(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して超音波を照射し、該被検体で反射された超音波エコーを受信する超音波送受信面を有する超音波振動子と、一端側で前記超音波振動子と電気的に接続し、他端側で前記超音波振動子との間で信号の送受信を行う超音波観測装置と接続可能な基板と電気的に接続するケーブルと、前記超音波振動子と前記ケーブルとの間の電気的な接続を中継する中継基板と、を備える超音波振動子モジュールの製造方法であって、
立体造形法により絶縁性を有する単一の樹脂を成形することによって、筐体の第１の部分を成形する第１成形ステップと、
前記超音波振動子、前記中継基板および前記ケーブルが前記筐体の前記第１の部分に設けられている状態で、前記第１の部分の、前記超音波振動子、前記中継基板および前記ケーブルが配設されている側に前記立体造形法によって前記樹脂をさらに成形して前記筐体の第２の部分を成形する第２成形ステップと、
を含むことを特徴とする超音波振動子モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第１および第２成形ステップは、３Ｄプリンターを用いて前記樹脂の成形を行う
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の製造方法。
【請求項３】
前記第１および第２成形ステップは、前記超音波振動子の走査面と直交する方向であるエレベーション方向に対応する方向に前記樹脂を吐出して成形を行う
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の製造方法。
【請求項４】
前記第１成形ステップにより成形された前記筐体の前記第１の部分に、予め組み付けられた前記超音波振動子、前記中継基板および前記ケーブルを載置する載置ステップ、
をさらに含む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の製造方法。
【請求項５】
前記載置ステップは、前記筐体の前記第１の部分の表面に形成されている突起を、前記超音波振動子の表面に形成されている凹部に収容することによって、前記筐体の前記第１の部分と前記超音波振動子との位置決めを行う
ことを特徴とする請求項４に記載の超音波振動子モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記載置ステップは、前記超音波振動子の表面に形成されている突起を、前記筐体の前記第１の部分の表面に形成されている凹部に収容することによって、前記筐体の前記第１の部分と前記超音波振動子との位置決めを行う
ことを特徴とする請求項４に記載の超音波振動子モジュールの製造方法。
【請求項７】
被検体に対して超音波を照射し、該被検体で反射された超音波エコーを受信する超音波送受信面を有する超音波振動子と、
一端側で前記超音波振動子と電気的に接続し、他端側で前記超音波振動子との間で信号の送受信を行う超音波観測装置と接続可能な基板と電気的に接続するケーブルと、
前記超音波振動子と前記ケーブルとの間の電気的な接続を中継する中継基板と、
絶縁性を有する単一の樹脂を用いて形成され、一端側で前記超音波振動子の前記超音波送受信面が露出し、他端側で前記ケーブルが延出しており、前記超音波振動子の保持面、ならびに前記ケーブルおよび前記中継基板のそれぞれに対して少なくとも一部が密着している筐体と、
を備える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挿入部の先端に備えた超音波内視鏡、および超音波振動子を備えた超音波振動子モジュールの製造方法に関する。
【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。このうち、超音波を適用した体内の生体組織などの診断には、挿入部の先端に超音波振動子が設けられた超音波内視鏡が用いられる。【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１６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要部の構成例を模式的に示す図である。図１６に示すように、従来の超音波振動子モジュール３００は、超音波振動子３０１、中継基板３０２、ケーブル３０３、基板３０４および筐体３０５を備えている。この超音波振動子モジュール３００において、超音波振動子３０１は、中継基板３０２およびケーブル３０３を介して、超音波内視鏡の基端側に設けられる基板３０４と電気的に接続している。なお、基板３０４は、コード等を介して超音波観測装置と電気的に接続する。このような超音波振動子モジュール３００を製造する際、例えば、超音波振動子３０１が取り付けられた中継基板３０２をケーブル３０３の先端に接続し、このケーブル３０３を筐体３０５に挿通した後、ケーブル３０３の基端に基板３０４を接続する。その後、筐体３０５の収容部３０５ａに超音波振動子３０１および中継基板３０２を収容することによって超音波振動子モジュール３００が作製される。この際、超音波振動子３０１および中継基板３０２は、ケーブル３０３の挿通方向に対して斜め上方から収容部３０５ａに挿入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０７７１０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１７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部分断面図であって、先端部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。ところで、従来の超音波内視鏡では、超音波振動子３０１を筐体３０５に組み付けた際に、中継基板３０２と収容部３０５ａとの間に空隙Ｓが形成されている。空隙Ｓは、上述したように超音波振動子３０１および中継基板３０２を斜め上方から収容部３０５ａに組み付ける際の作業性を確保するうえで必要である。このような空隙Ｓが形成される従来の構成では、筐体３０５を小型化することが難しかった。【０００８】
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を小型化することができる超音波内視鏡および超音波振動子モジュールの製造方法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】
【０００９】
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内視鏡は、被検体に対して超音波を照射し、該被検体で反射された超音波エコーを受信する超音波送受信面を有する超音波振動子と、一端側で前記超音波振動子と電気的に接続し、他端側で前記超音波振動子との間で信号の送受信を行う超音波観測装置と接続可能な基板と電気的に接続するケーブルと、前記超音波振動子と前記ケーブルとの間の電気的な接続を中継する中継基板と、絶縁性を有する単一の樹脂を用いて形成され、一端側で前記超音波振動子の前記超音波送受信面が露出し、他端側で前記ケーブルが延出しており、前記超音波振動子の保持面、ならびに前記ケーブルおよび前記中継基板のそれぞれに対して少なくとも一部が密着している筐体と、を備えることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールの製造方法は、被検体に対して超音波を照射し、該被検体で反射された超音波エコーを受信する超音波送受信面を有する超音波振動子と、一端側で前記超音波振動子と電気的に接続し、他端側で前記超音波振動子との間で信号の送受信を行う超音波観測装置と接続可能な基板と電気的に接続するケーブルと、前記超音波振動子と前記ケーブルとの間の電気的な接続を中継する中継基板と、前記超音波振動子を保持する筐体と、を備える超音波振動子モジュールの製造方法であって、立体造形法により絶縁性を有する単一の樹脂を成形することによって、前記筐体の一部に対応する成形物を成形する第１成形ステップと、前記超音波振動子、前記中継基板および前記ケーブルが前記成形物に設けられている状態で、前記成形物の、前記超音波振動子、前記中継基板および前記ケーブルが配設されている側に前記立体造形法によって前記樹脂をさらに成形して前記筐体を作製する第２成形ステップと、を含むことを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールの製造方法は、上記発明において、前記第１および第２成形ステップは、３Ｄプリンターを用いて前記樹脂の成形を行うことを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールの製造方法は、上記発明において、前記第１および第２成形ステップは、前記超音波振動子の走査面と直交する方向であるエレベーション方向に対応する方向に前記樹脂を吐出して成形を行うことを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールの製造方法は、上記発明において、前記第１成形ステップにより成形された前記成形物に予め組み付けられた前記超音波振動子、前記中継基板および前記ケーブルを載置する載置ステップ、をさらに含むことを特徴とする。【００１４】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールの製造方法は、上記発明において、前記載置ステップは、前記成形物の表面に形成されている突起を、前記超音波振動子の表面に形成されている凹部に収容することによって、前記成形物と前記超音波振動子との位置決めを行うことを特徴とする。【００１５】
また、本発明に係る超音波振動子モジュールの製造方法は、上記発明において、前記載置ステップは、前記超音波振動子の表面に形成されている突起を、前記成形物の表面に形成されている凹部に収容することによって、前記成形物と前記超音波振動子との位置決めを行うことを特徴とする。
【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でき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分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る超音波機能部の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態の変形例１に係る超音波内視鏡の先端部の構成例を模式的に示す部分断面図であって、先端部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。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態の変形例２に係る超音波内視鏡の先端部の構成例を模式的に示す部分断面図であって、先端部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。
【図１６】図１６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要部の構成例を模式的に示す図である。
【図１７】図１７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部分断面図であって、先端部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。
【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）
図１は、本発明の実施の形態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、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、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が形成されている。なお、本明細書では、挿入部２１の超音波振動子７側を先端側、操作部２２に連なる側を基端側とする。
【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ものとして説明するが、超音波振動子７をメカ的に走査させるものであってもよい。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は、本実施の形態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分解斜視図である。図２に示すように、先端部２１１は、超音波振動子７が設けられた超音波機能部２１１Ａと、外部からの光を取り込む対物レンズなどを含む撮像光学系に光を入射する観察窓２１５ａ、および、照明光を集光して外部に出射する照明光学系の一部である照明窓２１５ｂを有する第２筐体２１５からなる内視鏡機能部２１１Ｂと、を備える。第２筐体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。内視鏡機能部２１１Ｂは、一端で超音波機能部２１１Ａと着脱自在に接続するとともに、他端で湾曲部２１２に接続している。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の長手軸に対して傾斜し、処置具が処置具突出口２１５ｃから長手軸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２〜４を参照して説明する。図４は、本実施の形態に係る超音波機能部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。本実施の形態では、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、長手軸を含み、かつ該長手軸と平行な走査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た複数の圧電素子７１と、各圧電素子７１に対し、当該超音波振動子７の外表面側にそれぞれ設けられる第１音響整合層７２および第２音響整合層７３と、第２音響整合層７３の圧電素子７１と接する側と反対側に設けられる音響レンズ７４と、各圧電素子７１、および挿入部２１を挿通するケーブルを電気的に接続する中継基板７５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（図示せず）とを有する。バッキング材は、圧電素子７１と、カップ状をなして中継基板７５の一部を収容する壁部との間に形成される中空空間に充填される。中継基板７５は、フレキシブル基板７５ａを介して各圧電素子７１と電気的に接続するとともに、挿入部２１を挿通する複数のケーブルからなるケーブル群８が接続される。
【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受信して、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。以下、圧電素子７１の長手方向であって、超音波振動子７の走査面と直交する方向をエレベーション方向Ｙeとよび、圧電素子７１の配列方向を走査方向Ｙsとよぶ。
【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、各々において互いに異なる材料からなる複数の層をなしてもよいし、圧電素子７１と観測対象との特性により、いずれか一層としてもよい。
【００３６】
音響レンズ７４は、第２音響整合層７３および壁部の外表面を被覆する。音響レンズ７４は、超音波振動子７の外表面の一部をなしている。音響レンズ７４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７４は、第２音響整合層７３を覆う部分において、超音波の送受信が行われ、この部分の表面が超音波送受信面をなしている。
【００３７】
バッキング材は、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。
【００３８】
超音波機能部２１１Ａは、絶縁性を有する単一の樹脂を用いて形成され、上述したように、内視鏡機能部２１１Ｂと着脱自在に接続している。具体的には、超音波機能部２１１Ａは、超音波振動子７と、超音波振動子７を保持する第１筐体２１４とを備える。第１筐体２１４は、超音波振動子７を保持する本体部２１４ａと、本体部２１４ａから突出し、内視鏡機能部２１１Ｂと接続する接続部２１４ｂと、接続部２１４ｂの本体部２１４ａと反対側の端部から延びる延在部２１４ｃとを有する。これに対し、内視鏡機能部２１１Ｂの第２筐体２１５は、湾曲部２１２と接続する側と反対側の端部に設けられ、第１筐体２１４と接続する穴である穴部２１５ｄを有する。超音波機能部２１１Ａと内視鏡機能部２１１Ｂとは、接続部２１４ｂが穴部２１５ｄに嵌合することで接続する。この際、接着剤やネジ止めなどの公知の方法で両者を固定してもよい。なお、第１筐体２１４において、バルーン（図示せず）が係止可能な溝や突起を形成してもよい。また、第１筐体２１４は、絶縁性を有する樹脂であれば、複数の樹脂を用いて形成されるものであってもよい。
【００３９】
また、ケーブル群８の超音波機能部２１１Ａからの延出部分には、ケーブル群８の各ケーブルを束ねる結束バンド７６が設けられている。
【００４０】
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各圧電素子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７４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７４の配設側と反対側は、バッキング材により、圧電素子７１の振動が減衰され、圧電素子７１の振動が伝わらないようになっている。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７４を介して各圧電素子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、エコー信号としてケーブル群８等を介して超音波観測装置３に出力する。
【００４１】
続いて、第１筐体２１４、超音波振動子７およびケーブル群８からなる超音波振動子モジュールの製造方法について、図５〜図１３を参照して説明する。図５〜図１３は、本発明の実施の形態に係る超音波振動子モジュールの製造方法を説明する図である。本製造方法では、例えば３Ｄプリンターを用いて、図５に示す載置台１００に対して予め設定されたプログラムにしたがって樹脂を吐出することによって第１筐体２１４を成形する。樹脂の吐出による成形物の作製は、融点以上に加熱した樹脂を吐出して固化させながら設計された形状に樹脂を積層していく積層造形法を用いて行われる。これにより、第１筐体２１４が超音波振動子７を保持し、かつ第１筐体２１４からケーブル群８が延出している超音波振動子モジュールが作製される。本実施の形態に係る超音波振動子モジュールは、少なくとも超音波振動子７、ケーブル群８、中継基板７５および第１筐体２１４を備える。樹脂は、第１筐体２１４が超音波振動子７を保持した際の圧電素子７１のエレベーション方向Ｙeに沿った方向に吐出される。なお、積層造形法に限らず、光造形法や、粉末法といった他の立体造形法を用いてもよい。
【００４２】
載置台１００は、段付き起形状をなす成形部材１０１を用いて構成されている。成形部材１０１は、本体部２１４ａの成形を補助する第１成形部１０２と、接続部２１４ｂの成形を補助する第２成形部１０３と、延在部２１４ｃの成形を補助する第３成形部１０４とを有する。第１成形部１０２、第２成形部１０３および第３成形部１０４は、いずれも第１筐体２１４の成形対象部分の一部の外表面の形状に対応した穴形状をなしている。
【００４３】
まず、第１成形部１０２に対して、樹脂を吐出することにより、本体部２１４ａの一部であって、超音波振動子７の一方の側面を保持する側部２０１からなる第１成形物２００Ａを成形する（図６参照）。この側部２０１の上面には、二つの突起２０１ａが成形されている。この突起２０１ａは、音響レンズ７４の側面に形成された凹部７４ａ（図９参照）に収容されることによって、本体部２１４ａと超音波振動子７とを位置決めさせる機能を有している。凹部７４ａは、エレベーション方向Ｙeに沿って延びる柱状の空間を形成する穴形状をなしている。
【００４４】
第１成形物２００Ａを成形後、プログラムに従って第１成形部１０２に対する樹脂の吐出を継続することによって、中継基板７５の載置面をなす載置部２０２がさらに成形された第２成形物２００Ｂを成形する（図７参照）。
【００４５】
第２成形物２００Ｂを成形後、プログラムに従って第２成形部１０３および第３成形部１０４に対する樹脂の吐出を継続することによって、接続部２１４ｂの一部をなす部分接続部２０３と、延在部２１４ｃの一部をなす部分延在部２０４とがさらに成形された第３成形物２００Ｃを成形する（図８参照）。部分接続部２０３は、例えば、接続部２１４ｂを二分割した一方の部分に相当する。同様に、部分延在部２０４は、例えば、延在部２１４ｃを二分割した一方の部分に相当する。これまでの成形処理により、第１筐体２１４のおおよそ半分が成形されたことになる（第１成形ステップ）。ここでいう半分とは、例えば、第１筐体２１４を、超音波の送信方向と平行な平面で分割したうちの一方に対応する成形物であり、一方の成形物の体積と他方の成形物の体積とが異なる場合を含む。第１成形ステップにより成形される成形物は、第１筐体２１４の中心軸を通過する平面で二分するものである必要はなく、一方から樹脂を吐出した後、他方から樹脂を吐出した場合に、第１筐体２１４が成形できるものであればよい。
【００４６】
その後、超音波振動子７、中継基板７５およびケーブル群８を第３成形物２００Ｃに載置する（図９参照）。超音波振動子７、中継基板７５およびケーブル群８は、予め組み付けられている。この際、超音波振動子７の音響レンズ７４には、エレベーション方向Ｙeの両側面にそれぞれ二つの凹部７４ａが形成されている。超音波振動子７を第３成形物２００Ｃに載置する際、一方の側面に形成されている凹部７４ａに、上述した突起２０１ａを収容することによって、超音波振動子７と第３成形物２００Ｃとが位置決めされる。な、超音波振動子７、中継基板７５およびケーブル群８は、一部を載置台１００上で組み付けてもよい。
【００４７】
超音波振動子７、中継基板７５およびケーブル群８が第３成形物２００Ｃに載置された状態で、再び樹脂の吐出を開始し、第１筐体２１４の外周部がさらに積層された第４成形物２００Ｄを経て（図１０参照）、中継基板７５が樹脂に覆われ、接続部２１４ｂおよび延在部２１４ｃが成形された第５成形物２００Ｅを得る（図１１参照）。
【００４８】
その後、さらに樹脂の吐出を継続することによって、本体部２１４ａが成形され、超音波振動子７や中継基板７５を保持し、ケーブル群８を挿通した第１筐体２１４を作製することができる（第２成形ステップ：図１２参照）。この際、図９などに図示されている他方の凹部７４ａには樹脂が充填されて、該他方の側面においても、超音波振動子７と本体部２１４ａとが位置決めされた状態となっている。
【００４９】
上述した成形処理によって作製された本体部２１４ａは、図１３に示すように、中継基板７５やケーブル群８に密着し、図１６に示したような空隙Ｓが形成されていない。
【００５０】
以上説明した本実施の形態によれば、立体造形法によって第１筐体２１４を成形することによって、従来形成されていた空隙分の小型化を実現することができる。上述した本実施の形態に係る製造方法では、超音波振動子７、中継基板７５、およびケーブル群８を第１筐体２１４に対して組み付ける際に必要な作業は載置することのみであり、従来の作業のようにケーブル群８や中継基板７５を挿入するための空隙を形成しなくても製造することが可能である。そのため、筐体に空隙を設ける必要がなく小型化できる。また、このように成形された第１筐体２１４は、超音波振動子７、中継基板７５、ケーブル群８に密着した構成とすることができ、外部からの荷重によって超音波振動子７等が第１筐体２１４に対して位置ずれしてしまうのを抑制することが可能となる。
【００５１】
また、上述した実施の形態によれば、エレベーション方向Ｙeに沿って樹脂を吐出するようにしたので、一つの載置台１００を用いて、載置台１００や成形物を回転や反転させることなく、超音波振動子７を保持する第１筐体２１４を作製することができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態では、立体造形時に、樹脂がエレベーション方向Ｙeに沿った方向に吐出されるものとして説明したが、第１筐体２１４が成形可能であれば、エレベーション方向Ｙeとは異なる方向に樹脂を吐出してもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、載置台１００に形成された成形部の形状に沿って成形物が成形されるものとして説明したが、組み付けられている超音波振動子７、中継基板７５およびケーブル群８に対してエレベーション方向Ｙeに樹脂を吐出して、第１筐体２１４の一方の側部２０１を成形後、超音波振動子７、中継基板７５およびケーブル群８を含む成形物を反転させて、樹脂を吐出させることによって、他方の側部２０１を成形することにより、第１筐体２１４を作製するようにしてもよい。
【００５４】
また、上述した実施の形態では、本体部２１４ａと位置決めするための凹部７４ａが、エレベーション方向Ｙeに向けて延びる柱状の空間を形成しているものとして説明したが、本体部２１４ａと超音波振動子７とが位置決めできるものであれば、これに限らない。例えば、音響レンズ７４側に突起を形成し、本体部２１４ａ側に凹部を形成してもよいし、音響レンズ７４の表面上で延びる溝形状をなすものであってもよい。以下、超音波振動子の変形例の一例について図１４，１５を参照して説明する。
【００５５】
（実施の形態の変形例１）
図１４は、本発明の実施の形態の変形例１に係る超音波内視鏡の先端部の構成例を模式的に示す部分断面図であって、先端部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。本変形例１に係る超音波振動子７Ａは、上述した超音波振動子７の音響レンズ７４に代えて音響レンズ７４Ａを有する。音響レンズ７４Ａは、当該音響レンズ７４Ａの表面から突出する突起７４ｂを有する。この場合、本体部２１４ａには、突起７４ｂに応じた凹形状をなす凹部が形成される。この突起７４ｂが凹部に収容されることによって、本体部２１４ａと超音波振動子７Ａとが位置決めされる。
【００５６】
（実施の形態の変形例２）
図１５は、本発明の実施の形態の変形例２に係る超音波内視鏡の先端部の構成例を模式的に示す部分断面図であって、先端部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。本変形例２に係る超音波振動子７Ｂは、上述した超音波振動子７の音響レンズ７４に代えて音響レンズ７４Ｂを有する。音響レンズ７４Ｂは、当該音響レンズ７４Ｂの表面上において弧状をなして延びる溝形状をなす二つの凹部７４ｃ，７４ｄを有する。この場合、本体部２１４ａには、凹部７４ｃ，７４ｄに応じて突出してなる突起が形成される。この突起が凹部７４ｃ，７４ｄに収容されることによって、本体部２１４ａと超音波振動子７Ｂとが位置決めされる。
【００５７】
なお、上述した変形例において、凹部７４ｃおよび凹部７４ｄのうち、いずれか一つが形成されるものであってもよいし、対向する側面に形成される凹部が、互いに異なるものであってもよい。例えば、一方の側面に凹部７４ｃを形成し、他方の側面に凹部７４ｄを形成するようにしてもよい。
【００５８】
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。
【００５９】
なお、上述した実施の形態では、１Ｄアレイを例に説明したが、超音波振動子の走査方向（１Ｄアレイにおける圧電素子の配列方向）と略直交する方向（エレベーション方向）に複数の圧電素子（発振部）が配列される１．２５Ｄアレイや１．５Ｄアレイ、１．７５Ｄアレイなどであっても適用できる。なお、本実施の形態では、エレベーション方向Ｙeにおいて分割され、かつ走査方向Ｙsについて一つの超音波画像を取得するような１．２５Ｄ、１．５Ｄおよび１．７５Ｄを、一次元的に複数の圧電素子が配列されているものとして含む。
【００６０】
また、超音波振動子は、コンベックス型の振動子であるものを例に説明したが、リニア型の振動子にも適用可能である。超音波振動子がリニア振動子である場合、その走査領域は矩形（長方形、正方形）をなす。
【００６１】
また、上述した実施の形態では、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。
【００６２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明にかかる超音波内視鏡および超音波振動子モジュールの製造方法は、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】
【００６４】
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
７４，７４Ａ，７４Ｂ  音響レンズ
７５  中継基板
２１１  先端部
２１１Ａ  超音波機能部
２１１Ｂ  内視鏡機能部
２１２  湾曲部
２１３  可撓管部
２１４  第１筐体
２１４ａ  本体部
２１４ｂ  接続部
２１４ｃ  延在部
２１５  第２筐体
２１５ａ  観察窓
２１５ｂ  照明窓
２１５ｃ  処置具突出口
２１５ｄ  穴部
２２１  湾曲ノブ
２２２  操作部材
２２３  処置具挿入口
２４１  第１コネクタ部
２４２  第２コネクタ部
２４３  第３コネクタ部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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