(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波放射面である前面に前面電極が形成され、該前面と反対側である背面に背面電極が形成された圧電素子を含み、かつ２次元的に配列された複数の超音波振動子と、該超音波振動子からの信号を処理する電子回路と、を有する超音波トランスデューサであって、
厚みを有する板状の複数の配線基板における板面を隣接させるとともに、前記超音波振動子の行または列にしたがって複数積層させることにより形成され、かつ前記超音波放射面方向に向けられた前面に前記複数の超音波振動子の各々に対応する第１接続部が設けられるとともに、側面または背面と該電子回路との間において前記第１接続部の各々に対応する第２接続部が設けられ、かつ該前面が前記超音波振動子の背面に接続され、かつ該側面もしくは背面、または該側面および背面の双方に前記電子回路が接続された配線基板ブロックと、
前記配線基板の前記板面を経由して前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する接続リードと、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】
前記第１接続部は、前記配線基板の前記前面に設けられており、
前記第２接続部は、前記配線基板の前記側面または前記背面に設けられていること、
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】
前記超音波振動子の配列全体がなす形状は曲面状または凸形状であり、
前記配線基板ブロックにおける前記前面は、前記超音波振動子の配列がなす前記背面の形状に対応して、曲面または凸面を形成すること、
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】
前記配線基板ブロックにおいて前記電子回路が接続される前記側面または前記背面は、平面を形成していること、
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】
前記超音波振動子配列の全体の曲面に対応した前記配線基板ブロックにおける前記前面は、前記配線基板の配列によって該前面それぞれが略連続するひとつづきの面となり、
前記各配線基板における前記前面は、前記超音波振動子配列の全体のうち、対向する配列部分の曲率に対応した曲面状に形成されていること、
を特徴とする請求項２に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項６】
前記超音波振動子の前記背面と前記配線基板ブロックの前記前面との間に配置され、かつ可撓性を有し、前記圧電素子それぞれにおける前記背面電極と、前記第１接続部とを導通させる接続基板を備えたこと、
を特徴とする請求項２に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項７】
前記接続基板における前記超音波振動子の前記背面と対向する面には、前記背面電極と導通される第３接続部が設けられ、かつ前記配線基板の前記前面と対向する面には、該第３接続部と導通され該第３接続部より配置間隔が長くなるように配置された第４接続部が設けられていること、
を特徴とする請求項６に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項８】
一面において前記配線基板ブロックの前記側面または前記背面に対向して配置され、かつ前記第２接続部それぞれと接続される第５接続部を有し、かつ該一面と反対側の面に前記電子回路が設置される電子回路基板を備えたこと、
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９】
前記配線基板における前記側面は、前記前面の長さより長く形成されており、
前記第２接続部の配置間隔は、前記第１接続部の配置間隔以上であること、
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１０】
前記配線基板における前記前面の長さは、前記超音波振動子配列における１行分または１列分の長さ以上であり、
前記第１接続部の配置間隔は、前記超音波振動子の配置間隔以上であること、
を特徴とする請求項５に記載の超音波トランスデューサ。
【請求項１１】
厚みを有する略平板状の配線基板を積層してなる配線基板ブロックと、
超音波の放射面である前面に前面電極が形成され、背面に背面電極が形成された圧電素子を含む超音波振動子を、２次元的に配列してなる超音波振動子群と、
前記超音波振動子の前記背面と向かい合う前記配線基板の前面において前記超音波振動子の配列に対応して設けられ、かつ前記背面電極と導通された第１接続パッドと、
前記配線基板における周面のうち側面または背面において前記第１接続パッドそれぞれに対応して設けられた複数の第２接続パッドと、
前記配線基板の板面の少なくともいずれか一方を介して、前記第１接続パッドと前記第２接続パッドとを導通させる接続リードと、
前記配線基板ブロックにおける前記第２接続パッドが設けられた面に接続され、該第２接続パッドと導通され、前記圧電素子からの信号を処理する電子回路と、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１２】
超音波放射面である前面に前面電極が形成され、該前面と反対側である背面に背面電極が形成された圧電素子を含み、かつ２次元的に配列された複数の超音波振動子と、該超音波振動子からの信号を処理する電子回路と、を有する超音波プローブであって、
厚みを有する板状の複数の配線基板における板面を隣接させ、かつ前記超音波振動子の行または列にしたがって複数積層させることにより形成され、かつ前記超音波放射面方向に向けられた前面に前記複数の超音波振動子の各々に対応する第１接続部が設けられるとともに、側面または背面と該電子回路との間において前記第１接続部の各々に対応する第２接続部が設けられ、かつ該前面が前記超音波振動子の背面に接続され、かつ該側面もしくは背面、または該側面および背面の双方に前記電子回路が接続された配線基板ブロックと、
前記配線基板の前記板面を経由して前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する接続リードと、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、超音波プローブに関し、特に超音波トランスデューサにおける圧電素子の電極と電子回路との接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波診断装置の超音波プローブにおける超音波トランスデューサは、２次元アレイのものが用いられるようになっている。この２次元アレイの超音波トランスデューサにおいては、圧電素子の素子数が膨大なため、素子と電子回路（遅延回路等）との接続にかかるリードの引き回しが問題となる。すなわち、２次元的に配列された各素子から引き出されるリードの数が膨大（例えば４０９６個）であるのに、超音波トランスデューサ全体のサイズ（寸法）が小さいと、リードの引き回しを行うスペースの確保が困難となってしまう
【０００３】
このような接続リードの引き回しの問題を解消するためには、２次元アレイの圧電素子の信号数を減ずる（信号増幅・加算）処理を行うことが有効である。このような処理を行うことによって、圧電素子から後段電子回路（遅延回路等）へ引き回すリードの数は減少する。このような回路によって２次元アレイの超音波トランスデューサの実現を図ることが可能である。
【０００４】
例えば従来、圧電素子の超音波放射方向と反対方向の面（「以下、「背面」という）に対し、ＩＣを配置する構成の超音波トランスデューサが提案されている（例えば特許文献１）。このＩＣにより、２次元アレイの圧電素子の信号数を減ずる処理を行うことによって、圧電素子からのリードの数は減少する。
【０００５】
また従来、臨床適用部位に応じて、さまざまな形状の超音波プローブが採用されている。心臓などの循環器系診断では肋骨の間隙から超音波診断を行う。この場合に用いられる超音波プローブとしては、超音波放射面が小口径かつ平坦な超音波トランスデューサを有する構成が一般的である。
【０００６】
また一方、肝臓などの腹部消化器系診断においては、診断対象部位の体表からの距離が比較的長く、また診断対象部位の面積も広くなる。さらに超音波診断に悪影響を及ぼす体内のガスを超音波診断視野から追い出すことも必要になる。この場合に用いられる超音波プローブとしては、超音波放射面が大口径且つ、凸形状または円弧状の曲面形状に形成された超音波トランスデューサを有する構成が一般的である。
【０００７】
また、超音波放射面が大口径であることを要する超音波プローブにおいても、圧電素子のサイズには制限がある。超音波トランスデューサにおける圧電素子のサイズを大型化すると、分解能の低下を招くおそれがあるためである。したがって、大口径のプローブを用いる場合には、超音波放射面を大型化するために必要な圧電素子の数が膨大な数となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６，５５１，２４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のようにプローブは超音波放射面が、大口径かつ凸形状または円弧状の曲面形状である場合がある。また、ＩＣのサイズを大きくすることは容易ではなく、実現されたとしても製造コストが高くなってしまう。
【００１０】
したがって超音波放射面が、大口径かつ凸形状または曲面形状の場合において、特許文献１のように圧電素子背面にＩＣを配置することは困難である。すなわち、凸形状や曲面状の圧電素子群の背面に対応してＩＣを高密度かつ省スペースで配置することは容易でなく、また、凸形状や曲面状の圧電素子群の背面に対応した形状のＩＣを形成することも容易ではない。また、このようなＩＣの設置・形成が実現されたとしても製造コストが高くなってしまう。
【００１１】
このようなさまざまな制約があることにより、従来、圧電素子の素子数や、圧電素子の配列方法によっては、ＩＣの設置が困難な場合があった。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は２次元アレイの超音波トランスデューサにおいて、超音波放射面の面積や、圧電素子の配列形状にかかわらず、容易に圧電素子から信号路（接続リード）を引き出し、当該引き出された信号路と電子回路とを接続することを可能とする２次元アレイの超音波トランスデューサおよび超音波プローブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、超音波放射面である前面に前面電極が形成され、該前面と反対側である背面に背面電極が形成された圧電素子を含み、かつ２次元的に配列された複数の超音波振動子と、該超音波振動子からの信号を処理する電子回路と、を有する超音波トランスデューサであって、厚みを有する板状の複数の配線基板における板面を隣接させるとともに、前記超音波振動子の行または列にしたがって複数積層させることにより形成され、かつ前記超音波放射面方向に向けられた前面に前記複数の超音波振動子の各々に対応する第１接続部が設けられるとともに、側面または背面と該電子回路との間において前記第１接続部の各々に対応する第２接続部が設けられ、かつ該前面が前記超音波振動子の背面に接続され、かつ該側面もしくは背面、または該側面および背面の双方に前記電子回路が接続された配線基板ブロックと、前記配線基板の前記板面を経由して前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する接続リードと、を備えたこと、を特徴とする。
上記目的を達成するための請求項１１に記載の発明は、厚みを有する略平板状の配線基板を積層してなる配線基板ブロックと、超音波の放射面である前面に前面電極が形成され、背面に背面電極が形成された圧電素子を含む超音波振動子を、２次元的に配列してなる超音波振動子群と、前記超音波振動子の前記背面と向かい合う前記配線基板の前面において前記超音波振動子の配列に対応して設けられ、かつ前記背面電極と導通された第１接続パッドと、前記配線基板における周面のうち側面または背面において前記第１接続パッドそれぞれに対応して設けられた複数の第２接続パッドと、前記配線基板の板面の少なくともいずれか一方を介して、前記第１接続パッドと前記第２接続パッドとを導通させる接続リードと、前記配線基板ブロックにおける前記第２接続パッドが設けられた面に接続され、該第２接続パッドと導通され、前記圧電素子からの信号を処理する電子回路と、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。
上記目的を達成するための請求項１２に記載の発明は、超音波放射面である前面に前面電極が形成され、該前面と反対側である背面に背面電極が形成された圧電素子を含み、かつ２次元的に配列された複数の超音波振動子と、該超音波振動子からの信号を処理する電子回路と、を有する超音波プローブであって、厚みを有する板状の複数の配線基板における板面を隣接させ、かつ前記超音波振動子の行または列にしたがって複数積層させることにより形成され、かつ前記超音波放射面方向に向けられた前面に前記複数の超音波振動子の各々に対応する第１接続部が設けられるとともに、側面または背面と該電子回路との間において前記第１接続部の各々に対応する第２接続部が設けられ、かつ該前面が前記超音波振動子の背面に接続され、かつ該側面もしくは背面、または該側面および背面の双方に前記電子回路が接続された配線基板ブロックと、前記配線基板の前記板面を経由して前記第１接続部と前記第２接続部とを接続する接続リードと、を備えたこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記した請求項１、請求項１１および請求項１２にかかる超音波トランスデューサ、超音波プローブによれば、圧電素子の背面電極から引き出される接続リードを設けた配線基板が、背面電極と導通される第１接続部を有する面と、当該面に交わるとともに接続リードを有する板面と、電子回路と導通される第２接続部を有する面とを備えている。
【００１５】
したがって、第１接続部それぞれから引き出された接続リードを、側面や背面にまとめられた第２接続部を介して、電子回路に接続することができる。すなわち背面電極に隣接して電子回路を設ける必要がなくなる。このような構成によれば２次元アレイの超音波トランスデューサにおいて、背面電極との間で信号をやり取りする電子回路を、配線基板ブロックの任意の面へ配置することができる。その結果、超音波放射面の面積や、圧電素子の配列方法にかかわらず、電子回路の設置を阻害する事態を回避することができ２次元アレイの超音波トランスデューサおよび２次元アレイの超音波トランスデューサを有する超音波プローブを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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概要を示す概略斜視図である。
【図２】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概要を示す概略分解斜視図である。
【図３】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において、フレキシブル基板を介した超音波振動子と配線基板との接続状態の概要を示す概略断面図である。
【図４】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配線基板ブロックの概要を示す概略斜視図である。
【図５】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配線基板の概要を示す概略斜視図である。
【図６】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概要を示す概略斜視図である。
【図７】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概要を示す概略分解斜視図である。
【図８】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において、フレキシブル基板を介した超音波振動子と配線基板との接続状態の概要を示す概略断面図である。
【図９】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配線基板ブロックの概要を示す概略斜視図である。
【図１０】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配線基板の概要を示す概略斜視図である。
【図１１】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概要を示す概略斜視図である。
【図１２】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概要を示す概略分解斜視図である。
【図１３】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配線基板ブロックの概要を示す概略斜視図である。
【図１４】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配線基板の概要を示す概略斜視図である。
【図１５】（Ａ）この発明の第１実施形態の変形例にかかる超音波トランスデューサの配線基板の概要を示す概略斜視図である。（Ｂ）この発明の第２実施形態および第３実施形態の変形例にかかる超音波トランスデューサの配線基板の概要を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の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〜図１５を参照して説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
（超音波トランスデューサの概略構成）
図１〜図５を参照して第１実施形態における超音波トランスデューサ１００の概要について説明する。図１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の概要を示す概略斜視図である。また、図２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の概要を示す概略分解斜視図である。図３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において、フレキシブル基板１２０を介した超音波振動子１１０ａと配線基板１３０ａとの接続状態の概要を示す概略断面図である。以下、本実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００の概略構成について説明する。なお、各図において示される超音波トランスデューサ１００の超音波振動子１１０ａの配列数および配線基板１３０ａの数は概念上示されるものであり、実際と異なるものである。また図示された配列全体がなす形状、例えば２次元配列における行数や列数についても一例であり、その他の構成とすることも可能である。
【００１９】
図１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、超音波振動子１１０ａを２次元的に配列して構成された超音波振動子群１１０を有している。図２においては行方向と列方向の２次元配列となっている。この超音波振動子群１１０における超音波振動子１１０ａの配列について、例えば腹部消化器系診断に適するように、超音波放射面全体が大口径かつ、凸形状または円弧状となる構成とすることが可能である。図１に示すような凸面または曲面をなす超音波振動子群１１０を有する超音波トランスデューサ１００においては、診断対象部位の体表からの距離が比較的長い場合にも対応可能であり、また診断対象部位の面積も広くなる。さらに超音波診断に悪影響を及ぼす体内のガスを超音波診断視野から追い出すことが可能になる。
【００２０】
図１および図２に示すように、超音波振動子群１１０に対する超音波の放射方向と反対方向（以下、単に「後方」と記載する）側すなわち、当該超音波振動子群１１０の背面には、フレキシブル基板１２０が隣接配置される。また図２に示すようにフレキシブル基板１２０の後方には、厚板状の配線基板１３０ａを配列して構成された配線基板ブロック（配線基板群）１３０が配置される。配線基板１３０ａは、それぞれ厚板状に形成されており、またこの複数の配線基板１３０ａが組み合わされることにより、例えば５つの平面と１つの凸面（または曲面）を有する配線基板ブロック１３０が形成される。この配線基板ブロック１３０における１つの面として、超音波振動子群１１０およびフレキシブル基板１２０側の面（以下、単に「前面」と記載する。／前面１３１）があり、また当該前面１３１と反対側となる背面がある。この配線基板１３０ａの厚さは例えば超音波振動子１１０ａの列方向の配列間隔と同間隔とすることが可能である。
【００２１】
また配線基板ブロック１３０における側面には、電子回路基板１４０が設けられる。すなわち複数の配線基板１３０ａがそれぞれ組み合わされることにより、配線基板ブロック１３０には、当該各配線基板１３０ａの側面１３３が連なって構成される略平面状の側面群が形成されている。この側面群に対し電子回路基板１４０が設置される。この電子回路基板１４０における表面１４１には、電子回路１５０が設置される。この表面１４１は配線基板ブロック１３０側の面と反対側の面である。
【００２２】
超音波振動子群１１０の超音波振動子１１０ａの電極それぞれは、当該超音波振動子１１０ａそれぞれの後方の面（以下、単に「背面」と記載する）に配置されたフレキシブル基板１２０における第３接続パッド１２１に接続され導通されている。この図２に示す第３接続パッド１２１は、フレキシブル基板１２０に設けられた貫通電極１２２（図３参照）によってフレキシブル基板１２０の背面まで引き出され、当該背面に形成された第４接続パッド１２３（図３参照）に導通されている。
【００２３】
図３および図４に示すように、フレキシブル基板１２０における背面の第４接続パッド１２３は、配線基板ブロック１３０における各配線基板１３０ａの前面１３１に形成された第１接続パッド１３１ａに接続され、かつ導通される。また、この第１接続パッド１３１ａには、第２板面１３２、側面１３３を通された接続リード１３２ａが接続されている。この接続リード１３２ａは、当該第１接続パッド１３１ａから各配線基板１３０ａの第２板面１３２を通り、第２接続パッド１３３ａまで引き出される。したがって、第１接続パッド１３１ａと第２接続パッド１３３ａとは、接続リード１３２ａによって導通されている。また接続リード１３２ａは例えば配線基板ブロック１３０にプリントされた配線パターンとすることが可能である。
【００２４】
なお、本実施形態における第１接続パッド１３１ａは、本発明における「第１接続部」の一例に該当する。また、本実施形態における第２接続パッド１３３ａは、本発明における「第２接続部」の一例に該当する。また、本実施形態における第３接続パッド１２１は、本発明における「第３接続部」の一例に該当する。また、本実施形態における第４接続パッド１２３は、本発明における「第４接続部」の一例に該当する。
【００２５】
（超音波振動子の構成）
次に、図３を参照して本実施形態の超音波トランスデューサ１００における超音波振動子１１０ａについて説明する。なお、超音波振動子１１０ａの基本的構成については図示を省略して説明する。超音波振動子１１０ａは、超音波の放射方向へ順に、バッキング材、背面電極、圧電素子、前面電極、音響整合層を備えて構成されている。すなわち、圧電素子の当該放射方向側（以下、単に「前方」と記載する。）となる前面には前面電極が設けられ、さらに前面電極の前方には音響整合層が設けられる。また、圧電素子の背面には背面電極が設けられ、さらに背面電極の後方にはバッキング材が設けられる。また圧電素子の電極からは、超音波振動子１１０ａの背面まで電極リードが引き出される。当該電極リードの端部は、当該背面に形成された端子１１０c（接続パッド）に接続される（図３参照）。
【００２６】
また図１に示すように、超音波トランスデューサ１００による超音波放射面を曲面とする場合、この超音波振動子１１０ａは、隣接する超音波振動子１１０ａに対して所定の角度傾けられて配置される。また超音波振動子１１０ａを複数（例えば２素子）分だけ平行に配置し、当該振動子のまとまりを１ブロックとし、隣接するブロックと所定角度傾ける構成とすることも可能である。
【００２７】
超音波診断装置本体から送信された信号に基づき、後段電子回路（不図示）や超音波トランスデューサ１００における電子回路１５０、接続リード１３２ａ等を介して、前面電極や、背面電極に電圧が印加される。超音波振動子１１０ａにおける圧電素子それぞれは、このように印加された電気信号を超音波パルスに変換する。変換された超音波パルスは、音響整合層および音響レンズを通して被検体へ送波される。その後、超音波振動子１１０ａが被検体からの反射波を受波すると、当該受波した反射波を信号に変換する。当該変換された背面電極それぞれからの信号は、フレキシブル基板１２０、配線基板ブロック１３０の第１接続パッド１３１ａ、接続リード１３２ａ、第２接続パッド１３３ａ、電子回路基板１４０を通り、対応する電子回路１５０にそれぞれ送信される。当該検出された信号は電子回路１５０それぞれにより、加算処理され、信号路数を減じられた上で、超音波診断装置本体に伝送される。詳細については後述する。
【００２８】
〈圧電素子〉
この超音波振動子１１０ａにおける圧電素子としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛／Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）、ＰＺＮＴ（Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶、ＰＭＮＴ（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）単結晶等を用いることが可能である。
【００２９】
〈バッキング材〉
バッキング材は、超音波パルスの送波の際に超音波の照射方向と反対側に放射される超音波パルスを吸収し、各圧電素子それぞれの余分な振動を抑える。このバッキング材としては、音響減衰、音響インピーダンス等の観点から、ＰＺＴ粉末やタングステン粉末等を含むエポキシ樹脂、ポリ塩化ビニールやフェライト粉末を充填したゴムあるいは多孔質のセラミックにエポキシ等の樹脂を含漬したもの等、任意の材料を用いることができる。
【００３０】
〈音響整合層〉
超音波振動子１１０ａにおける音響整合層は、圧電素子それぞれと被検体との音響インピーダンスの整合をとるものである。この音響整合としてはエポキシ樹脂などの樹脂材料からなるものを用いることができる。なお、音響整合層を１層としてもよく、また、２層以上とすることもできる。
【００３１】
（超音波振動子−フレキシブル基板−配線基板間の構成）
次に、本実施形態にかかる超音波トランスデューサ１００における超音波振動子１１０ａとフレキシブル基板１２０との接続構造およびフレキシブル基板１２０と配線基板１３０ａとの接続構造について、図１〜図３を参照して説明する。
【００３２】
図２に示すようにフレキシブル基板１２０は、超音波振動子群１１０に対して後方に隣接して配置される。また超音波振動子１１０ａとフレキシブル基板１２０との隣接部分には、超音波振動子１１０ａの背面に設けられた端子１１０ｃと、フレキシブル基板１２０の前面に設けられた第３接続パッド１２１が介在している。さらに図３に示すように、これら端子１１０ｃと第３接続パッド１２１とは導電性を有する接着部１１５によって接続される。この接着部１１５によって、端子１１０ｃと第３接続パッド１２１とが接続され、かつ導通される。さらに端子１１０ｃを介して第３接続パッド１２１と圧電素子の電極とが導通される。
【００３３】
また図３に示すように、フレキシブル基板１２０における前面の第３接続パッド１２１は貫通電極（電極孔）１２２を通じて、背面の第４接続パッド１２３と導通されている。例えば貫通電極１２２は、フレキシブル基板１２０を貫通して設けられたスルーホールまたは、ビアホール等として構成されており、フレキシブル基板１２０の前面側において第３接続パッド１２１に接続される。さらに、貫通電極１２２はフレキシブル基板１２０の内部を貫通して、第３接続パッド１２１側と反対側の端部において背面の第４接続パッド１２３に接続される。このようにしてフレキシブル基板１２０の前面と背面との間で導通がなされる。
【００３４】
また図２に示すように、フレキシブル基板１２０の後方には、配線基板ブロック１３０が隣接して配置される。また配線基板ブロック１３０には、配線基板１３０ａの前面１３１がひと続きとなって構成された前面群が形成されている。この配線基板ブロック１３０の前面群とフレキシブル基板１２０の背面との隣接部分には、図３に示すように第１接続パッド１３１ａと第４接続パッド１２３が介在している。すなわち配線基板１３０ａそれぞれの前面１３１には、フレキシブル基板１２０の背面に設けられた第４接続パッド１２３の配列および位置にあわせて、第１接続パッド１３１ａが並設されている。図３に示すように、これら第１接続パッド１３１ａと第４接続パッド１２３とは接着部１２５によって接続される。この接着部１２５によって、第１接続パッド１３１ａと第４接続パッド１２３とが導通されることにより、さらに第４接続パッド１２３、第３接続パッド１２１、端子１１０ｃを介し、第１接続パッド１３１ａと圧電素子の電極とが導通される。
【００３５】
上述のように、超音波振動子１１０ａと配線基板ブロック１３０とは、可撓性を有するフレキシブル基板１２０を介して接続されている。したがって、超音波振動子群１１０の背面の形状・起伏と、配線基板ブロック１３０の前面の形状・起伏とに合わせてフレキシブル基板１２０が曲げ撓められる。このような構成によれば、端子１１０ｃと第３接続パッド１２１との接続および、第４接続パッド１２３と第１接続パッド１３１ａとの接続が容易となり、結果として端子１１０ｃと第１接続パッド１３１ａとの接続も容易となる。ただし、超音波振動子群１１０の背面と配線基板ブロック１３０の前面１３１の形状によっては、第１接続パッド１３１ａと端子１１０ｃとの接続が困難でない場合がある。その場合、フレキシブル基板１２０を設けずに、直接、超音波振動子群１１０と配線基板ブロック１３０とを接続することも可能である。
【００３６】
（配線基板および配線基板ブロックの構成）
次に、図１、図４および図５を参照して本実施形態の超音波トランスデューサ１００における配線基板１３０ａおよび配線基板ブロック１３０について説明する。図４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の配線基板ブロック１３０の概要を示す概略斜視図である。図５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の配線基板１３０ａの概要を示す概略斜視図である。なお、各図において示される超音波トランスデューサ１００の配線基板ブロック１３０における第１接続パッド１３１ａの配列数および配線基板１３０ａの数は概念上示されるものであり、実際と異なるものである。また端子１１０ｃに応じた第１接続パッド１３１ａの行数や列数についても一例であり、その他の構成とすることも可能である。
【００３７】
超音波トランスデューサ１００における配線基板ブロック１３０は、超音波振動子群１１０との間で送受信される信号を処理する電子回路１５０と、当該電子回路１５０と配線基板ブロック１３０との接続を行う電子回路基板１４０とを有する。すなわち配線基板ブロック１３０は、超音波振動子群１１０の超音波振動子１１０ａと電子回路１５０との間の配線の引き回しを行うものである。図４に示すように超音波トランスデューサ１００の配線基板ブロック１３０は、複数の配線基板１３０ａが並べられ、隣接させて組み合わせられることにより、配線基板１３０ａの集合体を形成する。また図５に示すようにこの配線基板１３０ａそれぞれは、第１接続パッド１３１ａが設けられた面（前面１３１）がそれぞれ同じ方向（例えば列方向）に向けて配列されるとともに、当該面が傾斜または湾曲している。この配列により当該傾斜または湾曲された面がひと続きの曲面または凸面を形成するように組み合わせられる。また配線基板１３０ａは後述のように超音波振動子１１０ａの配列に合わせて傾斜、湾曲される。
【００３８】
〈配線基板〉
図５に示すように配線基板ブロック１３０における配線基板１３０ａそれぞれは、最も広い第１板面１３４と、その第１板面１３４の反対側となる第２板面１３２を有する。また配線基板１３０ａは、第１板面１３４および第２板面１３２に対して略直交する側面１３３と、当該側面１３３の反対側となる側面（不図示）とを有する。また、配線基板１３０ａは第１板面１３４および側面１３３と直交する背面（不図示）と、当該背面の反対側となる面であって、曲面または当該背面に対して傾斜された面である前面１３１とを有する。つまり配線基板１３０ａはこれらの第１板面１３４、第２板面１３２、側面１３３、前面１３１および背面を含む厚板状に形成されている。
【００３９】
なお、配線基板１３０ａとしてはアルミニウム、硬質樹脂、セラミック等、形状精度を確保することが可能なものが用いられる。
【００４０】
また配線基板ブロック１３０における配線基板１３０ａそれぞれは、背面から前面１３１に向かう方向の長さが、相対する側面同士の間の長さより長く形成されている。なお、以下においては説明の便宜上、配線基板１３０ａにおける背面から前面１３１に向かう方向の長さを「高さ」と記載し、かつ相対する側面同士の間の長さを「幅」と記載する。
【００４１】
また、図４に示すように配線基板１３０ａそれぞれの高さは一律でなく、配線基板ブロック１３０における配線基板１３０ａの配列の中央に位置する配線基板１３０ａが最も高く形成される。また図４に示すように、当該中央に位置する配線基板１３０ａから配列の両端へ向かうにつれ、漸次配線基板１３０ａの高さは低くなっていく。このような配線基板１３０ａを並べて組み合わせることにより、配線基板１３０ａそれぞれの前面１３１が連続し、ひと続きの曲面または凸面を形成する。なお、図４に示すように配線基板１３０ａそれぞれの第１板面１３４と、隣接する配線基板１３０ａの第２板面１３２の高さがほぼ同じ高さとなるように形成するとともに、隣り合う前面１３１同士の縁部それぞれが連なるように配列することで、より段差の少ない配線基板ブロック１３０の曲面が形成される。
【００４２】
また、この配線基板１３０ａの前面１３１の集合からなる配線基板ブロック１３０の前面は、超音波振動子群１１０の背面側の形状に合わせて形成される。なお、超音波振動子群１１０における背面が曲面でない場合、すなわち階段状に段差を設けて超音波振動子１１０ａそれぞれを配列している場合は、当該背面の形状にあわせ、配線基板ブロック１３０の前面も階段状に形成される。このとき、隣接する配線基板１３０ａの第２板面１３２と第１板面１３４との高さは異なるように形成される。
【００４３】
〈第１接続パッド〉
また、図４および図５に示すように配線基板１３０ａの前面には、所定の配列間隔で第１接続パッド１３１ａが設けられている。この第１接続パッド１３１ａの配列間隔は、例えば超音波振動子１１０ａの配列間隔と同間隔である。ただし、フレキシブル基板１２０によって第３接続パッド１２１の配列間隔より、第４接続パッド１２３の配列間隔を広くとっている場合、第１接続パッド１３１ａの配列間隔は第４接続パッド１２３と同じ間隔であって、かつ超音波振動子１１０ａの間隔より広い間隔となる。
【００４４】
なお図示されている第１接続パッド１３１ａは、１列に、かつ前面１３１の中央に配列されているが、この構成に限られない。例えば、配線基板１３０ａの厚みによっては、前面１３１に複数列の第１接続パッド１３１ａを配列することも可能である。また、前面１３１の中央でなく、前面１３１の縁部に第１接続パッド１３１ａを偏らせて配列することも可能である。
【００４５】
〈接続リード〉
また、図１、図４および図５に示すように、配線基板１３０ａの前面１３１における第１接続パッド１３１ａからは接続リード１３２ａが引き出されている。この接続リード１３２ａは例えば、図５に示すように配線基板１３０ａの前面１３１から第２板面１３２を通過し、側面１３３の第２接続パッド１３３ａまで引き出される。また第２板面１３２における、接続リード１３２ａの配置間隔は、例えば図５に示すように第２板面１３２の途中まで第１接続パッド１３１ａの配置間隔とし、その後、第２接続パッド１３３ａの配置間隔に合わせて間隔を拡げて配置される。
【００４６】
〈第２接続パッド〉
また、図４および図５に示すように配線基板１３０ａの側面１３３には、所定の配列間隔で第２接続パッド１３３ａが設けられている。この第２接続パッド１３３ａの配列間隔は、一例として図５に示すように第１接続パッド１３１ａの間隔より拡げることが可能である。配線基板１３０ａそれぞれにおいて前面１３１より側面１３３の方を長く形成することが可能であるためである。また、この第２接続パッド１３３ａの配置間隔は等間隔である必要はなく、例えば前方または後方に偏らせる構成、複数個ごとに配置間隔を拡げる構成等、電子回路基板１４０の接続パッドの構成に合わせることが可能である。また第２接続パッド１３３ａの配列を、側面１３３の中央でなく、側面１３３の縁部に偏らせることも可能である。また側面１３３において、第２接続パッド１３３ａを、第１接続パッド１３１ａと同様に複数列に配列することも可能である。
【００４７】
上述のように、本実施形態の超音波トランスデューサ１００においては、略厚板状の配線基板１３０ａの前面１３１に第１接続パッド１３１ａを設け、この第１接続パッド１３１ａから、第２板面１３２を通して接続リード１３２ａを引き出している。またこの接続リード１３２ａは、側面１３３の第２接続パッド１３３ａに接続される。さらに、配線基板１３０ａは側面１３３がひと続きとなるように配列され、この側面１３３それぞれが集合され連続することにより、配線基板ブロック１３０において略平面を形成する。当該側面には、電子回路基板１４０、電子回路１５０が配置される。また超音波振動子群１１０が曲面状、または凸面状になっている場合、配線基板ブロック１３０の前面は、超音波振動子群１１０の背面の形状に対応され、かつ当該前面に配置された第１接続パッド１３１ａが、超音波振動子１１０ａそれぞれと導通されている。
【００４８】
このような構成によって超音波振動子群１１０の背面の形状に関わらず、配線基板ブロック１３０と電子回路１５０との接続は、配線基板ブロック１３０の略平面状の側面に配置された第２接続パッド１３３ａとの間でなされる。また、この実施形態における配線基板ブロック１３０の側面の第２接続パッド１３３ａには、配線基板１３０ａそれぞれから引き出された接続リード１３２ａが接続されている。
【００４９】
したがって電子回路１５０を、配線基板ブロック１３０における略平面状の側面に配置することにより、電子回路１５０は当該側面において超音波振動子群１１０における各配列の超音波振動子１１０ａそれぞれと導通される。結果として、超音波振動子１１０ａの配列形状に応じた超音波トランスデューサ特有の電子回路や、大型の電子回路等を必要としないため、２次元アレイの超音波トランスデューサを実現することが可能となる。
【００５０】
（電子回路基板の構成および電子回路）
次に、図１および図４を参照して本実施形態の超音波トランスデューサ１００における電子回路基板１４０および電子回路１５０について説明する。超音波トランスデューサ１００における電子回路１５０は、電子回路基板１４０を介して配線基板ブロック１３０の側面と接続される。電子回路基板１４０には、フレキシブル基板１２０と同様に、当該側面と対向する面（裏面）と、その反対側となる表面１４１との両面において接続パッドが設けられている。電子回路基板１４０の当該裏面の接続パッド（不図示）は、第２接続パッド１３３ａの配列に応じて設けられている。この接続パッドは第２接続パッド１３３ａと接続され、この第２接続パッド１３３ａ、接続リード１３２ａ、第１接続パッド１３１ａ等を介して超音波振動子１１０ａの端子１１０ｃと導通されている。
【００５１】
また電子回路基板１４０の裏面の接続パッドは、フレキシブル基板１２０と同様に、電子回路基板１４０を貫通された貫通電極（不図示）によって、電子回路基板１４０の表面１４１まで引き出される。さらに表面１４１まで引き出された当該貫通電極は表面１４１に配置された電子回路１５０（図１および図２）に接続される。このようにして電子回路１５０は、電子回路基板１４０、第２接続パッド１３３ａ、接続リード１３２ａ、第１接続パッド１３１ａを通じて、超音波振動子１１０ａの端子１１０ｃと導通されている。
【００５２】
（超音波診断装置本体との接続の概略等）
次に実施形態における超音波トランスデューサ１００と超音波診断装置本体との接続の概略について説明する。なお、以下の説明においては図示を省略する。
【００５３】
本実施形態における超音波プローブ（不図示）は、超音波トランスデューサ１００、超音波診断装置本体と超音波プローブとを接続するケーブルおよび中継部（不図示）等を含んで構成される。また、超音波トランスデューサ１００と超音波診断装置本体とは、電子回路１５０、超音波プローブにおける中継部、ケーブル等を介して接続される。この中継部は、例えば電子回路１５０との間で信号を伝送する電子回路や、ケーブルとの接続部等を含んで構成される。このケーブルは、超音波プローブとの間における信号の伝送路である。また、当該中継部の接続部を通じて電子回路１５０と導通されている。また、ケーブルと超音波診断装置本体とは、コネクタを介して接続されている。
【００５４】
〈動作〉
次に、上述の超音波プローブと超音波診断装置本体との間で送受信される信号の流れの概略と超音波プローブの動作の概略について説明する。
【００５５】
超音波診断装置本体の送信部は、電圧回路や所定のレート周波数のレートパルスを繰り返し発生するパルサ回路を有する。この送信部はケーブル、コネクタ等を介して、このレートパルスを超音波プローブに送信する。このレートパルスは、超音波トランスデューサ１００の超音波振動子１１０ａそれぞれによって放射される超音波を発生するためのものである。
【００５６】
超音波プローブの中継部および電子回路１５０は、超音波診断装置本体から送信されたレートパルスを含む信号を受ける。この中継部および電子回路１５０は電子回路基板１４０、配線基板ブロック１３０を介して超音波振動子群１１０と接続されている。この中継部、電子回路１５０を介して超音波診断装置本体から受信した当該信号は、配線基板１３０ａおよびフレキシブル基板１２０を介して端子１１０ｃへ送られる。さらにこの端子１１０ｃから超音波振動子１１０ａそれぞれの前面電極や背面電極へこの上記レートパルスに基づく電圧が印加されることにより、圧電素子が駆動され当該印加された電圧は超音波パルスに変換される。変換された超音波パルスは、音響整合層および音響レンズ（不図示）を通して被検体へ送波される。このようにして超音波プローブの中継部および電子回路１５０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。
【００５７】
その後、超音波トランスデューサ１００が被検体からの反射波を受波すると、当該受波した反射波により圧電素子が励起されて、当該反射波は信号に変換される。当該変換された超音波振動子１１０ａそれぞれからの信号は、対応する電子回路１５０それぞれに送信される。当該検出された信号は電子回路１５０それぞれにより、加算処理され、信号路数を減じられた上で、中継部を介して超音波診断装置本体に伝送される。
【００５８】
超音波診断装置本体の受信部は、超音波プローブにおける電子回路１５０や中継部によって処理された、被検体からの反射波に基づく信号を受ける。さらに受信部は、当該信号を増幅して、デジタル変換処理を行った後、処理した信号を一端メモリに記憶させる。さらに受信部は当該信号に、所定の深さからの超音波反射波を集束するための集束用遅延時間と、超音波反射波の受信指向性を順次変更して走査するための偏向用遅延時間を与える。さらにこのようなビームフォーミングされた出力に対し、整相加算（所定の方向から得られた受信信号を、位相を合わせた上で加算処理）がなされる。
【００５９】
さらに超音波診断装置本体は、Ｂモード信号処理を行って表示可能な超音波画像データを生成し、またはドプラ信号処理を行って、血流情報のデータを基に平均速度画像、分散画像、パワー画像、またはこれらの組み合わせ画像を生成する。
【００６０】
（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および超音波トランスデューサ１００を含む超音波プローブの作用及び効果について説明する。
【００６１】
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、超音波振動子群１１０の背面側に、厚板状の配線基板１３０ａを複数配列した配線基板ブロック１３０を設けている。この配線基板ブロック１３０は、前面１３１が超音波振動子群１１０の背面の形状に対応した形状を有している。さらに、前面１３１には超音波振動子１１０ａの端子１１０ｃと導通された第１接続パッド１３１ａが設けられている。また、第１接続パッド１３１ａからは、配線基板ブロック１３０の側面に設けられた第２接続パッド１３３ａまで接続リード１３２ａが引き出されている。この配線基板ブロック１３０の側面は、平面状の配線基板１３０ａをひと続きに連結した略平面状となっており、さらに当該側面に配列された第２接続パッド１３３ａには、電子回路基板１４０を介して電子回路１５０が導通されている。
【００６２】
したがって、超音波振動子群１１０が曲面状または凸面状となっていても、超音波振動子１１０ａとの間で信号を送受信する電子回路１５０を略平面状の側面に配置することができる。さらに、配線基板ブロック１３０の側面に超音波振動子１１０ａそれぞれから引き出された接続リード１３２ａが集合しているので、電子回路１５０と後段電子回路（中継部等）との接続が容易となり、かつ接続リード１３２ａの配線も容易となる。結果として、超音波トランスデューサ１００における超音波振動子群１１０の超音波振動子１１０ａの配列数や、配列形状にかかわらず、２次元配列の超音波トランスデューサ１００を実現することが可能となる。
【００６３】
さらに超音波振動子１１０ａからの信号路数を減らすために、電子回路１５０を直接、超音波振動子群１１０に実装する必要がないので、超音波トランスデューサの仕様ごとに専用ＩＣ（ＡＳＩＣ）を開発する必要が無い。また１つの電子回路の規模（面積等）を抑え、複数のＩＣを用いて超音波トランスデューサ１００の全素子の処理を行うことが可能である。したがって、開発コストや製造コスト、製品コスト等が低減される。
【００６４】
また、超音波振動子１１０ａと配線基板ブロック１３０とは、可撓性を有するフレキシブル基板１２０を介して接続されている。したがって、超音波振動子群１１０の背面の形状・起伏と、配線基板ブロック１３０の前面の形状・起伏とに合わせてフレキシブル基板１２０が曲げ撓められる。結果として、超音波振動子群１１０の端子１１０ｃと第１接続パッド１３１ａとの接続が容易となる。
【００６５】
［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２００および超音波トランスデューサ２００が設けられた超音波プローブについて図６〜図１０を参照して説明する。図６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２００の概要を示す概略斜視図である。図７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２００の概要を示す概略分解斜視図である。図８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２００において、フレキシブル基板２２０を介した超音波振動子２１０ａと配線基板２３０ａとの接続状態の概要を示す概略断面図である。図９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２００の配線基板ブロック２３０の概要を示す概略斜視図である。図１０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２００の配線基板２３０ａの概要を示す概略斜視図である。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する場合がある。
【００６６】
（全体構成の概略）
図６および図７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２００においても、超音波振動子２１０ａを２次元的に配列して構成された超音波振動子群２１０を有している。また超音波振動子群２１０の全体の形状は凸形状または円弧状となる構成とすることが可能である。
【００６７】
また図６および図７に示すように、超音波振動子群２１０の後方側には、フレキシブル基板２２０が隣接して配置され、フレキシブル基板２２０の後方には、厚板状の配線基板２３０ａを配列して構成された配線基板ブロック２３０が配置される。
【００６８】
また配線基板ブロック２３０における側面には、電子回路基板２４０が設けられる。また第２実施形態の配線基板ブロック２３０も第１実施形態と同じく、配線基板２３０ａがそれぞれ組み合わされることにより、当該各配線基板２３０ａの側面２３３が連なって構成される略平面状の側面群が形成されている。この側面群に対し電子回路基板２４０が設置される。この電子回路基板２４０における、表面２４１には、電子回路２５０が設置される。
【００６９】
図７および８に示すように超音波振動子群２１０の超音波振動子２１０ａそれぞれは、端子２１０ｃを介し、後方側に配置されたフレキシブル基板２２０における第３接続パッド２２１に接続され導通されている。この図７に示す第３接続パッド２２１は、フレキシブル基板２２０に設けられた貫通電極２２２（図８参照）によってフレキシブル基板２２０の背面まで引き出され、当該背面に形成された第４接続パッド２２３（図８参照）に導通されている。
【００７０】
図８に示すように、フレキシブル基板２２０の背面に配置された第４接続パッド２２３は、配線基板ブロック２３０における各配線基板２３０ａの前面２３１に形成された第１接続パッド２３１ａに接続され、かつ導通される。また、この第１接続パッド２３１ａには、第２板面２３２、側面２３３を通された接続リード２３２ａが接続されている。この接続リード２３２ａは、当該第１接続パッド２３１ａから各配線基板２３０ａの第２板面２３２を通り、第２接続パッド２３３ａまで設けられる。したがって、第１接続パッド２３１ａと第２接続パッド２３３ａとは、接続リード２３２ａによって導通されている。
【００７１】
なお、第２実施形態における各部と本発明との対応は、第１実施形態における対応関係と同様である。
【００７２】
（配線基板ブロックおよび配線基板）
次に、図６、図９および図１０を参照して、第２実施形態の超音波トランスデューサ２００における配線基板ブロック２３０、配線基板２３０ａについて説明する。なお、各図において示される超音波トランスデューサ２００の配線基板ブロック２３０における第１接続パッド２３１ａの配列数および配線基板２３０ａの数は概念上示されるものであり、実際と異なるものである。また端子２１０ｃに応じた第１接続パッド２３１ａの行数や列数についても一例であり、その他の構成とすることも可能である。
【００７３】
第２実施形態にかかる超音波トランスデューサ２００における配線基板ブロック２３０は、電子回路２５０と、超音波振動子２１０ａそれぞれとの間の配線の引き回しを行うものである。図９に示すように超音波トランスデューサ２００のでは、複数の配線基板２３０ａが並べられ、隣接させて組み合わせられることにより、集合体を形成し配線基板ブロック２３０となる。またこの配線基板ブロック２３０は、図９および図１０に示すように、超音波振動子群２１０の背面の形状に合わせて形成された曲面または凸形状をなす配線基板２３０ａの前面２３１が同方向に向けて配列されるように組み合わせられる。
【００７４】
また図１０に示すように第２実施形態における配線基板２３０ａそれぞれは、第１実施形態における配線基板１３０ａと同様に、最も広い第１板面（不図示）および反対側の第２板面２３２を有し、かつ第１板面および第２板面２３２に対して略直交する側面２３３および反対側の側面（不図示）を有する。また配線基板２３０ａは、第２板面２３２および側面２３３と直交する背面（不図示）およびこの背面の反対側となる前面２３１を有する。つまり配線基板２３０ａはこれらの第１板面、第２板面２３２、側面２３３、前面２３１および背面を含む厚板状に形成されている。
【００７５】
ただし、第２実施形態における配線基板２３０ａそれぞれの高さは、ほぼ一律となる。すなわち図７に示すように第２実施形態における配線基板２３０ａの前面２３１は、超音波振動子群２１０の背面のうち、当該前面２３１が対向する部分の超音波振動子２１０ａの配列形状に応じた形状に形成されている。例えば図７に示すように、超音波振動子群２１０の配列が円弧状であれば、配線基板２３０ａの前面２３１の形状は、超音波振動子群２１０における対向面（背面）の形状に合わせて円弧状に形成される。ただし、超音波振動子２１０ａの２次元配列において、行方向および列方向の双方において、配列形状が湾曲または凸形状となっていれば、配線基板ブロック２３０の配列の中央にある配線基板２３０ａが最も高く形成され、当該配列の端部に向かうにつれ、配線基板２３０ａの高さが漸次低くなっていくように形成される場合もある。
【００７６】
また図９および図１０に示すように配線基板ブロック２３０における配線基板２３０ａそれぞれの幅および高さの関係は、第１実施形態における配線基板１３０ａの例と異なり、必ずしも幅より高さが長くなるとは限らない。例えば図１０に示す配線基板２３０ａは、その幅より高さのほうが長く形成される。
【００７７】
なお、第２板面２３２、接続リード２３２ａ、側面２３３、第２接続パッド２３３ａ、電子回路基板２４０および電子回路２５０の構成や互いの接続については第１実施形態と同様であるため、説明を割愛する。
【００７８】
（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２００を含む超音波プローブの作用及び効果について説明する。
【００７９】
上記説明した第２実施形態の超音波トランスデューサ２００においても、超音波振動子群２１０が曲面状または凸面状である場合に、電子回路２５０を略平面に配置することができる。さらに、配線基板ブロック２３０の側面に接続リード２３２ａが集合しているので、電子回路２５０と後段電子回路（中継部等）との接続が容易となり、かつ接続リード２３２ａの配線も容易となる。結果として、超音波トランスデューサ２００における超音波振動子群２１０の超音波振動子２１０ａの配列数や、配列形状にかかわらず、２次元配列の超音波トランスデューサ２００および超音波トランスデューサ２００を含む超音波プローブを実現することが可能となる。
【００８０】
さらに電子回路２５０を直接、超音波振動子群２１０に実装する必要がないので、超音波トランスデューサの仕様ごとに専用ＩＣ（ＡＳＩＣ）を開発する必要が無い。また１つの電子回路２５０の規模を抑えることが可能である。したがって、開発コストや製造コスト、製品コスト等が低減される。
【００８１】
また、超音波振動子２１０ａと配線基板ブロック２３０とは、可撓性を有するフレキシブル基板２２０を介して接続されているので、超音波振動子群２１０の端子２１０ｃと第１接続パッド２３１ａとの接続が容易となる。
【００８２】
［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３００および超音波トランスデューサ３００が設けられた超音波プローブについて図１１〜図１４を参照して説明する。図１１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３００の概要を示す概略斜視図である。図１２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３００の概要を示す概略分解斜視図である。図１３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３００の配線基板ブロック３３０の概要を示す概略斜視図である。図１４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３００の配線基板３３０ａの概要を示す概略斜視図である。なお、第３実施形態については、第１実施形態、第２実施形態と異なる部分を主として説明し、その他重複する部分については説明を割愛する場合がある。
【００８３】
（全体構成の概略）
図１１および図１２に示すように、第３実施形態にかかる超音波トランスデューサ３００においても、超音波振動子３１０ａを２次元的に配列して構成された超音波振動子群３１０を有している。また超音波振動子群３１０の全体の形状は凸形状または円弧状となる構成とすることが可能である。
【００８４】
また図１１および図１２に示すように、第１実施形態および第２実施形態と同じく、超音波振動子群３１０の超音波振動子３１０ａと配線基板ブロック３３０とは、フレキシブル基板３２０を介して接続されている。また図１３および図１４に示すように、配線基板ブロック３３０は厚板状の配線基板３３０ａを配列して構成されている。
【００８５】
ただし図１１および図１２に示すように、第１実施形態および第２実施形態と異なり、第３実施形態の配線基板ブロック３３０に対しては、背面群３３５に対して電子回路基板３４０が設置される。すなわち、第３実施形態における配線基板ブロック３３０は、配線基板３３０ａがそれぞれ組み合わされることにより、当該各配線基板３３０ａの背面が連なって構成される略平面状の背面群３３５が形成されている。またこの背面群３３５に対し電子回路基板３４０が設置される。この電子回路基板３４０における、裏面３４２には、配線基板ブロック３３０の背面群３３５に配列された第２接続パッド（不図示）に対応して、第５接続パッド３４２ａが形成されている。また電子回路基板３４０の図示しない表面には、電子回路（不図示）が設置される。
【００８６】
なお、超音波振動子群３１０の超音波振動子３１０ａそれぞれと、フレキシブル基板３２０と、配線基板ブロック３３０の前面３３１との接続構成については、第１実施形態および第２実施形態と同様であるので説明を割愛する。また、第３実施形態における各部と本発明との対応は、第１実施形態および第２実施形態における対応関係と同様である。
【００８７】
（配線基板ブロックおよび配線基板）
次に、図１１、図１３および図１４を参照して、第３実施形態の超音波トランスデューサ３００における配線基板ブロック３３０、配線基板３３０ａについて説明する。なお、各図において示される超音波トランスデューサ３００の配線基板ブロック３３０における第１接続パッド３３１ａの配列数および配線基板３３０ａの数は概念上示されるものであり、実際と異なるものである。また超音波振動子３１０ａ背面の端子（不図示）に応じた第１接続パッド３３１ａの行数や列数についても一例であり、その他の構成とすることも可能である。
【００８８】
第３実施形態にかかる配線基板ブロック３３０は、図１３に示すように超音波トランスデューサ３００の配線基板ブロック３３０は、複数の配線基板３３０ａが並べられ、隣接させて組み合わせられることにより、集合体を形成し、配線基板ブロック３３０となる。またこの配線基板ブロック３３０は、図１３および図１４に示すように、超音波振動子群３１０の背面の形状に合わせて形成された曲面または凸形状をなす配線基板３３０ａの前面３３１が同方向に向けて配列されるように組み合わせられる。
【００８９】
また図１３に示すように第３実施形態における配線基板３３０ａそれぞれは、第１実施形態における配線基板３３０ａと同様に、最も広い第１板面（不図示）および反対側の第２板面３３２を有し、かつ第１板面等および第２板面３３２に対して略直交する側面３３３およびその反対側の側面（不図示）を有する。また、配線基板３３０ａは第２板面３３２および側面３３３と直交する背面およびその反対側の前面３３１を有する。つまり配線基板３３０ａはこれらの第１板面、第２板面３３２、側面３３３、前面３３１および背面を含む厚板状に形成されている。
【００９０】
また図１４に示すように、第３実施形態における配線基板３３０ａは、第２実施形態と同様にその高さがほぼ一律となる。また、第２実施形態と同様に、第３実施形態における配線基板３３０ａの前面３３１も、超音波振動子群３１０に対して、当該前面３３１が対向する部分の形状に応じた形状に形成されている。また、第２実施形態と同様に超音波振動子３１０ａの２次元配列において、行方向および列方向の双方において湾曲または凸形状となっていれば、配線基板ブロック３３０の配列の中央にある配線基板３３０ａが最も高く形成され、当該配列の端部に向かうにつれ、配線基板３３０ａの高さが漸次低くなっていくように形成される場合もある。配線基板ブロック３３０における配線基板３３０ａそれぞれの幅および高さの関係は、第２実施形態における配線基板２３０ａと同様である。
【００９１】
ここで、第３実施形態における配線基板ブロック３３０において、第２板面３３２、接続リード３３２ａ、側面３３３、第２接続パッド（不図示）、電子回路基板３４０および電子回路の構成や互いの接続関係は第１実施形態および第２実施形態と異なる。これらの構成について以下、説明する。
【００９２】
図１２〜図１４に示すように、配線基板ブロック３３０における配線基板３３０ａは、側面３３３において第２接続パッドが形成されない。この第２接続パッドは、配線基板ブロック３３０における背面群３３５に配列される。すなわち、配線基板３３０ａにおける背面には、第１接続パッド３３１ａとほぼ同じ配列間隔で第２接続パッド（不図示）が形成されている。したがって、第２板面３３２における接続リード３３２ａは、前面３３１の第１接続パッド３３１ａから略直線状に引き出され、配線基板３３０ａの背面に向かう。さらに配線基板３３０ａの背面に配列された第２接続パッドと接続リード３３２ａとが接続される。
【００９３】
さらに図１２に示すように配線基板ブロック３３０の背面群３３５に配列された第２接続パッドと、電子回路基板３４０の裏面３４２に配列された第５接続パッド３４２ａとが接続され、電子回路基板３４０の表面における電子回路と導通される。この電子回路基板３４０を介した第２接続パッドと電子回路との接続構成については、第１実施形態および第２実施形態と同様であるので説明を割愛する。
【００９４】
なお、第３実施形態における配線基板ブロック３３０の配線基板３３０ａは、図１３および図１４に示すような構成に限られず、例えば第１実施形態における配線基板１３０ａのような構成であってもよい。
【００９５】
（作用・効果）
以上説明した第３実施形態にかかる超音波トランスデューサ３００を含む超音波プローブの作用及び効果について説明する。
【００９６】
上記説明した第３実施形態の超音波トランスデューサ３００においても、超音波振動子群３１０が曲面状または凸面状である場合に、電子回路を略平面に配置することができる。さらに、配線基板ブロック３３０の背面群３３５に接続リード３３２ａが集合しているので、電子回路と後段電子回路（中継部等）との接続が容易となり、かつ接続リード３３２ａの配線も容易となる。結果として、超音波トランスデューサ３００における超音波振動子群３１０の超音波振動子３１０ａの配列数や、配列形状にかかわらず、２次元配列の超音波トランスデューサ３００を実現することが可能となる。
【００９７】
さらに電子回路を直接、超音波振動子群３１０に実装する必要がないので、超音波トランスデューサの仕様ごとに専用ＩＣ（ＡＳＩＣ）を開発する必要が無い。また１つの電子回路の規模を抑えることが可能である。したがって、開発コストや製造コスト、製品コスト等が低減される。
【００９８】
また、超音波振動子３１０ａと配線基板ブロック３３０とは、可撓性を有するフレキシブル基板３２０を介して接続されているので、超音波振動子群３１０の端子と第１接続パッド３３１ａとの接続が容易となる。
【００９９】
[変形例]
次に、上述した第１実施形態〜第３実施形態の超音波トランスデューサの変形例について、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）を参照して説明する。図１５（Ａ）は、この発明の第１実施形態の変形例にかかる超音波トランスデューサの配線基板の概要を示す概略斜視図である。図１５（Ｂ）は、この発明の第２実施形態および第３実施形態の変形例にかかる超音波トランスデューサの配線基板の概要を示す概略斜視図である。
【０１００】
図５や図１０、図１３に示すように上述の超音波トランスデューサにおいては、第２接続パッドが１つの面（側面１３３、側面２３３、背面群３３５等）にのみ形成されていたが、本発明の超音波トランスデューサとしては、この構成に限られない。例えば、図１５（Ａ）または図１５（Ｂ）に示すように側面と、反対側の側面の２つの面に第２接続パッドを配列することも可能である。または、側面と背面との２つの面に第２接続パッドを配列することも可能である。また配線基板ブロックの３つの面に第２接続パッドを引き出すことも可能である。この場合、第１接続パッドから引き出される接続リード１３２ａは、第２接続パッドの配置に応じて形成される。
【０１０１】
この変形例においても上記説明した第１〜第３実施形態の超音波トランスデューサと同様に、超音波トランスデューサにおける超音波振動子群の超音波振動子の配列数や、配列形状にかかわらず、２次元配列の超音波トランスデューサおよび超音波トランスデューサを含む超音波プローブを実現することが可能となる。また、この変形例においては、複数面に接続リードが引き出されるため、接続リードの引き回しが容易となり、さらに第２接続パッドの配列間隔に余裕を持たせることが可能となる。
【０１０２】
また、接続リードは、第２板面から第２接続パッドに引き出される構成に限らず、例えば第２板面および第１板面の双方を介して引き出される構成とすることも可能である。この場合は、配線基板間には絶縁シート等が設けられる。
【０１０３】
また、上記説明した第１〜第３実施形態の超音波トランスデューサにおいては、超音波振動子との位置合わせの調整の観点から、超音波振動子の２次元配列における１行分、または１列分に対して。配線基板が１枚割り当てられている。ただし、位置合わせの調整が困難でない場合は、例えば超音波振動子２列に対して１枚の配線基板を割り当てる等、超音波振動子の複数配列に対して１枚の配線基板を割り当てることも可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００、２００、３００  超音波トランスデューサ
１１０、２１０、３１０  超音波振動子
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ  超音波振動子群
１１０ｃ、２１０ｃ  端子
１２０、２２０、３２０  フレキシブル基板
１２１、２２１、３２１  第３接続パッド
１２２、２２２  貫通電極
１２３、２２３  第４接続パッド
１３０、２３０、３３０  配線基板ブロック
１３０ａ、２３０ａ、３３０ａ  配線基板
１３１、２３１、３３１  前面
１３１ａ、２３１ａ、３３１ａ  第１接続パッド
１３２、２３２、３３２  第２板面
１３２ａ、２３２ａ、３３２ａ  接続リード
１３３、２３３、３３３  側面
１３３ａ、２３３ａ  第２接続パッド
１３４  第１板面
１４０、２４０、３４０  電子回路基板
１４１、２４１  表面
１５０、２５０  電子回路
３３５  背面群
３４２  裏面
３４２ａ  第５接続パッド
【図１】
0005611645.tif 000002
【図２】
0005611645.tif 000003
【図３】
0005611645.tif 000004
【図４】
0005611645.tif 000005
【図５】
0005611645.tif 000006
【図６】
0005611645.tif 000007
【図７】
0005611645.tif 000008
【図８】
0005611645.tif 000009
【図９】
0005611645.tif 000010
【図１０】
0005611645.tif 000011
【図１１】
0005611645.tif 000012
【図１２】
0005611645.tif 000013
【図１３】
0005611645.tif 000014
【図１４】
0005611645.tif 000015
【図１５】
0005611645.tif 000016