(57)【要約】  本発明に係る超音波振動子モジュールは、挿入部の長手軸を含み、かつ該長手軸に平行な面上で超音波を送受信する超音波振動子と、超音波振動子の超音波を送受信する表面と反対側に設けられた基板であって、超音波振動子と電気的に接続するとともに、該超音波振動子との接続部分と異なる部分に第１の配線パッドが形成された基板と、超音波振動子および基板を収容する収容穴、および収容穴に連なり、基板の一部を保持可能な保持穴がそれぞれ形成された筐体であって、当該筐体の外周面に設けられた複数の電極パッドと、保持穴に設けられ、各々が複数の電極パッドのうち対応する電極パッドと電気的に接続するとともに、第１の配線パッドと電気的に接続する複数の第２の配線パッドとを有する筐体と、を備えた。
2017010292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入される挿入部の先端に設けられ、該挿入部の長手軸を含み、かつ該長手軸に平行な面上で超音波を送受信する超音波振動子と、
前記超音波振動子の前記超音波を送受信する表面と反対側に設けられた基板であって、前記超音波振動子と電気的に接続するとともに、該超音波振動子との接続部分と異なる部分に第１の配線パッドが形成された基板と、
前記超音波振動子および前記基板を収容する収容穴、および前記収容穴に連なり、前記基板の一部を保持可能な保持穴がそれぞれ形成された筐体であって、当該筐体の外周面に設けられた複数の電極パッドと、前記保持穴に設けられ、各々が前記複数の電極パッドのうち対応する電極パッドと電気的に接続するとともに、前記第１の配線パッドと電気的に接続する複数の第２の配線パッドとを有する筐体と、
を備えたことを特徴とする超音波振動子モジュール。
【請求項２】
前記保持穴は、前記基板の一部を嵌合可能な溝形状をなし、
前記第２の配線パッドは、前記第１の配線パッドと接触する側の表面が、前記保持穴の表面の一部をなす
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項３】
前記収容穴は、深さ方向が前記長手軸と直交する方向に延び、
前記保持穴は、前記収容穴から前記長手軸と垂直な方向に延びる
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項４】
前記収容穴は、深さ方向が前記長手軸と直交する方向に延び、
前記保持穴は、前記収容穴から前記長手軸の方向に延びる
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項５】
前記第２の配線パッドは、前記筐体の内部を介して対応する前記電極パッドと電気的に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項６】
請求項１に記載の超音波振動子モジュールを先端に有し、被検体内に挿入される挿入部と、
前記超音波振動子モジュールと電気的に接続可能なケーブルと、
を備えたことを特徴とする超音波内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を観測対象へ送信するとともに、観測対象で反射された超音波エコーを受信して電気信号に変換する超音波振動子を備えた超音波振動子モジュール、およびこの超音波振動子を挿入部の先端に備えた超音波内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
観測対象である生体組織または材料の特性を観測するために、超音波を適用することがある。具体的には、超音波観測装置が、超音波を送受信する超音波振動子から受信した超音波エコーに対して所定の信号処理を施すことにより、観測対象の特性に関する情報を取得することができる。【０００３】
超音波振動子は、電気的なパルス信号を超音波パルス（音響パルス）に変換して観測対象へ照射するとともに、観測対象で反射された超音波エコーを電気的なエコー信号に変換して出力する複数の圧電素子を備える。例えば、複数の圧電素子を所定の方向に沿って並べて、送受信にかかわる素子を電子的に切り替えることで、観測対象から超音波エコーを取得する。【０００４】
超音波振動子の種別として、コンベックス型、リニア型、ラジアル型等、超音波ビームの送受信方向が異なる複数のタイプが知られている。このうち、コンベックス型の超音波振動子は、複数の圧電素子が曲面に沿って配列され、各々が超音波ビームを曲面の径方向に向けて出射する（例えば、特許文献１を参照）。【０００５】
図７は、従来のコンベックス型の超音波振動子を有する超音波内視鏡の先端部の構成例を模式的に示す図である。図８は、図７に示すＢ−Ｂ線に応じた部分断面図であって、先端部の長手軸Ｎ１０を通過する平面を切断面とする部分断面図である。図７，８に示すように、従来の超音波振動子モジュール３００は、後述する超音波振動子３０１などを収容する収容穴３０２ａ、および該超音波振動子３０１に接続するケーブル３１１を挿通する挿通孔３０２ｂからなる筐体３０２により構成される。筐体３０２は、上述したコンベックス型の超音波振動子３０１と、超音波振動子３０１の各圧電素子と電気的に接続する複数のケーブル３１１と、超音波振動子３０１と複数のケーブル３１１との間を中継する中継基板３１２と、を備える。収容穴３０２ａには、超音波振動子３０１および中継基板３１２が収容され、挿通孔３０２ｂには、複数のケーブル３１１が挿通されている。中継基板３１２は、超音波振動子３０１に接続するリジット基板３１２ａと、リジット基板３１２ａに接続するとともに、複数のケーブル３１１が接続されるフレキシブル基板３１２ｂとを含む。【０００６】
図９は、従来のコンベックス型の超音波振動子を有する超音波内視鏡における製造方法の一部を説明する図であって、超音波振動子モジュールの筐体に超音波振動子を配設する方法を説明する図である。超音波振動子モジュール３００は、超音波振動子３０１に取り付けられたリジット基板３１２ａに、複数のケーブル３１１が接続されたフレキシブル基板３１２ｂの接続部３１２０を接着した後（例えば、図８参照）、図９に示すように、収容穴３０２ａにケーブル３１１側から挿入して、収容穴３０２ａに超音波振動子３０１を接着することによって製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図９に示すような従来の超音波内視鏡では、リジット基板３１２ａにおいて、ケーブル３１１が接続されたフレキシブル基板３１２ｂをはんだ付けするためのスペースを形成するために中継基板３１２を小型化することが難しく、また、中継基板３１２の筐体３０２への組み付けに係る作業性を確保するためのスペースを形成するために収容穴３０２ａの空間を削減することが難しかった。これらのことから、超音波振動子３０１を収容する筐体３０２を小型化することが難しかった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、超音波振動子を収容する筐体の小型化を可能とする超音波振動子モジュールおよび超音波内視鏡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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る超音波振動子モジュールは、被検体内に挿入される挿入部の先端に設けられ、該挿入部の長手軸を含み、かつ該長手軸に平行な面上で超音波を送受信する超音波振動子と、前記超音波振動子の前記超音波を送受信する表面と反対側に設けられた基板であって、前記超音波振動子と電気的に接続するとともに、該超音波振動子との接続部分と異なる部分に第１の配線パッドが形成された基板と、前記超音波振動子および前記基板を収容する収容穴、および前記収容穴に連なり、前記基板の一部を保持可能な保持穴がそれぞれ形成された筐体であって、当該筐体の外周面に設けられた複数の電極パッドと、前記保持穴に設けられ、各々が前記複数の電極パッドのうち対応する電極パッドと電気的に接続するとともに、前記第１の配線パッドと電気的に接続する複数の第２の配線パッドとを有する筐体と、を備えたことを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールは、上記発明において、前記保持穴は、前記基板の一部を嵌合可能な溝形状をなし、前記第２の配線パッドは、前記第１の配線パッドと接触する側の表面が、前記保持穴の表面の一部をなすことを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールは、上記発明において、前記収容穴は、深さ方向が前記長手軸と直交する方向に延び、前記保持穴は、前記収容穴から前記長手軸と垂直な方向に延びることを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールは、上記発明において、前記収容穴は、深さ方向が前記長手軸と直交する方向に延び、前記保持穴は、前記収容穴から前記長手軸の方向に延びることを特徴とする。【００１４】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールは、上記発明において、前記第２の配線パッドは、前記筐体の内部を介して対応する前記電極パッドと電気的に接続することを特徴とする。【００１５】
また、本発明に係る超音波内視鏡は、上記の発明に係る超音波振動子モジュールを先端に有し、被検体内に挿入される挿入部と、前記超音波振動子モジュールと電気的に接続可能なケーブルと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、超音波振動子を収容する筐体を小型化することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムを模式的に示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る超音波内視鏡の挿入部の先端構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る超音波振動子モジュールの構成を模式的に示す部分断面図である。
【図４】図４は、図３に示すＡ−Ａ線に応じた断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係る超音波振動子モジュールの構成を模式的に示す部分断面図である。
【図７】図７は、従来のコンベックス型の超音波振動子を有する超音波内視鏡の先端部の構成例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、図７に示すＢ−Ｂ線に応じた部分断面図である。
【図９】図９は、従来のコンベックス型の超音波振動子を有する超音波内視鏡における製造方法の一部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態）について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムを模式的に示す図である。内視鏡システム１は、超音波内視鏡を用いて人等の被検体内の超音波診断を行うシステムである。この内視鏡システム１は、図１に示すように、超音波内視鏡２と、超音波観測装置３と、内視鏡観察装置４と、表示装置５と、光源装置６とを備える。
【００２０】
超音波内視鏡２は、その先端部に設けられた超音波振動子によって、超音波観測装置３から受信した電気的なパルス信号を超音波パルス（音響パルス）に変換して被検体へ照射するとともに、被検体で反射された超音波エコーを電圧変化で表現する電気的なエコー信号に変換して出力する。
【００２１】
超音波内視鏡２は、通常は撮像光学系および撮像素子を有しており、被検体の消化管（食道、胃、十二指腸、大腸）、または呼吸器（気管・気管支）へ挿入され、消化管や、呼吸器の撮像を行うことが可能である。また、その周囲臓器（膵臓、胆嚢、胆管、胆道、リンパ節、縦隔臓器、血管等）を、超音波を用いて撮像することが可能である。また、超音波内視鏡２は、光学撮像時に被検体へ照射する照明光を導くライトガイドを有する。このライトガイドは、先端部が超音波内視鏡２の被検体への挿入部の先端まで達している一方、基端部が照明光を発生する光源装置６に接続されている。
【００２２】
超音波内視鏡２は、図１に示すように、挿入部２１と、操作部２２と、ユニバーサルコード２３と、コネクタ２４とを備える。挿入部２１は、被検体内に挿入される部分である。この挿入部２１は、図１に示すように、先端側に設けられ、超音波振動子７を保持する硬性の先端部２１１と、先端部２１１の基端側に連結され湾曲可能とする湾曲部２１２と、湾曲部２１２の基端側に連結され可撓性を有する可撓管部２１３とを備える。ここで、挿入部２１の内部には、具体的な図示は省略したが、光源装置６から供給された照明光を伝送するライトガイド、各種信号を伝送する複数の信号ケーブルが引き回されているとともに、処置具を挿通するための処置具用挿通路などが形成されている。
【００２３】
超音波振動子７は、コンベックス振動子およびリニア振動子のいずれでも構わない。本実施の形態１では、超音波内視鏡２が、超音波振動子７として複数の圧電素子をアレイ状に設け、送受信にかかわる圧電素子を電子的に切り替えたり、各圧電素子の送受信に遅延をかけたりすることで、電子的に走査させるコンベックス型の超音波振動子であるものとして説明する。超音波振動子７の構成については、後述する。
【００２４】
図２は、本実施の形態１に係る超音波内視鏡の挿入部の先端構成を模式的に示す斜視図である。図２に示すように、先端部２１１は、超音波振動子７を保持する超音波振動子モジュール２１４と、照明光を集光して外部に出射する照明レンズ２１５ａ、および、撮像光学系の一部をなし、外部からの光を取り込む対物レンズ２１５ｂを有する内視鏡モジュール２１５と、を備える。内視鏡モジュール２１５には、挿入部２１内に形成された処置具用挿通路に連通し、挿入部２１の先端から処置具を突出させる処置具突出口２１５ｃが形成されている。処置具用挿通路は、処置具突出口２１５ｃに連なる端部近傍が、挿入部２１の長手軸Ｎ（図３参照）に対して傾斜し、処置具が処置具突出口２１５ｃから長手軸Ｎに対して傾斜した方向に突出するように設けられている。ここでいう長手軸Ｎとは、挿入部２１の長手方向に沿った軸である。湾曲部２１２や可撓管部２１３では各位置によって軸方向が変化するが、硬性の先端部２１１では、長手軸Ｎは、一定した直線をなす軸である。
【００２５】
操作部２２は、挿入部２１の基端側に連結され、医師等からの各種操作を受け付ける部分である。この操作部２２は、図１に示すように、湾曲部２１２を湾曲操作するための湾曲ノブ２２１と、各種操作を行うための複数の操作部材２２２とを備える。また、操作部２２には、処置具用挿通路に連通し、当該処置具用挿通路に処置具を挿通するための処置具挿入口２２３が形成されている。
【００２６】
ユニバーサルコード２３は、操作部２２から延在し、各種信号を伝送する複数の信号ケーブル、および光源装置６から供給された照明光を伝送する光ファイバ等が配設されたケーブルである。
【００２７】
コネクタ２４は、ユニバーサルコード２３の先端に設けられている。そして、コネクタ２４は、超音波ケーブル３１、ビデオケーブル４１、および光ファイバケーブル６１がそれぞれ接続される第１〜第３コネクタ部２４１〜２４３を備える。
【００２８】
超音波観測装置３は、超音波ケーブル３１（図１参照）を介して超音波内視鏡２に電気的に接続し、超音波ケーブル３１を介して超音波内視鏡２にパルス信号を出力するとともに超音波内視鏡２からエコー信号を入力する。そして、超音波観測装置３は、当該エコー信号に所定の処理を施して超音波画像を生成する。
【００２９】
内視鏡観察装置４は、ビデオケーブル４１（図１参照）を介して超音波内視鏡２に電気的に接続し、ビデオケーブル４１を介して超音波内視鏡２からの画像信号を入力する。そして、内視鏡観察装置４は、当該画像信号に所定の処理を施して内視鏡画像を生成する。
【００３０】
表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro  Luminescence）、プロジェクタ、ＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）などを用いて構成され、超音波観測装置３にて生成された超音波画像や、内視鏡観察装置４にて生成された内視鏡画像等を表示する。
【００３１】
光源装置６は、光ファイバケーブル６１（図１参照）を介して超音波内視鏡２に接続し、光ファイバケーブル６１を介して被検体内を照明する照明光を超音波内視鏡２に供給する。
【００３２】
続いて、挿入部２１の先端に設けられた超音波振動子７の構成を図２〜５を参照して説明する。図３は、本実施の形態１に係る超音波振動子モジュールの構成を模式的に示す部分断面図であって、挿入部２１の長手軸Ｎを通過する平面を切断面とする部分断面図である。図４は、図３に示すＡ−Ａ線に応じた断面図である。本実施の形態１では、超音波振動子７が、図２に示すようなコンベックス型の超音波振動子であって、複数の圧電素子７１が一列に配列された一次元アレイ（１Ｄアレイ）であるものとして説明する。換言すれば、本実施の形態１に係る超音波振動子７では、複数の圧電素子７１が、当該超音波振動子７の曲面をなす外表面に沿って配置され、長手軸Ｎを含み、かつ該長手軸Ｎと平行な面上で超音波を送受信する。
【００３３】
超音波振動子７は、角柱状をなし、長手方向を揃えて並べられてなる複数の圧電素子７１と、圧電素子７１に対し、当該超音波振動子７の外表面側に設けられる第１音響整合層７２と、第１音響整合層７２の圧電素子７１と接する側と反対側に設けられる第２音響整合層７３と、圧電素子７１の第１音響整合層７２と接する側と反対側に設けられるバッキング材７４と、第２音響整合層７３の第１音響整合層７２と接する側と反対側に設けられる音響レンズ７５とを有する（図４を参照）。音響レンズ７５は、第１音響整合層７２、第２音響整合層７３および壁部７６の外表面を被覆する。音響レンズ７５は、超音波振動子７の外表面をなしている。
【００３４】
圧電素子７１は、電気的なパルス信号を超音波パルス（音響パルス）に変換して被検体へ照射するとともに、被検体で反射された超音波エコーを電圧変化で表現する電気的なエコー信号に変換して出力する。
【００３５】
第１音響整合層７２および第２音響整合層７３は、圧電素子７１と観測対象との間で音（超音波）を効率よく透過させるために、圧電素子７１と観測対象との音響インピーダンスをマッチングさせる。第１音響整合層７２および第２音響整合層７３は、互いに異なる材料からなる。なお、本実施の形態１では、二つの音響整合層（第１音響整合層７２および第２音響整合層７３）を有するものとして説明するが、圧電素子７１と観測対象との特性により一層としてもよいし、三層以上としてもよい。
【００３６】
バッキング材７４は、圧電素子７１の動作によって生じる不要な超音波振動を減衰させる。バッキング材７４は、減衰率の大きい材料、例えば、アルミナやジルコニア等のフィラーを分散させたエポキシ樹脂や、上述したフィラーを分散したゴムを用いて形成される。
【００３７】
音響レンズ７５は、シリコーン、ポリメチルペンテンや、エポキシ樹脂、ポリエーテルイミドなどを用いて形成され、一方の面が凸状または凹状をなして超音波を絞る機能を有し、第２音響整合層７３を通過した超音波を外部に出射する、または外部からの超音波エコーを取り込む。音響レンズ７５については、任意に設けることができ、当該音響レンズ７５を有しない構成であってもよい。
【００３８】
以上の構成を有する超音波振動子７は、パルス信号の入力によって圧電素子７１が振動することで、第１音響整合層７２、第２音響整合層７３および音響レンズ７５を介して観測対象に超音波を照射する。この際、圧電素子７１において、第１音響整合層７２、第２音響整合層７３および音響レンズ７５の配設側と反対側は、バッキング材７４により、圧電素子７１からの不要振動を減衰させている。また、観測対象から反射された超音波は、第１音響整合層７２、第２音響整合層７３および音響レンズ７５を介して圧電素子７１に伝えられる。伝達された超音波により圧電素子７１が振動し、圧電素子７１が該振動を電気的なエコー信号に変換して、エコー信号として図示しない配線を介して超音波観測装置３に出力する。
【００３９】
図３に示すように、超音波振動子モジュール２１４は、上述した超音波振動子７および後述する中継基板１００を収容可能な収容穴２１４ｂと、収容穴２１４ｂに連なり、中継基板１００の一部が嵌入する嵌入穴２１４ｃ（保持穴）と、からなる筐体２１４ａを有する。筐体２１４ａの収容穴２１４ｂが形成される側と反対側の端部に設けられる複数の電極パッド２１６が設けられている。
【００４０】
収容穴２１４ｂは、深さ方向が長手軸Ｎと直交する方向に延び、超音波振動子７および中継基板１００を収容可能な中空空間を形成している。なお、ここでいう「深さ方向」とは、開口から底部に向かう方向のことをいう。
【００４１】
嵌入穴２１４ｃは、収容穴２１４ｂから、筐体２１４ａの軸方向（挿入部２１の長手軸Ｎ方向）と直交する方向に延び、中継基板１００の一部を嵌合可能な溝形状をなす。また、嵌入穴２１４ｃには、複数の配線パッド２１４１（第２の配線パッド）が形成されている。配線パッド２１４１は、筐体２１４ａの内部に埋め込まれており、後述する配線パッド１０１１と接触する側の表面が、嵌入穴２１４ｃの表面の一部をなしている。電極パッド２１６と配線パッド２１４１とは、筐体２１４ａの内部に設けられるＦＰＣ基板（図示せず）によって電気的に接続されている。なお、ＦＰＣ基板は、組をなす電極パッド２１６および配線パッド２１４１ごとに設けられる複数のＦＰＣ基板であってもよいし、複数組の電極パッド２１６および配線パッド２１４１を一括して接続する一枚のＦＰＣ基板であってもよい。また、配線パッド２１４１は、筐体２１４ａの内部に埋め込まれており、配線パッド１０１１と接触する側の表面が、嵌入穴２１４ｃの壁面から突出した形状をなしていてもよい。
【００４２】
また、電極パッド２１６には、当該超音波振動子７（超音波振動子モジュール２１４）と超音波観測装置３とを電気的に接続する経路の一部をなすケーブル２１７が接続される。
【００４３】
超音波振動子モジュール２１４は、超音波振動子７とケーブル２１７との間の電気的な接続を中継する中継基板１００を備える。中継基板１００は、超音波振動子７の一端側であって、超音波を送受信する表面と反対側において、超音波振動子７に保持されるリジット基板である。また、中継基板１００は、他端側において、配線パッド１０１１（第１の配線パッド）が形成され、嵌入穴２１４ｃに嵌入可能な嵌入部１０１を有する。嵌入部１０１は、中継基板１００の超音波振動子７に保持される側と反対側に延びている。換言すれば、嵌入部１０１は、収容穴２１４ｂに収容された状態において、筐体２１４ａの軸方向（挿入部２１の軸方向）と直交する方向に延びる。嵌入部１０１が嵌入穴２１４ｃに嵌入された状態では、互いに対応する配線パッド１０１１と配線パッド２１４１とが接触して、電気的に接続された状態となっている。
【００４４】
続いて、上述した超音波振動子モジュール２１４を製造する製造方法について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する模式図である。超音波振動子モジュール２１４を製造する際には、まず、筐体２１４ａの複数の電極パッド２１６に複数のケーブル２１７をそれぞれ接続する。
【００４５】
その後、図５に示すように、筐体２１４ａの収容穴２１４ｂに、中継基板１００を保持する超音波振動子７を収容することによって超音波振動子モジュール２１４が製造される。超音波振動子７が収容穴２１４ｂに収容されると、同時に、中継基板１００の嵌入部１０１が嵌入穴２１４ｃに嵌入する。この際、配線パッド１０１１と配線パッド２１４１とが接触して、両者が電気的に接続された状態となる。
【００４６】
なお、上述した製造の順は、逆であってもよく、具体的には、筐体２１４ａの収容穴２１４ｂに、中継基板１００を保持する超音波振動子７を収容した後、電極パッド２１６にケーブル２１７を接続するようにしてもよい。
【００４７】
以上説明した本実施の形態１によれば、超音波振動子７が保持する中継基板１００と、ケーブル２１７とが、直接接続されておらず、配線パッド２１４１、内部のＦＰＣ基板および電極パッド２１６を介して接続する構成であり、筐体２１４ａにケーブル２１７が挿通しない構成とすることができる。このため、例えば、収容穴３０２ａにおいて、中継基板３１２にケーブル３１１を接続するための空間領域Ｒ100（図８参照）や、ケーブル３１１を挿通するための挿通孔３０２ｂを形成する必要がなく、図７〜９に示す従来の超音波振動子モジュール３００の筐体３０２と比して超音波振動子モジュール２１４の筐体２１４ａの小型化が可能となる。
【００４８】
また、従来では、超音波振動子３０１が保持する中継基板３１２に複数のケーブル３１１が接続された状態で、収容穴３０２ａにケーブル３１１側から挿入するため、ケーブル３１１が収容穴３０２ａと挿通孔３０２ｂとの境界に差し掛かると、ケーブル３１１が折れ曲がる。このケーブル３１１の折れ曲がりによって、ケーブル３１１と中継基板３１２との接続部分に応力が加わり、断線などを引き起こすおそれがあった。これに対し、本実施の形態１に係る構成では、ケーブル２１７が筐体２１４ａの外部に接続され、超音波振動子７を収容穴２１４ｂに配設する際に、ケーブル２１７を筐体２１４ａの内部に挿通させないようにしたので、上述した断線などの問題が生じることはない。
【００４９】
また、上述した実施の形態１では、超音波振動子７を収容穴２１４ｂに配設する際に、中継基板１００の嵌入部１０１が嵌入穴２１４ｃに嵌入するようにしたので、容易に製造することができるとともに、超音波振動子７の収容穴２１４ｂに対する位置決めを簡易に行うことが可能となる。
【００５０】
（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２に係る超音波振動子モジュールの構成を模式的に示す部分断面図であって、挿入部２１の長手軸を通過する平面を切断面とする部分断面図である。上述した実施の形態１では、筐体２１４ａの軸方向（挿入部２１の軸方向）と直交する方向に中継基板１００が嵌入して配線パッド１０１１，２１４１が接続するものとして説明したが、本実施の形態２では、挿入部２１の軸方向で中継基板１００が筐体２１４ａと嵌入して配線パッド同士が接続する。
【００５１】
本実施の形態２に係る筐体２１４ａには、上述した実施の形態１に係る嵌入穴２１４ｃに代えて、嵌入穴２１４ｄが形成されている。嵌入穴２１４ｄは、収容穴２１４ｂから、筐体２１４ａの軸方向（挿入部２１の長手軸Ｎ方向）に延び、中継基板１００の一部を嵌合可能な溝形状をなす。嵌入穴２１４ｄには、ＦＰＣ基板を介して、互いに対応する電極パッド２１６と電気的に接続する複数の配線パッド（第２の配線パッド、図示せず）が形成されている。
【００５２】
また、中継基板１００は、上述した実施の形態１に係る嵌入部１０１に代えて、嵌入部１０２が形成されている。嵌入部１０２は、収容穴２１４ｂに収容された状態において、筐体２１４ａの軸方向（挿入部２１の長手軸Ｎ方向）に延びる。嵌入部１０２には、嵌入穴２１４ｄに形成された複数の配線パッドのうち、対応する配線パッドと接触して電気的に接続する複数の配線パッド１０２１（第１の配線パッド）が形成されている。
【００５３】
本実施の形態２においても、上述した実施の形態１と同様に、筐体２１４ａの収容穴２１４ｂに、中継基板１００を保持する超音波振動子７を収容することによって超音波振動子モジュール２１４が製造される。超音波振動子７が収容穴２１４ｂに収容されると、同時に、中継基板１００の嵌入部１０２が嵌入穴２１４ｄに嵌入する。この際、配線パッド１０２１と嵌入穴２１４ｄの配線パッドとが接触して、両者が電気的に接続された状態となる。
【００５４】
以上説明した本実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様に、超音波振動子７が保持する中継基板１００と、ケーブル２１７とが、直接接続されておらず、嵌入穴２１４ｄの配線パッド、内部のＦＰＣ基板および電極パッド２１６を介して接続する構成であり、筐体２１４ａにケーブル２１７が挿通しない構成とすることができる。このため、例えば、収容穴３０２ａにおいて、中継基板３１２にケーブル３１１を接続するための空間領域Ｒ100（図８参照）や、ケーブル３１１を挿通するための挿通孔３０２ｂを形成する必要がなく、図７〜９に示す従来の超音波振動子モジュール３００の筐体３０２と比して超音波振動子モジュール２１４の筐体２１４ａの小型化が可能となる。また、筐体２１４ａに空間領域Ｒ100が形成されている場合であっても、該空間領域Ｒ100を樹脂等で充填すれば、筐体２１４ａの強度を高めることができる。
【００５５】
また、本実施の形態２によれば、嵌入部１０２が、収容穴２１４ｂに収容された状態において、筐体２１４ａの軸方向（挿入部２１の長手軸Ｎ方向）に延びるようにしたので、上述した実施の形態１と比して、挿入部２１の軸方向と直交する方向の長さが小さくなり、挿入部２１の先端構成を一層細径化することができる。
【００５６】
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態および変形例によってのみ限定されるべきものではない。本発明は、以上説明した実施の形態および変形例には限定されず、請求の範囲に記載した技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な実施の形態を含みうるものである。また、実施の形態および変形例の構成を適宜組み合わせてもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態１，２では、中継基板１００の嵌入部１０１，１０２が嵌入穴２１４ｃ，２１４ｄに嵌入するものとして説明したが、配線パッド同士が接触して電気的に接続されるものであればよく、例えば、嵌入部１０１が嵌入穴２１４ｃに対して配線パッド２１４１側の面のみが圧接するものであってもよい。
【００５８】
また、上述した実施の形態１，２では、嵌入穴２１４ｃ，２１４ｄが、収容穴２１４ｂとは異なる形状をなすものとして説明したが、例えば、中継基板１００の配線パッド１０１１，１０２１が側面に設けられるものであれば、嵌入穴２１４ｃ，２１４ｄが、収容穴２１４ｂの一部をなし、配線パッド（例えば、配線パッド２１４１）を、収容穴２１４ｂの表面であって、配線パッド１０１１，１０２１に応じた位置に設けてもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態１，２では、超音波を出射するとともに、外部から入射した超音波をエコー信号に変換するものとして圧電素子を例に挙げて説明したが、これに限らず、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems）を利用して製造した素子、例えばＣ−ＭＵＴ（Capacitive  Micromachined  Ultrasonic  Transducers）やＰ−ＭＵＴ（Piezoelectric  Micromachined  Ultrasonic  Transducers）であってもよい。
【００６０】
また、超音波内視鏡として、光学系がなく、振動子を機械的に回転させて走査する細径の超音波プローブに適用してもよい。超音波プローブは、通常、胆道、胆管、膵管、気管、気管支、尿道、尿管へ挿入され、その周囲臓器（膵臓、肺、前立腺、膀胱、リンパ節等）を観察する際に用いられる。
【００６１】
また、超音波内視鏡として一例を記載したが、本発明の超音波振動子モジュールは、被検体の体表から超音波を照射する体外式超音波プローブに適用してもよい。体外式超音波プローブは、通常、腹部臓器（肝臓、胆嚢、膀胱）、乳房（特に乳腺）、甲状腺を観察する際に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる超音波振動子モジュールおよび超音波内視鏡は、超音波振動子を収容する筐体を小型化するのに有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１  内視鏡システム
２  超音波内視鏡
３  超音波観測装置
４  内視鏡観察装置
５  表示装置
６  光源装置
７  超音波振動子
２１  挿入部
２２  操作部
２３  ユニバーサルコード
２４  コネクタ
３１  超音波ケーブル
４１  ビデオケーブル
６１  光ファイバケーブル
７１  圧電素子
７２  第１音響整合層
７３  第２音響整合層
７４  バッキング材
７５  音響レンズ
１００  中継基板
１０１，１０２  嵌入部
１０１１，１０２１，２１４１  配線パッド
２１１  先端部
２１２  湾曲部
２１３  可撓管部
２１４  超音波振動子モジュール
２１４ａ  筐体
２１４ｂ  収容穴
２１４ｃ  嵌入穴
２１５  内視鏡モジュール
２１６  電極パッド
２１７  ケーブル
２２１  湾曲ノブ
２２２  操作部材
２２３  処置具挿入口
【図１】
2017010292.tif 000003
【図２】
2017010292.tif 000004
【図３】
2017010292.tif 000005
【図４】
2017010292.tif 000006
【図５】
2017010292.tif 000007
【図６】
2017010292.tif 000008
【図７】
2017010292.tif 000009
【図８】
2017010292.tif 000010
【図９】
2017010292.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月27日(2017.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する超音波振動子と、
前記超音波振動子と電気的に接続するとともに、該超音波振動子との接続部分と異なる部分に第１の配線パッドが形成された基板と、
前記超音波振動子および前記基板を収容する収容穴、および前記収容穴に連なり、前記基板の一部を保持可能な保持穴がそれぞれ形成された筐体であって、当該筐体の外面に設けられた複数の電極パッドと、前記保持穴に設けられ、各々が前記複数の電極パッドのうち対応する電極パッドと電気的に接続するとともに、前記第１の配線パッドと電気的に接続する複数の第２の配線パッドとを有する筐体と、
を備えたことを特徴とする超音波振動子モジュール。
【請求項２】
前記保持穴は、前記基板の一部を嵌合可能な溝形状をなし、
前記第２の配線パッドは、前記第１の配線パッドと接触する側の表面が、前記保持穴の表面の一部をなす
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項３】
前記収容穴は、深さ方向が前記筐体の軸方向と直交する方向に延び、
前記保持穴は、前記収容穴から前記筐体の軸方向と垂直な方向に延びる
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項４】
前記収容穴は、深さ方向が前記筐体の軸方向と直交する方向に延び、
前記保持穴は、前記収容穴から前記筐体の軸方向に延びる
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項５】
前記第２の配線パッドは、前記筐体の内部を介して対応する前記電極パッドと電気的に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項６】
前記超音波振動子は、被検体内に挿入される挿入部の先端に設けられ、該挿入部の長手軸を含み、かつ該長手軸に平行な面上で前記超音波を送受信し、
前記基板は、前記超音波振動子の前記超音波を送受信する表面と反対側に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子モジュール。
【請求項７】
請求項１に記載の超音波振動子モジュールを先端に有し、被検体内に挿入される挿入部と、
前記超音波振動子モジュールと電気的に接続可能なケーブルと、
を備えたことを特徴とする超音波内視鏡。
【国際調査報告】
2017010292.tif 000012
2017010292.tif 000013