(57)【要約】【課題】持ち運び型の超音波診断装置では内容積が少ないことから、電子部品の実装密度が高まることによる筐体内部の温度上昇が大きく、発熱源からの排熱の限界から、台車タイプと比較し性能面でも及ばなかった。【解決手段】筐体内に設けられ、かつ電気回路が実装された第１の基板と、筐体内で、かつ第１の基板に垂直に設けられた、プローブコネクタが実装された第２の基板と、第１の基板と第２の基板を電気的かつ機械的に接続するもので第２の基板の長辺側からパターンを引き出すようにしたＦＰＣとで構成し、第２の基板と同じ側面、および対向面に開口部を備え、いずれか一方に冷却ファンを設けた。【選択図】図１
2010000220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に設けられた第１の基板と、
筐体内でかつ前記第１の基板に垂直の位置関係に設けられた第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを電気的かつ機械的に接続し、かつ前記第２の基板の長辺側からパターンを引き出すようにした可とう性基板と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記可とう性基板が前記第２の基板の長辺側端面よりも内側の位置からパターンを引き出すようにしていることを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記可とう性基板が前記第２の基板の長辺に沿って配置されたコネクタを介してパターンを引き出すようにしたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記コネクタは複数個で構成され、前記可とう性基板は複数の前記コネクタ間のスリットで分岐され、前記コネクタにそれぞれ対応するように設けられていることを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第２の基板は、筐体に設けた通風可能な第１の開口部の面に設けられ、かつ、前記第１の開口部の通風を妨げない位置に取り付けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記第１の開口部を設けた側面と対向する側面に第２の開口部が設けられたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記第１の開口部、または、前記第２の開口部の少なくとも一方に空冷ファンを設けたことを特徴とする請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記第１の開口部が通風の吸気側であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用分野に用いられる超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置は、超音波を生体中に送受信しながら走査し生体中の断層画像を取得するもので、本体部には電気回路を含んだ筐体に操作卓やディスプレイを含み、本体部と着脱可能で診断用途毎に適した超音波プローブとが接続されて使用される。最も普及している超音波診断装置は筐体底面のキャスタを設けて移動が可能であるが基本的に据え置きして設置する台車タイプの大型が主流であった。超音波診断装置ではプローブの音響送受信窓に複数個配置された音響センサで超音波エコー信号を送受信するが、複数個の音響センサで受信されたエコー信号はそれぞれ低雑音受信アンプで増幅されＡＤコンバータでデジタル信号に変換される。これらのデジタル信号を遅延、加算するデジタルビームフォーマーで走査、偏向、収束を行うが超音波ビームの質はほぼ低雑音受信アンプからデジタルビームフォーマのチャンネル数で決定付けられる。
【０００３】
近年、小型化技術が進み卓上型やノートＰＣ型の持ち運び型超音波診断装置が普及してきた（たとえば特許文献１参照）が、内容積の制約が強いため十分な電気回路を包含できず性能的には台車タイプに及ばない現状がある。これは内容積が少ないことによる電子部品数の制約だけでなく、電子部品の実装密度が高まることによる筐体内部の温度上昇も大きくなるため、ある程度の実装密度以上には高めることが困難であることによる。特に低雑音受信アンプ、ＡＤコンバータ、デジタルビームフォーマは消費電力が大きく発熱源となる。現在のところ台車タイプでは１２８チャンネル以上のチャンネル数を包含することは比較的容易であるが、上記持ち運び型では同等以上のチャンネル数を包含することは排熱の観点で困難となっている。
【０００４】
従来の持ち運び型の超音波診断装置においては、プローブを接続するコネクタはその使い勝手から、筐体左右の何れかの側面に設けられる（たとえば特許文献２参照）。このため、排熱のための冷却ファンは残る３つの側面に設けることになる。効率的な通風にとっては対向する側面に開口部を設けて空冷するのが望ましいが、前後側面での通風は操作者に対して開口部が向けられるため、温風や熱風が操作者に当たることによる不快感があり、さらに筐体内部への異物の混入による電気回路の故障の恐れがある。
【０００５】
一方、プローブコネクタが左右側面の一方に設けられることから、プローブコネクタが設けられた側面には通気させるための開口部を殆ど確保できず、効率的な排熱が実現できない。
【特許文献１】特表平１１−５０８４６１号公報
【特許文献２】特開平１０−５２２１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように従来の持ち運び型の超音波診断装置においては、電子部品の実装密度が高まることによる筐体内部の温度上昇が大きく、低雑音受信アンプ、ＡＤコンバータ、デジタルビームフォーマといった発熱源からの排熱の限界から、台車タイプと比較し少ないチャンネル数しか装備できないため、性能面でも及ばないものとなっていた。
【０００７】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、持ち運び型の超音波診断装置の内部の通風を改善して小型で、かつ排熱効果を高めることによってより多くのチャンネル数を実装可能とし、高画質の超音波診断装置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】
【０００８】
本発明の超音波診断装置は、筐体内に設けられた第１の基板と、筐体内でかつ前記第１の基板に垂直の位置関係に設けられた第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを電気的かつ機械的に接続し、かつ前記第２の基板の長辺側からパターンを引き出すようにした可とう性基板とを備えている。
【０００９】
この構成により、プローブコネクタが取り付けられた筐体側面に十分な大きさの開口を設けることができるようになり冷却ファンによる通風が改善され、効率良く排熱できるようになる。
【００１０】
また、本発明の超音波診断装置は、可とう性基板が前記第２の基板の長辺側端面よりも内側の位置からパターンを引き出すようにした構成である。
【００１１】
このため、パターン引き出し部分の可とう性基板（フレキシブルプリント回路：ＦＰＣ）の曲げの空間を筐体内部に特別に設ける必要が無くなる。
【００１２】
また、本発明の超音波診断装置は、可とう性基板が前記第２の基板の長辺に沿って配置されたコネクタを介してパターンを引き出すようにした構成である。
【００１３】
第２の基板の端面より内側にできるため、パターン引き出し部分のＦＰＣの曲げの空間を筐体内部に特別に設ける必要が無くなる。
【００１４】
また、本発明の超音波診断装置は、前記コネクタは複数個で構成され、前記可とう性基板は複数の前記コネクタ間のスリットで分岐され、前記コネクタにそれぞれ対応するように設けられている。
【００１５】
この構成により、第２の基板の長辺側に配置された複数個のコネクタを介してパターンを引き出し複数個のコネクタ間のスリットで分岐したＦＰＣとすることにより、プローブコネクタが実装された第２の基板の長辺側から引き出されたＦＰＣの曲げ部分を第２の基板端面より内側にできるため、パターン引き出し部分のＦＰＣの曲げの空間を筐体内部で特別に設ける必要が無くなるとともに、多くのパターンが通る幅広のＦＰＣと第２の基板のコネクタ位置精度のズレをスリットで吸収することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、プローブコネクタが取り付けられた筐体側面に十分な大きさの開口を設けることができるようになり冷却ファンによる通風が改善され、効率良く排熱できるようになるため、内部電気回路の実装密度を高めてより多くのチャンネル数を包含することができるようになる。これにより本発明は、台車タイプに劣らない性能と画質を実現した持ち運び型の超音波診断装置を提供することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置を示している。図１において、本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置は、主な信号処理や制御回路を実装した第１の基板である回路プリント基板１（本実施の形態では筐体内で水平に設置）と、生体内に超音波を送受信するための図示しないプローブとケーブル等で接続されているプローブ側プローブコネクタ２と、プローブ側プローブコネクタ２を接続する本体側プローブコネクタ３と、本体側プローブコネクタ３と回路プリント基板１間を接続する可とう性基板であるＦＰＣ(Flexible  Printed  Circuit)５と、回路プリント基板１に実装されておりＦＰＣ５と接続するためのFPCコネクタ６と，上記の各構成要素を収める筐体７と、筐体７の側面の本体側プローブコネクタ３側にある排熱のための開口部８と、筐体７の開口部８がある側面の対向面にある開口部９と、排熱のための冷却ファン１０から構成されている。
【００１８】
なお、多くのＦＰＣの構成では銅箔のパターンが描かれたフレキシブル部分とこれを実装部品の端子に半田付けなどで接続するために端子部分を補強・支持するガラスエポキシ板等からなる樹脂板とで構成されている。本実施の形態ではＦＰＣ５の本体側プローブコネクタ３を接続する部分には樹脂板５ｂ（第２の基板）を設けている。第２の基板である樹脂板５ｂは、第１の基板である回路プリント基板１が水平置きであるのに対して、図１に示したように垂直状態に設置している。
【００１９】
詳細には、図１は正面斜めから見た図で、矢印７ａは筐体正面で操作者側、矢印７bは筐体背面であり、本体側プローブコネクタ３は操作者右側となる矢印７ｃ側の面に配置されている。排熱のための冷却ファン１０は矢印７ｄ側の面にあるが、この理由は、排熱は温風であるため操作者や患者にあたると不快感を与えるためである。このため、操作者や患者から離れた左側面側７ｄ、背面側７ｂに配置される。診断画像を表示する液晶パネルなどからなる表示部は液上面７ｅに設けられる。
【００２０】
図１の構成において、ＦＰＣ５は筐体７の内側底面を這うように配置され、一部は回路プリント基板１の下から立ち上がりＦＰＣコネクタ６へ接続される。また、他の一部は、筐体７のプローブコネクタ３を設けた垂直な側面７ｃに沿って、下から立ち上がり、補強板５ｂで支持されている。
【００２１】
これにより、側面７ｃの残された部分には開口部８を設けることが可能となる。このように補強板５ｂの短辺側から引き出した場合、引き出されたＦＰＣ５によって側面７ｃが覆われてしまうのを回避した構成としている。
【００２２】
以上のように、本発明の実施の形態の超音波診断装置によれば、プローブコネクタ３の長辺側からパターンを引き出すようにしたＦＰＣ５を設けた構成を有しており、この構成により、プローブコネクタ３が取り付けられた筐体７側面に効率的に通風の可能な大きさの開口を設けることができるようになり冷却ファン１０による通風が改善され、効率良く排熱できるようになる。このため、内部電気回路の実装密度を高めてより多くのチャンネル数を包含することができるようになり、台車タイプに劣らない性能と画質を実現した持ち運び型の超音波診断装置を提供することができるという効果を有する。
【００２３】
なお、実施の形態の説明においては典型的な持ち運び型の超音波診断装置を例としたが、
矢印７ｅ側を正面、矢印７ａ側を底面、あるいは、矢印７ｃ側を正面、矢印７ｄ側を背面としても前記作用効果に変わるところはない。
【００２４】
次に本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。
【００２５】
図２は本発明の実施の形態における超音波診断装置のＦＰＣ５周辺部分の構造を詳細に示したもので、図１と同一の構成には同じ番号の符号を付す。
【００２６】
図２（ａ）は一般的なＦＰＣにより構成された場合である。一般的なＦＰＣの工法ではガラスエポキシ板（補強板）の端面からＦＰＣを引き出す。この場合、補強板５ｂから引き出されたＦＰＣ５は底面に向かって引き出されるが、筐体高さが低くなるよう補強板５ｂ端面直近で曲率半径の小さい曲げ５ａを加えることでＦＰＣ５は底面を這うようになる。
【００２７】
図２（ｂ）は図２（ａ）にさらに改良を加えたもので、筐体７の高さをさらに低くすることが可能となる。補強板５ｂはプローブコネクタ３とともにネジ１１などで強固に筐体７に固定される必要がある。これは使用者によって無理な力が加えられる可能性があるためで、それには筐体７と補強板５ｂは最大限の固定領域を確保するのが望ましい。ＦＰＣ５はフレキシブルではあるが、それでもある程度の曲率を残さなければ断線が生じる可能性がある。このため曲げ５ａのための空間が筐体内に必要となる。図２（ａ）に対して図２（ｂ）はＦＰＣ５の引き出し位置を補強板５ｂの端面より内側に設けている。これにより、回路プリント基板１の位置より下の寸法を短く抑えることができ、補強板５ｂと筐体７は必要な固定強度を確保しつつ、曲げ５ａの高さ方向の空間が特別に専用としては必要なくなるため、より小型(薄型)化が可能となる。
【００２８】
次に本発明の第３の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。
【００２９】
図２（ｃ）は本発明の実施の形態の超音波診断装置を示す。図１と同一の構成には同じ番号の符号を付す。
【００３０】
図２（ｃ）では、ＦＰＣ５と一体をなす補強のための樹脂板５ｂに直接プローブコネクタ３を実装するのではなく、プローブコネクタプリント基板４と樹脂板５ｂの間を低背のスタッキングコネクタ１２を介して接続する構成を有し、図２（ｂ）と同様に小型化にすることができる。プローブコネクタプリント基板４とプローブコネクタ３が筐体７に対して固定されるため、外部からの応力はＦＰＣ５には伝わらない。このためＦＰＣ５には固定部分が不要となりプローブコネクタプリント基板４より小さい寸法で実現できる。図示するように曲げ５ａはプローブコネクタプリント基板４の端面の内側に設けることができるため筐体内部曲げ５ａの空間を設ける必要がなくなり、より小型(薄型)が可能となる。
この構成により、小型でありながら、プローブコネクタが取り付けられた筐体側面に十分な大きさの開口を設けることができるようになり冷却ファン１０による通風が改善され、効率良く排熱できるようになる。このため、内部電気回路の実装密度をが高めてより多くのチャンネル数を包含することができるようになり、台車タイプに劣らない性能と画質を実現した持ち運び型の超音波診断装置を提供することができるという効果を有する。
【００３１】
次に本発明の第４の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。
【００３２】
図３は図２（ｃ）の実施の形態を原型としてより多チャンネル化させる場合の超音波診断装置を示す。図１と同一の構成には同じ番号の符号を付す。
【００３３】
図２（ｃ）は、高さ方向にコネクタ１２を２個並べて配置した例である。２個のコネクタ１２の間はＦＰＣ５が介在するためコネクタ１２間の位置精度のズレを吸収することができる。さらにより多チャンネル化するため、長辺方向にコネクタを増設する必要がある場合に有効である。図３（ａ）のようにプローブコネクタプリント基板４の長辺側に配置された複数個のコネクタ１２を介してパターンを引き出し複数個のコネクタ間にスリット１３を設けて、各コネクタに対応するコネクタ側先端部が分岐したＦＰＣとすることにより、プローブコネクタ３が実装されたプローブコネクタプリント基板４の長辺側から引き出されたＦＰＣ５の曲げ部分５ａをプローブコネクタプリント基板４端面より内側にできるため、パターン引き出し部分のＦＰＣ５の曲げの空間を筐体内部に特別に設ける必要が無くなるとともに、多くのパターンが通る幅広のＦＰＣ５とプローブコネクタプリント基板４のコネクタ位置精度のズレをスリット１３で吸収することができる。図３（ｂ）は同図（ａ）のＦＰＣ５とこれに付帯する補強板５ｃ、５ｄとコネクタ１２を抜き出して簡潔に図示している。ＦＰＣ５をこのように、筐体の高さを低く、すなわちより薄型を実現しつつ、さらにより多くのチャンネル数を有することが可能になり、高性能、高画質の持ち運び型の超音波診断装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる超音波診断装置は、プローブコネクタが取り付けられた筐体側面に十分な大きさの開口を設けることができるようになり冷却ファンによる通風が改善され、効率良く排熱できるようになるため、内部電気回路の実装密度をが高めてより多くのチャンネル数を包含することができるようになり、台車タイプに劣らない性能と画質を実現した持ち運び型の超音波診断装置を提供することができるという効果を有し、医用分野に用いられる超音波診断装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態における超音波診断装置の基本となる構造図
【図２】本発明の実施の形態における超音波診断装置のより薄型を実現する構造図
【図３】本発明の実施の形態における超音波診断装置のより薄型でより多チャンネル化を実現する第２の構造図
【符号の説明】
【００３６】
１  回路プリント基板 
２  プローブ側プローブコネクタ
３  （本体側）プローブコネクタ
４  プローブコネクタを実装するプリント基板（プローブコネクタプリント基板）
５  ＦＰＣ
５ａ  ＦＰＣの曲げ部分
５ｂ、５ｃ、５ｄ ＦＰＣの補強板（補強のための樹脂板）
６  ＦＰＣコネクタ
７  筐体
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ  筐体の 各側面の方向を示す矢印
８  開口部
９  開口部
１０  冷却ファン
１１  ネジ
１２  コネクタ
１３  スリット
【図１】
2010000220.tif 000003
【図２】
2010000220.tif 000004
【図３】
2010000220.tif 000005