微機(jī)械超聲換能器(MUT)(402)的陣列(400)。陣列(400)具有第一行和第二行，第一行中的MUT(402)在水平方向(403)上以水平間距(430)相等地間隔開，第二行中的MUT(402)在水平方向上以水平間距(430)相等地間隔開。第二行中的MUT(702b)相對于第一行中的MUT(702a)沿水平方向移位第一水平距離(706)，并相對于第一行中的MUT(702a)沿垂直方向(405)移位第一垂直距離(708)。第一水平距離(706)大于零且小于水平間距(430)。第一垂直距離(708)的范圍是從MUT的水平寬度(712)的十分之一到MUT的垂直高度(714)的一半。直高度(714)的一半。直高度(714)的一半。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】具有壓電收發(fā)器的成像設(shè)備
[0001]本專利技術(shù)涉及成像設(shè)備，更具體地，涉及具有微機(jī)械超聲換能器(MUT)的成像設(shè)備。
技術(shù)介紹
[0002]用于對人體的內(nèi)部器官進(jìn)行成像并顯示內(nèi)部器官的圖像的非侵入式成像系統(tǒng)將信號發(fā)送至人體并接收從器官反射的信號。通常，在成像系統(tǒng)中使用的換能器被稱為收發(fā)器，而某些收發(fā)器基于光聲或超聲效應(yīng)。通常，收發(fā)器用于成像以及其他應(yīng)用，例如醫(yī)學(xué)成像、管道中的流量測量、揚聲器、麥克風(fēng)、碎石術(shù)、用于治療的加熱組織以及用于手術(shù)的高強度聚焦超聲(HIFU)。
[0003]微加工技術(shù)的進(jìn)步允許傳感器和致動器被有效地結(jié)合在基板上。具體地，與具有大形狀因數(shù)的常規(guī)MUT相比，使用電容性換能器(cMUT)或壓電換能器(pMUT)的微機(jī)械超聲換能器(MUT)是特別有利的。圖1示出了常規(guī)系統(tǒng)中的二維直線收發(fā)器陣列50。如圖所示，收發(fā)器陣列50可以包括：一組MUT 52，其在發(fā)射模式/過程中產(chǎn)生和發(fā)射壓力波，并且在接收模式/過程中接收壓力波并響應(yīng)于所接收的壓力波而產(chǎn)生電荷。如圖所示，MUT 52在x方向和y方向上均勻地間隔開，即，從一個MUT到沿x方向(或y方向)的相鄰MUT的距離在整個陣列中是相同的。MUT 52傾向于具有有限數(shù)目的振動諧振，即，MUT陣列52在頻域中可以具有有限的帶寬。通常，MUT52具有的帶寬越寬，MUT 52可以在其中操作的操作模式越復(fù)雜，并且收發(fā)器陣列50可以生成的圖像越好。因此，強烈需要設(shè)計具有增加帶寬以增強聲學(xué)性能的MUT。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0004]在各實施方式中，換能器陣列包括以非對稱布置布置的多個微機(jī)械超聲換能器(MUT)。
[0005]在各實施方式中，微機(jī)械超聲換能器(MUT)的陣列包括在具有第一行和第二行的二維陣列中布置的MUT，所述第一行中的MUT在水平方向上以水平間距相等地間隔開，所述第二行中的MUT在所述水平方向上以水平間距相等地間隔開。所述第二行中的MUT相對于所述第一行中的MUT沿所述水平方向移位第一水平距離，并且相對于所述第一行中的MUT沿垂直方向移位第一垂直距離。第一水平距離大于零且小于水平間距。所述第一垂直距離的范圍是從所述多個MUT中的MUT的水平寬度的十分之一到所述MUT的垂直高度的一半。
[0006]在各實施方式中，成像系統(tǒng)包括：收發(fā)器塊，用于產(chǎn)生壓力波并將外部壓力波轉(zhuǎn)換成電信號；以及控制單元，用于控制收發(fā)器塊。所述收發(fā)器塊包括微機(jī)械超聲換能器(MUT)的陣列，其中該陣列包括在具有第一行和第二行的二維陣列中布置的多個MUT，所述第一行中的MUT在水平方向上以水平間距相等地間隔開，所述第二行中的MUT在所述水平方向上以水平間距相等地間隔開。所述第二行中的MUT相對于所述第一行中的MUT沿所述水平方向移位第一水平距離，并且相對于所述第一行中的MUT沿垂直方向移位第一垂直距離。第一水平距離大于零且小于水平間距。所述第一垂直距離的范圍是從所述多個MUT中的MUT的水平寬
度的十分之一到所述MUT的垂直高度的一半。
附圖說明
[0007]將參考本專利技術(shù)的實施方式，其示例可以在附圖中示出。這些圖僅是說明性的，而非限制性的。盡管一般在這些實施方式的上下文中描述了本專利技術(shù)，但是應(yīng)當(dāng)理解，其并不旨在將本專利技術(shù)的范圍限制為這些特定實施方式。
[0008]附圖(或“圖”)1示出了常規(guī)系統(tǒng)中的二維直線收發(fā)器陣列。
[0009]圖2示出了根據(jù)本公開的實施方式的成像系統(tǒng)。
[0010]圖3示出了根據(jù)本公開的實施方式的成像器的示意圖。
[0011]圖4示出了根據(jù)本公開的實施方式的非對稱(或交錯)的直線收發(fā)器陣列。
[0012]圖5示出了根據(jù)本公開的實施方式的MUT陣列的放大圖。
[0013]圖6示出了根據(jù)本公開的實施方式的MUT陣列的放大圖。
[0014]圖7示出了根據(jù)本公開的實施方式的以交錯配置布置的兩對矩形MUT和焊盤。
[0015]圖8A至圖8D示出了根據(jù)本公開的實施方式的沿圖7中的方向7-7截取的一組MUT的振動模式形狀。
[0016]圖9示出了根據(jù)本公開的實施方式的非對稱陣列的頻率響應(yīng)曲線圖。
[0017]圖10示出了根據(jù)本公開的實施方式的MUT陣列的聲束模式響應(yīng)作為仰角的函數(shù)的曲線圖。
[0018]圖11示出了根據(jù)本公開的實施方式的以交錯配置布置的兩對橢圓形MUT和焊盤。
[0019]圖12示出了根據(jù)本公開的實施方式的不對稱(或交錯)的直線收發(fā)器陣列。
[0020]圖13A和圖13B示出了根據(jù)本公開的實施方式的示例性MUT的俯視圖和截面圖。
具體實施方式
[0021]在下面的描述中，出于解釋的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)以便提供對本公開的理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解可以在沒有這些細(xì)節(jié)的情況下實踐本公開。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，以下描述的本公開的實施方式可以以多種方式來實現(xiàn)，諸如過程、裝置、系統(tǒng)或設(shè)備。
[0022]圖中所示的元件/組件是本公開的示例性實施方式的說明，并且意在避免使本公開模糊。說明書中對“一個實施方式”、“優(yōu)選實施方式”、“一個實施方式”或“實施方式”的引用是指結(jié)合該實施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、特性或功能包括在本專利技術(shù)的至少一個實施方式中并且可以在一個以上的實施方式中。說明書中各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施方式中”、“在各實施方式中”或“在各實施方式中”不一定都指的是同一實施方式。術(shù)語“包括”、“包括”、“包含”和“包含”應(yīng)被理解為開放術(shù)語，并且以下的任何列表都是示例，并不意味著限于所列出的項目。本文使用的任何標(biāo)題僅用于組織目的，并且不應(yīng)用于限制說明書或權(quán)利要求書的范圍。此外，在說明書中的各個地方使用某些術(shù)語是為了說明，而不應(yīng)解釋為限制性的。
[0023]圖2示出了根據(jù)本公開的實施方式的成像系統(tǒng)100。如圖所示，系統(tǒng)100可以包括：成像器120，其在發(fā)射模式/過程中產(chǎn)生并向諸如心臟的內(nèi)部器官112發(fā)送壓力波122；以及通過通信通道130向成像器傳送信號的設(shè)備102。在各實施方式中，內(nèi)部器官112可以將一部
分壓力波122朝向成像器120反射，并且成像器120可以在接收模式/過程中捕獲反射的壓力波并產(chǎn)生電信號。成像器120可以將電信號通信到設(shè)備102，并且設(shè)備102可以使用電信號在顯示器/屏幕104上顯示人體器官的圖像。
[0024]注意，成像器120也可以用于獲取動物的內(nèi)部器官的圖像。還應(yīng)注意，壓力波122可以是聲波、超聲波或光聲波，其可以穿過人體/動物體并被內(nèi)部器官反射。
[0025]在各實施方式中，成像器120可以是便攜式設(shè)備，并且通過通信信道130以無線方式或經(jīng)由電纜與設(shè)備102通信信號。在各實施方式中，設(shè)備102可以是諸如蜂窩電話、iPad或可以向用戶顯示圖像的固定計算設(shè)備的移動設(shè)備。
[0026]圖3示出了根據(jù)本公開的實施方式的成像器120的示意圖。在各實施方式中，成像器120可以是超聲成像器。如圖2所示，成像器120可以包括：用于發(fā)送和接收壓力波的收發(fā)器塊21本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種換能器陣列，包括：不對稱布置的多個微機(jī)械超聲換能器(MUT)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器陣列，其中MUT在一個方向上的尺寸大于所述MUT在另一方向上的尺寸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器陣列，其中在一個方向上所述多個MUT之間的中心到中心距離不同于在另一方向上所述多個MUT之間的中心到中心距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器陣列，其中所述多個MUT具有比對稱布置的多個MUT小的互阻抗。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器陣列，其中與對稱布置的多個MUT相比，所述多個MUT具有一個或多個附加振動模式。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器陣列，其中所述多個MUT中的每個MUT具有細(xì)長的形狀，所述細(xì)長的形狀以撓曲操作模式支持一種或多種振動模式。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項所述的換能器陣列，其中所述多個MUT包括沿著軸線的一組細(xì)長的MUT，并且所述一組細(xì)長的MUT與相似的一組PMUT在一個方向上彼此偏移地組合。8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項所述的換能器陣列，其中所述多個MUT中的每一個的投影區(qū)域具有矩形、橢圓形或圓形的形狀。9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項所述的換能器陣列，其中所述多個MUT具有第一有效光柵角而沒有相遇光柵瓣，并且其中對稱布置的多個MUT具有第二有效光柵角而沒有相遇光柵瓣，并且其中所述第一有效光柵角大于所述第二有效光柵角。10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項所述的換能器陣列，其中由所述多個MUT產(chǎn)生的光束的旁瓣幅度低于由對稱布置的多個MUT產(chǎn)生的光束的旁瓣幅度。11.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項所述的換能器陣列，其中所述多個MUT的帶寬比對稱布置的多個MUT的帶寬更寬。12.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項所述的換能器陣列，其中所述多個MUT中的每個MUT具有沿著第一方向的尺寸，所述沿著第一方向的尺寸大于沿著第二方向的尺寸，并且其中所述多個MUT具有比其他多個MUT更寬的帶寬，并且其中所述其他多個MUT中的每個MUT沿著所述第一方向和第二方向具有相同的尺寸。13.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一項所述的換能器陣列，其中所述多個MUT中的每個MUT相對于軸向旋轉(zhuǎn)一隨機(jī)角度。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器陣列，其中所述多個MUT中的每個MUT執(zhí)行發(fā)送超聲波和接收超聲波中的至少一項。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器陣列，其中所述多個MUT中的每個MUT在對稱振動模式和非對稱振動模式中的至少一種模式下操作。16.一種微機(jī)械超聲換能器(MUT)的陣列，包括：在具有第一行和第二行的二維陣列中布置的多個MUT，所述第一行中的MUT在水平方向上以一水平間距相等地間隔開，所述第二行中的MUT在所述水平方向上以所述水平間距相等地...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：桑迪普，
申請(專利權(quán))人：艾科索成像公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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