(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に電極が形成され、前記電極により電圧が印加されることにより前記電極が形成された面と直交する方向に超音波を送信する圧電振動子と、
前記両面の一方の面に形成された電極に接続された信号引き出し用の電極と、
前記両面の他方の面に形成された電極に接続されたアース引き出し用の電極と、を有し、
前記アース引き出し用の電極は、樹脂からなる基板と前記基板上に斑点状に配置された金属とからなり、音響インピーダンスが４又は２０[Ｍｒａｙｌ]であることを特徴とする超音波プローブ。
【請求項２】
前記樹脂は音響インピーダンスが５［Ｍｒａｙｌ］以下であることを特徴とする請求項１に記載の超音波プローブ。
【請求項３】
前記樹脂は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の超音波プローブ。
【請求項４】
前記樹脂は導電性のフィラーが含まれていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の超音波プローブ。
【請求項５】
前記圧電振動子と前記アース引き出し用の電極との間に設けられて前記圧電振動子よりも音響インピーダンスが小さい樹脂層を更に有し、
前記信号引き出し用の電極は、導電性接着剤により前記一方の面に形成された前記電極に接続され、
前記アース引き出し用の電極は、導電性接着剤により前記樹脂層を介して前記他方の面に形成された前記電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の超音波プローブ。
【請求項６】
被検体に対して超音波の送受信を行う請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブを駆動して前記被検体内を走査する送受信手段と、
前記送受信手段の走査によって得られる受信信号に基づいて前記被検体の画像を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段で生成された前記画像を表示する表示手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検体との音響整合に特徴を有する超音波プローブ及びその超音波プローブを備えた超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体内を超音波で走査し、被検体内からの反射波から生成した受信信号に基づいて、被検体の内部状態を画像化する超音波診断装置が知られている。このような超音波診断装置は、圧電振動子を備えた超音波プローブにより被検体内に超音波を送信し、被検体内部で音響インピーダンスの不整合によって生じる反射波を超音波プローブで受信して受信信号を生成する。
【０００３】
超音波プローブは、送信信号に基づいて振動して超音波を発生し、反射波を受けて受信信号を生成する圧電振動子を走査方向に複数個、配置している。このような圧電振動子は、例えば、走査方向に直交する方向に均一な矩形状の音圧分布を有する超音波を送信し、音響レンズにより遅延差を与えることにより、被検体内の所定の深さで焦点を形成している。
【０００４】
超音波プローブは、背面材と、その背面材の上に、走査方向に複数に分割されて配列されている圧電振動子を有してなる。更に、圧電振動子の上に走査方向に複数に分割されて配列されている音響整合層と、その音響整合層の上に設けられた音響レンズとを有している。また、圧電振動子の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの音響整合を図る目的で、音響整合層は複数の層から形成されている（例えば、特許文献１）。例えば、第１の音響整合層と、その第１の音響整合層の上に設けられた第２の音響整合層と、その第２の音響整合層の上に設けられた第３の音響整合層とからなる。音響整合層としては、１層よりも２層の方が音響整合は良好となり、３層にすると更に音響整合は良好になる。このような超音波プローブにおいて、圧電振動子は音響整合層を介して超音波の送受信を行う。
【０００５】
以上のように、圧電振動子と被検体との音響整合を良好にするのは、圧電振動子の音響インピーダンスと被検体の音響インピーダンスとの差が大きいと、圧電振動子から被検体に超音波を送信する際、被検体での超音波の反射損失が大きくなってしまうからである。そのことにより、被検体への超音波の送信を効率良く行うことができず、画質の良い画像を得ることができないからである。
【０００６】
このような超音波プローブにおいては、圧電振動子の上面及び下面に電極が焼き付けられている。そして、背面材と圧電振動子との間に電極を介して、信号電極引き出し用のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）が接着され、そのフレキシブルプリント基板により電気配線が引き出されて超音波診断装置本体に接続される。また、圧電振動子と音響整合層との間に電極を介して、アース引き出し用のフレキシブルプリント基板が接着されている。尚、音響整合層に導電性を有する材料を用いた場合は、音響整合層と音響レンズとの間にアース引き出し用のフレキシブルプリント基板が接着される場合もある。また、アース引き出し用としてアース引き出し用フレキシブル基板（ＦＰＣ）や金属シートや薄板等が電極に接続される。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−０５６６９４号公報（段落［００３４］−［００３９］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
圧電振動子から信号電極を引き出すためのフレキシブルプリント基板やアースを引き出すためのフレキシブルプリント基板は、導電性が要求される。従って、フレキシブルプリント基板において、圧電振動子の電極と接続される部分には銅や金等の金属電極が用いられる。
【０００９】
しかしながら、この金属電極が、超音波が伝播する部分、すなわち圧電振動子と被検体（生体）との間や、圧電振動子と背面材との間に配置される場合、超音波プローブ内での音響インピーダンスの不整合が生じる原因となる。
【００１０】
一般的に、圧電振動子の音響インピーダンスは約３０［Ｍｒａｙｌ］であり、被検体の音響インピーダンスは約１．５［Ｍｒａｙｌ］である。それらに対して、フレキシブルプリント基板の電極として用いられる金属の音響インピーダンスは４０〜６０［Ｍｒａｙｌ］と大きい。従って、フレキシブルプリント基板の電極の部分で音響整合の効果が薄れ、設計上意図通りの特性を実現することが困難となる。
【００１１】
この発明は上記の問題点を解決するものであり、フレキシブルプリント基板の電極の音響インピーダンスを可能な限り小さくし、音響整合に与える影響を最小限にすることが可能な電極部を有する超音波プローブを提供することを目的とする。そのことにより、被検体への超音波の送信を効率良く行うことを可能とし、画質の良い画像が得られる超音波診断装置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】
【００１２】
請求項１記載の発明は、両面に電極が形成され、前記電極により電圧が印加されることにより前記電極が形成された面と直交する方向に超音波を送信する圧電振動子と、前記両面の一方の面に形成された電極に接続された信号引き出し用の電極と、前記両面の他方の面に形成された電極に接続されたアース引き出し用の電極と、を有し、前記アース引き出し用の電極は、樹脂からなる基板と前記基板上に斑点状に配置された金属とからなり、音響インピーダンスが４又は２０[Ｍｒａｙｌ]であることを特徴とする超音波プローブである。
【００１３】
第１の電極は、例えば、信号引き出し用のフレキシブルプリント基板に形成されている電極であり、第２の電極は、例えば、アース引き出し用のフレキシブルプリント基板に形成されている電極である。樹脂として、例えば、エポキシ樹脂や、ポリイミド樹脂や、ウレタン樹脂等を用いる。これらの音響インピーダンスは２〜３［Ｍｒａｙｌ］であるため、第１の電極又は第２の電極にこれらの樹脂を用いることにより、金属（音響インピーダンス：４０〜６０［Ｍｒａｙｌ］）だけで構成されているよりも、音響インピーダンスを小さくすることができる。圧電振動子から送信される超音波は第１の電極又は第２の電極を通過するため、第１の電極及び第２の電極の音響インピーダンスを小さくすることにより、圧電振動子と被検体との間の音響整合を良好にすることができる。また、被検体から反射される超音波も第１の電極又は第２の電極を通過して圧電振動子により受信されるため、第１の電極及び第２の電極の音響インピーダンスを小さくすることにより、圧電振動子と被検体との間の音響整合を良好にすることができる。
【００１５】
金属が上記のように規則的に配置されていることにより、第１の電極又は第２の電極において金属が占める割合が減少し、その割合に応じて第１の電極又は第２の電極の音響インピーダンスが減少する。更に、金属の形状や割合を変えることにより、音響インピーダンスを変えることができるため、目的の音響インピーダンスを容易に得ることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波プローブであって、前記樹脂は音響インピーダンスが５［Ｍｒａｙｌ］以下であることを特徴とするである。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の超音波プローブであって、前記樹脂は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はウレタン樹脂であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の超音波プローブであって、前記樹脂は導電性のフィラーが含まれていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の超音波プローブであって、前記圧電振動子と前記アース引き出し用の電極との間に設けられて前記圧電振動子よりも音響インピーダンスが小さい樹脂層を更に有し、前記信号引き出し用の電極は、導電性接着剤により前記一方の面に形成された前記電極に接続され、前記アース引き出し用の電極は、導電性接着剤により前記樹脂層を介して前記他方の面に形成された前記電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、被検体に対して超音波の送受信を行う請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超音波プローブと、前記超音波プローブを駆動して前記被検体内を走査する送受信手段と、前記送受信手段の走査によって得られる受信信号に基づいて前記被検体の画像を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段で生成された前記画像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。
に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２１】
超音波プローブに電圧を印加すると、超音波の送信又は受信が行われる。そして、超音波を被検体に送信し、反射波を受信して被検体の画像を生成する。このとき、圧電振動子と被検体との音響整合を良好にすることにより、被検体への送信効率を良好にする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の超音波プローブによれば、アース引き出し用の電極が金属と樹脂とからなることにより、それらの音響インピーダンスを小さくすることが可能となる。その結果、圧電振動子と被検体との間の音響整合が良好となり、超音波診断装置に用いた場合、画質の良い超音波画像を得ることが可能となる。また、画質の良い超音波画像を得ることが可能となる。また、アース引き出し用の電極が樹脂と金属とから形成されていることにより、金属のみと比べて接着強度が強くなる。その結果、電極と圧電振動子等との接着強度が増し、電極剥がれ等の不良要因を減少させることが可能となる。
【００２３】
また、アース引き出し用の電極を構成する金属を斑点状に配置することにより、金属が占める割合が減少し、その割合に応じて音響インピーダンスを小さくすることが可能となる。その結果、圧電振動子と被検体との間の音響整合が良好となり、画質の良い超音波画像を得ることが可能となる。
【００２４】
また、請求項２に記載の超音波プローブによれば、アース引き出し用の電極を構成する樹脂の音響インピーダンスを５［Ｍｒａｙｌ］以下とすることにより、圧電振動子と被検体との間の音響整合が良好となり、画質の良い超音波画像を得ることが可能となる。
【００２５】
また、請求項３に記載の超音波プローブによれば、アース引き出し用の電極を構成する樹脂として、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、又はウレタン樹脂を用いることにより、第１の電極又は第２の電極の音響インピーダンスを小さくすることができる。
【００２６】
また、請求項４に記載の超音波プローブによれば、アース引き出し用の電極を構成する樹脂内に導電性のフィラーを含ませることにより、樹脂の導電性を高めることが可能となり、たとえ電極に樹脂が用いられていても、圧電振動子との間の導通を良好にすることが可能となる。
【００２７】
また、請求項５に記載の超音波プローブによれば、アース引き出し用の電極が樹脂と金属とから構成されていても、それらが導電性接着剤で圧電振動子等に接続されていることにより、圧電振動子との間で導通をとることができる。
【００２８】
また、請求項６に記載の超音波診断装置によれば、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の超音波プローブを備えることにより、圧電振動子と被検体との音響整合を良好にすることができるため、超音波の反射損失を小さくすることができ、被検体への超音波の送信を効率良く行うことができる。そのことにより、画質の良い画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明の実施形態に係る超音波プローブについて、図１乃至図９を参照しつつ説明する。
【００３０】
（構成）
この発明の実施形態に係る超音波プローブの構成について図１乃至図７を参照しつつ説明する。図１及び図７は、この発明の実施形態に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。図２乃至図６は、この発明の実施形態に係る超音波プローブに接続されるフレキシブルプリント基板の電極部分の形状を示す図である。超音波プローブは、ヘッド側とケーブル側とからなり、図１及び図７には超音波プローブのヘッド側が示されている。
【００３１】
図１に示すように、この実施形態に係る超音波プローブ１は、背面材２の上に、走査方向に複数に分割されて配列されている圧電振動子３が設置されている。更に、圧電振動子３の上に、走査方向に複数に分割されて配列されている導電性の音響整合層４が設置され、その音響整合層４の上に音響レンズ５が設置されている。また、音響整合層４は複数の層からなり、第１の音響整合層４ａと、その第１の音響整合層４ａの上に設けられた第２の音響整合層４ｂと、その第２の音響整合層４ｂの上に設けられた第３の音響整合層４ｃとからなる。尚、ケーブル側の説明は省略する。
【００３２】
背面材２は、圧電振動子３から発振された超音波振動や受信時の超音波振動のうち、超音波診断装置の画像抽出にとって必要でない超音波振動成分を減衰吸収する。
【００３３】
圧電振動子３は例えば、チタン酸ジリコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）等のセラミック材料からなる。
【００３４】
また、圧電振動子３の表面には、背面材２と接する面に面状の電極３１が形成されており、整合層４ａと接する面には面状の電極３２が形成されている。この電極により圧電振動を起こさせるための電圧が圧電振動子３に印加され、圧電現象の発生により機械的な振動に変換される。そして、その圧電現象により、電極３１及び電極３２と直交する方向に超音波を送信する。
【００３５】
また、音響整合層４を複数の層構造にすることで、音響レンズ５とあいまって被検体の体表との音響インピーダンスの差分による信号ロスの発生を抑えている。
【００３６】
音響レンズ５は、被検体の体表面に接触して超音波の送受信の仲介を行なう。この音響レンズ５により、体表より所定の深さにスライス方向の音響的な焦点を結ぶ。また、走査方向の音響的な焦点は、走査方向に短冊状に配置された複数の圧電振動子３の送信と受信とのタイミングを切り替え制御することにより結ばれる。
【００３７】
圧電振動子３及び音響整合層４ａ〜４ｃは、走査方向に複数に分割されて配列されているため、本実施形態に係る超音波プローブ１は、１次元アレイ超音波プローブとなる。
【００３８】
また、背面材２と圧電振動子３との間に電極３１を介して、信号電極引き出し用のフレキシブルプリント基板６ａが接着されている。更に、圧電振動子３と音響整合層４ａとの間に電極３２を介して、アース引き出し用のフレキシブルプリント基板６ｂが接着されている。フレキシブルプリント基板６ａには、圧電振動子３の電極３１と接続される電極が形成され、フレキシブルプリント基板６ｂには圧電振動子３の電極３２と接続される電極が形成されている。これらのフレキシブルプリント基板６ａ、６ｂは、導電性接着剤により圧電振動子３に接着されている。導電性接着剤は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、又はアクリル樹脂等の樹脂に、金、銀、ニッケル、カーボン等の導電性微粒子を配合したものである。尚、フレキシブルプリント基板６ａに形成されている電極がこの発明の「第１の電極」に相当し、フレキシブルプリント基板６ｂに形成されている電極がこの発明の「第２の電極」に相当する。
【００３９】
フレキシブルプリント基板６ａは圧電振動子３の電極３１に接続されることにより、電極３１から電気配線を引き出して超音波プローブ１を超音波診断装置本体に接続する。フレキシブルプリント基板６ａにより、超音波プローブ１と超音波診断装置本体との間で信号の送受信が行われる。また、フレキシブルプリント基板６ｂは圧電振動子３の電極３２に接続されることにより、電極３２から電気配線を引き出してアースに接続する。尚、フレキシブル配線基板６ａはリード線の役割を果たす。これらフレキシブル配線基板６ａ、６ｂの引き出し用の電極の構成については、後で詳しく説明する。
【００４０】
圧電振動子３に電圧を印加することで圧電現象により超音波を発生させ、その超音波を被検体の診断対象部位に向けて照射する。本実施形態における超音波プローブにおいては、電極３１及び電極３２により圧電振動子に電圧を印加することで、電極３１及び電極３２に直交する方向に超音波を送信する。圧電振動子から送信された超音波は、フレキシブルプリント基板６ｂの電極、音響整合層４ａ〜４ｃ、更に音響レンズ５を通過して被検体に照射される。この照射された超音波は、それぞれ音響インピーダンスが異なる複数の境界面から反射される。この反射された超音波は、音響レンズ５、音響整合層４ａ〜４ｃ、フレキシブルプリント基板６ｂを通過し、圧電振動子３によって受信される。そして、電気信号に変換されることにより、診断対象部位の内部状態を画像として抽出する。
【００４１】
次に、フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂに形成されている信号電極又はアース引き出し用の電極の形状について図２乃至図６を参照しつつ説明する。図２乃至図６に示すフレキシブルプリント基板６ａ、６ｂの引き出し用の電極は、圧電振動子３に形成された電極３１又は電極３２に接続される。
【００４２】
図２には、走査方向に直交する方向に直線状にパターニングされた電極が示されている。図２（ａ）は超音波プローブの送信方向から見た電極の上面図であり、図２（ｂ）は超音波プローブの走査方向から見た正面図である。
【００４３】
フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂの引き出し用の電極６１は、樹脂からなるベース材６２の上に金属６３が直線状に走査方向に直交する方向にパターニングされている。ベース材６２の樹脂として、例えば、音響インピーダンスが約３［Ｍｒａｙｌ］のエポキシ樹脂や、約３［Ｍｒａｙｌ］のポリイミド樹脂や、約２［Ｍｒａｙｌ］のウレタン樹脂が用いられる。また、この発明に用いられる樹脂は上記の樹脂に限られず、音響インピーダンスが小さい樹脂、例えば、音響インピーダンスが約５［Ｍｒａｙｌ］以下の樹脂であれば、この発明の効果が得られる。また、金属６３には、金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）等が用いられる。
【００４４】
この金属６３が圧電振動子３の電極３１又は電極３２に接続され、圧電振動子３とフレキシブルプリント基板６ａ、６ｂとが電気的に接続される。フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂは導電性接着剤により圧電振動子３に接着されるため、圧電振動子３の電極３１又は電極３２と導通をとることができる。
【００４５】
このように、金属６３を直線状にパターニングすることにより、金属６３が占める割合が減少する。音響インピーダンスが高い金属６３の割合が減少すれば、その分、引き出し用の電極６１の音響インピーダンスは小さくなる。超音波は送受信される際に、フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂの電極６１を通過するため、電極６１の音響インピーダンスが小さくなれば、電極６１を金属のみで形成した場合と比較して、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることが可能となる。
【００４６】
また、金属６３間のピッチや金属６３の幅を変えることにより、電極６１の音響インピーダンスを変えることができる。例えば、各金属６３間のピッチを広くし、金属６３の幅を狭くすれば、電極６１の音響インピーダンスを小さくすることができる。一方、ピッチを狭くし、金属６３の幅を広くすれば、電極６１の音響インピーダンスを大きくすることができる。このように、金属６３の寸法を変えることにより、必要な音響インピーダンスを得ることができる。
【００４７】
また、図３に示すような形状の電極を有するフレキシブルプリント基板を用いても良い。図３には、走査方向に直線状にパターニングされた電極が示されている。図３（ａ）は送信方向から見た電極の上面図であり、図３（ｂ）は走査方向から見た正面図である。
【００４８】
図３に示されている引き出し用の電極６１は、樹脂からなるベース材６２の上に金属６３が走査方向に直線状にパターニングされている。ベース材６２の樹脂や金属６３の材料は、図２に示す引き出し用の電極と同じである。
【００４９】
このように金属６３を走査方向に直線状にパターニングすることにより、図２に示す電極と同様に、樹脂からなるベース材６２に対する金属６３の割合が減少し、電極６１の音響インピーダンスを小さくすることができる。その結果、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることが可能となる。
【００５０】
また、図４に示すような形状の電極を有するフレキシブルプリント基板を用いても良い。図４には、網目状にパターニングされた電極が示されている。図４（ａ）は送信方向から見た電極の上面図であり、図３（ｂ）は走査方向から見た正面図である。
【００５１】
図４に示されている引き出し用の電極６１は、樹脂からなるベース材６２の上に金属６３が網目状にパターニングされている。このように金属６３を網目状にパターニングすることにより、図２及び図３に示す電極と同様に、樹脂からなるベース６２に対する金属６３の割合が減少し、電極６１の音響インピーダンスを小さくすることができる。その結果、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることが可能となる。
【００５２】
また、図５に示すような形状の電極を有するフレキシブルプリント基板を用いも良い。図５には、走査方向に対して斜めに直線状にパターニングされた電極が示されている。図５（ａ）は送信方向から見た電極の上面図であり、図５（ｂ）は走査方向から見た正面図である。
【００５３】
図５に示されている引き出し用の電極６１は、ベース材６２の上に金属６３が走査方向に対して斜めに直線状にパターニングされている。このように金属６３を斜めにパターニングすることにより、金属６３の割合が減少し、電極６１の音響インピーダンスを小さくすることができ、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることが可能となる。
【００５４】
また、図６に示すような形状の電極を有するフレキシブルプリント基板を用いても良い。図６には、斑点状にパターニングされた電極が示されている。図６（ａ）は送信方向から見た電極の上面図であり、図６（ｂ）は走査方向から見た正面図である。
【００５５】
図６に示されている引き出し用の電極６１は、ベース材６２の上に金属６３が斑点状にパターニングされている。このように金属６３が斑点状にパターニングされていることにより、金属６３の割合が減少し、電極６１の音響インピーダンスを小さくすることができ、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることが可能となる。
【００５６】
以上のように、フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂに形成されている電気配線引き出し用の電極６１を、樹脂からなるベース材６２と金属６３とで構成し、音響インピーダンスが大きい金属６３をパターニングして金属６３の割合を減少させることにより、引き出し用の電極６１の音響インピーダンスを小さくすることが可能となる。その結果、フレキシブル配線基板６ａ、６ｂを介しても、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることが可能となる。
【００５７】
尚、金属６３の割合を減少させると、圧電振動子３の両面に形成されている電極３１、３２とフレキシブル配線基板６ａ、６ｂの電極６１との電気的な接続が問題となる。しかし、フレキシブル配線基板６ａ、６ｂを導電性接着剤により圧電振動子３に接続することにより、圧電振動子３とフレキシブル配線基板６ａ、６ｂとの電気的な接続を良好にすることができる。また、導電性を良くするために、樹脂からなるベース材６２内にカーボンフィラー等の導電性のフィラーを含ませても構わない。このように導電性のフィラーをベース材６２に含有させても、金属６３の割合が減少していれば、電極６１の音響インピーダンスを小さくすることができる。
【００５８】
尚、図２乃至図６に示した引き出し用の電極６１の構成は１例にすぎない。電極６１の音響インピーダンスを小さくするためには、金属６３の割合を減少させれば良いため、金属６３の形状は上記に示した形状以外のものであっても構わない。例えば、金属６３を直線状ではなく、曲線状に形成しても良い。また、斑点状ではなく、矩形状や三角形状の点を複数形成しても良い。金属６３をこのようにパターニングしても、電極６１の音響インピーダンスを小さくすることができ、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることが可能となる。
【００５９】
また、フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂの電極６１は、樹脂からなるベース材６２と金属６３とからなるため、金属のみで形成されている場合と比較すると、圧電振動子３の電極３１、３２との接着強度が強くなる。金属のみで電極６１を形成した場合は、接着強度が弱くなり、電極剥がれが発生する問題があるが、電極６１に樹脂を用いることにより強度が増し、電極剥がれの発生を抑えることが可能となる。また、金属のみの場合は、剥がれやすいため、圧電振動子３の電極３１、３２との接着が困難であったが、樹脂を用いることにより、剥がれにくくなり、その分、容易に接着することが可能となる。
【００６０】
また、図７に示す斜視図のように、音響整合層４と音響レンズ５との間にアース引き出し用のフレキシブルプリント基板６ｂを設けても良い。具体的には、音響整合層４ｃと音響レンズ５との間にフレキシブル基板６ｂを設ける。
【００６１】
例えば、音響整合層４ａ〜４ｃに、カーボンフィラー等の導電性のフィラーを含ませることにより、音響整合層４ａ〜４ｃに導電性を持たせることが可能となる。従って、アース引き出し用のフレキシブルプリント基板６ｂを音響整合層４ｃと音響レンズ５との間に配置しても、フレキシブルプリント基板６ｂと圧電振動子３の電極３２との間で導通をとることができる。
【００６２】
また、カーボンフィラーを含ませる代わりに、音響整合層４ａ〜４ｃの周りにめっきを施して、そのめっきにより、フレキシブルプリント基板６ｂと圧電振動子３との間で導通をとっても良い。
【００６３】
尚、図７に示す超音波プローブにおいても、圧電振動子３とフレキシブルプリント基板６ａとの接続は導電性接着剤を介して行われ、音響整合層４ｃとフレキシブルプリント基板６ｂとの接続も導電性接着剤を介して行われる。
【００６４】
（実施例）
次に、この実施形態に係る超音波プローブの実施例について図８を参照しつつ説明する。図８には、超音波の送受信時における周波数スペクトルを計算したシミュレーションの一例が示されている。同図において、横軸は超音波の周波数［ＭＨｚ］を示し、縦軸は音響強度［ｄＢ］を示している。
【００６５】
図８において、スペクトルＡは、フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂを樹脂のみで構成した場合のスペクトルであり、例えばエポキシ樹脂を用いることにより、音響インピーダンスを約３［Ｍｒａｙｌ］としている。スペクトルＢは、フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂの電極を金や銅等の金属のみで構成した場合のスペクトルであり、音響インピーダンスを４０〜６０［Ｍｒａｙｌ］としている。
【００６６】
また、スペクトルＣ、Ｄは、本実施形態におけるフレキシブルプリント基板６ａ、６ｂであって、電極を金属と樹脂とから形成したものである。フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂの電極６１上の金属６３は、上述したように、パターニングされている。パターニングの形状としては、図２乃至図６に示されている形状のうち、どの形状であっても構わない。また、樹脂からなるベース材６２上に形成する金属６３のパターンを変えることにより、樹脂と金属とからなる引き出し用の電極６３の音響インピーダンスを変えることもできる。つまり、金属６３のパターンを変えると電極６１における金属６３の割合を変えることができ、金属６３の割合に応じて電極６１の音響インピーダンスが変わる。
【００６７】
このように、金属６３のパターンを変えて、電極６１における金属６３の割合を変化させることにより、スペクトルＣ、Ｄが得られる。スペクトルＣは、電極６１の音響インピーダンスが、電極６１が金属のみからなる場合の５０％となった場合のスペクトルである。また、スペクトルＤは、電極６１の音響インピーダンスが、電極６１が金属のみからなる場合の１０％となった場合のスペクトルである。
【００６８】
例えば、電極６１を、音響インピーダンスが約４０［Ｍｒａｙｌ］の金属のみから形成すると、当然、電極６１の音響インピーダンスは約４０［Ｍｒａｙｌ］となる。一方、電極６１を、樹脂からなるベース材６２とパターニングされた金属６３とから形成すると、電極６１の音響インピーダンスは５０％又は１０％、つまり、約２０［Ｍｒａｙｌ］又は約４［Ｍｒａｙｌ］となる。換言すると、電極６１の音響インピーダンスが約２０［Ｍｒａｙｌ］又は約４［Ｍｒａｙｌ］となるように、金属６３をパターニングして金属６３の割合を減少させる。パターニングの形状は図２乃至図６に示されている形状のうち、どの形状であっても構わない。このようにして得られた電極６１のスペクトルが、スペクトルＣとスペクトルＤである。尚、スペクトルＣが５０％（約２０［Ｍｒａｙｌ］）のスペクトルであり、スペクトルＤが１０％（約４［Ｍｒａｙｌ］）のスペクトルである。
【００６９】
フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂを金属のみで構成すると、圧電振動子３と被検体との間の音響整合が悪化するため、スペクトルＢのように、周波数スペクトルの形状が歪み、帯域幅の低下が見られる。一方、音響インピーダンスを５０％、１０％と低下させた場合は、スペクトルＣ、Ｄのように、周波数スペクトルの形状の歪みは小さくなり、帯域幅の低下を抑制することが可能となる。また、スペクトルＤにおいては、樹脂だけの場合とほぼ同じ曲線となるため、このようなスペクトルの電極をフレキシブルプリント基板６ａ、６ｂに形成することにより、圧電振動子３と被検体との間の音響整合を良好にすることができる。
【００７０】
（製造方法）
次に、この実施形態に係る超音波プローブの作製方法について説明する。図１に示す超音波プローブ１は次に説明する方法により作製される。まず、背面材２の上にフレキシブルプリント基板６ａを介して圧電振動子３を接着する。更に、圧電振動子３の上にフレキシブルプリント基板６ｂを接着する。フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂと圧電振動子３とは、導電性接着剤により接着される。そして、フレキシブルプリント基板６ｂの上に音響整合層４ａ〜４ｃを接着し、所望のピッチでダイシングして、走査方向に複数に分割された音響整合層４ａ〜４ｃを作製する。更にその上に音響レンズ５を接着し、超音波プローブ１を作製する。
【００７１】
また、図７に示す超音波プローブは次に説明する方法により作製される。背面材２の上のフレキシブルプリント基板６ａを介して圧電振動子３を接着し、更にその上に、導電性を有する音響整合層４ａ〜４ｃを接着する。例えば、樹脂からなる音響整合層４ａ〜４ｃにカーボンフィラー等の導電性を有するフィラーを含ませることにより、音響整合層４ａ〜４ｃに導電性を持たせることができる。その後、圧電振動子３と音響整合層４ａ〜４ｃを所望のピッチでダイシングして、走査方向に複数に分割された圧電振動子３と音響整合層４ａ〜４ｃとを作製する。そして、音響整合層４ｃの上にフレキシブル配線基板６ｂを接着し、フレキシブル配線基板６ｂの上に音響レンズ５を接着することにより、超音波プローブを作製する。
【００７２】
次に、この発明の実施形態に係る超音波プローブを備えた超音波診断装置について、図９を参照しつつ説明する。図９は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【００７３】
この超音波診断装置９０には、超音波プローブ９１と、送受信回路９２と、送受信制御回路９３と、画像データ変換回路９４と、表示制御回路９５と、モニタ９６と、制御回路９７とからなる。
【００７４】
超音波プローブ９１は、患者等の被検体に対して超音波を送信し、被検体で反射した超音波をエコー信号として受信する。この超音波プローブ９１には、この発明の実施形態に係る超音波プローブ１が用いられて、フレキシブルプリント基板６ａ、６ｂが接続されている。
【００７５】
送受信回路９２は、フレキシブルプリント基板６ａを介して超音波プローブ９１に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ９１が受信したエコー信号を受信する。送受信制御回路９３は、送受信回路９２の送受信制御を行なう。
【００７６】
画像データ変換回路９４は、送受信回路９２が受信したエコー信号を被検体の超音波画像データに変換する。表示制御回路９５は、画像データ変換回路９４によって変換された超音波画像データを、モニタ９６を制御して表示する。また、制御回路９７は、超音波診断装置９０全体の制御を行なう。
【００７７】
制御回路９７には、送受信制御回路９３、画像データ変換回路９４、及び表示制御回路９５が接続されており、制御回路９７はこれら各部の動作を制御している。
【００７８】
そして、超音波プローブ９１の圧電振動子に電気信号を印加して被検体に対して超音波を送信し、被検体内部で音響インピーダンスの不整合によって生じる反射波を超音波プローブ９１で受信する。
【００７９】
この発明の実施形態に係る超音波プローブ１を備えた超音波診断装置によれば、圧電振動子３と被検体との音響整合を良好にすることができるため、超音波の反射損失を小さくすることができ、被検体への超音波の送信を効率良く行うことができる。そのことにより、画質の良い画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の実施形態に係る超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施形態に係る超音波プローブに接続されるフレキシブルプリント基板の電極の１例を示す図である。
【図３】この発明の実施形態に係る超音波プローブに接続されるフレキシブルプリント基板の電極の１例を示す図である。
【図４】この発明の実施形態に係る超音波プローブに接続されるフレキシブルプリント基板の電極の１例を示す図である。
【図５】この発明の実施形態に係る超音波プローブに接続されるフレキシブルプリント基板の電極の１例を示す図である。
【図６】この発明の実施形態に係る超音波プローブに接続されるフレキシブルプリント基板の電極の１例を示す図である。
【図７】この発明の実施形態に係る別の超音波プローブの概略構成を示す斜視図である。
【図８】この発明の実施形態に係る超音波プローブの周波数スペクトルを示すグラフである。
【図９】この発明の超音波プローブが備えられた超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  超音波プローブ
２  背面材
３  圧電振動子
４ａ、４ｂ、４ｃ  音響整合層
５  音響レンズ
６ａ、６ｂ  フレキシブルプリント基板
３１、３２  電極
９０  超音波診断装置
【図１】
0004709500.tif 000002
【図２】
0004709500.tif 000003
【図３】
0004709500.tif 000004
【図４】
0004709500.tif 000005
【図５】
0004709500.tif 000006
【図６】
0004709500.tif 000007
【図７】
0004709500.tif 000008
【図８】
0004709500.tif 000009
【図９】
0004709500.tif 000010