(57)【要約】【課題】超音波振動子を備える超音波探触子がケーブルを介して本体装置に接続されて成る超音波診断装置において、圧電素子の素子数の増大に対応する。【解決手段】超音波探触子２では、超音波の受信信号をアナログ／デジタル変換器２８でＡ／Ｄ変換し、得られた複数チャネル複数ビットのデジタル信号をパラレル／シリアル変換器２９でＰ／Ｓ変換した後、電光変換素子３０で光信号に変換して光ファイバ５２で伝送する。本体装置３では、光信号を光電変換素子３１で電気信号に変換し、Ｓ／Ｐ変換器３２でパラレルに変換した後、ビームフォーマ回路３３以降の通常の処理を行う。したがって、シリアル通信を用いることで、線数の削減を図り、結線の複雑化を防ぎ、またケーブル５を細くして柔軟性を確保し、手技操作性を向上することができる。また、受信信号だけに光ファイバ５２を用いるので、ケーブル５の強度が低下を抑えることができる。【選択図】図４
2010042042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子が配列された超音波振動子を備える超音波探触子がケーブルを介して本体装置に接続されて成る超音波診断装置において、
前記ケーブルは、少なくとも前記超音波振動子から送信すべき送信超音波の信号を伝送する複数の電気信号線と、前記超音波振動子で受信された受信超音波の信号を伝送する光ファイバとを備える同軸ケーブルから成り、
前記超音波探触子には、前記超音波振動子の各圧電素子で受信された信号をアナログ／デジタル変換するアナログ／デジタル変換器と、得られた複数ビットのデジタル信号をパラレル／シリアル変換するパラレル／シリアル変換器と、得られたシリアルの電気信号を光信号に変換し、前記光ファイバに入射する電光変換素子とを備えて構成され、
前記本体装置には、前記各圧電素子への送信超音波信号を作成する送信回路と、前記光ファイバから出射された前記光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、得られたシリアルの信号をシリアル／パラレル変換するシリアル／パラレル変換器と、得られた複数チャネル複数ビットのデジタル信号から、断層像を再構成する信号処理部とを含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波振動子における各圧電素子は、送信用の無機圧電層の上に、受信用の有機圧電層を積層して成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】
前記光ファイバは、有機の光ファイバであることを特徴とする請求項１または２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記電光変換素子は、光伝送フォトニック結晶を利用した光デバイスから成ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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、超音波診断装置に関し、特に本体装置と超音波探触子とがケーブルを介して接続され、超音波振動子には多数の圧電素子が配列されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、しかもＸ線などの被爆がなく安全性が高いので、循環器系（心臓の冠動脈）、消化器系（胃腸）、内科系（肝臓、膵臓、脾臓）、泌尿科系（腎臓、膀胱）、および産婦人科系などで広く利用されている。特に、近年乳房診断においては、超音波診断が腫瘤、腫瘍を高度に診断可能になり、乳癌の発見に大きな寄与を示すようになり、益々その重要性が認識されてきている。
【０００３】
このような医療用超音波診断装置に使用される超音波探触子は、高感度、高解像度の超音波の送受信を行うために、圧電セラミックの圧電効果が一般的に利用される。この場合、送信用圧電振動子（圧電素子）の振動モードとしては、単一圧電振動子であるシングル型プローブまたは複数の圧電振動子を１次元または２次元配置したアレイ型プローブがよく使用される。２次元配列したアレイは精細な画像を得ることができるので、医療用超音波診断のために広く普及している。ところが、圧電振動子が１次元に並ぶ超音波探触子では、素子数が、たとえば１２８個程度であり、超音波探触子を駆動するための演算処理は、その１２８個程度の圧電振動子を駆動できる規模でよかったものが、圧電振動子が前記２次元に並ぶ２次元アレイ超音波探触子では、たとえば振動子を６４×６４に配列した場合の素子数は４０９６個となる。１２８×１２８では、１６３８４個にも及ぶ。したがって、２次元アレイ超音波探触子を駆動するための演算処理は、４０９６〜１６３８４個にも及ぶ振動子を駆動し、そこから得られる受信信号の処理も加算されて演算処理の負担が非常に増大するようになっている。
【０００４】
また、各圧電振動子に所望のビームプロファイルを得る電圧（個別の遅延時間のパルス）を掛けて振動させるには、それに伴って信号線数が増大し、超音波探触子から本体装置への信号配線の結線が非常に煩雑になるという問題がある。また、前記信号配線を束ねて成る同軸ケーブルの太さが太くなり、ケーブルの取り回しが困難で、超音波探触子の手技操作性が劣るとともに、同軸ケーブルは容量が大きいので、損失およびインピーダンスマッチングが問題となる。
【０００５】
一方で、デジタル信号処理の技術は進歩し、小型の演算処理チップが開発され、超音波診断装置の本体装置内でデジタル処理を実行するよりも、超音波探触子内でデジタル演算処理を実行し、ノイズを除去した信号を送信する方が、上述の同軸ケーブル通信でのノイズの混入を避けることができる。そこで、生体で発生した超音波の受信信号を超音波探触子内でアナログ信号からデジタル信号に変換して本体装置へ伝送し、処理する超音波診断装置において、受信信号をデジタルデータに変換するためのアナログ／デジタル変換器は、信号抽出速度が高速であることから、一般的にパラレル出力のものが用いられる。したがって、前記超音波探触子と本体装置との間の信号線数は、超音波探触子の受信チャンネル数と前記アナログ／デジタル変換器の出力信号（ビット）数との積に比例するので、受信チャンネル数（素子数）およびアナログ／デジタル変換器のビット数が増大すればする程、デジタル信号線の線数が増加することになる。
【０００６】
このように、超音波診断装置において、画質向上や３次元撮像等を可能にするために、アナログ／デジタル変換器の出力ビット数や装置の受信チャンネル数は増加する傾向にある。言い換えると、アナログ／デジタル変換器以降の回路において、受信データを伝送する信号線は増加の傾向にある。この事は、基板設計の複雑化や基板間接続コネクタのピン数増加、同軸ケーブル内の配線数の増加に伴う原料、製造コストの増加といった問題の原因となる。そこで、特許文献１には、パラレル信号をシリアル信号に変換して、送信する技術が提案された。
【特許文献１】特開２００３−１０１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、微弱な受信信号、特に前記の画質向上や３次元撮像等に有効な高調波の信号成分に対して、送信信号のパワーは大きく、デジタルの信号であっても、影響を及ぼす（クロストーク等）という問題がある。そこで、電力（電源）線を別途設け、送受信共に光ファイバを用い、実際に圧電振動子に与える送信信号も本体装置から光信号で伝送して、超音波探触子内で電気信号に変換し、前記のクロストーク等の影響を回避することが考えられる。
【０００８】
ところが、光ファイバは脆く、折損する可能性がある。特に、屈折率を高くして漏光を防ごう（効率を良くしよう）とすると、硬くなり、その傾向が強くなる。
【０００９】
本発明の目的は、圧電素子の素子数の増大に対して、送信信号が受信信号に影響を及ぼすことが無く、かつケーブルにも必要な強度を得ることができる超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の超音波診断装置は、複数の圧電素子が配列された超音波振動子を備える超音波探触子がケーブルを介して本体装置に接続されて成る超音波診断装置において、前記ケーブルは、少なくとも前記超音波振動子から送信すべき送信超音波の信号を伝送する複数の電気信号線と、前記超音波振動子で受信された受信超音波の信号を伝送する光ファイバとを備える同軸ケーブルから成り、前記超音波探触子には、前記超音波振動子の各圧電素子で受信された信号をアナログ／デジタル変換するアナログ／デジタル変換器と、得られた複数ビットのデジタル信号をパラレル／シリアル変換するパラレル／シリアル変換器と、得られたシリアルの電気信号を光信号に変換し、前記光ファイバに入射する電光変換素子とを備えて構成され、前記本体装置には、前記各圧電素子への送信超音波信号を作成する送信回路と、前記光ファイバから出射された前記光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、得られたシリアルの信号をシリアル／パラレル変換するシリアル／パラレル変換器と、得られた複数チャネル複数ビットのデジタル信号から、断層像を再構成する信号処理部とを含むことを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、複数の圧電素子が配列された超音波振動子を備える超音波探触子がケーブルを介して本体装置に接続されて成る超音波診断装置において、高解像度化に伴う前記圧電素子の素子数の増大に伴い、本体装置と超音波探触子とを結ぶ線数を削減するにあたって、超音波探触子の側では、超音波振動子の多数の圧電素子で受信された信号をアナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換器して、得られた複数ビットのデジタル信号をパラレル／シリアル変換器でパラレル／シリアル変換して本体装置へ送信するようにする。これに対応して、本体装置では、受信されたシリアルの信号をシリアル／パラレル変換器でシリアル／パラレル変換して、得られた複数チャネル複数ビットのデジタル信号から、信号処理部で断層像を再構成する。こうして、情報量の多い受信信号をシリアル信号で超音波探触子から本体装置へ伝送することで、前記の線数の削減を図り、結線の複雑化を防ぎ、またケーブルを細くして柔軟性を確保し、手技操作性を向上することができる。
【００１２】
しかしながら、送信信号および適宜制御信号などに関しては、旧来のまま、電気信号線で本体装置から超音波探触子へ伝送するのに対して、受信信号の伝送には、光ファイバを用いる。このため、超音波探触子には電光変換素子を設け、本体装置には光電変換素子を設ける。
【００１３】
したがって、総て電気信号線を用いた場合のように、大きなパワーの送信信号が受信信号に影響を及ぼす（クロストーク等）ことは無く、また送受信共に光ファイバを用いた場合のようにケーブルの強度が低下して光ファイバが折損してしまうようなこともない。こうして、ケーブルでの伝送を、送信信号は電気信号、受信信号は光信号という超音波診断装置に適した信号形式で行うことで、圧電素子の素子数の増大に対応することができる。
【００１４】
また、本発明の超音波診断装置では、前記超音波振動子における各圧電素子は、送信用の無機圧電層の上に、受信用の有機圧電層を積層して成ることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、大パワーの超音波の送信に好適なＰＺＴのような無機セラミック素子（無機圧電層）に、前述の高調波の受信に好適な弗化ビニリデンのような圧電高分子膜（有機圧電層）を積層することによって、画質向上や３次元撮像等に有効な高調波の信号成分をより高感度に補足することのできる圧電素子を実現することができる。そして、この有機無機の積層圧電素子は、ＧＮＤ用の信号線以外に、送信用圧電素子（無機圧電層）の信号線と受信用圧電素子（有機圧電層）の信号線とが必要になるために信号線数が増加するので、線数削減を実現する本発明が特に好適である。
【００１６】
さらにまた、本発明の超音波診断装置では、前記光ファイバは、有機の光ファイバであることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、前記光ファイバには、石英ガラス等の無機のタイプや有機高分子のタイプ等、各種の物を用いることが可能であるが、有機の柔軟性のあるものが、超音波診断時の手技操作性に好適である。
【００１８】
また、本発明の超音波診断装置では、前記電光変換素子は、光伝送フォトニック結晶を利用した光デバイスから成ることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、光伝送フォトニック結晶を利用した光デバイスは、導波すべき光の波長の数倍程度の大きさにすることが可能であり、光ファイバの径のサイズと比較して充分に小さく、このため光ファイバの径を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の超音波診断装置は、以上のように、複数の圧電素子が配列された超音波振動子を備える超音波探触子がケーブルを介して本体装置に接続されて成る超音波診断装置において、高解像度化に伴う前記圧電素子の素子数の増大に伴い、本体装置と超音波探触子とを結ぶ線数を削減するにあたって、超音波探触子の側では、超音波振動子の多数の圧電素子で受信された信号をアナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換器して、得られた複数ビットのデジタル信号をパラレル／シリアル変換器でパラレル／シリアル変換して本体装置へ送信し、これに対応して本体装置では、受信されたシリアルの信号をシリアル／パラレル変換器でシリアル／パラレル変換して、得られた複数チャネル複数ビットのデジタル信号から、信号処理部で断層像を再構成するとともに、送信信号および適宜制御信号などに関しては、旧来のまま、電気信号線で本体装置から超音波探触子へ伝送するのに対して、受信信号の伝送には、超音波探触子には電光変換素子を設け、本体装置には光電変換素子を設け、光ファイバを用いる。
【００２１】
それゆえ、情報量の多い受信信号をシリアル信号で超音波探触子から本体装置へ伝送するので、前記の線数の削減を図り、結線の複雑化を防ぎ、またケーブルを細くして柔軟性を確保し、手技操作性を向上することができる。また、総て電気信号線を用いた場合のように、大きなパワーの送信信号が受信信号に影響を及ぼす（クロストーク等）ことは無く、また送受信共に光ファイバを用いた場合のようにケーブルの強度が低下して光ファイバが折損してしまうようなこともない。こうして、ケーブルでの伝送を、送信信号は電気信号、受信信号は光信号という超音波診断装置に適した信号形式で行うことで、圧電素子の素子数の増大に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２３】
図１は、本発明の実施の一形態に係る超音波診断装置１の外観構成を示す図である。この超音波診断装置１は、図略の生体等の被検体に対して超音波を送信するとともに、被検体からの超音波を受信する超音波探触子２と、前記超音波探触子２での送信信号を作成するとともに受信信号を処理して、被検体内の超音波断層画像を再構成する本体装置３とが、フレキシブルな同軸ケーブル５を介して接続されている有線タイプの超音波診断装置である。
【００２４】
図２は超音波探触子（超音波プローブ）２における超音波振動子２０の構造を示す斜視図である。超音波振動子２０は、基板２１上に多数の圧電素子２２が配列（この図２の例では、図面の簡略化のために、６×４＝２４個の２次元配列）されて構成されている。図３は前記各圧電素子２２の断面図であり、この図３は有機および無機の複合圧電振動子の一例を示す。この圧電素子２２では、素子の上（被検体側）から、音響レンズ２２１、第１整合層２２２、有機圧電層２２３、第１バッキング層２２４、第２整合層２２５、無機圧電層２２６、第２バッキング層２２７、熱伝導層２２８、および前記基板２１から構成される。基板２１上には、冷却層２２９が形成されている。
【００２５】
この複合圧電素子は、超音波の放射送信にＰＺＴのような無機セラミック素子（無機圧電層２２６）を使用し、生体からの１次波から２次以上の高次高調波を受信する弗化ビニリデンのような圧電高分子膜（有機圧電層２２３）を整合層２２５やバッキング層２２４を介して積層することによって、画質向上や３次元撮像等に有効な高調波の信号成分をより高感度に補足することのできる圧電素子である。したがって、ＧＮＤ用の信号線２３以外に、送信用圧電素子（無機圧電層２２６）の信号線２４と受信用圧電素子（有機圧電層２２３）の信号線２５とが必要になるために信号線数が増加するが、高い感度の断層画像を得ることができる。このように各圧電素子２２当りに、３本の信号線２３〜２５で、１２８×１２８の２次元配列では、４９１５２本以上の信号線を前記同軸ケーブル５に配線する必要が生じる。以下の説明で、本願発明のポイントであるこの信号線２３〜２５を減数する技術を詳細に説明する。
【００２６】
図４は、前記超音波診断装置１の電気的構成を示すブロック図である。注目すべきは、本実施の形態では、先ず情報量の多い受信信号をシリアル信号で超音波探触子２から本体装置３へ伝送することで、前記の線数の削減を図り、結線の複雑化を防ぎ、またケーブル５を細くして柔軟性を確保し、手技操作性を向上することである。次に、送信信号および制御信号（この図４では制御信号線は省略している）などに関しては、旧来のまま、電気信号線５１で本体装置３から超音波探触子２へ伝送するのに対して、受信信号の伝送には、光ファイバ５２を用いることで、大きなパワーの送信信号の受信信号への影響（クロストーク等）を無くし、また同軸ケーブル５の強度を適宜維持することである。
【００２７】
具体的には、超音波探触子２内では、本体装置３からの送信信号は、前記同軸ケーブル５の電気信号線５１から、前記信号線２４を介して各圧電素子２２の送信用圧電素子（無機圧電層２２６）に与えられる。これによる各受信用圧電素子（有機圧電層２２３）での受信信号は、前記信号線２５から受信回路２６に入力され、増幅回路２７で増幅された後、アナログ／デジタル変換器２８で、圧電素子２２毎に所定のビット数のデジタル信号に変換される。そのマルチビットのデジタル信号は、パラレル／シリアル変換器２９でシリアル信号に変換された後、さらに電光変換素子３０によって光信号に変換されて、前記同軸ケーブル５の光ファイバ５２に入射される。前記増幅回路２７には、受信信号をアナログ／デジタル変換器２８の入力範囲（ダイナミックレンジ）に合わせて増幅する可変利得調節回路も含まれる。
【００２８】
これに対して、本体装置３では、先ず光ファイバ５２からの光信号は、光電変換素子３１によって電気信号に変換され、シリアル／パラレル変換器３２でパラレル信号に変換された後、ビームフォーマ回路３３に入力される。ビームフォーマ回路３３では、同期回路３４で作成されたタイミングで、アドレス発生回路３５で発生されたアドレスの信号を換算してゆくことで、各圧電素子２２での受信信号が遅延時間を付けて整相加算されて所望深さで所望の形状のビーム形成が行われる。そのビーム形成された信号は、濾波回路３６で、送信超音波と同じ周波数の１次波に、２次波などの高次高調波が周波数別に濾波され、さらに検波回路３７で検波された後に、デジタルシグナル処理回路（ＤＳＰ）３８に伝送され、前記断層画像が再構成される。その断層画像は、液晶表示素子やＥＬ表示素子などの表示機器３９で画像化される。前記ビームフォーマ回路３３、同期回路３４、アドレス発生回路３５、濾波回路３６、検波回路３７およびＤＳＰ３８は、断層画像を再構成する信号処理部を構成する。
【００２９】
前記ＤＳＰ３８は、受信ビームを画像化するための前処理として、対数変換処理、フィルタ処理、γ補正等の様々な演算処理を行う。このＤＳＰ３５から超音波ビームの走査毎に出力されるデータによって、デジタルスキャンコンバータ（図中にはないが、ＤＳＰ３８と表示機器３９の間にある）は画像データを形成し、表示機器３９にはデジタルデータをそのまま表示することができるデジタル表示器が使用される。
【００３０】
一方、ＤＳＰ３８による信号受信からその受信結果による画像形成に、送信信号の作成は、統括制御部である送信回路４０内の中央演算回路４１によって制御される。また、この中央演算回路４１は、送信制御回路４２を制御して前記所望の所望深さで所望の形状のビームを形成させ、駆動信号発生回路４３から前記電気信号線５１を介して各圧電素子２２へ、大パワーの送信信号（パルス）を出力させる。
【００３１】
上述のように構成される超音波診断装置１において、診断にあたっては、超音波探触子２を被検体の検査部位の体表に当接し、操作盤４４から送波焦点深度等の走査数値を入力した後、超音波スキャン開始命令を入力すると、前記中央演算回路４１が各回路を制御し、超音波走査を開始する。先ず、中央演算回路４１は、送信制御回路４２に対し、駆動パルス出力指令および送波焦点深度（ビーム形状）に応じた遅延時間を設定する指令を出力する。これら指令に応じて、送信制御回路４２は、駆動信号発生回路４３に、各圧電素子２２への駆動信号（パルス）を発生させ、その駆動信号は前記電気信号線５１を介して各圧電素子２２に与えられる。超音波探触子２内で前記選択指令によって選択された圧電素子は、駆動信号（パルス）が入力されると、所定の基本周波数で振動し、超音波を順次被検体内へ送波する。
【００３２】
こうして被検体内へ送波された超音波は、生体内の組織や臓器の音響インピーダンスの異なる面でその一部が反射され、基本の反射波と高次高調波とを発生して超音波探触子２へ到達する。この到達波を受信するために、中央演算回路４１はＤＳＰ３８を通じて受信系を制御する。この時受信に使用される圧電素子は、操作盤４４から入力された走査数値条件に応じて、中央演算回路４１によって制御されたＤＳＰ３８がビームフォーマ回路３３に選択させ、さらにビームフォーマ回路３３がその選択された圧電素子からの受信信号の遅延時間を制御して加算を行うことで、ビームフォーミングが行われる。これらの制御によって、被検体内の浅い部位から深い部位へと超音波が伝搬してゆくにつれて生ずる超音波が受信される。
【００３３】
その際、超音波探触子２で受信された信号は、アナログ／デジタル変換器２８においてデジタル信号に変換された後、パラレル／シリアル変換器２９によって、アナログ／デジタル変換器２８の出力ビット数よりも少ない本数の光ファイバ５２を介して本体装置３内のシリアル／パラレル変換器３２に伝送されることになる。たとえば、アナログ／デジタル変換器２８の出力が８ビットであれば、パラレル／シリアル変換器２９が８ビット分を纏めて１本の光ファイバで、或いは上記８ビットが圧電素子２２の１素子当りであり、複数の素子分纏める場合には素子数倍のビットを纏めて、１本の光ファイバで伝送させる。
【００３４】
これによって、高解像度化に伴う前記圧電素子２２の素子数の増大に対しても、本体装置３と超音波探触子２とを結ぶ線数を削減することができ、結線の複雑化を防ぎ、また同軸ケーブル５を細くして柔軟性を確保し、手技操作性を向上することができる。しかも、大パワーの送信信号の電気信号線５１に対して、受信信号には、電光変換素子３０および光電変換素子３１を用いることで、その伝送に光ファイバ５２を用いるようにするので、同軸ケーブル５内で送信信号と受信信号とが近接して行き交っても、信号電流のクロストークの発生を防止することができるとともに、受信のインピーダンス制御の必要もなくなる。また、送受信共に光ファイバ５２を用いた場合は、同軸ケーブルの強度が低下して、光ファイバが折損してしまう可能性がある。したがって、同軸ケーブル５での伝送を、送信信号は電気信号、受信信号は光信号という超音波診断装置１に適した信号形式で行うことで、圧電素子２２の素子数の増大に対応することができる。
【００３５】
前記光ファイバ５２には、石英ガラス等の無機のタイプや有機高分子のタイプ等、各種の物を用いることが可能であるが、有機の柔軟性のあるものが超音波診断時の手技操作性に好ましい。上述の説明では、電気信号線５１と光ファイバ５２とが同軸ケーブル５に束ねられているが、太い電気信号線５１に細い光ファイバ５２が貼り付けられてもよい。しかしながら、前記手技操作性から１本のケーブルに合体させるのが好ましい。その際、撚りをかけるか否かは、ケーブルの太さや線数に応じて適宜選択されればよい。
【００３６】
一方、前記電光変換素子３０には、光伝送フォトニック結晶を利用した光デバイスを用いることが好ましい。フォトニック結晶は、二酸化珪素のような光に対して透明な材料の中に周期的な屈折率変化を配置して得られる光デバイスであり、たとえば材料に空孔を周期的に積層形成することによって作成できる。フォトニック結晶は、屈折率制御層によって光が進入できない波長領域を有し、この領域内での光を強く反射する性質を持つ。そして、このフォトニック結晶を利用した光デバイスの大きさは、導波すべき光の波長の数倍程度の大きさにすることが可能である。たとえば、石英ガラスを用いた光デバイスのサイズは、光通信に用いられる光の波長が約１．６μｍであり、石英ガラスの屈折率が約２であるので、４０〜８０μｍ程度とすることができる。このように、フォトニック結晶を利用した光デバイスは、光ファイバの径のサイズと比較して充分に小さく、光ファイバ５２の径を１００μｍ程度に小さくすることができる。
【００３７】
ところで、システムを構成するには、電光変換素子３０と光ファイバ５２とを光学的に結合する必要がある。そこで、前記電光変換素子３０と光ファイバ５２とを光学的に結合する方法には、多様であるが、たとえば、光学レンズを用いて電光変換素子３０と光ファイバ５２とを光学的に結合する方法、光ファイバ５２の末端部を先細りになるように傾斜した加工で該末端部に光学レンズの機能を持たせ、電光変換素子３０と光ファイバ５２とを光学的に結合する方法などあり、電光変換素子３０と光ファイバ５２との間で光学的なアライメントを取りながら結合する。このような方法で電光変換素子３０と光ファイバ５２とを結合するには、結合のアライメントに自由度を付与するために、光ファイバ５２のコア部およびクラッド部を、直接、構造的に加工して、フォトニック結晶とした光ファイバの構成方法を採用してもよい。
【００３８】
図５は、前記同軸ケーブル５の具体的な構造例を示す断面図である。上述のように光ファイバ５２と銅などの金属の電気信号線５１とを同一ケーブル５内に配置して電気信号のクロストークを減じるにあたって、図５（ａ）の同軸ケーブル５ａは、内側に電気信号線５１を、外側に光ファイバ５２を配置した例を示す。図５（ｂ）の同軸ケーブル５ｂは、内心側にも光ファイバ５２を配置した例を示す。図５（ｃ）の同軸ケーブル５ｃは、光ファイバ５２と電気信号線５１とが疎らになるように配置し、送信信号自体での干渉の影響が少なくするように配置した例を示す。電気信号線５１は、できるだけ隣接し合わない配置が好ましく、図５（ｃ）のような配置がこのましい。この他にも互いの干渉を避ける配置は存在するが、適宜選択することができる。
【００３９】
図５の例では、電気信号線５１と光ファイバ５２との線数は略等しく描かれている、すなわち、共通のＧＮＤ線を除き、各圧電素子２２につき、電気信号線５１と光ファイバ５２とを各１本設けているけれども、前記パラレル／シリアル変換器２９の前にバッファメモリを設け、前述のように複数チャンネル分、時間軸圧縮して多重化することで、光ファイバ５２の線数を大幅に削減することができる。
【００４０】
以上、本願発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の一形態に係る超音波診断装置の外観構成を示す図である。
【図２】超音波探触子（超音波プローブ）における超音波振動子の構造を示す斜視図である。
【図３】前記超音波振動子における圧電素子の断面図である。
【図４】前記超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】同軸ケーブルの具体的な構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    超音波診断装置
２    超音波探触子
３    本体装置
５    同軸ケーブル
２０    超音波振動子
２１    基板
２２    圧電素子
２２１  音響レンズ
２２２    第１整合層
２２３  有機圧電層
２２４  第１バッキング層
２２５  第２整合層
２２６  無機圧電層
２２７  第２バッキング層
２２８  熱伝導層
２２９  冷却層
２３    ＧＮＤ用の信号線
２４    送信用の信号線
２５    受信用の信号線
２６    受信回路
２７    増幅回路
２８    アナログ／デジタル変換器
２９    パラレル／シリアル変換器
３０    電光変換素子
３１    光電変換素子
３２    シリアル／パラレル変換器
３３    ビームフォーマ回路
３４    同期回路
３５    アドレス発生回路
３６    濾波回路
３７    検波回路
３８    デジタルシグナル処理回路（ＤＳＰ）
３９    表示機器
４０    送信回路
４１    中央演算回路
４２    送信制御回路
４３    駆動信号発生回路
５１    電気信号線
５２    光ファイバ
【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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