(57)【要約】【課題】超音波振動子の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる超音波振動子を提供する。【解決手段】超音波振動子１は、有効振動部１１ａ、及び有効振動部１１ａの一方の側面に配置され非有効振動部１１ｃを有する圧電素子１１と、圧電素子１１の上面に配置された上面電極１２と、圧電素子１１の底面に配置された下面電極１３と、圧電素子１１の下面電極１３側から圧電素子１１を分断しないように形成され、有効振動部１１ａと非有効振動部１１ｃの一部を隔てる溝１５と、溝１５を跨いで下面電極１３と非有効振動部１１ｃの底面とを連結し、導電性を有する接続部材１８と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電効果を生じる圧電部、及び前記圧電部の一方の側面に配置され圧電効果を生じない第１の非圧電部を有する圧電素子と、
前記圧電素子の上面に配置された上部電極と、
前記圧電素子の底面に配置された下部電極と、
前記圧電素子の前記下部電極側から前記圧電素子を分断しないように形成され、前記圧電部と前記第１の非圧電部の一部を隔てる第１の溝部と、
前記第１の溝部を跨いで前記下部電極と前記第１の非圧電部の底面とを連結し、導電性を有する第１の連結部材と、
を含むことを特徴とする超音波振動子。
【請求項２】
前記第１の溝部は、空隙である溝、あるいは樹脂が充填された溝であることを特徴とする請求項１に記載の超音波振動子。
【請求項３】
前記圧電部の他方の側面に配置された、圧電効果を生じない第２の非圧電部と、
前記圧電素子の前記下部電極側から前記圧電素子を分断しないように形成され、前記圧電部及び前記第２の非圧電部の一部を隔てる第２の溝部と、
を有し、
前記第２の溝部は、樹脂が充填された溝であることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波振動子。
【請求項４】
前記圧電部の他方の側面に配置された、圧電効果を生じない第２の非圧電部と、
前記圧電素子の前記下部電極側から前記圧電素子を分断しないように形成され、前記圧電部及び前記第２の非圧電部の一部を隔てる第２の溝部と、
前記第２の溝部を跨いで前記下部電極と前記第２の非圧電部の底面とを連結し、導電性を有しない第２の連結部材と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波振動子。
【請求項５】
前記第２の溝部は、空隙である溝、あるいは樹脂が充填された溝であることを特徴とする請求項４に記載の超音波振動子。
【請求項６】
前記上部電極は、前記圧電素子の上面から前記第２の非圧電素子の底面まで折り返されるように形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の超音波振動子。
【請求項７】
前記第１の連結部材は、前記第１の非圧電部の下面を覆うよう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。
【請求項８】
駆動用配線ケーブルは、前記第１の連結部材に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の超音波振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、超音波振動子は、医療分野における超音波診断装置等、種々の分野の装置に広く用いられている。超音波振動子は、圧電素子を有し、その圧電素子の音響放射面側には、音響整合層が配置され、その音響整合層の上面には音響レンズが配置される。圧電素子の背面側には、バッキング材が配置される。超音波振動子は、単板の圧電体あるいは複合圧電体からなるものがある。
【０００３】
例えば、特開平１０−１２６８８９号公報に開示のように、圧電素子が非有効振動部と有効振動部を有し、圧電素子と接続のための配線ケーブルは、音響放射面以外の部分であって、かつ非有効振動部で接続される超音波振動子がある。このような構造によれば、有効な音響放射面を大きくし、かつ開口部を明確に規定して、超音波振動子の振動特性の向上を図ることができる超音波振動子を提供することができる。圧電素子に電圧を印加するための電極は、圧電素子の超音波振動を充分かつ効率良く出射するようにするために薄く形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２６８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような構成の超音波振動子において、超音波振動子の振動特性をより良くするために、有効振動部と非有効振動部の境界部分に溝を形成することも考えられる。有効振動部と非有効振動部の境界部分に形成された溝により、有効振動部と非有効振動部との境界がさらに明確にすることができるからである。
【０００６】
しかし、単板の圧電体あるいは複合圧電体に溝を形成すると、外部から応力を受けると、溝近傍の電極にクラックが入る等して、電極が破損する虞がある。
【０００７】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、超音波振動子の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる超音波振動子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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、圧電効果を生じる圧電部、及び前記圧電部の一方の側面に配置され圧電効果を生じない第１の非圧電部を有する圧電素子と、前記圧電素子の上面に配置された上部電極と、前記圧電素子の底面に配置された下部電極と、前記圧電素子の前記下部電極側から前記圧電素子を分断しないように形成され、前記圧電部と前記第１の非圧電部の一部を隔てる第１の溝部と、前記第１の溝部を跨いで前記下部電極と前記第１の非圧電部の底面とを連結し、導電性を有する第１の連結部材と、を含む超音波振動子を提供することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、超音波振動子の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる超音波振動子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に関わる超音波振動子の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に関わる超音波振動子の部分断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に関わる超音波振動子の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に関わる超音波振動子の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に関わる超音波振動子１Ｃの断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に関わる超音波振動子１Ｃの部分断面図である。
【図７】接続部材４１の変形例を示す断面図である。
【図８】超音波振動子が搭載される超音波内視鏡の一例の構成図である。
【図９】挿入部１１１の先端部の斜視図である。
【図１０】超音波内視鏡１０１の先端部の超音波振動子部１２２の外観図である。
【図１１】超音波振動子部１２２の軸方向に沿った断面図である。
【図１２】コンベックス型の超音波振動子部１２２Ａの構成を説明するための図である。
【図１３】超音波内視鏡の先端部の正面図である。
【図１４】先端硬質部１３１の軸方向に沿った断面図である。
【図１５】図１４の構成の変形例に係る先端硬質部１３１の軸方向に沿った断面図である。
【図１６】コネクタ本体１１４ａの構成を説明するための部分断面図である。
【図１７】図１６における矢印Ａ１方向から見たときの、コネクタ本体１１４ａに収納される超音波コネクタ５５１の側面図である。
【図１８】超音波内視鏡の先端部の正面図である。
【図１９】図１３においてＬＬ線に沿った、撮像ユニット部を含む内視鏡の先端部の部分断面図である。
【図２０】先端側から見た押さえ部材２１０の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に関わる超音波振動子の断面図である。図２は、本実施形態に関わる超音波振動子の部分断面図である。図１に示すように、超音波振動子１は、圧電素子１１と、圧電素子１１の上面側全面を覆うように設けられた上面電極１２と、圧電素子１１の下面側の一部を覆うように設けられた下面電極１３と、を有する。
【００１２】
圧電素子１１は、薄板状の矩形形状を有する単板の圧電素子である。圧電素子１１の中央部は、同一方向に分極された領域である有効振動部１１ａである。圧電素子１１の矩形形状の両端側の端部は、未分極の領域である非有効振動部１１ｂ、１１ｃである。図１と図２において、分極方向は、点線の矢印で示されている。
【００１３】
すなわち、圧電素子１１は、圧電効果を生じる圧電部である有効振動部１１ａ、有効振動部１１ａの一方の側面に配置され圧電効果を生じない非圧電部である非有効振動部１１ｂ、及び有効振動部１１ａの他方の側面に配置され圧電効果を生じない非圧電部である非有効振動部１１ｃを有する。よって、図１に示すように、圧電素子１１は、圧電素子が同一方向に分極された状態に作成された有効振動領域ＶＶと、圧電素子が未分極の状態の非有効振動領域ＮＶとを有する。
【００１４】
上面電極１２は、圧電素子１１の一側面部まで延出した延出部１２ａを有する接地側電極である。言い換えると、上面電極１２は、圧電素子１１の上面に配置された上部電極を構成する。よって、上面電極１２は、圧電素子１１の上面部に密着して設けられ、延出部１２ａは、圧電素子１１の一側面部に密着して設けられている。接地電極である上面電極１２とその延出部１２ａにより、圧電素子１１の上面側の全面が、圧電素子１１を包み込まれるので、圧電素子１１の電気的な安全性の向上が図られている。
【００１５】
下面電極１３は、圧電素子１１の有効振動領域ＶＶに設けられた駆動側電極である。言い換えると、下面電極１３は、圧電素子１１の底面に配置された下部電極を構成する。上面電極１２と下面電極１３は、例えばスパッタリング等の製膜処理により、圧電素子１１の表面に密着して設けられる。なお、これらの電極は、焼き付けなどによって銀（Ａｇ）により形成してもよい。上面電極１２と下面電極１３の厚さは、例えば、１μｍである。
【００１６】
圧電素子１１の一側面部に形成された上面電極１２の延出部１２ａには、図１において点線で示す配線ケーブル１４ａが、半田１４ｂにより半田付けされている。よって、上面電極１２の延出部１２ａは、配線ケーブル１４ａと上面電極１２とを電気的に接続するための配線接続部である。
【００１７】
圧電素子１１は、下面側において、有効振動部１１ａの有効振動領域ＶＶと非有効振動部１１ｃの非有効振動領域ＮＶの境界部に形成された溝１５を有している。溝１５は、圧電素子１１の上面にまで達しない深さで、例えばダイシングソーにより、形成される。すなわち、溝１５は、圧電素子１１の下側電極１３側から圧電素子１１を分断しないように形成され、圧電部である有効振動部１１ａと非圧電部である非有効振動部１１ｃの一部を隔てる溝部を構成する。よって、圧電素子１１の有効振動領域ＶＶと非有効振動領域ＮＶの境界部には、溝１５が形成されていないで残された溝残部１５ａが存在する。
【００１８】
図２に示すように、溝１５に隣接する非有効振動領域ＮＶには、配線ケーブル１６ａを半田１６ｂにより半田付けするための導電部１７が設けられている。具体的には、配線ケーブル１６ａは、上面電極１２の延出部１２ａが設けられた圧電素子１１の非有効振動部１１ｂとは反対側の非有効振動部１１ｃの下面側において、導電部１７と半田１６ｂにより接続されている。
【００１９】
ここで、配線ケーブル１４ａと１６ａは、それぞれ、非有効振動部において延出部１２ａと導電部１７と接続されており、有効振動部においては接続されていない。よって、圧電素子１１の発生する振動特性が安定し、個体間のバラツキがなくなり、超音波振動子１の品質の向上に繋がる。
【００２０】
さらに、導電部１７は、下面電極１３と接続部材１８により電気に接続されている。図２に示すように、接続部材１８は、溝１５を跨いで、溝１５の開口部を覆うように設けられている。接続部材１８は、半田１９ａにより、下面電極１３に対して電気的に接続されかつ固定されている。また、接続部材１８は、半田１９ｂにより、導電部１７に対して電気的に接続されかつ固定されている。すなわち、接続部材１８は、溝１５を跨いで下面電極１３と非有効振動部１１ｃの底面とを連結し、導電性を有する連結部材を構成する。
【００２１】
接続部材１８は、塑性加工により形成された金属の板材、棒材などである。接続部材１８は、鍛造、押し出し成型等により製造されるので、引っ張り強度は高い。引っ張り強度は、１５０Ｎ／ｍｍ２以上を有するのが好ましい。そのため、接続部材１８の材料は、ステンレス、銅、錫、ニッケルなどの金属が好ましい。なお、接続部材１８の材料は、これらの金属でコーティングされた、金属、樹脂又はセラミックスでもよい。例えば、接続部材１８は、錫メッキがされさらにその上に半田メッキされた銅部材である。
【００２２】
接続部材１８は、溝１５を跨ぐように設けられるので、溝１５の幅以上の幅（図１及び図２において横方向の長さ）を有する。よって、接続部材１８の幅は、好ましくは、０．０５ｍｍから１ｍｍであり、例えば０．２５ｍｍである。  
接続部材１８の厚さ（図１及び図２の縦方向の長さ）は、好ましくは、０．０１ｍｍから０．１ｍｍであり、例えば０．０３ｍｍである。
【００２３】
接続部材１８は、例えば平角線などの導電性の部材を用いることができる。接続部材１８は、例えば、断面が２５μｍ×１００μｍの矩形で、ニッケル−銀（Ｎｉ−Ａｇ）メッキや錫（Ｓｎ）メッキが施された銅製の平角線である。  
なお、接続部材１８は、断面が矩形の線材ではなく、断面形状が円い導線性の線材でもよい。
【００２４】
圧電素子１１の上面側には、図１に示すように、第１の音響整合層２０、第２の音響整合層２１、及びシリコーン製のレンズ２２が設けられている。圧電素子１１の下面側には、バッキング材２３が固定して設けられている。
【００２５】
以上のように構成された超音波振動子１は、ハウジング２４内に、超音波振動子１の音響放射面となる上面側部分以外を覆うようにして収納され、かつ接着剤（図示せず）により固定される。
【００２６】
例えば、圧電素子１１の厚さｄ１は、０．１５ｍｍから０．３ｍｍである。溝１５の深さｄ２は、圧電素子１１の厚さｄ１の８０％から９５％である。溝１５の幅ｄ３は、１０μｍから４０μｍである。
【００２７】
以上のような構成によれば、溝１５が、圧電素子１１の有効振動部１１ａと非有効振動部１１ｃを明確に分断するため、有効振動部１１ａにおいて発生した振動は、溝１５により遮断されて、非有効振動部１１ｃへ伝達され難い。すなわち、圧電素子１１の有効振動部１１ａにおいて発生した振動が、非有効振動部１１ｃへ伝達されて不要な広がりを持った振動を生じさせない。よって、振動が非有効振動部１１ｃに伝わることが極めて少なくなるので、超音波振動子１１の振動特性の向上を図ることができる。
【００２８】
さらに、圧電素子１１に形成された溝１５の開口部に接続部材１８を設けたので、圧電素子１１に掛かる外力、例えば製造工程における組立作業時における圧電素子１１に掛かる外力、によって、溝１５の幅が変化するようなことが無くなる。
【００２９】
例えば、非有効振動部１１ｃが、溝１５の下面側が幅方向に広がるような外力を受けた場合、接続部材１８は、幅方向に引っ張られる力が掛かるが、接続部材１８は、そのような外力に起因する引っ張り力に対して十分に抵抗する引っ張り強度を有している。よって、溝残部１５ａ及び上面電極１２がクラック等で破壊されることを防止することができる。接続部材１８が無ければ、外力によって、溝残部１５ａが破壊されるような応力が溝残部１５ａに掛かり、引いては上面電極１２の破壊に繋がる。しかし、上記のような構成によれば、外力に対して、金属部材である接続部材１８と半田１９ａと１９ｂが抵抗するので、溝残部１５ａ及び上面電極１２は、クラック等が入って破壊されることはない。
【００３０】
また、超音波振動子１の使用時にも、溝残部１５ａには超音波振動による応力が掛かるが、そのような応力に対しても、溝１５の幅が変化するようなことが無くなるので、溝残部１５ａ及び上面電極１２がクラック等で破壊されることを防止することができる。
【００３１】
さらにまた、接続部材１８は、溝１５を覆うようなサイズでよいので、圧電素子１１の振動特性に与える影響は小さくすることができる。  
以上のように、本実施形態の超音波振動子によれば、超音波振動子の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる。
【００３２】
なお、上記の実施形態は、圧電素子１１が単板の例であるが、圧電素子は、圧電材料と樹脂材料を交互に配置した複合圧電素子でもよい。例えば、柱状の複数の圧電セラミックス間にエポキシ樹脂が配置された複合圧電素子においても、上記の構成を適用することができる。
【００３３】
また、本実施形態の変形例として溝１５に、樹脂材を充填してもよい。すなわち、溝１５は、空隙である溝、あるいは樹脂が充填された溝であってもよい。樹脂材により、溝残部１５ａに掛かる応力を軽減できるので、超音波振動子１の信頼性の向上に繋がる。なお、溝１５に樹脂を充填する場合、溝１５に充填される樹脂の熱膨張率は、圧電素子１１の熱膨張率と同じか、近いことが望ましい。
（第２の実施形態）
第２の実施形態の超音波振動子の構成は、第１の実施形態の超音波振動子の構成と略同じであるが、第１の実施形態とは、配線ケーブル１６ａと下面電極１３との接続構造が異なる。
【００３４】
以下、第２の実施形態の超音波振動子を説明するが、第１の実施形態の超音波振動子１と同じ構成要素については同じ符号を付して説明は省略し、第１の実施形態と異なる構成について主に説明する。
【００３５】
図３は、第２の実施形態に関わる超音波振動子の断面図である。超音波振動子１Ａにおいて、下面電極１３に半田１９ａにより接続された接続部材１８ａは、圧電素子１１の側面部まで延出した形状を有している。すなわち、接続部材１８ａは、溝１５を覆うだけでなく、非有効振動部の下面も覆うように延出して設けられている。そして、配線ケーブル１６ａは、その接続部材１８ａに半田１６ｂにより直接接続されている。
【００３６】
このような構成によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、接続部材１８ａのサイズが大きくなるので、外力に対する抵抗力が大きくなるという効果を有する。  
また、接続部材１８ａが平角線であれば、表面が錫（Ｓｎ）メッキ等されているので、半田付けし易い。  
さらにまた、導電部１７において、半田による所謂電極食われの問題も無くなるので、半田付けの作業性も向上し、超音波振動子１Ａの信頼性の向上にも繋がる。  
以上のように、本実施形態の超音波振動子１Ａによれば、第１の実施形態と同様に、超音波振動子の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる。
【００３７】
なお、第１の実施形態と同様に、上記の第２の実施形態は、圧電素子１１が単板の例であるが、圧電素子は、圧電材料と樹脂材料を交互に配置した複合圧電素子でもよい。例えば、柱状の複数の圧電セラミックス間にエポキシ樹脂が配置された複合圧電素子においても、上記の構成を適用することができる。
【００３８】
また、第１の実施形態と同様に、本実施形態の変形例として溝１５に、樹脂材を充填してもよい。樹脂材により、溝残部１５ａに掛かる応力を軽減できるので、超音波振動子１Ａの信頼性の向上に繋がる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態の超音波振動子の構成は、第１の実施形態の超音波振動子の構成と略同じであるが、第１の実施形態とは、上面電極１２の延出部１２ａからさらに延出して、圧電素子１１の下面側に延出した延出部１２ｂと、有効振動部１１ａと非有効振動部１１ｂの境界に樹脂３１が充填された溝１５Ａとを有している点で、異なっている。
【００３９】
以下、第３の実施形態の超音波振動子を説明するが、第１の実施形態の超音波振動子１と同じ構成要素については同じ符号を付して説明は省略し、第１の実施形態と異なる構成について主に説明する。
【００４０】
図４は、第３の実施形態に関わる超音波振動子の断面図である。延出部１２ａからさらに延出した延出部１２ｂが、圧電素子１１の下面側に密着するように設けられている。すなわち、上面電極１２は、圧電素子１１の上面から非有効振動部１１ｂの底面まで折り返されるように形成されている。
【００４１】
圧電素子１１の下面に設けられた延出部１２ｂには、図４において点線で示す配線ケーブル１４ａが、半田１４ｂ１により半田付けされている。すなわち、延出部１２ｂは、配線ケーブル１４ａと上面電極１２とを電気的に接続するための配線接続部である。
【００４２】
さらに、有効振動部１１ａと非有効振動部１１ｂの境界に溝１５Ａが設けられ、溝１５Ａには樹脂３１が充填されている。溝１５Ａも、溝１５と同様に、圧電素子１１の上面にまで達しない深さで、例えばダイシングソーにより形成される。溝１５は、圧電素子１１の下側電極１３側から圧電素子１１を分断しないように形成され、圧電部である有効振動部１１ａと非圧電部である非有効振動部１１ｂの一部を隔てる溝部を構成する。  
溝１５Ａを埋める樹脂３１は、有る程度の硬度を有し、圧電素子１１と接着可能な樹脂材であればよく、例えば熱硬化型のエポキシ樹脂である。
【００４３】
以上のような構成によれば、溝１５Ａが、圧電素子１１の有効振動部１１ａと非有効振動部１１ｂを明確に分断するため、有効振動部１１ａにおいて発生した振動は、溝１５Ａと樹脂３１により遮断されて、非有効振動部１１ｂへ伝達され難い。すなわち、圧電素子１１の有効振動部１１ａにおいて発生した振動が、非有効振動部１１ｂへ伝達されて不要な広がりを持った振動を生じさせない。よって、振動が非有効振動部１１ｂに伝わることが極めて少なくなるので、超音波振動子１Ｂの振動特性の向上を図ることができる。
【００４４】
また、溝１５Ａに樹脂が充填されているので、溝残部１５Ａａに掛かる応力を低減することが可能となり、超音波振動子１Ｂの信頼性の向上に繋がっている。なお、溝１５Ａに樹脂を充填する場合、溝１５Ａに充填される樹脂の熱膨張率は、圧電素子１１の熱膨張率と同じか、近いことが望ましい。
【００４５】
さらに、延出部１２ｂが圧電素子１１の下面側に設けられ、配線ケーブル１４ａがその延出部１２ｂにおいて半田１４ｂ１により接続されるので、図１のような配線ケーブル１４ａが圧電素子１１の側面部で接続される構造に比べて、半田付けが行われる電極部の面積が大きく取れるので、半田付け作業の作業性が良い。
【００４６】
なお、本実施形態において、半田付けの作業性を考慮しなければ、配線ケーブル１４ａは、圧電素子１１の側面部で接続される構造でもよい。  
以上のように、本実施形態の超音波振動子１Ｂによれば、第１の実施形態と同様に、超音波振動子の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる。
【００４７】
なお、第１の実施形態と同様に、上記の第３の実施形態は、圧電素子１１が単板の例であるが、圧電素子は、圧電材料と樹脂材料を交互に配置した複合圧電素子でもよい。例えば、柱状の複数の圧電セラミックス間にエポキシ樹脂が配置された複合圧電素子においても、上記の構成を適用することができる。
【００４８】
また、第１の実施形態と同様に、本実施形態の変形例として溝１５に、樹脂材を充填してもよい。樹脂材により、溝残部１５ａに掛かる応力を軽減できるので、超音波振動子１Ａの信頼性の向上に繋がる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態の超音波振動子の構成は、第３の実施形態の超音波振動子の構成と略同じであるが、第３の実施形態とは、有効振動部１１ａと非有効振動部１１ｂの境界に溝１５Ａを有し、溝１５Ａの開口部を覆うように接続部材４１を設けた点で、異なっている。
【００４９】
以下、第４の実施形態の超音波振動子を説明するが、第３の実施形態の超音波振動子１Ｂと同じ構成要素については同じ符号を付して説明は省略し、第３の実施形態と異なる構成について主に説明する。  
図５は、第４の実施形態に関わる超音波振動子１Ｃの断面図である。図６は、第４の実施形態に関わる超音波振動子１Ｃの部分断面図である。
【００５０】
図５及び図６に示すように、非導電性の接続部材４１は、溝１５Ａを跨いで、溝１５Ａの開口部を覆うように設けられている。溝１５Ａは、空隙である。すなわち、接続部材４１は、溝１５Ａを跨いで下面電極１３と非有効振動部１１ｂの底面とを連結し、導電性を有しない連結部材を構成する。接続部材４１は、接着材４２により、溝１５Ａの開口部に固定されている。また、接続部材４１は、矩形の板状部材であり、開口部１５Ａとは反対側の表面に電極４３が設けられており、電極４３は、延出部１２ｂ側の側面側にも延出して形成されている。
【００５１】
接続部材４１は、例えばセラミックの板部材であり、その一表面及び側面にメッキ、スパッタリング等により電極４３が形成される。  
なお、接続部材４１として、一表面に電極を有するポリイミド基板を用いてもよい。
【００５２】
接続部材４１の電極４３は、半田４４により、延出部１２ｂに対して電気的に接続されかつ固定されている。  
圧電素子１１の下面に設けられた延出部１２ｂには、図５と図６において点線で示す配線ケーブル１４ａが、半田１４ｂ１により半田付けされている。すなわち、接続部材４１は、配線ケーブル１４ａと上面電極１２とを電気的に接続するための配線接続部である。
【００５３】
以上のような構成の超音波振動子１Ｃによれば、接続部材４１により溝１５Ａの強度が向上することにより、第３の実施形態と同様の効果を有する。  
また、接着材４２の一部が、溝１５Ａ内に入り込むと、溝１５Ａの強度がより向上する。
【００５４】
さらに、第３の実施形態と同様に、配線ケーブル１４ａがその接続部材４１の電極４３において半田１４ｂ１により接続されるので、図１のような配線ケーブル１４ａが圧電素子１１の側面部で接続される構造に比べて、半田付けが行われる電極部の面積が大きく取れるので、半田付け作業の作業性が良い。
【００５５】
なお、本実施形態において、半田付けの作業性を考慮しなければ、配線ケーブル１４ａは、圧電素子１１の側面部で接続される構造でもよい。  
さらになお、第３の実施形態と同様に、上記の第４の実施形態は、圧電素子１１が単板の例であるが、圧電素子は、圧電材料と樹脂材料を交互に配置した複合圧電素子でもよい。例えば、柱状の複数の圧電セラミックス間にエポキシ樹脂が配置された複合圧電素子においても、上記の構成を適用することができる。
【００５６】
また、第３の実施形態と同様に、本実施形態の変形例として溝１５Ａに、樹脂材を充填してもよい。樹脂材により、溝残部に掛かる応力を軽減できるので、超音波振動子１Ａの信頼性の向上に繋がる。
【００５７】
なお、接続部材４１の変形例について説明する。図７は、接続部材４１の変形例を示す断面図である。  
図７に示すように、変形例の接続部材５１は、絶縁部材５２の両面の一部に電極５３、５４が設けられている。２つの電極５３と５４は、絶縁部材５２に設けられた貫通孔に形成された導電性の接続部５５により、電気的に接続されている。接続部材５１は、例えば、両面のそれぞれの一部に電極５３と５４が設けられているフレキシブル基板である。接続部５５は、フレキシブル基板に設けられたスルーホールに設けられる。接続部材５１は、接着材４２により、溝１５Ａの開口部に固定されている。
【００５８】
一方の電極５３は、配線ケーブル１４ａを接続できる程度の面積を有している。他方の電極５４は、接続部材５１が溝１５Ａの開口部に固定されたときに、下面電極１３とは接触しないで、延出部１２ｂとのみ接触するように、絶縁部材５２の一面に形成されている。電極５４と下面電極１３とは、図示しない半田により接続される。  
接続部材５１によっても、接続部材４１と同様の作用を発揮する。
【００５９】
以上のように、上述した各実施形態及び各変形例に係る超音波振動子によれば、超音波振動子の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる。
（超音波振動子の適用例）
上述した各実施形態及び各変形例に係る超音波振動子を、医療用の超音波診断装置に適用した場合について説明する。  
上述した各実施形態及び各変形例に係る超音波振動子は、単板の圧電素子であり、超音波振動子を、ユーザが把持して移動させたり、駆動機構により機械的に移動させることによって、超音波診断装置は、被検体の体表面からのあるいは体内からの被検体の内部の断層像を生成することができる。
【００６０】
また、超音波内視鏡装置は、複数の超音波振動子を内視鏡挿入部の先端部に配置して電気的に走査することによって、体腔内からの被検体の内部の断層像を生成することができる。
【００６１】
図８は、超音波振動子が搭載される超音波内視鏡の一例の構成図である。図８に示すように、超音波内視鏡１０１は、超音波観測装置１０２およびモニタ１０３と共に超音波内視鏡システム１００を構成する。超音波内視鏡１０１は、体内に挿入される細長の挿入部１１１と、挿入部１１１の基端に接続された操作部１１２と、操作部１１２の側部から延出したユニバーサルコード１１３と、により構成される。
【００６２】
ユニバーサルコード１１３の基端部には、図示しない光源装置に接続されるコネクタ１１４が配設されている。コネクタ１１４のコネクタ本体１１４ａからは、図示しないカメラコントロールユニットに着脱自在に接続されるコネクタ１１５を基端部に有するケーブル１１６と、超音波観測装置１０２に着脱自在に接続されるコネクタ１１７を基端部に有するケーブル１１８とが延出している。超音波観測装置１０２にはモニタ１０３が接続される。
【００６３】
挿入部１１１は、先端側から順に、先端硬質部１１９と、先端硬質部１１９の後端に位置する湾曲部１２０と、湾曲部１２０の後端に位置して操作部１１２に至る細径かつ長尺で可撓性を有する可撓管部１２１と、を連設して構成されている。そして、先端硬質部１１９の先端側には、複数の細長い複数の超音波振動子を含む、超音波送受部である超音波振動子部１２２が配設されている。
【００６４】
操作部１１２には、湾曲部１２０を所望の方向に湾曲制御するアングルノブ１１２Ａと、送気および送水操作を行う送気送水ボタン１１２Ｂと、吸引操作を行う吸引ボタン１１２Ｃと、体内に導入する処置具の入り口となる処置具挿入口１１２Ｄ等と、が配設されている。
【００６５】
図９は、挿入部１１１の先端部の斜視図である。図１０は、超音波内視鏡１０１の先端部の超音波振動子部１２２の外観図である。超音波振動子部１２２は、複数の細長い超音波振動子が円筒状に配置されたラジアル型振動子である。超音波振動子部１２２が、設けられた先端硬質部１１９には、照明光学系を構成する照明用レンズカバー１３１と、観察光学系の観察用レンズカバー１３２と、吸引口を兼ねる鉗子口１３３と、図示しない送気送水ノズルと、が配設されている。観察窓である観察用レンズカバー１３２の後には、観察光学系が設けられ、その観察光学系の後には、撮像素子が配置されている。
【００６６】
図１１は、超音波振動子部１２２の軸方向に沿った断面図である。複数のアレイ状の圧電素子２０１が、円環状に形成された音響整合層２０２，２０３の内側に接着固定されている。複数の圧電素子２０１の上面側全面に、接地電極となる上面電極２０４が、圧電素子２０１の一端部で折り返されるように設けられている。
【００６７】
駆動電極となる各圧電素子２０１の下面電極２０５は、前記上面電極２０４の折り返された部分２０４ａ以外の領域に形成されている。上面電極２０４及び下面電極２０５は、例えばスパッタリング等により、圧電素子２０１の表面に設けられ、密着して固定されている。なお、上面電極２０４と下面電極２０５は、焼き付けによる銀の電極でもよい。
【００６８】
圧電素子２０１は、有効振動部２０１ａと、非有効振動部２０１ｂ、２０１ｃに分かれている。有効振動部２０１ａでは、圧電素子２０１が一定の方向に分極しており、非有効振動部２０１ｂ、２０１ｃでは、圧電素子２０１が未分極の状態にある。  
２つの音響整合層２０２，２０３の表面には、シリコーン製のレンズ２０６が設けられている。
【００６９】
圧電素子２０１の下面側において、上面電極２０４の折り返し部分２０４ａと、下面電極２０５は、溝２１１によって、分断されている。上述した溝１５Ａと同様に、溝２１１は、圧電素子２０１を完全に分断しないように、有効振動部２０１ａと非有効振動部２０１ｂの境界部に、溝残部を残すように形成される。図１１に示すように、樹脂２１２が、溝２１１の内側にも充填されるように、設けられる。樹脂２１２は、圧電素子２０１と接着可能な接着剤であり、溝残部の保護と振動絶縁のために所定の硬度を有する材料からなる。
【００７０】
下面電極２０５は、圧電素子２０１の下面において、溝２１３により分断されている。上述した溝１５と同様に、溝２１３は、圧電素子２０１を完全に分断しないように、有効振動部２０１ａと非有効振動部２０１ｃの境界部に、溝残部を残すように形成される。  
溝２１３により分断され、非有効振動部２０１ｃに位置する導電部２１４には、半田２１５により駆動用配線２１６が接合されている。
【００７１】
金属製の板部材である接続部材２１７が、溝２１３を跨いて、溝２１３の開口部を覆うように設けられている。さらに、連結部材である接続部材２１７は、下面電極２０５と導電部２１４との電気的な接続のために半田２１８により下面電極２０５と導電部２１４に接続され固定されている。接続部材２１７は、例えば、断面が、２５μｍ×７５μｍの矩形形状を有する、ニッケル−銀メッキが施された銅製の平角線である。尚、接続部材２１７は振動子ごとに切断され隣り合う振動子と電気的に絶縁されている。
【００７２】
２つの円環状の支持部材２２１と２２２が、円環状の複数の圧電素子２０１の内側に、それぞれ溝２１１と２１３に対応して設けられている。  
支持部材２２１は、溝２１１を埋めるための接着材である樹脂２１２により接着されて固定されている。支持部材２２は、溝２１３の開口部を覆う接続部材２１７に対して、接着材の樹脂２２３により固定されている。
【００７３】
配線接続用のツバ部２３１を有し、内部に同軸ケーブル２３２が挿通された筒状部材２３３が、溝２１３に対応する円環状の支持部材２２２に内周側に、接着材２３４により固定されている。
【００７４】
ツバ部２３１には、各圧電素子２０１に対応する配線２３５が設けられている。ツバ部２３１において、各配線２３５と駆動用配線２１６とが、半田２３６により接続されている。さらに、ツバ部２３１には、各配線２３５の半田部分を覆うように、ポッティング用接着材２３６が設けられている。
【００７５】
ツバ部２３１を有する筒状部材２３３は、例えば、エンジニアリングプラスチック製であり、表面に電気メッキが施された電気メッキ部２３７を有する。同軸ケーブル２３２の接地側配線は、この電気メッキ２３７に接続されている。
【００７６】
溝２１１に対応する支持部材２２１の一面には、金メッキが施された金メッキ部２３９が設けられており、上面電極２０４の折り返された部分２０４ａと金メッキ部２３９とは、半田２４０により電気的に接続され、電気メッキ部２３７と金メッキ部２３９とは、半田２３８により電気的に接続されている。  
バッキング材２２４が、円環状の複数の圧電素子２０１の内側であって、２つの円環状の支持部材２２１と２２２の間に成形されて設けられている。
【００７７】
超音波振動子部１２２の先端部には、先端部材２４１が、音響整合層２０２，２０３に対して接着材により固定されている。超音波振動子部１２２の基端部には、図示しない内視鏡挿入部の蛇管部と接続される接続部２４２が、音響整合層２０２，２０３に接着材により固定されている。  
なお、超音波振動子部１２２の内部には、図示しなう接着材が充填されている。
【００７８】
以上のように、上述した構成によれば、２つの溝２１１と２１３において、円環状の支持部材２２１、２２２と圧電素子２０１とを接着材により固定するので、圧電素子２０１の各溝部の強度が高まり、構造的に強い超音波振動子部１２２を実現することができる。また、支持部材２２１，２２２は、溝部の位置に配置されるので、圧電素子２０１の振動に影響を与えることがないので、超音波振動子の振動特性が向上する。
【００７９】
さらに、圧電素子２０１の上面電極２０４を全面電極とすることにより、音響整合層に導電性樹脂を配置する必要が無くなるので、構造が簡素化され、製造における作業性の向上と音響整合層の強度の向上が図れるので、ひいては、超音波振動子部１２２の信頼性の向上に繋がる。
【００８０】
以上の例の超音波振動子部１２２は、複数の細長い超音波振動子が円筒状に配置されたラジアル型振動子を有するが、超音波振動子部１２２は、複数の細長い超音波振動子が円弧状に配置されたコンベックス型振動子であってもよい。
【００８１】
図１２は、コンベックス型の超音波振動子部１２２Ａの構成を説明するための図である。コンベックス型の超音波振動子部１２２Ａでは、複数のアレイ状の圧電素子４０１が、円弧状に形成されている。円弧状に配置された複数の圧電素子４０１は、円弧状に形成された音響整合層４０２，４０３の内側に接着固定されている。各圧電素子４０１の上面側全面に、接地電極となる上面電極４０４が、圧電素子４０１の一端部で折り曲げられ、圧電素子４０１の側面に延出するように設けられている。
【００８２】
上面電極４０４及び下面電極４０５は、例えばスパッタリング等により、圧電素子４０１の表面に設けられ、密着して固定されている。なお、上面電極４０４と下面電極４０５は、焼き付けによる銀の電極でもよい。
【００８３】
圧電素子４０１は、有効振動部４０１ａと、非有効振動部４０１ｂ、４０１ｃとを有している。有効振動部４０１ａでは、圧電素子４０１が一定の方向に分極しており、非有効振動部４０１ｂ、４０１ｃでは、圧電素子４０１が未分極の状態にある。  
２つの音響整合層４０２，４０３の表面には、シリコーン製のレンズ４０６が設けられている。
【００８４】
下面電極４０５は、圧電素子４０１の下面において、溝４１３により分断されている。上述した溝１５と同様に、溝４１３は、圧電素子４０１を完全に分断しないように、有効振動部４０１ａと非有効振動部４０１ｃの境界部に、溝残部を残すように形成される。  
溝４１３により分断され、各圧電素子４０１の非有効振動部４０１ｃに位置する導電部４１４には、半田により駆動用配線４１６が接合されている。
【００８５】
金属製の板部材である接続部材４１７が、溝４１３を跨いて、溝４１３の開口部を覆うように設けられている。さらに、接続部材４１７は、下面電極４０５と導電部４１４との電気的な接続のために半田により下面電極４０５と導電部４１４に接続され固定されている。接続部材４１７は、例えば、断面が、２５μｍ×７５μｍの矩形形状を有する、ニッケル−銀メッキが施された銅製の平角線である。
【００８６】
上面電極４０４は、圧電素子４０１の一側面を介して折り返されるように、圧電素子４０１の下面の一部まで延出して形成されている。圧電素子４０１の下面において、接地側を共通に電気的に接続する接地用信号線４１８が、半田４１９により、上面電極４０４と接続されている。尚、接地用信号部４１８は複数の振動子の上面電極４０４と電気的に接続するように配線されている。  
各圧電素子４０１は、溝４１３の形成方向に直交する方向に形成された溝４２１により互いに分離されている。
【００８７】
以上のような構成のコンベックス型の超音波振動子部１２２Ａの製造は、例えば、次のように行われる。  
まず、単板の圧電素子４０１に上面電極４０４と下面電極４０５とを形成し、さらに、２つの音響整合層４０２，４０３を上面電極４０４の表面上に形成する。このとき、単板の圧電素子４０１は、円弧状ではなく、平らな板状であり、さらに、溝４２１も存在しないため、圧電素子４０１は、図１２のように、溝４２１により複数に分離されていない。
【００８８】
そして、単板の圧電素子４０１の下面電極４０５側から溝４１３を、図１２における矢印ＡＡ方向に沿って、ダイシングソーにより形成し、導電部４１４を、下面電極４０５から分離し、その溝４１３を跨ぐように、接続部材４１９を設ける。  
次に、ダイシングソーにより、矢印ＡＡに直交する方向に沿って、溝４２１を形成することによって、複数の圧電素子４０１は、図１２のように、互いに分離される。このとき、溝４２１は、複数の上面電極４０４が互いに分離するように、第１の音響整合層４０２の部分まで形成される。その結果、溝４２１により、複数の圧電素子４０１が互いに分離して形成され、複数の圧電素子４０１の上面電極４０４，下面電極４０５、導電部４１４及び接続部材４１７も互いに分離される。
【００８９】
その後、コンベックス型の超音波振動子部１２２Ａが円弧状に曲げられ、各圧電素子４０１の接続部材４１７に半田により、駆動用配線４１６が接続され、さらに、複数の上面電極４０４を互いに接続する接地用信号線４１８が半田４１９により接続される。そして、所定のケースに配置される。
【００９０】
以上のようなコンベックス型の超音波振動子においても、上述したような、超音波振動子の振動特性が向上し、かつ電極の破損を防止することができる。  
なお、上記の各実施形態、各変形例、及び２つの適用例では、ラジアル型又はコンベックス型の超音波振動子部の各圧電素子は、単板の圧電素子であるが、圧電材料と樹脂材料を交互に配置した複合圧電素子でもよい。  
さらに、圧電素子は、ＰＭＮ−ＰＴ等の単結晶圧電体でもよい。
【００９１】
よって、以上のように、上述した各実施形態及び各変形例の超音波振動子を超音波内視鏡に適用した場合においても、ラジアル型あるいはコンベックス形の振動子を有する超音波振動子部の振動特性の向上を図りながら、電極の破損を防止することができる。
【００９２】
なお、上述した各実施形態、各変形例及び各適用例では、電気的な接続のために半田を用いている部分があるが、半田に代えて、導電性接着材を用いてもよい。  
ところで、超音波内視鏡においては、高い絶縁性能すなわち耐電圧性能、細径化、撮像ユニットの交換性が要求される。次にこれらの要求に対する内視鏡の構成について説明する。
１）絶縁性能を高めるための各種工夫
図１３は、超音波内視鏡の先端部の正面図である。なお、図１３の超音波内視鏡の先端部は、図９に示した超音波内視鏡の先端部とは構成が異なっている。  
図１３に示すように、先端硬質部５３１の先端部には、超音波振動子部５３２、鉗子チャンネル口５３３、観察窓５３４、２つの照明窓５３５，５３６、副送水チャンネル口５３７、及び洗浄ノズル５３８が設けられている。
【００９３】
図１４は、先端硬質部５３１の軸方向に沿った断面図である。超音波振動子部５３２は、基板１４１を有し、基板１４１に接続されたフレキシブル基板１４２を介して、信号伝送ケーブル１４３が延出している。
【００９４】
超音波振動子部５３２の先端側には、音響レンズ１４４が配置されている。音響レンズ１４４は、樹脂製の振動子ケース１４５の先端部に接着材１４６により固定されている。ここでは、絶縁性能向上のために、音響レンズ１４４の内側のハウジング（図示せず）を、音響レンズ１４４と同じシリコーン１４７で覆っている。よって、接着材１４６の劣化などがあっても、絶縁性能が低下しないようになっている。
【００９５】
また、シールドケース１４８の先端部も、接着材１４６の劣化などがあっても、絶縁性能が低下しないように、絶縁膜１４９によって覆われている。  
さらに、音響レンズ１４４のハウジングとシールドケース１４８の間の周辺部は、音響レンズ１４４とは異なるシリコーン１５０で覆われている。  
また、振動子ケース１４８の薄い部分については、シールドケース１４８の表面に、ポリイミドテープ１５１が貼り付けられている。
【００９６】
さらに、信号伝送ケーブル１４３の金属パイプ１５２の外周部に、両面テープ１５３を介して総合シールド１５４を設け、その総合シールド１５４上であって、金属パイプ１５２の周囲にポリイミドテープ１５５が巻回されている。ポリイミドテープ１５５と、振動子ケース１４５の間の隙間がある。その隙間は、振動子ケース１４５の全周に亘って存在するので、その隙間は接着材（図示せず）で封止されている。
【００９７】
総合シールド１５４，ポリイミドテープ１５５及び振動子ケース１４５の基端部の外周部に熱収縮チューブ１５６が被せられている。  
以上のような構造により、超音波振動子部５３１における外表面と内部金属との間の絶縁性能が向上し、電気的な安全性のさらなる向上が図られている。
【００９８】
なお、絶縁性能が向上のためには、図１５のような構成でもよい。図１５は、図１４の構成の変形例に係る先端硬質部１３１の軸方向に沿った断面図である。  
図１５において、図１４と同じ構成要素については、同じ符号を付して、説明は省略する。図１５では、ポリイミドテープ１５５の外周部に、ポリイミドチューブ１５７が設けられている。なお、ポリイミドチューブ１５７の代わりに、熱収縮チューブでもよい。
【００９９】
ポリイミドチューブ（あるいは熱収縮チューブ）１５７は、内側において、振動子ケース１４５とは、接着材により固定されている。そのポリイミドチューブ１５７の外周に、熱収縮チューブ１５６が設けられている。  
図１５のような構成によっても、超音波振動子部５３１における外表面と内部金属との間の絶縁性能が向上し、電気的な安全性のさらなる向上を図ることができる。
【０１００】
さらなる絶縁性向上の構造が、コネクタ１１４のコネクタ本体１１４ａにおいて採られている。図１６は、コネクタ本体１１４ａの構成を説明するための部分断面図である。図１７は、図１６における矢印Ａ１方向から見たときの、コネクタ本体１１４ａに収納される超音波コネクタ５５１の側面図である。
図１６に示すように、ケーブル１０８を介して超音波観測装置１０２と電気的に接続される超音波コネクタ５５１は、一点鎖線の矢印Ａ２で示す方向から、コネクタ本体１１４ａの一つの開口部内に収納される。超音波コネクタ５５１内の電気接続部５５２では、先端側より延出している超音波ケーブル５５３内部の信号線が電気的に接続される。また、超音波コネクタ５５１がコネクタ本体１１４ａ内に収納されたときに、二次回路側の信号ラインである電気接続部５５２付近を一次回路側のグランド（GND）である金属ケース５５４と絶縁するために、超音波コネクタ５５１の電気接続部５５２は、樹脂カバー５５５で覆われる。
【０１０１】
樹脂カバー５５５を、超音波コネクタ５５１に固定するために、ビス５５６，５５７が使用される。ビス５５６，５５７は、超音波コネクタ５５１の外装金属部材５５８と接触し、二次回路側のグランド（GND）は、コネクタ本体１１４ａの内部空間に露出する。特に、ビス５５６は金属ケース５５４と空間沿面距離が近い。そこで、絶縁性シート５５９を樹脂カバー５５５の表面上に貼り、ビス５５６を隠している。
このような構造により、コネクタ本体１１４ａにおける一次回路側のグランド（GND）の金属ケース５５４と二次回路側のグランド（GND）のビス５５６との間の絶縁性能が向上し、電気的な安全性のさらなる向上が図られている。
なお、絶縁性シート10としては、例えばポリエチレンテレフタレートまたはポリイミドなどの樹脂からなるもの、またはセラミックスからなるものである。
【０１０２】
以上のように、さらなる絶縁性の向上のために、コネクタ１１４のコネクタ本体１１４ａに収納される超音波コネクタ５５１において、樹脂カバー５５５の固定用のビス５５６は絶縁性シート５５９により覆い、これにより、二次回路側のグランド（GND）である超音波コネクタ５５１の外装金属部材５５８と短絡しているビス５５６から患者側のグランド（GND）の金属部材である金属ケース５５４への空間沿面距離が確保される。
２）細径化の工夫
また、超音波内視鏡の先端部は、従来より、細径化が望まれている。そこで、超音波内視鏡の先端部の配置の工夫について説明する。
【０１０３】
図１８は、超音波内視鏡の先端部の正面図である。なお、図１８及び図１３の超音波内視鏡の先端部は、図９に示した超音波内視鏡（以下、単に内視鏡ともいう）の先端部とは構成が異なっている。  
図１８に示すように、先端硬質部１６１の先端部には、超音波振動子部１６２、鉗子チャンネル口１６３、観察窓１６４、２つの照明窓１６５，１６６、前方送水チャンネル口１６７、及び洗浄ノズル１６８が設けられている。
【０１０４】
鉗子チャンネル口１６３と超音波振動子部１６２が、最も大きな径を有し、内視鏡の径に大きく影響する。  
これまでは、超音波振動子部１６２の走査面中心と鉗子チャンネル項１６３の中心Ｃは、超音波画像上で処置具を確認するために、同一平面となっていた。
【０１０５】
超音波振動子部１６２は、図１８に示すように縦長のため、超音波内視鏡の先端部を正面から見たときの形状は、下側部分１６９がやや突出した形状となる。内視鏡の径を最小に抑えるためには、内視鏡の中央に振動子を配置するのが望ましいが、そのようにすると必然的に鉗子チャンネル口１６３も中央への配置となる。
【０１０６】
また、光学撮像ユニット（図示せず）は、鉗子チャンネル口１６３の両端側のいずれかへ配置される。なお、光学撮像ユニットは、光学画面上に超音波振動子部１６２が映り込まない範囲に配置される必要がある。
【０１０７】
さらに、内視鏡の先端部内に含まれる、残りの内蔵物の配置を考慮するとき、機能上、光学撮像ユニットの近傍に洗浄ノズル１６８と照明窓１６５，１６６を配置する必要がある。
【０１０８】
ちなみに照明窓１６５、１６６が超音波振動子部１６２の近傍に配置されると、照明窓１６５、１６６からの光が超音波振動子部１６２によって遮断されるため、望ましくない。これに対して、洗浄ノズル１６８は、光学撮像ユニットの観察窓１６４から大きく離れない範囲での配置でよいので、超音波振動子部１６２側に配置し、かつ積極的に超音波振動子部側のハウジング部分の薄肉部の厚さを薄くして配置することができる。  
また、従来は、鉗子チャンネル口１６３を挟んで反対側に、１つの照明窓１６５と前方送水口１６７が配置される。
【０１０９】
しかし、以上のような配置では、鉗子チャンネル口１６２を挟んで観察窓１６４側に内蔵物が３つ、反対側に２つ配置されるため、内視鏡の内部スペースが有効活用されていない。そのため、以上のような配置は、観察窓１６４と照明窓１６５，１６６が外周方向に張り出し、内視鏡の径が大きくなる要因となる。
【０１１０】
また、鉗子チャンネル口１６３を前方送水口１６７側に寄せ、超音波振動子部１６２も  同じ距離だけ移動させると、超音波内視鏡の先端部を正面から見たときの形状は、前方送水口１６７側がやや突出した形状となってしまう。
【０１１１】
そこで、図１８に示すように、先端部から見たときに、鉗子チャンネル口１６３の中心Ｃを通り、超音波振動子部１６２の走査平面Ｌ２に平行な線Ｌ１と、超音波振動子部１６２の走査平面Ｌ２との距離を、鉗子チャンネル口１６３の中心位置をずらしても超音波画像上で鉗子の見えに影響がない距離aだけ、鉗子チャンネル口１６３に対して超音波振動子部１６２の位置を観察窓１６４側にずらしている。
【０１１２】
さらに、観察窓１６４と照明窓１６５，１６６の張り出しと、前方送水口１６７の張り出しも調整して、最も径が小さくなる距離bだけ、鉗子チャンネル口１６３を、内視鏡中心ＣＣの位置を通り、超音波振動子部１６２の走査平面に平行な線Ｌ３より前方送水口１６７側にずらしている。  
以上のような構成により、内視鏡の細径化が図られている。
３）撮像ユニットの交換性
従来は、細径な撮像ユニットを交換可能なようにするために、撮像ユニットは、レンズ枠の外周部に設けられた、断面形状がＶ字形の溝部にビスを螺子込むことよって、先端硬質部材に対して固定されている。しかし、このような構成では、ビスの先端部が突き当たる溝部をレンズ枠に設けるため、溝部が大きくなり、その結果レンズ枠の先端側の筒状部の長さが短くなり、レンズ枠と先端硬質部材間に充分な水密が得られない虞があった。
【０１１３】
そこで、内視鏡の先端部は、水密を確保しながら、撮像ユニットが交換可能な構造を有している。  
図１９は、図１３においてＬＬ線に沿った、撮像ユニット部を含む内視鏡の先端部の部分断面図である。
【０１１４】
撮像ユニット６０１は、内視鏡の先端部内に接着材により固定されている。撮像ユニット６０１は、内部に撮像光学系６０２が配置されたレンズ枠６０３と、焦点位置調整用のレンズ枠６０４とが接着材６０５により固定され、撮像光学系６０２の後側には、撮像素子６０６が配置されて構成されている。
【０１１５】
細径の撮像ユニット６０１は、先端部の先端硬質部材６０９内に固定される。撮像ユニット６０１のレンズ枠６０３は、フランジ部６０８を有し、フランジ部６０８の先端側面６０８ａが、先端硬質部材６０９の突き当て面６０９ａに突き当てられた状態で、押さえ部材６１０に対してビス６１１により固定される。フランジ部６０８が押さえ部材６１０の先端側の段差部内に嵌合するように、押さえ部材６１０は、レンズ枠６０３に取付られる。押さえ部材６１０は、接着材６１２により、レンズ枠６０３と６０４に対して固定されている。
【０１１６】
図２０は、先端側から見た押さえ部材６１０の外観図である。図１９は、図２０のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った内視鏡の先端部の断面図である。図２０のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線は、図１３のＬＬ線に合致する。
【０１１７】
押さえ部材６１０は、一部に突出部６１０ａを有するＣリング部材である。押さえ部材６１０は、突出部６１０ａは、前面側には平坦面である突き当て面６１０ｂを有し、後面側には、傾斜面６１０ｃを有する。傾斜面６１０ｃは、押さえ部材６１０の外周に設けられた溝６１０ｄの片側面の一部と繋がっている。
【０１１８】
螺子部材であるビス６１１が先端硬質部材６０９に設けられた螺子孔に螺合して押し込まれたときに、ビス６１１のテーパ部６１１ａが傾斜面６１０ｃに当接するように、押さえ部材６１０の突出部６１０ａの位置は、先端硬質部材６０９内に配置される。
【０１１９】
従って、ビス６１１が螺子込まれると、ビス６１１のテーパ部６１１ａが傾斜面６１０ｃに突き当たった後に押し付ける。その結果、レンズ枠６０３は先端側に押圧される。すなわち、傾斜面６１０ｃの部分が、ビス固定部を構成する。
【０１２０】
以上のような構成によれば、レンズ枠６０３の先端側の筒状部の長さを確保しながら、撮像ユニット６０１が先端硬質部材から交換可能となる。  
また、従来は、レンズ枠に対して直接ビスで押圧していたため、レンズ枠が歪み、画像歪みや撮像素子の破損が発生する虞があったが、上記の構成では、押さえ部材６１０を介してレンズ枠６０３，６０４がビスにより押圧されるので、このような問題は生じない。
【０１２１】
さらにまた、押さえ部材６１１は、Ｃリング形状であるので、撮像ユニット６０１に対して後付けできるため、組立作業性が良い。  
さらに、突出部６１０ａは、押さえ部材６１１の一部に設けられているので、内視鏡先端部の小型化に繋がる。
【０１２２】
また、押さえ部材６１１の形状のみを変更することにより、同一形状の撮像ユニットを他の種類の内視鏡先端部内に装着することも可能である。  
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  超音波振動子、１１  圧電素子、１１ａ  有効振動部、１１ｂ、１１ｃ  非有効振動部、１２  上面電極、１２ａ、１２ｂ  延出部、１３  下面電極、１４ａ  配線ケーブル、１４ｂ、１４ｂ１  半田、１５、１５Ａ  溝、１５ａ、１５Ａａ  溝残部、１６ａ  配線ケーブル、１６ｂ  半田、１７  導電部、１８  連結部材、１９ａ、１９ｂ  半田、２０、２１  音響整合層、２２  レンズ、２３  バッキング材、２４  ハウジング、３１  樹脂、４１  接続部材、４２  接着材、４３  電極、４４  半田、５１  接続部材、５２  絶縁部材、５３、５４  電極、５５  接続部、１００  超音波内視鏡システム、１０１  超音波内視鏡、１０２  超音波観測装置、１０３  モニタ、１１１  挿入部、１１２  操作部、１１２Ａ  アングルノブ、１１２Ｂ  送気送水ボタン、１１２Ｃ  吸引ボタン、１１２Ｄ  処置具挿入口、１１３  ユニバーサルコード、１１４、１１５  コネクタ、１１４ａ  コネクタ本体、１１６  ケーブル、１１７  コネクタ、１１８  ケーブル、１１９  先端硬質部、１２０  湾曲部、１２１  可撓管部、１２２、１２２Ａ  超音波振動子部、１３１  照明用レンズカバー、１３２  観察用レンズカバー、１３３  鉗子口、１４１  基板、１４２  フレキシブル基板、１４３  信号伝送ケーブル、１４４  音響レンズ、１４５  振動子ケース、１４６  接着材、１４７  シリコーン、１４８  シールドケース、１４９  絶縁膜、１５０  シリコーン、１５１  ポリイミドテープ、１５２  金属パイプ、１５３  両面テープ、１５４  総合シールド、１５５  ポリイミドテープ、１５６  熱収縮チューブ、１５７  ポリイミドチューブ、１６１  先端硬質部、１６２  超音波振動子部、１６３  鉗子チャンネル口、１６４  観察窓、１６５，１６６  照明窓、１６７  前方送水チャン円ル口、１６８  洗浄ノズル、１６９  先端部の下側部分、部部、ｇ粟のずる、荘子ちゅー婦、  ２０１  圧電素子、２０１ａ  有効振動部、２０１ｂ、２０１ｃ  非有効振動部、２０２，２０３  音響整合層、２０４  上面電極、２０４ａ  上面電極の折り返された部分、２０５  下面電極、２０６  レンズ、２１１  溝、２１２  樹脂、２１３  溝、２１４  導電部、２１５  半田、２１６  駆動用配線、２１７  接続部材、２１８  半田、２２１、２２２  支持部材、２２３  樹脂、２２４  バッキング材、２３１  ツバ部、２３２  同軸ケーブル、２３３  筒状部材、２３４  接着材、２３５  配線、２３６  半田、２３７  電気メッキ、２３８  半田、２３９  金メッキ部、４０１  圧電素子、４０１ａ  有効振動部、４０１ｂ、４０１ｃ  非有効振動部、４０２，４０３  音響整合層、４０４  上面電極、４０５  下面電極、４０６  レンズ、４１３  溝、４１４  導電部、４１６  駆動用配線、４１７  接続部材、４１８  接地用信号線、４１９  半田、４２１  溝、５３１  先端硬質部、５３２  超音波振動子部、５３３  鉗子チャンネル口、５３４  観察窓、５３５，５３６  照明窓、５３７  副送水チェンネル口、５３８  洗浄ノズル、５５１  超音波コネクタ、５５２  電気接続部、５５３  超音波ケーブル、５５４  金属ケース、５５５  樹脂カバー、５５６，５５７  ビス、５５８  外装金属部材、５５９  絶縁性シート、６０１  撮像ユニット、６０２  撮像光学系、６０３��６０４  レンズ枠、６０５  接着材、６０６  撮像素子、６０８  フランジ部、６０８ａ  先端側面、６０９  先端硬質部材、６０９ａ  突き当て面、６１０  押さえ部材、６１０ａ  突出部、６１０ｂ  突き当て面、６１０ｃ  傾斜面、６１０ｄ  溝、６１１  ビス、６１１ａ  テーパ部、６１２  接着材。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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