【手続補正書】
【提出日】平成17年3月24日(2005.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】超音波トランスデューサ及び超音波トランスデューサの製造方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の主面の略全面に接地電極及び送受信信号入出力電極が形成された圧電振動子と、
前記送受信信号入出力電極と接合され、前記主面と接した状態で延在させた送受信信号入出力電極と、
前記接地電極と、前記送受信信号入出力電極のそれぞれの端部に設けられ、且つこれらの電極に対して略垂直方向に設けられた外部電極と、
前記接地電極の外部電極に接続される接地手段と、
前記送受信信号入出力電極の外部電極に接続される超音波入出力手段と、
を有することを特徴とする超音波トランスデューサ。
【請求項２】
前記複数の圧電振動子は、基本波超音波を生成送信する一対の送信用圧電振動子エレメントと、この一対の圧電振動子エレメントとほぼ同一面内で、且つ、前記一対の圧電振動子エレメントに挟まれるように配置された高調波超音波を受信する受信用圧電振動子エレメントからなることを特徴とする請求項１記載の超音波トランスデューサ。
【請求項３】
表面にシリンドリカルな凸面部を有した音響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ用樹脂材料を注型硬化し、その硬化された音響レンズの表面を平滑化する音響レンズ成形工程と、
前記音響レンズ成形工程で、成型平滑化した音響レンズ表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程と、
前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面に、一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟まれて配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成された高調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合工程と、
前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、
前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接合された基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着剤注入塗布工程と、
前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着剤にて、前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の表面にダンピング層シートを接合するダンピング層シート接合工程と、
前記ダンピング層シート接合工程のダンピング層シートの接合固化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、所定の形状寸法に裁断する裁断工程と、
前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した前記共通電極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記入出力電極膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の一部にそれぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程と、
前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外部電極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシールド線と信号線を接続するケーブル接続工程と、
前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去してハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定するハウジング装填工程と、
からなることを特徴とする超音波トランスデューサの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハーモニックイメージング超音波診断に用いられ超音波トランスデューサと、その超音波トランスデューサの製造方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、受信超音波を高感度、高選択性で検出でき、しかも音響焦点が生体組織の程良い位置に来るようにできると共に、製造の歩留まりが高く硬性長が短く湾曲性に優れた超音波トランスデューサと超音波トランスデューサの製造方法を提供することを目的としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波トランスデューサは、少なくとも一方の主面の略全面に接地電極及び送受信信号入出力電極が形成された圧電振動子と、前記送受信信号入出力電極と接合され、前記主面と接した状態で延在させた送受信信号入出力電極と、前記接地電極と、前記送受信信号入出力電極のそれぞれの端部に設けられ、且つこれらの電極に対して略垂直方向に設けられた外部電極と、前記接地電極の外部電極に接続される接地手段と、前記送受信信号入出力電極の外部電極に接続される超音波入出力手段と、を有することを特徴としている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
更に、本発明の超音波トランスデューサの前記複数の圧電振動子は、基本波超音波を生成送信する一対の送信用圧電振動子エレメントと、この一対の圧電振動子エレメントとほぼ同一面内で、且つ、前記一対の圧電振動子エレメントに挟まれるように配置された高調波超音波を受信する受信用圧電振動子エレメントからなることを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、本発明の超音波トランスデューサの製造方法は、表面にシリンドリカルな凸面部を有した音響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ用樹脂材料を注型硬化し、その硬化した音響レンズの表面を平滑化する音響レンズ成形工程と、前記音響レンズ成形工程で、成型平滑化された音響レンズ表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程と、前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面に、一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟まれて配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成された高調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合工程と、前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接合された基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着剤注入塗布工程と、前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着剤にて、前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の表面にダンピング層シートを接合するダンピング層シート接合工程と、前記ダンピング層シート接合工程のダンピング層シートの接合固化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、所定の形状寸法に裁断する裁断工程と、前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した前記共通電極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記入出力電極膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の一部にそれぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程と、前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外部電極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシールド線と信号線を接続するケーブル接続工程と、前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去してハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定するハウジング装填工程と、からなることを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明は、送受信分離型構造で、超音波の高調波を高感度・高選択性で検出出来、しかも音響焦点が生体組織の程良い位置に来るように設定できる。また、超音波の深達度も大きくとれ、かつ、軟性内視鏡の鉗子孔に挿通した時、湾曲径に影響する硬性長を短縮できる超音波トランスデューサが得られる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
【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について詳細に説明する。最初に図１乃至図４を用いて、本発明の第一の実施形態の超音波トランスデューサを説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサを用いた細径プローブの断面図、図２は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの基本構成を示す断面図、図３は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの詳細構成を示す断面図、図４は本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサをハウジングに収納した状態を示す断面図である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
図１を用いて、本発明の超音波トランスデューサである超音波振動子１を細径プローブに組み込んだ状態を説明する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
一方、前記受信用圧電振動子１２は、その共振周波数が、基本波周波数の整数倍の高調波周波数に合うように設計されているが、その振動方向に機械的な負荷があると、基本波周波数の整数倍からはずれ、高調波信号が効率良く共振しなくなる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
次に、本発明の超音波トランスデューサである超音波振動子と信号制御用２芯同軸ケーブル６との接続の変形例を図５を用いて説明する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
（付記１）  
両主面の略全面に電極が形成された複数の圧電振動子と、これら圧電振動子それぞれの一方の電極を接地する接地手段と、前記複数の圧電振動子の他方の電極に超音波送信入力信号または超音波受信出力信号を入出力する超音波入出力手段とからなる超音波トランスデューサにおいて、
前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極を共通接合して延在させた共通接地電極と、
前記複数の圧電振動子のそれぞれの他方の電極に接合して延在させた送受信入出力電極と、
前記共通接地電極と、送受信入出力電極のそれぞれの端部に設けられ、かつ、これら電極に対して鉛直方向に設けられた外部電極と、
を具備し、前記共通接地電極の外部電極に前記接地手段を接続し、前記送受信入出力電極の外部電極に前記超音波入出力手段を接続することを特徴とした超音波トランスデューサ。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
（付記２）
前記複数の圧電振動子は、基本波超音波を生成送信する一対の送信用圧電振動子エレメントと、この一対の圧電振動子エレメントとほぼ同一面内で、かつ、前記一対の圧電振動子エレメントに挟まれるように配置された高調波超音波を受信する受信用圧電振動子エレメントからなることを特徴とした付記１記載の超音波トランスデューサ。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
（付記３）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材の表面に形成した電極膜であることを特徴とする付記１に記載された超音波トランスデューサ。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
（付記５）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置したバルク導電性部材であることを特徴とする付記１に記載された超音波トランスデューサ。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
（付記６）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材が音響レンズであることを特徴とする付記３に記載された超音波トランスデューサ。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
（付記７）
前記共通接地電極は、前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材が音響整合層であることを特徴とする付記１に記載された超音波トランスデューサ。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
（付記８）
前記共通接地電極の前記複数の圧電振動子のそれぞれの一方の電極と接するように配置した部材であるバルク導電性部材がグラッシーカーボンであることを特徴とする付記５に記載された超音波トランスデューサ。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
（付記１０）
前記外部電極は、該外部電極が形成された面から他の面へ屈曲して帯状に引きまわされていることを特徴とする付記１に記載の超音波トランスデューサ。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
（付記１１）
前記外部電極に、同軸ケーブルを介して、駆動制御装置が直接接続されたことを特徴とする付記１または付記１０に記載の超音波トランスデューサ。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
（付記１２）
表面にシリンドリカルな凸面部を有した音響レンズ型台が載置されたレンズ成形型に、音響レンズ用樹脂材料を注型硬化し、その硬化された音響レンズの表面を平滑化する音響レンズ成形工程と、
前記音響レンズ形成工程で、成形平滑化した音響レンズ表面に共通電極膜を形成する共通電極膜形成工程と、
前記共通電極膜形成工程で形成された共通電極膜面に、一対の短冊状で両主面に電極が形成された基本波送信用圧電振動子と、その基本波送信用圧電振動子に挟まれて配置される一片の短冊状で両主面に電極が形成された高調波受信用圧電振動子とを接合する圧電振動子接合工程と、
前記圧電振動子接合工程で接合した基本波送信用圧電振動子の表面に入力電極膜と、高調波受信用圧電振動子の表面に出力電極膜を形成する入出力電極膜形成工程と、
前記圧電振動子接合工程で、前記電極膜面に接合された基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の間隙や寸法誤差を埋設修正する接着剤を注入塗布する接着剤注入塗布工程と、
前記接着剤注入塗布工程で注入塗布された接着剤にて、前記基本波送信用圧電振動子と高調波受信用圧電振動子の表面にダンピング層シートを接合するダンピング層シート接合工程と、
前記ダンピング層シート接合工程のダンピング層シートの接合固化後、前記レンズ形成型から離型すると共に、所定の形状寸法に裁断する裁断工程と、
前記裁断工程で裁断された裁断面に露出した前記共通電極膜形成工程で生成した共通電極膜と、前記入出力電極膜形成工程で生成した入出力電極膜の端部の一部にそれぞれ外部電極を形成する外部電極形成工程と、
前記外部電極形成工程で形成された共通電極膜の外部電極と、入出力電極膜の外部電極に前記送信用圧電振動子と受信用圧電振動子を駆動する同軸ケーブルのシールド線と信号線を接続するケーブル接続工程と、
前記ケーブル接続工程での同軸ケーブルのシールド線と信号線を外部電極に接続後、音響レンズ型台を除去してハウジング内に収納すると共に、樹脂剤で封止固定するハウジング装填工程と、
からなることを特徴とした超音波トランスデューサの製造方法。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
本発明の超音波トランスデューサは、、配線用ワイヤを一切用いず、圧電振動子、音響レンズ、音響整合層及びダンピング層等が積層された構造を全層一括裁断した時の栽断面に露出する電極エッジ断面に鉛直に接触するように外部電極と共通接地電極を設けたことにより、圧電振動子の振動方向に一切質量負荷が存在しない為に、圧電振動子の共振周波数のシフトが生ずることもなく、基本超音波送信用圧電振動子の２又は３倍の周波数の高調波受信用圧電振動子用の共振周波数を生じさせることができ高調波受信感度が向上する効果を有する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサを用いた細径プローブの断面図。
【図２】
本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの基本構成を示す断面図。
【図３】
本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサの詳細構成を示す断面図。
【図４】
本発明の第一の実施形態に係る超音波トランスデューサをハウジングに収納した状態を示す断面図。
【図５】
本発明の他の実施形態に係る超音波トランスデューサをハウジングに収納した状態を示す断面図。
【図６】
本発明に係る超音波トランスデューサの製造方法を説明する説明図。
【図７】
本発明に係る超音波トランスデューサの製造方法を説明する説明図。
【図８】
本発明に係る超音波トランスデューサのハウジング収納状態を説明する説明図。