同じ長さか、または配線リード１３１の幅よりやや長くなるように形成される。このように凹溝１１９を構成することにより、第１積層圧電体１１４上に配線リード１３１を配置する際、当該配線リード１３１が当該凹溝１１９に収容される。
【００７２】
また、この凹溝１１９の深さ（第１積層圧電体１１４の第１の側面から、凹溝１１９底面までの長さ）は、配線リード１３１の幅（または径）より長く形成されることが望ましい。これは絶縁シート１３０挟んで圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２とを積層する際に、超音波トランスデューサ１００全体に対する、配線リード１３１、第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４の位置がずれないようにするためである。このように凹溝１１９を構成することで、配線リード１３１の位置精度および積層圧電体（１１４，１２４）の位置精度を確保することができる。なお、図７（Ａ）の見方によっては、配線リード１３１の幅（または径）が、凹溝１１９，１２９の深さより高いように示されているが、実際には、配線リード１３１の方が短い方が好ましい。また、他の観点から、配線リード１３１を凹溝１１９，１２９の深さより若干高く形成し、圧電体ブロック同士を積み重ね固定することにより、配線リード１３１と圧電体側面の電極（１１２等）とをより密着させて、接続を強固にすることも可能である。
【００７３】
また、この凹溝１１９の形状は、配線リード１３１の形状に対応した形状となるように構成することが望ましい。すなわちこのように構成することで、圧電体ブロック１０１と圧電体ブロック１０２を積層する際に生じやすくなる、圧電素子の積層方向と直交する方向の積層圧電体の位置ずれを防止することが可能となる。
【００７４】
また、第１積層圧電体１１４の第１の側面と同様に、第２の側面においても凹溝１１９が設けられる（不図示）。さらに図５に示すように、圧電体ブロック１０２における第２積層圧電体１２４の第１の側面および第２の側面においても、第１積層圧電体１１４の凹溝１１９と同様に、バッキング材１２８まで至るように形成された、凹溝１２９が形成される。これらの凹溝１１９，１２９は、本発明における「第１の凹溝」、「第２の凹溝」の一例に該当する。
【００７５】
なお、第２実施形態にかかる超音波トランスデューサにおいても第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４の側面における、金属薄膜１７０と各電極の絶縁処理を、第１実施形態と同様に構成することも可能である。ただしこの場合、各凹溝１１９の深さは、溝１１１、１１３、１１５、１１７の深さより、浅く形成される。さらに各凹溝１２９の深さは、溝１２１、１２３、１２５、１２７の深さより、浅く形成される。凹溝１１９，１２９の方が深い場合、金属薄膜１７０が、絶縁しようとする積層圧電体（１１４，１２４）の各電極に対して接触してしまうからである。
【００７６】
（製造工程）
次に、図５〜図７を用いて本実施形態における超音波トランスデューサ１００の製造工程の概略について説明する。図６（Ａ）は、この発明の第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の製造工程において、圧電体ブロック１０１，１０２に凹溝１１９，１２９や金属薄膜１７０が形成される前の状態を示す概略斜視図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の圧電体ブロック１０１，１０２に対しに凹溝１１９，１２９が形成され、金属薄膜１７０が形成される過程を示す概略斜視図である。図６（Ｃ）は、図６（Ａ）、（Ｂ）の工程を経て、圧電体ブロック１０１，１０２に金属薄膜１７０が形成された状態を示す概略斜視図である。図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）の概略部分拡大図である。図７（Ａ）は、この発明の第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の製造工程において、金属薄膜１７０が形成された積層圧電体（１１４，１２４）に配線リード１３１が配置される過程を示す概略斜視図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）における圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２を積み重ねた後、分割される前の超音波トランスデューサ１００を示す概略斜視図である。
【００７７】
なお、圧電体ブロック１０１，１０２を形成するまでの工程は、第１実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程と同一であるため、説明を割愛する。
【００７８】
（ステップ１０）
図６（Ｂ）に示すように、まず図６（Ａ）のような凹溝１１９，１２９が形成される前の圧電体ブロック１０１、１０２の第１の側面および第２の側面に対し、前面電極１１２，１２２が形成されている部分から、バッキング材１１８，１２８における積層圧電体（１１４，１２４）との境界部分と反対側の端部まで、凹溝１１９、１２９を形成する。またこの凹溝１１９，１２９は積層圧電体（１１４，１２４）における圧電素子の積層方向とほぼ同じ方向に形成される。
【００７９】
（ステップ１１）
次に、図６（Ｂ）に示すように凹溝１１９，１２９が形成された圧電体ブロック１０１，１０２における積層圧電体（１１４，１２４）の第１の側面および第２の側面に対し、金属薄膜１７０を形成する。なお、この圧電体ブロック１０１、１０２は、この後の工程で分割され、２次元アレイの超音波トランスデューサ１００における１列分の積層圧電体（１１４，１２４）を構成するものである。
【００８０】
（ステップ１２）
第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４における第１の側面および第２の側面に対し金属薄膜１７０がそれぞれ形成された後、図７（Ａ）に示すように第１積層圧電体１１４、第２積層圧電体１２４の第１の側面および第２の側面における凹溝１１９，１２９に配線リード１３１を配置し、各電極（１１２、１２２等）と配線リード１３１とを金属薄膜１７０により固定するとともに導通させる。
【００８１】
（ステップ１３）
第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４における第１の側面及び第２の側面に配線リード１３１が配置されると、第１実施形態と同様に、絶縁シート１３０を挟んでこれらを積層する。このようにして図７（Ｂ）に示すような分割前の超音波トランスデューサ１００が形成される。
【００８２】
（ステップ１４）
超音波トランスデューサ１００が形成された後、図１（Ａ）に示すように、音響整合層１１０、１２０側から、超音波トランスデューサユニット１００ａの積層方向と平行で、かつ圧電体側面の溝１１１等の方向と直交する方向に超音波トランスデューサ１００を分割する。当該分割によってできた分割溝に絶縁樹脂を充填して、図１（Ａ）に示す超音波トランスデューサ１００が形成される。
【００８３】
なお、第２実施形態における超音波トランスデューサ１００と中継基板２００との接続は、第１実施形態にかかる超音波トランスデューサと同様であるため、説明を割愛する。
【００８４】
（作用・効果）
以上説明した第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００およびそれを用いた超音波プローブ（不図示）の作用及び効果について説明する。
【００８５】
第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００およびそれを用いた超音波プローブ２２０は、積層圧電体（１１４，１２４）の前面および背面に直交する第１の側面および第２の側面から、バッキング材１１８、１２８に連続して形成される凹溝１１９、１２９を備えている。この凹溝１１９，１２９は、第１の側面における前面電極側の端縁から圧電素子の積層方向と同じ方向に形成され、かつ当該前面電極１１２，１２２側端縁から背面電極１１６，１２６を経由してバッキング材１１８，１２８における後段電子回路（ＩＣ２０５）側まで延伸するように形成される。さらにこの凹溝１１９，１２９の深さは、配線リード１３１とほぼ同じ幅（または径）かやや大きい幅となるように形成される。
【００８６】
したがって、積層圧電体（１１４，１２４）の側面に配線リード１３１を配置すると、当該凹溝１１９，１２９に配線リード１３１が収容される。すなわち、圧電体ブロック１０１，１０２間の間隙を大幅に低減させることができる。その結果、圧電体ブロック１０１，１０２における側面同士を密着または近接させることが可能となり、圧電体ブロック１０１，１０２同士の位置がずれてしまう事態を防止することが可能となる。
【００８７】
さらに、配線リード１３１が凹溝１１９、１２９に収容されているので、圧電体ブロック１０１，１０２を積層する際、圧電体ブロック同士がずれるような方向に力が加わっても、当該位置ずれを回避することが可能となる。なおかつこのような位置ずれを防止する結果として、超音波トランスデューサ１００における圧電素子配列の位置精度や配線リード１３１の位置精度が確保され、配線リード１３１と中継基板２００のＩＣ２０５との接続が困難となってしまう事態を防止することができる。さらに超音波プローブから放射される超音波ビームの形状や放射方向の精度を確保することが可能となる。
【００８８】
また、以上説明した本実施形態の超音波トランスデューサ１００は、圧電体ブロック１０１，１０２間の間隙を大幅に低減させることができるため、積層厚さを薄くすることができ、超音波トランスデューサ１００および当該超音波トランスデューサを有する超音波プローブの小型化を図ることが可能となる。
【００８９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００について図８を参照して説明する。また、図８は、この発明の第３実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の構成を示す概略分解斜視図である。
【００９０】
第３実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００は第１実施形態および第２実施形態と異なった製造工程により製造される。また、配線リード１３１の構成が異なる場合がある。超音波トランスデューサ１００におけるその他の各部の構成は第１実施形態および第２実施形態と同様である。以下、第３実施形態について説明する。
【００９１】
（製造工程）
第３実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の製造工程は次の通りである。なお、圧電体ブロック１０１，１０２を形成する工程は、第１実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程と同一であるため、説明を割愛する。
【００９２】
図８に示すように、本実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の製造工程においては、積層圧電体（１１４，１２４）における第１の側面および第２の側面に対して配線リード１３１を配置する前に、配線リード１３１それぞれの一端を中継基板２００のＩＣ２０５に接続する。
【００９３】
次に、積層圧電体（１１４，１２４）における第１の側面および第２の側面に対し、スパッタ、蒸着等の方法により金属薄膜１７０を設ける。
【００９４】
次に、当該金属薄膜１７０が形成された当該第１の側面及び第２の側面に対し、一端がＩＣ２０５に接続された配線リード１３１を、積層圧電体（１１４，１２４）における第１の側面および第２の側面に配置し、金属薄膜１７０により、積層圧電体（１１４，１２４）における第１の側面および第２の側面と配線リード１３１を接着する。この接着により、当該第１の側面および第２の側面と配線リード１３１が固定され、かつ当該第１の側面および第２の側面に露出した電極（１１２，１２２等）と配線リード１３１が導通される。
【００９５】
第１積層圧電体１１４および第２積層圧電体１２４における第１の側面及び第２の側面に配線リード１３１が配置されると、第１実施形態と同様に、絶縁シート１３０を挟んでこれらを積層する。このようにして分割前の超音波トランスデューサ１００が形成され、さらに、図１（Ａ）に示すように、音響整合層１１０、１２０側から、分割溝を形成し、絶縁樹脂を充填して、図１（Ａ）に示すような超音波トランスデューサ１００が形成される。
【００９６】
本実施形態における超音波トランスデューサ１００の製造方法によれば、圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２を積層する前に、あらかじめ配線リード１３１とＩＣ２０５を接続し、その後積層圧電体（１１４，１２４）における第１の側面および第２の側面に配線リード１３１が配置される。したがって、超音波トランスデューサ１００の製造工程において、圧電体ブロック１０１および圧電体ブロック１０２の積層時に位置精度が確保できない場合でも、配線リード１３１と中継基板２００のＩＣ２０５との接続が困難となる事態が生じないので、当該接続工程が容易であり、当該接続を確実に行うことが可能である。
【００９７】
なお、本実施形態においてはあらかじめ配線リード１３１とＩＣ２０５を接続するので、当該接続が困難となる事態を考慮しなくてよい。その結果、配線リード１３１が可撓性を有していなくてもよく、さらに配線リード１３１の後端部が絶縁シート１３０と固定されていてもよい。
【００９８】
また、本実施形態においては積層圧電体（１１４，１２４）における第１の側面および第２の側面に配線リード１３１を配置しているが、本発明はこれに限られず、図９に示すような配線パターン３３１が形成されたプリント基板３３０を用いてもよい。すなわち中継基板２００におけるＩＣ２０５と、配線パターン３３１をあらかじめ接続してからプリント基板３３０の表裏面に圧電体ブロック１０１，１０２を配置する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】（Ａ）この発明の第１実施形態にかかる超音波トランスデューサを側方から見た状態を示す概略斜視図である。  （Ｂ）この発明の第１実施形態にかかる超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニットの構成を示す概略分解斜視図である
【図２】超音波トランスデューサの接続方法の一例であり、本実施形態における超音波トランスデューサと中継基板とを接続する機構および、中継基板上のＩＣと超音波診断装置本体に接続されるケーブルとを接続する機構を示す概略斜視図である。
【図３】（Ａ）この発明の第１実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程において、圧電体ブロックに金属薄膜が形成される過程を示す概略斜視図である。  （Ｂ）図３（Ａ）の圧電体ブロックの側面に金属薄膜が形成された状態を示す概略斜視図である。  （Ｃ）図３（B）の圧電体ブロックの側面に溝が形成された状態を示す概略斜視図である。  （Ｄ）図３（Ｃ）の概略部分拡大図である。（Ａ）図２（Ｂ）の圧電体ブロックがプリント基板に配置される過程を示す概略斜視図である。  （Ｂ）図３（Ａ）における超音波トランスデューサユニットを積み重ねた後、分割される前の超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。
【図４】（Ａ）圧電体ブロックの側面に配線リードを配置する過程を示す概略斜視図である。  （Ｂ）図４（Ａ）における圧電体ブロックを積み重ねた後、分割される前の超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。
【図５】この発明の第２実施形態にかかる超音波トランスデューサを構成する超音波トランスデューサユニットの構成を示す概略分解斜視図である。
【図６】（Ａ）この発明の第２実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程において、圧電体ブロックに凹溝や金属薄膜が形成される前の状態を示す概略斜視図である。  （Ｂ）図６（Ａ）の圧電体ブロックに対しに凹溝が形成され、金属薄膜が形成される過程を示す概略斜視図である。  （Ｃ）図６（Ａ）、（Ｂ）の工程を経て、圧電体ブロックに金属薄膜が形成された状態を示す概略斜視図である。  （Ｄ）図６（Ｃ）の概略部分拡大図である。
【図７】（Ａ）この発明の第２実施形態にかかる超音波トランスデューサの製造工程において、金属薄膜が形成された積層圧電体に配線リードが配置される過程を示す概略斜視図である。  （Ｂ）図７（Ａ）における圧電体ブロックを積み重ねた後、分割される前の超音波トランスデューサを示す概略斜視図である。
【図８】この発明の第３実施形態にかかる超音波トランスデューサの構成を示す概略分解斜視図である。
【図９】（A）２次元アレイの超音波トランスデューサを側方から見た状態を示す概略斜視図である。  （B）図９（Ａ）の超音波トランスデューサを構成する分割前の超音波トランスデューサユニットの構成を示す概略分解斜視図である。
【符号の説明】
【０１００】
１００  超音波トランスデューサ
１００ａ  超音波トランスデューサユニット
１０１、１０２  圧電体ブロック
１１０、１２０  音響整合層
１１１、１１３、１１５、１１７、１２１、１２３、１２５、１２７  溝
１１２、１２２  前面電極
１１２ａ、１２２ａ  第１内部電極
１１４  第１積層圧電体
１２４  第２積層圧電体
１１６、１２６  背面電極
１１６ａ、１２６ａ  第２内部電極
１１８、１２８  バッキング材
１１９、１２９  凹溝
１３０  絶縁シート
１３１  配線リード
１７０  金属薄膜
２００  中継基板
２１０  ケーブル接続基板
２１１  コネクタ
２２０  超音波プローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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