JP6458199B2

JP6458199B2 - トランスデューサ積層体

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Description

本発明は、トランスデューサへの電気的コンタクトの提供に関し、概してトランスデューサの分野に適用される。より具体的には、トランスデューサは、例えば、圧電超音波トランスデューサなどの圧電トランスデューサであってもよい。さらに、トランスデューサは、超音波フィールド内で装置の位置をトラッキングする際の使用のための医用装置に取り付けられることができる。

トランスデューサは、携帯電子装置、光学機器、バイオテクノロジー、太陽光から医用機器分野に至るまで、あらゆる産業分野で使用される。例えば超音波、熱、容量検出、インピーダンス検出、光学的、機械的、又はMEMSデバイスを含むこれらのトランスデューサは、広範囲の検出及びエネルギー変換用途を可能にする。そのようなトランスデューサは、しばしば、層、すなわちシートの形態で提供される。トランスデューサは、例えば、電気活性材料の層又はシートから直接作製されることがあるが、他の場合には、層は、トランスデューサの機能を共に提供する層又は複数のサブ層を含むことができる。トランスデューサ層の例は、圧電層、LED及びOLEDなどの発光層、太陽電池などの感光層、感圧層及び容量検出層が含む。例えばモーション検出に使用されるMEMSトランスデューサは、層の形態で提供されてもよい。ポリフッ化ビニリデン、すなわちPVDF、及びPVDFコポリマー及びPVDFターポリマーを含むPVDFグループの関連材料は、電気的に活性な材料又はより具体的にはトランスデューサが直接作られ得る層の形態で設けられる圧電材料の例である。圧電材料は、圧力に応答し、その逆もあり、電界が印加されるときに収縮又は膨張するため、上記用途のいくつかで使用される。しかしながら、これらの用途はすべて、トランスデューサから、及びトランスデューサに電気信号を伝達するために、トランスデューサ層との電気的接触を行う必要がある。

上記の必要性の1つの例は、現在公開されていないPCT出願PCT / IB2015 / 052425に記載されるような医用装置分野において生じる。この場合、最終的に医用装置に取り付けられる圧電センサと電気的接触をとることが必要とされる。この例では、圧電センサは、超音波フィールド内の医用装置の位置をトラッキングするために使用される超音波信号に応答する。トランスデューサとの電気的接触を行う必要性は、カテーテル又は針のシャフトのような医用装置の湾曲した表面にトランスデューサを取り付け、それに電気信号を伝達する必要性によって悪化する可能性がある。

電気的半田は、この必要性に対する明白な解決策を提示するが、トランスデューサ自体によって課される熱的制約は、しばしばより高価な低温半田の使用を要求する。この目的のために導電性接着剤の範囲も展開される。

特許出願WO2013 / 148149A1は光電池モジュールに関し、光電池との電気的接触を行うための手段を開示している。いくつかの実施形態では、感圧接着剤、すなわちPSAが、太陽電池の一方の側とのそのような接触を容易にするために使用される。特許出願US2011 / 0297219A1は、光起電力装置にも関し、光起電力装置の一方の側との電気的接触を行うための感圧接着剤の使用を開示している。

文献US2010 / 0090332A1は、セラミックベース、複数の外部電極、一対の円筒形金属リード線、及び絶縁保護材料を含むセラミックチップアセンブリを記載している。外部電極の対は、セラミック基材の両側表面にそれぞれ対向して形成される。円筒状の金属リード線は、導電性接着剤によって外部電極に電気的及び機械的にそれぞれ接続される、それの一端を有し、セラミック基体の厚さに等しいか、又はそれより厚い外径を有する。絶縁保護材料は、一対の絶縁膜と絶縁被覆層とを含む。

文献JP61040071は、薄膜電極を有する高分子圧電体を記載する。可撓性電極シートは、高分子フィルムと、電極に接続される薄膜リード部と、さらなる他の電極に接続されるリード部を有する他の電極とを含む。電極の一方は圧電体に取り付けられ、導電性接着剤によって電極の他方に接合される。電極のいくつかは、それらの間の導電性接着剤バッキング銅フォイルを接合することによってともに接続される。

本発明は、この及び関連する問題に対する上記及び他の既知の解決策の欠点に対処することを追求する。

本発明の目的は、トランスデューサへの電気的接触を提供することにある。それには、独立請求項に定義されるように、装置、装置を組み立てる方法、及び装置を細長い装置に取り付ける方法が提供される。

本発明の1つの態様によれば、トランスデューサ積層体(ラミネート)が提供される。トランスデューサ積層体は、接着剤被覆AC1、AC2が互いに対向するように構成される2つの接着剤被覆フォイルF1、F2を含む。 2つの導電体C1、C2の長さに沿った第1の位置A-A 'において、2つの導電体C1、C2は、2つの接着剤被覆フォイルの接着剤被覆AC1、AC2の間に挟まれ、トランスデューサ層TYも2つの導電体C1、C2の間に挟まれるので、電気的接触が、トランスデューサ層TY上の電極E1、E2となされる。 2つの導電体C1、C2の長さに沿った第2の位置B-B 'において、2つの導電体C1、C2は、2つの接着剤被覆フォイルの接着剤被覆AC1、AC2の間に挟まれ、2つの導電体C1、C2の間に挟まれるトランスデューサ層TYは存在しない。これにより、電気的バスを含むトランスデューサ積層体が提供される。

本発明の他の態様によれば、トランスデューサ層に平行な平面内の2つの導電体C1、C2の中心間にギャップDSが存在する。

本発明の他の態様によれば、2つの導電体C1、C2の各々は、実質的に円形の断面を有するワイヤを有する。

本発明の他の態様によれば、各ワイヤは直径DWを有し、ワイヤ直径DS / DWに対する2つの導電体の中心間のギャップの比は10以上である。

本発明の他の態様によれば、トランスデューサ積層体の各フォイルは、ポリフッ化ビニリデン、PVDFコポリマー、例えばポリフッ化ビニリデントリフルオロエチレン、PVDFターポリマー、例えばP（VDF-TrFE- CTFE）の一つから形成される。

本発明の他の態様によれば、トランスデューサ積層体TLの2つの接着剤被覆フォイルF1、F2の少なくとも1つは、2つの導電体C1、C2のそれぞれの少なくとも一部との電気的接触を行うための一つ又はそれより多くの開口部をさらに備える。

本発明の他の態様によれば、i）フォイルの少なくとも1つが導電性材料によって設けられ、及び/又はii）フォイル（F1、F2）の少なくとも1つが、2つの導電体（C1、C2）の長さに沿って実質的に延在する導電層（CL）を有する。

本発明の他の態様によれば、2つの接着剤被覆フォイルF1、F2の一方は、その2つの表面の他方の上に第2の接着剤被覆AC3をさらに有する。

本発明の他の態様によれば、接着剤被覆AC1、AC2、AC3の少なくとも1つは、感圧接着剤被覆である。

本発明の他の態様によれば、トランスデューサは、超音波信号を放射及び/又は検出することができる超音波トランスデューサである。

平面図における本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示す。断面B-B 'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示す。断面A-A'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示す。挟まれる前の拡大図における断面B-B 'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示す。挟まれる前の拡大図における断面A-A'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示す。対応する個々のトランスデューサT1、T2、TNに電気的接触を提供する、切断ラインCL1、CL2、CLNに沿って分離可能な、トランスデューサ積層体TL1、TL2、TLNのアレイを有する基板Sを示す。平面図において、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに有する、トランスデューサ積層体TLを示す。断面B-B'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに有する、トランスデューサ積層体TLを示す。断面A-A 'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに有する、トランスデューサ積層体TLを示す。挟まれる前の拡大図の断面B-B'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに有する、トランスデューサ積層体TLを示す。挟まれる前の拡大図の断面A-A 'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに有する、トランスデューサ積層体TLを示す。示される。平面図において、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示す。断面B-B 'に沿って、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示す。断面A-A'に沿って、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示す。挟まれる前の拡大図の断面B-B'に沿って、その2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示す。挟まれる前の拡大図の断面A-A'に沿って、その2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示す。トランスデューサ積層体TLが、第2の接着剤被覆AC3によって、及びトランスデューサ積層体TLを細長い装置Nの周りに螺旋状に巻くことによって取り付けられる、細長い装置Nを示す。矢印の方向における第2の接着剤被覆AC3の間に細長い装置Nを回転させることによって、及びトランスデューサ積層体の表面上の第2の接着剤被覆AC3によって、トランスデューサ積層体TLを中間針のような細長い装置Nに取り付ける方法を示す。 2つの導電体C1、C2のそれぞれが対応する電極E1、E2とオーバラップして、導電体・電極オーバラップ表面領域CEOSA1、CEOSA2を規定する、本発明のいくつかの態様によるトランスデューサ積層体TLの平面図を示す。トランスデューサ積層体TLと別個の細長い装置Nとであって、トランスデューサ積層体TLは、トランスデューサ積層体幅方向WDIRに対して鋭角αで構成される一対の実質的に平行な層エッジLEDG1、LEDG2を有する、トランスデューサ積層体TLと別個の細長い装置Nとを示す。細長い装置Nの周りに螺旋状に巻かれたトランスデューサ積層体TLを示す。

上述のように、本発明は、トランスデューサへの電気的接続を提供する。そこに、トランスデューサ積層体が設けられる。

図１Aにおいて平面図における本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示し、図1Bにおいて断面B-B 'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示し、図1Cにおいて断面A-A'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示し、図1Dにおいて挟まれる前の拡大図における断面B-B 'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示し、図1Eにおいて挟まれる前の拡大図における断面A-A'に沿った本発明の態様によるトランスデューサ積層体TLを示す。図1のトランスデューサ積層体は、2つの接着剤被覆フォイルF1、F2、2つの導電体C1、C2、及びトランスデューサ層TYを含む。各フォイルF1、F2は、その2つの表面のうちの1つに接着剤被覆AC1、AC2を有する。 2つの導電体C1、C2は、互いに並んで配置され、共通の方向に沿って延在する。トランスデューサ層TYは、その2つの表面のそれぞれに電極E1、E2を有する。 2つの電極（E1、E2）の間の最小間隔は、トランスデューサの軸AX1を規定することができる。フォイルは、例えばポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリイミド（PI）、又はポリアミド（PA）のようなポリマー材料の範囲から形成されることができる。好ましくは、フォイルは電気的絶縁材料から形成される。接着剤被覆AC1、AC2は、原則として、何れかの接着剤被覆となり得るが、感圧接着剤、すなわちPSAコーティングが好ましい。感圧接着剤は、圧力を加えるとき、接着結合を形成する一種の材料である。好都合なことに、感圧接着剤は信頼性の高い結合を提供し、それにより組立が迅速なロバストな構造を提供する。適切な感圧接着剤は、3M社によって製造される製品2811CLを含む。これらは、3M社によって供給される製品9019などのPSA被覆ポリマーシートとして供給されてもよい。 PSA被覆ポリマーシートは、典型的には、接着コーティングを暴露するために剥がされる剥離可能な外層を備えており、それによってその接着性が要求されるまで接着剤層を保護する。さらに、接着剤被覆AC1、AC2は、好ましくは、電気的絶縁材料から形成される。導電体C1、C2は、トランスデューサ層の表面上の対応する電極E1、E2との電気的接触を提供し、それによってトランスデューサに接続される電気的バスを提供する。適切な導電体材料は、金、アルミニウム、銅、銀及びクロムのような金属を含む。好ましくは、導電体はワイヤの形態である。有利には、実質的に円形の断面を有するワイヤの使用は、そのように製造されるトランスデューサ積層体の可撓性を改善する。このようなワイヤは、導電性ストリップ又は従来より矩形の断面を有するトラックの使用と比較して、異なる方向の曲げに対してより弾力性がある。したがって、トランスデューサ層を非平面の表面に取り付ける場合、ワイヤの使用が特に有益である。

トランスデューサ層TLは、原理的には、層、すなわち2つの主面を有する形態で利用可能な何れかのタイプのトランスデューサになり得る。トランスデューサは、検出機能又は作動機能を提供することができる。層は、複数のサブレイヤ又はトランスデューサの機能を共に提供する層を有することができる。トランスデューサ層の例には、圧電層、LED及びOLEDなどの発光層、太陽電池などの感光層、感圧層及び容量感知層が含まれる。好ましくは、例えばモーション検出において使用されるMEMSトランスデューサは、層の形態で提供されてもよい。好ましくは、トランスデューサ層TLは、圧電トランスデューサ層であり、より具体的には、例えばポリフッ化ビニリデン、すなわちPVDF、又はポリフッ化ビニリデンのようなPVDFコポリマー及びP（VDF-TrFE-CTFE）のようなPVDFターポリマーを含むPVDFグループの関連材料から形成される圧電超音波トランスデューサ層である。これらの材料は、可撓性層の形態で利用可能であり、非平面表面に取り付けるのに適した圧電トランスデューサを提供することができる。しかしながら、本発明はこれらの具体例に限定されない。

図1のトランスデューサ積層体TLに戻ると、2つの接着剤被覆フォイルF1、F2の接着剤被覆AC1、AC2は互いに対向するように配置される。さらに、2つの導電体C1、C2の長さに沿った断面A-A 'で示される第1の位置では、2つの導電体C1、C2が2つの接着剤被覆フォイルの接着剤被覆AC1、AC2の間に挟まれ、トランスデューサ層TYも2つの導電体C1、C2の間に挟まれるので、2つの導電体の一方がトランスデューサ層TYの2つの電極E1、E2の一方と電気的に接触し、2つの導電体C1、C2の他方は、トランスデューサ層TYの2つの電極E1、E2の他方と電気的に接触する。図1に示すように、2つの接着剤被覆フォイルF1、F2は、好ましくは、トランスデューサ軸AX1に沿って層状に配置されるので、2つの接着剤被覆フォイルF1、F2の一方はトランスデューサ層TYの一方の側にあり、 2つの接着剤被覆フォイルF1、F2の他方は、トランスデューサ層TYの他方の側にある。 2つの導電体C1、C2の長さに沿って、断面B-B 'によって示される第2の位置において、2つの導電体C1、C2は、2つの接着剤被覆フォイルの接着剤被覆AC1、AC2の間に挟まれ、 2つの導電体C1、C2の間に挟まれるトランスデューサ層TYはない。第1の位置、すなわちA-A 'は、例えば、トランスデューサ積層体の遠位端のようなトランスデューサ積層体の端部に対応することができる。代わりに、トランスデューサ層TYは、例えば、トランスデューサ積層体の長さに沿った何れかの位置、又はその中央に配置されてもよい。電気的接続はトランスデューサ積層体の両端に設けられることができる。さらに、複数のトランスデューサ層TYとの電気的接触を提供するために、2つの導電体C1、C2の長さに沿って複数のトランスデューサ層TYを配置することも考えられる。

その際、トランスデューサ層TYへの電気的接触は、フォイルF1、F2の接着剤被覆AC1、AC2によって対応する電極E1、E2に対して挟まれる、すなわち保持される、導電体C1、C2によって、導電体の長さに沿った第1の位置、すなわちA-A 'において、トランスデューサ積層体TLに提供される。トランスデューサ積層体を有さない導電体の長さに沿った第2の位置、すなわちB-B 'において、電気的バスが、トランスデューサ層又は層TYと接続するように設けられる。望ましくは、導電体の長さに沿った第2の部分、すなわちB-B 'の範囲は、第1の部分の範囲、すなわち導電体の長さに沿ったA-A'の範囲を超える。したがって、電気的バスの有用な長さが提供される。好ましくは、これらの2つの範囲の比は、5以上、又は10以上、又は50以上、又は100以上である。電気的バスは、トランスデューサを例えば別個の電気的又は信号処理回路と電気的に接続するように使用される。有利なことに、結合される電気的バスとトランスデューサとは、2つのフォイルF1、F2内に含まれる。これらは、トランスデューサ又はその導電体の汚染又は劣化に対して保護する滑らかな外部表面を提供する。これは、トランスデューサ材料と環境との間に連続的なバリアを提供するため、医用途で特に有利である。さらに、これは、それが最終的に使用される環境と密接に対応する密閉環境にあるとき、トランスデューサの試験を可能にし、それによって試験されるときの性能と使用中の性能との間の差異を最小にする。さらに、トランスデューサ層との信頼性のある電気的接触が、薄い柔軟な形態ファクタ内に記載のトランスデューサ積層体によって提供される。

図2は、対応する個々のトランスデューサT1、T2、TNに電気的接触を提供する、カッティングラインCL1、CL2、CLNに沿って分離可能な、トランスデューサ積層体TL1、TL2、TLNのアレイを有する基板Sを示す。従って、このようなトランスデューサ積層体のアレイを有する基板は、例えば、導電体の方向を横切り、交互のワイヤの間でこれを挟む連続的なストリップとして、トランスデューサ層TYを提供することによって迅速に製造されることができるため、図1のトランスデューサ積層体は、比較的簡単に製造される。続いて、例えば図1のカッティングラインCL1、CL2、CLNによって示されるような切断プロセスによって、個々のトランスデューサ積層体は基板からリリースされることができる。

更なる実施例において、図示されないが、トランスデューサ積層体TLの2つの接着剤被覆フォイルF1、F2の少なくとも1つは、2つの導電体C1、C2のそれぞれの少なくとも一部と電気的に接触するための一つ又はそれより多くの開口部をさらに備える。 1つ又は複数の開口部は、好ましくは、2つの導電体C1、C2の長さに沿って、すなわち電気的バスの一部に沿って第2の位置にある。さらに、1つ又は複数の開口部は、電気配線と一致することが望ましい。したがって、各導電体C1、C2の一部を露出させる単一の共通開口部が使用されてもよく、又は一つより多くの開口部が使用されてもよい。さらに、開口部の両方は、例えば、F1又はF2の何れかに開口部を形成することによって、トランスデューサ層の一方の側にあってもよく、又は例えば片側又は両側から電気的接触を提供するためにF1及びF2のそれぞれに開口部を設けることによって、トランスデューサ層の両側に開口部があってもよい。したがって、開口部は、外部電気回路に電気的接触を提供するために使用され得る。開口部は、例えば、トランスデューサ積層体の組み立て後に、フォイルF1、F2の1つに窓の形態で開口部をカットし、接着剤層AC1、AC2の一部を局所的に除去することによって形成されることができる。代替的に、このような開口部は、トランスデューサ積層体の組み立てに先行して、フォイルF1、F2を形成し、接着剤層が、取り付けられているフォイルの部分と共に除去されるという利点を有する。

図3Aの平面図において、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図3Bの断面B-B'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図3Cの断面A-A 'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図3Dの挟まれる前の拡大図の断面B-B'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図3Eの挟まれる前の拡大図の断面A-A 'に沿って、フォイルF1が2つの導電体C1、C2の長さに実質的に沿って延在する導電層CLをさらに含む、トランスデューサ積層体TLを示す。導電層は、導電体C1、C2を電気的にシールドするように作用する電気スクリーンを提供する。好ましくは、導電層は、電気スクリーニングを最適化するために、2つの導電体の少なくとも結合幅の間に更に延在する。有利なことに、導電体層は導電体によってピックアップされ得る干渉に対して遮蔽するため、導電体の端部でトランスデューサによって検出される信号の信号対雑音比はそれによって改善される。それに対応して、導電体が電気信号を送信器に伝達するために使用されるとき、導電層CLは、導電体と近接電気的システムとの間の電気的干渉を低減する。図3の実施形態の代替案として、フォイルF1又はF2の何れか又は両方がこのような導電層を含むことができる。上述のような電気スクリーンを提供するために追加の層を使用する代わりに、少なくとも1つのフォイルが導電性材料によって提供されることも考えられる。したがって、フォイルF1、F1にポリマー材料を使用するのではなく、これらのフォイルの一方又は両方が導電層によって提供されてもよい。この実施形態では、導電性フォイルと導電体C1、C2との間の電気的絶縁は、接着剤被覆AC1、AC2によって提供される。この後者の実施形態は、トランスデューサ積層体における追加の層の必要性を排除する。

図4Aの平面図において、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図4Bの断面B-B 'に沿って、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図4Cの断面A-A'に沿って、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図4Dの挟まれる前の拡大図の断面B-B'に沿って、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示し、図4Eの挟まれる前の拡大図の断面A-A'に沿って、フォイルF2がその2つの表面の他方に第2の接着剤被覆AC3を更に含む、トランスデューサ積層体TLを示す。したがって、そのフォイルの両面は接着剤被覆を含む。そうする際に、第2のフォイルF2は、第2の接着剤被覆AC3によって、医用針のような装置に容易に取り付けられることができる。言い換えると、第2の接着剤被覆AC3は、トランスデューサ積層体TLを装置に取り付けるのに適している。好ましくは、第2の接着剤被覆AC3は、フォイルF2上の接着剤被覆AC2と同様に、上記の感圧接着剤から形成される。そのようにすることで、トランスデューサ積層体は、圧力を加えるだけで容易に装置に取り付けられることができる。好ましくは、接着剤被覆AC3は、電気的絶縁材料から形成される。

図1乃至図4に示す各実施形態では、トランスデューサ積層体TL内の2つの導電体C1、C2はトランスデューサ層TYに対して横方向に変位されるように図示されるので、トランスデューサ層に平行な面内において、 2つの導電体C1、C2の中心の間にギャップDSがある。ギャップDSは、トランスデューサTYの高周波電気的性能に他の影響を及ぼし得る2つの導電体C1、C2の間の容量を低減するように作用する。このような容量は、電気ワイヤ及びトランスデューサの寄生抵抗及びインダクタンスと組み合わせて、トランスデューサの高周波信号に対する感度を制限するフィルタとして作用することができる。これは、超音波用途において特に重要である。さらに、ギャップは、トランスデューサ層に垂直な方向のトランスデューサ層の厚さを減少させるようにも作用する。これは、医用針のような医用装置にトランスデューサ層を取り付けることが所望される用途において特に有利であり、何れかの更なる厚さが針の貫通能力に影響を及ぼす。導電体が、代わりに互いの上に配置される場合、ずっと厚いトランスデューサ積層体が提供されるため、この効果は達成されないであろう。実際、例えば、図1のトランスデューサ層が平坦な表面に取り付けられるとき、構造体はわずかにねじれ、それによってトポグラフィの所望の低減が提供される。

図1乃至図4に示す各実施形態では、好ましくは、2つの導電体C1、C2の各々は、実質的に円形の断面を有するワイヤから形成されるか、又はそれを有する。上述のように、これはトランスデューサ積層体の可撓性を改善する。好ましくは、各ワイヤがDWによって規定される直径を有し、上で定義されるワイヤ間のギャップがDSである場合、比DS / DWは10以上、20以上、又は100以上になる。比DS / DWを増加させることは、ワイヤ間の容量をさらに低減し、したがってトランスデューサの高周波性能への影響をさらに低減するように作用する。

図1乃至4の実施形態は、独立請求項に定義される方法ステップを通じて組み立てられることができる。挟み込みプロセスは、トランスデューサ積層体の様々な構成要素が接着剤層によって所定位置に保持されることを保証する。好ましくは、接着剤層は、上述のような感圧接着剤層であり、従って、挟み込みプロセスは、トランスデューサ層に対して垂直な方向への圧力印加を含む。

本明細書に記載されるすべての実施形態において、様々な層の典型的な厚さ寸法は、以下の通りである。フォイル1乃至50ミクロン;接着層5乃至50ミクロン;取り外し可能な外層4乃至35ミクロン;であるが、これらの寸法は純粋に例示的なものであり、本発明はこれらの例に限定されないことは理解される。

トランスデューサ積層体は、後続してアーティクルに取り付けられてもよい。アーティクルは、医用装置、より具体的には、医用カニューレ又は針のような細長い装置であってもよい。有利なことに、このようなトランスデューサ積層体は、その貫通特性に影響を与えることなく、そのような医用カニューレ又は針のシャフトへの取り付けに特に適した、薄い形態ファクタを有する。アーティクルへの取り付けは、図4に関連して記載される第2の接着剤被覆AC3を使用してなされる。図5は、トランスデューサ積層体TLが、第2の接着剤被覆AC3によって、及びトランスデューサ積層体TLを細長い装置Nの周りに螺旋状に巻くことによって取り付けられる、細長い装置Nを示す。ラッピングプロセスは、例えば、第2の接着剤被覆AC3の間に細長い装置Nを回転させることによって実現されてもよい。

図6は、矢印の方向における第2の接着剤被覆AC3の間に細長い装置Nを回転させることによって、及びトランスデューサ積層体の表面上の第2の接着剤被覆AC3によって、トランスデューサ積層体TLを中間針のような細長い装置Nに取り付ける方法を示す。図6の実施形態では、細長い装置Nは、軸ANに沿って延在し、トランスデューサ積層体TLは、実質的に長方形の輪郭を有し、ラッピングは第2の接着剤被覆AC3の間で細長い装置Nを回転させる前に、長方形の長いエッジREを細長い装置Nの軸ANに鋭角αで配置することによって行われる。それによって、単純化されるスパイラル巻線組立プロセスが提供される。

図7は、2つの導電体C1、C2のそれぞれが対応する電極E1、E2とオーバラップして、導電体・電極オーバラップ表面領域CEOSA1、CEOSA2を規定する、本発明のいくつかの態様によるトランスデューサ積層体TLの平面図を示す。図において、電極E1は、トランスデューサ層TYの上にオーバラップし、トランスデューサ層TYの上に配置され、電極E2は、トランスデューサ層TYとオーバラップし、トランスデューサ層TYの下に配置される。各オーバラップは、第1の位置A-A 'にあり、それぞれの電極E1、E2と一致する平面内にある。好ましくは、2つの導体・電極オーバラップ表面領域、すなわちCEOSA1 / CEOSA2の比は0.9乃至1.1の範囲にあり、さらに好ましくはこの比は1に等しくすることができる。オーバラップ表面領域は、各導体とそのそれぞれの電極との間の接触抵抗を決定する。 2つの導体・電極のオーバラップ表面領域を多かれ少なかれ等しくすることによって、導体に沿った電気信号の反射は制御されることができる。導体、電極、及びトランスデューサを有する電気回路によってもたらされる全インピーダンスも、これらのそれぞれの表面領域によってある程度影響される。したがって、このインピーダンスに対する改善される制御は、2つの導体・電極オーバラップ表面領域の上記の比によって提供される。

図8は、本発明のいくつかの態様を示しており、特に図8Aにおいて、トランスデューサ積層体TLと別個の細長い装置Nとであって、トランスデューサ積層体TLは、トランスデューサ積層体幅方向WDIRに対して鋭角αで構成される一対の実質的に平行な層エッジLEDG1、LEDG2を有する、トランスデューサ積層体TLと別個の細長い装置Nとを示し、図8Bにおいて、細長い装置Nの周りに螺旋状に巻かれたトランスデューサ積層体TLを示す。図8Aのトランスデューサ積層体TLは、図8Aにも示される軸ANを有する細長い装置Nのような細長い装置への取り付けに適している。他のところで説明したように、細長い装置は、一般的な装置、より具体的には、医用針、カニューレ、カテーテル、ガイドワイヤなどの介入装置であってもよい。トランスデューサ積層体TLは、トランスデューサ積層体を細長い装置Nの軸ANの周りに螺旋状に巻くことによって、言い換えればトランスデューサ積層体TLの間で細長い装置Nを回転させることによって、そのような細長い装置ANに取り付けられることができる。軸ANは、より具体的には、縦軸又は回転軸として説明されることができる。図8Aのトランスデューサ積層体TLに戻ると、これは、トランスデューサ軸AX1及び2つの導電体C1、C2が延在する共通方向の両方に垂直なトランスデューサ積層体幅方向WDIRを有する。トランスデューサ軸AX1は、図8Aの円内の点として示されて、この軸は図のページの平面に対して垂直に延在することを示す。さらに、トランスデューサ積層体は、一対の実質的に平行なトランスデューサ積層体エッジETL1、ETL2を有し、トランスデューサ積層体幅方向WDIRにおけるトランスデューサ積層体TLの範囲は、実質的に平行なトランスデューサ積層体エッジETL1、ETL2の対によって規定される。 2つの導電体C1、C2の長さに沿った第1の位置A-A 'において、2つの導電体が延在する共通方向に沿った電極E1、E2の各々及び/又はトランスデューサ層TYの範囲が、1対の実質的に平行な層エッジLEDG1、LEDG2によって規定される。したがって、トランスデューサ層、若しくはその電極E1、E2、又はこれらの両方が層エッジLEDG1、LEDG2を規定する。さらに各層エッジLEDG1、LEDG2は、トランスデューサ積層体幅方向WDIRに対して鋭角αで配置される。結果として、トランスデューサ積層体TLが、トランスデューサ積層体エッジETL1、ETL2の対の1つが別個の細長い装置Nの軸ANに対して鋭角αを形成し、後続してトランスデューサ積層体が細長い装置Nの軸ANの周りに螺旋状に巻かれるとき、層エッジLEDG1、LEDG2の対は細長い装置Nの軸ANに実質的に垂直に配置される。これは、トランスデューサ積層体に、細長い装置の軸に対してより正確に位置決めされることができるトランスデューサ層を提供する。これは、PCT / IB2015 / 052425に関連して上述した位置検出用途に特に適しており、センサは超音波センサであり、超音波センサの位置は超音波フィールド内の細長い装置の位置を示す。センサは、鋭角αによって、軸に垂直に配置されるバンド又はストリップの形態で細長い装置の軸の周りに円周方向に巻かれるため、その位置は、細長い装置が回転される軸に沿って不変である。したがって、センサの検出位置は、その軸の周りの介入装置の回転から独立している。これとは対照的に、その範囲規定エッジが細長い装置の軸のまわりの螺旋として巻かれるように巻かれるセンサは、検出信号の位置が回転と共に変化する装置を提供する。同様に、トランスデューサ層が一般にトランスデューサであるとき、上記のトランスデューサ層構成は、検出信号の位置が、その軸の周りの介入装置の回転角で不変であることを提供する。

図8の実施形態に関して「鋭」角αは、角度が0度を超え、90度未満であることを意味することを意図している。使用される角度αは、トランスデューサ層がラッピングために細長い装置の軸にもたらされる角度に依存し得る。従って、5度乃至85度の範囲の角度が特に有益であり得る。

さらに、図8の実施形態は、主としてトランスデューサ層TYのエッジである実質的に平行な層エッジLEDG1、LEDG2に関連して説明されるが、エッジLEDG1、LEDG2は、代わりに又は追加的に、電極E1、E2 の各々のエッジ（図8には示されていない）になり得る。いくつかのトランスデューサ層において、特に高い表面抵抗を有するトランスデューサ層において、トランスデューサ層の活性は電極の接触面積によって規定される。したがって、電極を介してトランスデューサの活性を制限することは、代わりに、トランスデューサの検出信号又は放出信号の位置が、同様に、細長い装置Nの軸ANの周りの回転に不変であることを確実にするために使用されることができる。

本発明は、以下の実施例によって例示される。
実施例1：

2つの接着剤被覆フォイルF1,F2であって、各々のフォイルF1,F2は前記2つの表面の一方に接着剤被覆AC1,AC2を有する、フォイルF1,F2と、
相互に並んで配置され、共通方向に沿って延在する2つの導電体C1,C2と、
前記2つの表面の各々に電極E1,E2を有するトランスデューサ層TYと
を有する、トランスデューサ積層体TLであって、
前記2つの接着剤被覆フォイルF1,F2の前記接着剤被覆AC1,AC2が互いに対向し、
前記2つの導電体C1,C2の長さに沿う第1の位置A-A'において、前記2つの導電体C1,C2は前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆AC1,AC2の間に挟まれ、前記2つの導電体C1,C2の一方が前記トランスデューサ層TYの前記2つの電極E1,E2の一方と電気的に接触し、前記2つの導電体C1,C2の他方は、前記トランスデューサ層TYの前記2つの電極E1,E2の他方と電気的に接触するように、前記トランスデューサ層TYも前記2つの導電体C1,C2の間に挟まれ、前記2つの導電体C1,C2の長さに沿う第2の位置B-B'において、前記2つの導電体C1,C2は、前記2つの接着剤被覆フォイルの接着剤被覆AC1,AC2の間に挟まれ、前記2つの導電体C1,C2の間に挟まれるトランスデューサ層TYは存在しない、
トランスデューサ積層体TL。
実施例２：

前記2つの導電体C1,C2は、前記トランスデューサ層TYに平行な面内において前記2つの導電体C1,C2の前記中心の間にギャップがあるように、前記トランスデューサ層TYに対して横方向に変位される、実施例1に記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例３：

前記2つの導電体C1,C2の各々は、実質的に円形の断面を有するワイヤを有する、実施例２に記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例４：

各々のワイヤが直径DWを有し、前記ワイヤ直径DS/DWに対する前記2つの導電体C1,C2の前記中心の間の前記ギャップの比は10以上である、実施例３に記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例５：

各々のフォイルは、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデントリフルオロエチレンのようなPVDFコポリマー、P（VDF-TrFE-CTFE）のようなPVDFターポリマーの材料の1つから形成される、実施例1乃至４の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例６：

前記トランスデューサ積層体TLの前記2つの接着剤被覆フォイルF1,F2の少なくとも1つは、前記2つの導電体C1,C2の各々の少なくとも一部との電気的接触を行うための一つ又はそれより多くの開口部をさらに備える、実施例1乃至４の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例７：

i）前記フォイルの少なくとも1つが導電性材料によって設けられ、及び/又はii）前記フォイルF1,F2の少なくとも1つが、前記2つの導電体C1,C2の前記長さに沿って実質的に延在する導電層CLを有する、実施例1乃至６の何れか一つに記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例８：

前記2つの接着剤被覆フォイルF1,F2の一方は、前記2つの表面の他方の上に第2の接着剤被覆AC3をさらに有する、実施例1乃至７の何れか一つに記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例９：

前記接着剤被覆AC1,AC2,AC3の少なくとも1つが感圧接着剤被覆である、実施例1乃至８の何れか一つに記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例１０：

前記トランスデューサは、超音波信号を放射及び/又は検出することができる超音波トランスデューサである、実施例1乃至９の何れか一つに記載のトランスデューサ積層体TL。
実施例１１：

実施例1乃至１０の何れか一つに記載のトランスデューサ積層体TLを有する、カテーテル若しくは針又は超音波によるトラッキングシステムのような医用装置。
実施例１２：

実施例1乃至１０の何れか一つに記載のトランスデューサ積層体TLを組み立てる方法であって、
2つの接着剤被覆フォイルF1,F2を設けるステップであって、各々の前記フォイルは前記2つの表面の一方に接着剤被覆AC1,AC2を有する、ステップと、
互いに並んで配置され、共通方向に沿って延在する2つの導電体C1,C2を設けるステップと、
前記2つの表面の各々に電極E1,E2を有するトランスデューサ層TYを設けるステップと、
前記2つの接着剤被覆フォイルF1,F2の前記接着剤被覆AC1,AC2が互いに対向するように、前記2つの接着剤被覆フォイルF1,F2を構成するステップと、
前記2つの導電体C1,C2が前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆AC1,AC2の間に挟まれ、前記トランスデューサ層TYも前記2つの導電体C1,C2の間に挟まれ、前記2つの導電体の一方が前記トランスデューサ層TYの前記2つの電極E1,E2の一方と電気的に接触し、前記2つの導電体C1,C2の他方が前記トランスデューサ層TYの前記2つの電極E1,E2の他方と電気的に接触するように、前記2つの導電体C1,C2の前記長さに沿う第1の位置において前記2つの接着剤被覆フォイルF1,F2の間にトランスデューサ層TYを構成するステップと、
前記2つの導電体C1,C2の長さに沿う第2の位置B-B'において、前記2つの導電体C1,C2は前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆AC1,AC2の間に挟まれ、前記2つの導電体C1,C2の間に挟まれるトランスデューサ層TYは存在しないように構成するステップと
を有する、方法。
実施例１３：

実施例８に記載のトランスデューサ積層体TLを細長い装置Nに取り付ける方法であって、
前記第2の接着剤被覆AC3を介して、実施例7に記載のトランスデューサ積層体TLを前記細長い装置Nに取り付けるステップと、
前記トランスデューサ積層体TLを前記細長い装置Nの周りに螺旋状に巻き付けるステップと
を有する、方法。
実施例１４：

前記巻き付けるステップが、前記細長い装置Nを前記第2の接着剤被覆AC3の間に回転させることによって実行される、実施例１３に記載の方法。
実施例１５：

前記細長い装置Nは前記軸ANに沿って延在し、前記トランスデューサ積層体TLは実質的に長方形の輪郭を有し、前記巻き付けるステップは前記第2の接着剤被覆AC3の間で前記細長い装置Nを回転させる前に、前記長方形の長いエッジREを前記細長い装置Nの前記軸ANに鋭角αで構成することによって実行される、実施例１４に記載の方法。

要約すると、トランスデューサと接触する電気コネクタを有するトランスデューサ積層体がここに開示される。トランスデューサとの電気的接続を有する簡略化されるアセンブリが提供される。

本発明は、医用針に関する図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されるが、そのような図示及び説明は、例示的であって制限的ではないとみなされるべきである。本発明は、開示される実施形態に限定されず、トランスデューサを一般にアーティクルに送達するために使用することができる。

Claims

2つの接着剤被覆フォイルであって、各々の前記フォイルはそれの2つの表面の一方に接着剤被覆を有する、フォイルと、
相互に並んで配置され、共通方向に沿って延在する2つの導電体と、
前記2つの表面の各々に電極を有するトランスデューサ層であって、2つの前記電極の間の最小分離間隔がトランスデューサ軸を規定する、トランスデューサ層と
を有する、トランスデューサ積層体であって、
前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆が互いに対向し、
前記2つの導電体の長さに沿う第1の位置において、前記2つの導電体は前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆の間に挟まれ、前記2つの導電体の一方が前記トランスデューサ層の前記2つの電極の一方と電気的に接触し、前記2つの導電体の他方は、前記トランスデューサ層の前記2つの電極の他方と電気的に接触するように、前記トランスデューサ層も前記2つの導電体の間に挟まれ、前記2つの接着剤被覆フォイルの一方が前記トランスデューサ層の一方の側にあり、前記2つの接着剤被覆フォイルの他方が前記トランスデューサ層の他方の側にあるように、前記2つの接着剤被覆フォイルは前記トランスデューサ軸に沿って層状に構成され、
前記2つの導電体の長さに沿う第2の位置において、前記2つの導電体は、前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆の間に挟まれ、前記2つの導電体の間に挟まれるトランスデューサ層は存在しない、
トランスデューサ積層体。
前記第1の位置において、各々の前記導電体は、前記2つの接着剤被覆フォイル及びそれの接着剤被覆の一つによって、対応する電極とさらに物理的に接触して保持される、請求項1に記載のトランスデューサ積層体。
各々の前記接着剤被覆が電気的絶縁材料から形成される、請求項1乃至２の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
前記第1の位置において、各々の前記電極は、前記トランスデューサ軸と、前記二つの導電体が延在する前記共通方向との両方に垂直なトランスデューサ積層体幅方向において電極横方向幅を有する、請求項1乃至３の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
前記第1の位置において、前記2つの導電体の各々は、対応するそれの電極とオーバラップして、前記各々の電極と一致する面内に導体・電極オーバラップ表面領域を規定し、
前記2つの導体・電極オーバラップ表面領域の比は、0.9乃至1.1の範囲内である、
請求項1乃至４の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
軸を有する細長い装置に取り付けられる、請求項１乃至５の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体であって、
前記トランスデューサ積層体は、前記トランスデューサ軸と、前記2つの導電体が延在する共通方向との両方に垂直であるトランスデューサ積層体幅方向と、一対の実質的に平行なトランスデューサ積層体エッジとを有し、前記トランスデューサ積層体幅方向における前記トランスデューサ積層体の範囲は、実質的に平行なトランスデューサ積層体エッジの前記対によって規定され、
前記2つの導電体の前記長さに沿う前記第1の位置において、前記2つの導電体が延在する前記共通方向に沿う前記電極の各々及び/又は前記トランスデューサ層の前記範囲が、1対の実質的に平行な層エッジによって規定され、前記トランスデューサ積層体エッジの前記対の1つが前記細長い装置の前記軸に対して鋭角を形成し、前記細長い装置の前記軸の周りに実質的に螺旋状に巻かれるとき、前記層エッジの対が前記細長い装置の前記軸に実質的に垂直になるように、各々の前記層エッジは前記トランスデューサ積層体幅方向に対して鋭角に構成される、
トランスデューサ積層体。
前記2つの導電体は、前記トランスデューサ層に平行な面内において前記2つの導電体の前記中心の間にギャップがあるように、前記トランスデューサ層に対して横方向に変位される、請求項1に記載のトランスデューサ積層体。
前記2つの導電体の各々は、実質的に円形の断面を有するワイヤを有する、請求項７に記載のトランスデューサ積層体。
各々のワイヤが直径を有し、前記ワイヤ直径に対する前記2つの導電体の前記中心の間の前記ギャップの比は10より大きいか又は等しい、請求項８に記載のトランスデューサ積層体。
各々のフォイルは、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデントリフルオロエチレンのようなPVDFコポリマー、P（VDF-TrFE-CTFE）のようなPVDFターポリマーの材料の1つから形成される、請求項1乃至９の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
前記トランスデューサ積層体の前記2つの接着剤被覆フォイルの少なくとも1つは、前記2つの導電体の各々の少なくとも一部との電気的接触を行うための一つ又はそれより多くの開口部をさらに備える、請求項1乃至９の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
i）前記フォイルの少なくとも1つが導電性材料によって設けられ、及び/又はii）前記フォイルの少なくとも1つが、前記2つの導電体の前記長さに沿って実質的に延在する導電層を有する、請求項1乃至１１の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
前記2つの接着剤被覆フォイルの一方は、それの2つの表面の他方の上に第2の接着剤被覆をさらに有する、請求項1乃至１２の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
前記接着剤被覆の少なくとも1つが感圧接着剤被覆である、請求項1乃至１３の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
前記トランスデューサ層は、超音波信号を放射及び/又は検出することができる超音波トランスデューサである、請求項1乃至１４の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体。
請求項1乃至１５の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体を有する、カテーテル若しくは針又は超音波によるトラッキングシステムのような医用装置。
請求項1乃至１５の何れか一項に記載のトランスデューサ積層体を組み立てる方法であって、
2つの接着剤被覆フォイルを設けるステップであって、各々の前記フォイルはそれの2つの表面の一つに接着剤被覆を有する、ステップと、
互いに並んで配置され、共通方向に沿って延在する2つの導電体を設けるステップと、
前記2つの表面の各々に電極を有するトランスデューサ層を設けるステップであって、前記2つの電極の間の最小分離間隔がトランスデューサ軸を規定する、ステップと、
前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆が互いに対向するように、前記2つの接着剤被覆フォイルを構成するステップと、
前記2つの導電体が前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆の間に挟まれ、前記トランスデューサ層も前記2つの導電体の間に挟まれ、前記2つの導電体の一方が前記トランスデューサ層の前記2つの電極の一方と電気的に接触し、前記2つの導電体の他方が前記トランスデューサ層の前記2つの電極の他方と電気的に接触するように、前記2つの導電体の前記長さに沿う第1の位置において前記2つの接着剤被覆フォイルの間に前記トランスデューサ層を構成するステップであって、前記2つの接着剤被覆フォイルの一方が前記トランスデューサ層の一方の側にあり、前記2つの接着剤被覆フォイルの他方が前記トランスデューサ層の他方の側にあるように、前記2つの接着剤被覆フォイルは前記トランスデューサ軸に沿って層状に構成される、ステップと、
前記2つの導電体の長さに沿う第2の位置において、前記2つの導電体は前記2つの接着剤被覆フォイルの前記接着剤被覆の間に挟まれ、前記2つの導電体の間に挟まれるトランスデューサ層は存在しないように構成するステップと
を有する、方法。
請求項１３に記載のトランスデューサ積層体を細長い装置に取り付ける方法であって、
前記第2の接着剤被覆を介して、前記トランスデューサ積層体を前記細長い装置に取り付けるステップと、
前記トランスデューサ積層体を前記細長い装置の周りに螺旋状に巻き付けるステップと
を有する、方法。
前記巻き付けるステップが、前記細長い装置を前記第2の接着剤被覆の間に回転させることによって実行される、請求項１８に記載の方法。
前記細長い装置は前記軸に沿って延在し、前記トランスデューサ積層体は実質的に長方形の輪郭を有し、前記巻き付けるステップは前記第2の接着剤被覆の間で前記細長い装置を回転させる前に、前記長方形の長いエッジを前記細長い装置の前記軸に鋭角に構成することによって実行される、請求項１９に記載の方法。