(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動を生じるアレイ振動子の背面側に設けられ超音波を吸収するバッキングであって、
当該バッキングの圧電体接合面としての上面から当該バッキングの第１側面及び第２側面へ至る複数の経路に沿って前記アレイ振動子を構成する複数の振動素子に対応して複数の信号線が埋設されたことを特徴とする超音波探触子用バッキング。
【請求項２】
水平上面とその下方に設けられた傾斜下面とを有し、水平上面から傾斜下面まで信号線が埋設された第１部材と、
前記第１部材の傾斜下面に接合される斜面側面とその傾斜側面の側方に設けられた垂直側面とを有し、傾斜側面から垂直側面まで信号線が埋設された第２部材と、
で構成され、
前記第１部材と前記第２部材との接合状態において、前記傾斜下面における信号線の端面と前記傾斜側面における信号線の端面とが電気的に接合することを特徴とする超音波探触子用バッキング。
【請求項３】
請求項２記載のバッキングにおいて、
前記傾斜下面及び前記傾斜側面における信号線の端面には端面電極が形成され、かつ、各面上において端面電極が相互に絶縁溝によって電気的に分離されたことを特徴とする超音波探触子用バッキング。
【請求項４】
信号線が垂直に埋設された超音波吸収部材の胴体を斜め切断して２つの傾斜体を形成する工程と、
前記斜めの切断により生じた各傾斜体の傾斜面を相互に接合して、その接合体における上面から側面にかけて信号線がＬ字型に埋設されたようにする工程と、
を含むことを特徴とする超音波探触子用バッキングの製造方法。
【請求項５】
複数の信号線が垂直に埋設された超音波吸収部材の胴体を斜め切断して２つの傾斜体を形成する工程と、
前記斜めの切断により生じた各傾斜体の傾斜面を相互に接合して、その接合体における上面から側面にかけて各信号線がＬ字型に埋設されたようにする工程と、
を含むことを特徴とする超音波探触子用バッキング。
【請求項６】
複数の信号線が垂直に埋設され、水平上面、第１傾斜下面及び第２傾斜下面を有する第１部材に対し、
複数の信号線が水平に埋設され、垂直側面及び傾斜側面を有する第２部材及び第３部材を接合し、
これにより超音波探触子用バッキングを製造する方法であって、
前記第１部材の第１傾斜下面に前記第２部材の傾斜側面を接合し、
前記第１部材の第２傾斜下面に前記第３部材の傾斜側面を接合し、
前記水平上面から前記第２部材の垂直側面へ至るＬ字型の信号線が形成され、
前記水平上面から前記第３部材の垂直側面へ至るＬ字型の信号線が形成されることを特徴とする超音波探触子用バッキングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波探触子用バッキング及びその製造方法に関し、特に信号線が埋設されたバッキング及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波探触子においては、超音波振動子の後方にバッキングが設けられる。このバッキングにより、後方に不要放射された超音波が吸収される。超音波振動子としては、単振動子の他、一次元（１Ｄ）アレイ振動子や二次元（２Ｄ）アレイ振動子などが知られている。
【０００３】
特に、２Ｄアレイ振動子の場合には、それが極めて多数の振動素子によって構成されることから、各振動素子からの信号線の引出しが問題となる。近年では、バッキングにアレイ振動子と同じ配列パターンで垂直に多数の信号線を埋設し、バッキングの下面に現れた各信号線の端面にケーブルやフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）などを接続することもなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バッキングに信号線を埋設してバッキングの下面側で結線を行うと、どうしてもバッキングの厚み方向すなわち垂直方向に物量が増えてしまい、その結果、超音波振動子などを収容する超音波探触子の高さが大きくなってしまう。バッキングを薄くすることも考えられるが、その場合には超音波を十分に吸収できないという問題が生じる。
【０００５】
更に、バッキングの下面側で結線を行うと、圧電体の上面に整合層や音響レンズなどを加圧接着する場合に結線部分が邪魔になったり、その結線部分に過度の応力を与えてしまったりする。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、バッキングの下面側における結線を回避できるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、バッキングあるいは超音波探触子の簡易かつ確実な製造を実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、超音波振動を生じる圧電体の背面側に設けられ超音波を吸収するバッキングであって、当該バッキングの圧電体接合面としての上面から当該バッキングの側面へ至る経路に沿って信号線が埋設されたことを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明は、超音波振動を生じるアレイ振動子の背面側に設けられ超音波を吸収するバッキングであって、当該バッキングの圧電体接合面としての上面から当該バッキングの側面へ至る複数の経路に沿って前記アレイ振動子を構成する複数の振動素子に対応して複数の信号線が埋設されたことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、バッキングの上面からその側面にかけて非直線的に信号線が埋設され、すなわち、バッキングの側面を利用して結線を行うことができる。よって、バッキングの下面側における物量を削減して超音波振動子の垂直方向の厚みを小さくできるとともに、例えば整合層や音響レンズを加圧接着する際に結線部分を保護できる。
【００１１】
通常は、バッキングは超音波を吸収し電気的には絶縁性をもった材料で構成される。バッキング表面上における各信号線の端面には電極層を形成するようにしてもよい。
【００１２】
望ましくは、前記信号線は、バッキング厚み方向に伸長した垂直線と、その垂直線の下端から水平に伸長した水平線と、で構成される。水平線は超音波の伝搬経路に直交するラインであるため、そこでの超音波の反射を軽減するために、その水平線を上面からできる限り離すようにしてもよい。あるいは、信号線の直径を超音波の波長に比べて小さくして音響的な面での干渉を防止するようにしてもよい。
【００１３】
（２）上記目的を達成するために、本発明は、超音波振動を生じるアレイ振動子の背面側に設けられ超音波を吸収するバッキングであって、当該バッキングの圧電体接合面としての上面から当該バッキングの第１側面及び第２側面へ至る複数の経路に沿って前記アレイ振動子を構成する複数の振動素子に対応して複数の信号線が埋設されたことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、バッキングの複数の側面を利用して結線を行える。第１側面と第２側面は互いに反対側の面とするのが望ましいが、直交関係にある２つの側面としてもよい。
【００１５】
（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、水平上面とその下方に設けられた傾斜下面とを有し、水平上面から傾斜下面まで信号線が埋設された第１部材と、前記第１部材の傾斜下面に接合される斜面側面とその傾斜側面の側方に設けられた垂直側面とを有し、傾斜側面から垂直側面まで信号線が埋設された第２部材と、で構成され、前記第１部材と前記第２部材との接合状態において、前記傾斜下面における信号線の端面と前記傾斜側面における信号線の端面とが電気的に接合することを特徴とする。
【００１６】
上記のようなＬ字型の信号線を安価で形成するためには、バッキングを複数の部材の結合体とするのが望ましく、それらの複数の部材の接合面において各信号線の電気的な結合を行うのが望ましい。
【００１７】
望ましくは、前記傾斜下面及び前記傾斜側面における信号線の端面には端面電極が形成され、かつ、各面上において端面電極が相互に絶縁溝によって電気的に分離される。このような端面電極によれば、電気的な接続をより確実に行えるという利点がある。
【００１８】
第１部材と第２部材とを接合する場合には例えば、対向する端面間での電気的接続を図りつつ隣接する端面間での絶縁性が確保されるようにする。
【００１９】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、信号線が垂直に埋設された超音波吸収部材の胴体を斜め切断して２つの傾斜体を形成する工程と、前記斜めの切断により生じた各傾斜体の傾斜面を相互に接合して、その接合体の上面から側面にかけて信号線がＬ字型に埋設されたようにする工程と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、信号線が垂直に埋設された超音波吸収部材の導体を斜めに切断し、それにより形成された２つの傾斜体を所定向きで接合することによって、Ｌ字型の信号線の埋設状態を簡易に形成できる。一般には、側面方向から見てＬ字型を有するバッキングが形成されるが、それが立方体となるようにしてもよい。２つの傾斜体の傾斜面を接合する場合、切断により生じた２つの傾斜面が互いに向き合う状態から、それらの傾斜面に垂直な回転軸を中心として、一方の傾斜体を例えば１８０度回転させるようにすればよい。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の信号線が垂直に埋設された超音波吸収部材の胴体を斜め切断して２つの傾斜体を形成する工程と、前記斜め切断により生じた各傾斜体の傾斜面を相互に接合して、その接合体の上面から側面にかけて各信号線がＬ字型に埋設されたようにする工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の信号線が垂直に埋設され、水平上面、第１傾斜下面及び第２傾斜下面を有する第１部材に対し、複数の信号線が水平に埋設され、垂直側面及び傾斜側面を有する第２部材及び第３部材を接合し、これにより超音波探触子用バッキングを製造する方法であって、前記第１部材の第１傾斜下面に前記第２部材の傾斜側面を接合し、前記第１部材の第２傾斜下面に前記第３部材の傾斜側面を接合し、前記水平上面から前記第２部材の垂直側面へ至るＬ字型の信号線が形成され、前記水平上面から前記第３部材の垂直側面へ至るＬ字型の信号線が形成されることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、第１部材の水平上面に対してアレイ振動子が接合され、第２部材の垂直側面及び第３部材の垂直側面を利用して結線を行える。あるいは、第２部材の垂直側面及び第３部材の垂直側面にそれぞれアレイ振動子を配置し、第１部材の水平上面を利用して結線を行うこともできる。いずれにしても、超音波の伝搬経路（アレイ振動子の後方）から外れた面を利用して結線を行える。
【００２４】
本発明に係るバッキングは、特に経食道用、経直腸用、経膣用、血管挿入用などの各種の体腔内挿入用超音波探触子において、それに内蔵される超音波振動子を小型化できるという利点がある。更に、複数の信号線を分散して取り出すことも可能であり、かかる構成によれば結線間隔を広げてクロストークの低減などの利点を得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜図６には、本発明に係る超音波探触子用バッキングの製造方法が示されている。このバッキングは体表面上に当接して用いられる超音波探触子に内蔵され、あるいは体腔内に挿入される超音波探触子に内蔵されるものであり、単振動子あるいはアレイ振動子などから後方に放射される超音波を吸収する機能を有している。また、本実施形態に係るバッキングは特に複数の信号線を内蔵している。
【００２７】
図１において、元部材１０は例えば１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍの大きさをもった立方形状の超音波吸収部材などによって構成される。この元部材１０は非導電性部材であり、その元部材１０には図１に示すように上下方向に沿ってアレイ上に複数の信号線１２が埋設されている。
【００２８】
元部材１０において図１において下側に示される面は振動子接合面１０Ａであり、図１において上側に示される面は結線面１０Ｂである。
【００２９】
すなわち、図１及び後述する各図においては元部材１０が倒立した状態が示されており、元部材１０が成立した状態を想定すると、振動子接合面１０Ａが上面となる。
【００３０】
図１に示されるように、結線面１０Ｂから各信号線１２の一端部分が露出（突出）しているが、本発明はそのような構成には限定されない。信号線１２は例えば直径０．１ｍｍであるスズメッキワイヤである。
【００３１】
次に、図１に示す元部材１０の胴体が図２に示すように斜めに切断される。ここで符号１４はその切断面を表している。この切断面１４はＸ−Ｚ面内において傾きが一定の面であり、例えばその傾きは３０度あるいは４５度などである。この元部材１０の切断により当該元部材１０が第１部材１８と第２部材１６とに分離される。これに伴って、信号線１２も第１部分１２Ａと第２部分１２Ｂとに分離されることになる。図３には、以上のように切断された各部材１６，１８がそれぞれ分離された状態で示されている。
【００３２】
次に、図４に示すように、必要に応じて、各信号線の端面に電極２２が形成される。この場合において、例えば第１部材１８及び第２部材１６のそれぞれの傾斜面１８Ａ，１６Ｂに対して薄い導電層を形成し、その導電層に対して、マトリクス状に溝２０を形成するようにしてもよい。あるいは、エッチングなどの手法を利用するようにしてもよい。いずれにしても各信号線の端面に電極を形成することにより、後に２つの傾斜面を接合する場合において、各信号線の端面間における電気的な接続をより確実に行うことができる。
【００３３】
具体的には、図５に示されるように、第１部材１８に対して第２部材１６を回転させ、それぞれの傾斜面１８Ａ及び傾斜面１６Ａが接着される。具体的には、切断面としての傾斜面１８Ａ，１６Ａの法線としての垂直線を回転軸として、傾斜面１８Ａに対して傾斜面１６Ａを１８０度回転させ、その状態において２つの傾斜面１８Ａ，１６Ａを互いに接合させる。その接合状態が図６に示されている。もちろん、第１部材１８と第２部材１６との接合にあたって、隣接する信号線間における電気的な絶縁性が確保される必要がある。上記の接着時においては、面同士を絶縁性接着剤にて加圧接着し、金属部の接触を確保しつつ、２つの部材の接合を行なう。メッキ部の接合を確実にするため接合面に５０μｍ程度の凹凸を形成してもよい。
【００３４】
図６に示す状態では、バッキング全体としてみた場合に、各信号線がＬ字型を有しており、すなわち各信号線が垂直部分と水平部分とで構成されることになる。
【００３５】
図６において、第１部材１８の水平面１８Ｂは図１に示した元部材１０の振動子接合面１０Ａであり、その振動子接合面１０Ａには超音波振動子２０が接合される。この超音波振動子２０は本実施形態において複数の振動素子からなるアレイ振動子である。
【００３６】
よって、図６に示すバッキングによれば、超音波振動子２０からその後方側に信号線を引き出して、さらに各信号線を水平方向に引き出すことが可能となる。第２部材１６の傾斜面１６Ａと反対側の面は垂直の側面１６Ｂであり、この側面１６Ｂは元部材１０における結線面１０Ｂである。すなわち、この結線面１０Ｂにおいて各信号線の端部に対してケーブルなどが接続され、あるいはフレキシブル回路基板などが接続されることになる。
【００３７】
図６に示すバッキングによれば、例えばバッキングに対して超音波振動子２０を加圧接着する場合において、超音波振動子２０とは反対側の端面２４を加圧用の台座に押しつけることが可能となり、その場合においても各信号線の結線部分を損傷させることはない。
【００３８】
なお、図１に示す実施形態においては、元部材１０を２つ切断することによって第１部材１８及び第２部材１６を形成したが、それらの第１部材１８及び第２部材１６をそれぞれ別々に形成し、それらを接合するようにしてもよい。いずれにしても、このような製造方法によれば、バッキング内にＬ字型をもった信号線を簡単に埋設できるという利点がある。
【００３９】
図７には、他の実施形態に係るバッキングが斜視図として示されている。
【００４０】
このバッキングは、大別して、第１部材３０と第２部材３４と第３部材３６とで構成されている。第１部材３０の振動子接合面３０Ａには超音波振動子としてのアレイ振動子３２が接合される。すなわち、図７はバッキングの倒立状態を示すものであり、そのバッキングを成立させた状態においては振動子接合面３０Ａが上面をなす。
【００４１】
第１部材３０は振動子接合面３０Ａとは反対側の面として２つの傾斜面３０Ｂ及び３０Ｃを有している。それぞれの傾斜面３０Ｂ及び３０Ｃには複数の信号線のうちの半分の信号線の端面が現れている。
【００４２】
傾斜面３０Ｃには第２部材３４の傾斜面３４Ａが面接合される。すなわち、第２部材３４は傾斜した側面としての傾斜面３４Ａと垂直面としての側面３４Ｂとを有している。ここで、側面３４Ｂは結線面を構成している。これと同様に、第３部材３６においても傾斜した側面としての傾斜面３６Ａと垂直面としての側面３６Ｂとが設けられており、傾斜面３６Ａは第１部材３０における傾斜面３０Ｂに面接合している。そして、側面３６Ｂは結線面をなす。
【００４３】
以上の構成によれば、アレイ振動子３２を構成する各振動素子からの信号線のうち半数をバッキングの第１の側面に引き出すことができ、またその残りの半数をバッキングの第２の側面に引き出すことが可能となる。もちろん、図７に示す実施形態では互いに反対側の２つの側面が利用されていたが、直交する２つの側面を利用したり、あるいは３つあるいは４つの側面を利用するようにしてもよい。ちなみに、第１部材３０における傾斜面３０Ｃ上の信号線の端面配列と、第２部材３４における傾斜面３４Ａ上の信号線の端面配列とを相互に合致する必要があり、これは傾斜面３０Ｂと傾斜面３６Ａとの関係においても同様である。
【００４４】
図８には、さら他の実施形態が示されている。この実施形態においてバッキングは、大別して、第１部材４０と第２部材４２と第３部材４４とで構成されている。第１部材４０の一面は結線面４０Ａを構成しており、その反対側の面として２つの傾斜面４０Ｂ及び４０Ｃが形成されている。
【００４５】
第２部材４２には振動子接合面４２Ｂと傾斜面４２Ａとが形成されている。その傾斜面４２Ａは第１部材４０の傾斜面４０Ｂと面接合している。そして、振動子接合面４２Ｂにはアレイ振動子４６が接合されている。
【００４６】
これと同様に、第３部材４４は傾斜面４４Ａと振動子接合面４４Ｂとを有し、傾斜面４４Ａは第１部材４０の傾斜面４０Ｃに接合し、振動子接合面４４Ｂにはアレイ振動子４８が接合している。
【００４７】
よって、図８に示すバッキングは、その全体形状の面で図７に示すバッキングに類似しているが、この図８に示す実施形態では２つのアレイ振動子４６，４８から伸びる複数の信号線を１つの結線面４０Ａに集合させることができるという利点がある。図８に示すようなバッキングは例えば血管内に挿入されるタイプの超音波探触子などにおいて利用されるものであり、たとえば第１部材４０を貫通する中心軸を中心として２つのアレイ振動子４６，４８を回転動作させることにより、２つの超音波ビームのラジアル走査を同時に実行することが可能となる。
【００４８】
なお、各図に示した実施形態においては信号線がＬ字型に引き出されていたが、もちろん、ある水平面からある側面へ信号線を引き出す場合における経路はＬ字型に限られず、例えば円弧状にその経路を設定するようにしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バッキングの下面側における結線を回避できる。また本発明によればバッキングあるいは超音波探触子の簡易な製造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  元部材を示す斜視図である。
【図２】  元部材の切断を示す図である。
【図３】  切断により形成された第１部材及び第２部材を分離状態で示す図である。
【図４】  第１部材の斜視図である。
【図５】  第１部材と第２部材の貼り合わせ状態を示す図である。
【図６】  完成されたバッキングの状態を示す図である。
【図７】  他の実施形態に係るバッキングを示す図である。
【図８】  さらに他の実施形態に係るバッキングを示す図である。
【符号の説明】
１０  元部材、１２  信号線、１４  切断面、１６  第２部材、１８  第１部材、２０  溝、２２  電極。
【図１】
0004616467.tif 000002
【図２】
0004616467.tif 000003
【図３】
0004616467.tif 000004
【図４】
0004616467.tif 000005
【図５】
0004616467.tif 000006
【図６】
0004616467.tif 000007
【図７】
0004616467.tif 000008
【図８】
0004616467.tif 000009