Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и патенты)"
Бюллетень 1´2010

  

(11) 

013166 (13) B1       Разделы: A B C D E F G H    

(21) 

200800408

(22) 

2006.07.26

(51) 

B06B 1/06 (2006.01)

(31) 

60/702,423

(32) 

2005.07.26

(33) 

US

(43) 

2008.08.29

(86) 

PCT/NO2006/000285

(87) 

WO 2007/013814 2007.02.01

(71) 

(73) АНГЕЛЬСЕН БЬОРН А.Й. (NO)

(72) 

Ангельсен Бьорн А.Й., Йохансен Тонни Ф., Хансен Руне, Мосоэю Свейн-Эрик, Носхольм Петер (NO)

(74) 

Поликарпов А.В., Борисова Е.Н. (RU)

(54) 

РЕШЕТКИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ДВУМЯ ЧАСТОТНЫМИ ДИАПАЗОНАМИ

(57) 1. Элемент решетки ультразвуковых преобразователей, предназначенный для передачи из передней поверхности указанного элемента ультразвуковых импульсов разделенных низкочастотной (НЧ) и высокочастотной (ВЧ) полос и приема импульсов по меньшей мере ВЧ полосы, содержащий

излучающие поверхности для НЧ и ВЧ полос, причем по меньшей мере часть указанных излучающих поверхностей для НЧ и ВЧ полос является общей в общей излучающей поверхности,

по меньшей мере, в области общей излучающей поверхности структуру из слоев, составленную в направлении толщины, по существу, перпендикулярно общей излучающей поверхности, причем указанная структура содержит

отдельные НЧ и ВЧ пьезоэлектрические слои, выполненные для соответствующих НЧ и ВЧ электроакустических преобразований, при этом указанный ВЧ пьезоэлектрический слой расположен ближе к общей излучающей поверхности, чем указанный НЧ пьезоэлектрический слой, причем

между указанными ВЧ и НЧ пьезоэлектрическими слоями помещена акустическая изолирующая секция, состоящая по меньшей мере из двух акустических слоев, составленных в направлении толщины.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что указанная изолирующая секция содержит обратный слой с характеристическим акустическим импедансом больше 17 Мрейл и по меньшей мере из одного слоя с характеристическим импедансом меньше 5 Мрейл.

3. Элемент по п.2, отличающийся тем, что указанный обратный слой выполнен из одного из материалов Cu, Ag, Au, Pd, Pt, W, или сплавов из этих материалов, порошков из одного из материалов Cu, Ag, Au, Pd, Pt, W или их сплавов, спеченных или склеенных вместе.

4. Элемент по п.1, отличающийся тем, что указанная изолирующая секция содержит керамический слой.

5. Элемент по п.4, отличающийся тем, что указанный НЧ пьезоэлектрический слой выполнен из материала, содержащего композитный материал на основе керамики/полимера, причем керамика/полимер не полностью разрезана с задней стороны через указанный НЧ пьезоэлектрический слой, так что передняя часть указанного НЧ керамического пьезоэлектрического слоя образует проходящий в боковом направлении керамический слой, который образует указанный обратный слой указанной изолирующей секции.

6. Элемент по п.5, отличающийся тем, что второй слой с обратной стороны указанной изолирующей секции выполнен из одного из материалов Cu, Ag, Au, Pd, Pt, W, сплавов из этих материалов, порошков из одного из материалов Cu, Ag, Au, Pd, Pt, W или их сплавов, спеченных или склеенных вместе.

7. Элемент по п.1, отличающийся тем, что указанная структура содержит большое количество преобразовательных элементов, а указанные излучающие поверхности содержат НЧ передающую поверхность, ВЧ передающую поверхность и по меньшей мере одну из НЧ приемной поверхности и ВЧ приемной поверхности, при этом по меньшей мере одна из указанных излучающих поверхностей выполнена в виде разреженной решетки элементов, причем потенциальные дифракционные максимумы ВЧ и НЧ передающих апертур элемента не перекрываются в пространстве.

8. Элемент по п.1, дополнительно содержащий

материал подложки, на котором установлена указанная структура, и

акустическую согласующую секцию для ВЧ полосы, помещенную перед указанным ВЧ пьезоэлектрическим слоем.

9. Элемент по п.1, в котором каждый из указанных акустических слоев проходит непрерывным и соприкасающимся образом по меньшей мере с одним из указанных НЧ и ВЧ пьезоэлектрических слоев.

10. Элемент решетки ультразвуковых преобразователей, предназначенный для передачи из передней поверхности указанного элемента ультразвуковых импульсов разделенных низкочастотной (НЧ) и высокочастотной (ВЧ) полос и приема импульсов, по меньшей мере, ВЧ полосы, содержащий

излучающие поверхности для НЧ и ВЧ полос, причем по меньшей мере часть указанных излучающих поверхностей для НЧ и ВЧ полос является общей в общей излучающей поверхности,

решетки преобразовательных элементов, предназначенных для соответствующего НЧ и ВЧ электроакустического преобразования, причем решетка для НЧ электроакустического преобразования содержит по меньшей мере один элемент НЧ решетки, а решетка для ВЧ электроакустического преобразования содержит по меньшей мере один элемент ВЧ решетки,

отличающийся тем, что каждый элемент из указанного по меньшей мере одного элемента НЧ решетки в пределах указанной общей излучающей поверхности имеет излучающую поверхность большего размера, чем каждый элемент из указанного по меньшей мере одного элемента ВЧ решетки в пределах указанной общей излучающей поверхности.

11. Элемент по п.10, в котором, по меньшей мере, в области общей излучающей поверхности решетки преобразовательных элементов представляют собой структуру из слоев, составленную в направлении толщины, по существу, перпендикулярно части общей излучающей поверхности, причем указанная структура содержит

ВЧ решетку по меньшей мере с одним элементом ВЧ решетки и НЧ решетку по меньшей мере с одним элементом НЧ решетки, соответственно в области излучающих поверхностей для НЧ полосы и ВЧ полосы,

один пьезоэлектрический слой, выполненный для одного из НЧ или ВЧ электроакустического преобразования, и

слой подложки с емкостными/пьезоэлектрическими (cmut/pmut) преобразовательными мембранами на передней стороне, выполненный для другого из указанных ВЧ или НЧ электроакустических преобразований,

при этом указанный слой, основанный на cmut/pmut преобразовательных мембранах, расположен перед указанным пьезоэлектрическим слоем.

12. Элемент по п.11, отличающийся тем, что указанное НЧ электроакустическое преобразование достигается посредством указанного пьезоэлектрического слоя.

13. Элемент по п.11, отличающийся тем, что указанное ВЧ электроакустическое преобразование достигается посредством указанного пьезоэлектрического слоя.

14. Элемент по п.11, отличающийся тем, что указанная структура содержит большое количество преобразовательных элементов, а указанные излучающие поверхности содержат НЧ передающую поверхность, ВЧ передающую поверхность и по меньшей мере одну из НЧ приемной поверхности и ВЧ приемной поверхности, при этом по меньшей мере одна из указанных излучающих поверхностей выполнена в виде разреженной решетки элементов НЧ решетки и элементов ВЧ решетки, причем потенциальные дифракционные максимумы ВЧ и НЧ передающих апертур элемента не перекрываются в пространстве.

15. Элемент по п.10, содержащий

подложку, причем, по меньшей мере, в области общей излучающей поверхности отдельные емкостные/пьезоэлектрические (cmut/pmut) НЧ и ВЧ преобразовательные мембраны, содержащие по меньшей мере одну НЧ преобразовательную мембрану и по меньшей мере одну ВЧ преобразовательную мембрану, расположены на указанной подложке и выполнены для соответствующих НЧ и ВЧ электроакустических преобразований, при этом

указанные преобразовательные мембраны формируют ВЧ решетку по меньшей мере с одним элементом ВЧ решетки и НЧ решетку по меньшей мере с одним элементом НЧ решетки в области общей излучающей поверхности.

16. Элемент по п.15, отличающийся тем, что в пределах общей излучающей поверхности указанная по меньшей мере одна ВЧ преобразовательная мембрана расположена спереди указанной по меньшей мере одной НЧ преобразовательной мембраны.

17. Элемент по п.15, отличающийся тем, что в пределах общей излучающей поверхности указанная по меньшей мере одна ВЧ преобразовательная мембрана расположена бок о бок с указанной по меньшей мере одной НЧ преобразовательной мембраной на расстоянии друг от друга так, что НЧ и ВЧ пучки кажутся выходящими из перекрывающихся элементов.

18. Элемент по п.15, отличающийся тем, что указанные излучающие поверхности содержат НЧ передающую поверхность, ВЧ передающую поверхность и по меньшей мере одну из НЧ приемной поверхности и ВЧ приемной поверхности, при этом по меньшей мере одна из указанных излучающих поверхностей выполнена в виде разреженной решетки элементов НЧ решетки и элементов ВЧ решетки, причем потенциальные дифракционные максимумы ВЧ и НЧ передающих апертур элемента не перекрываются в пространстве.

19. Элемент по п.10, в котором излучающие поверхности содержат, по меньшей мере, НЧ передающую поверхность для передачи НЧ полосы и ВЧ передающую поверхность для передачи ВЧ полосы, при этом внешние границы указанной НЧ передающей поверхности находятся, по меньшей мере, в области снаружи внешних границ указанной ВЧ передающей поверхности, и

при этом решетки преобразовательных элементов, предназначенных для соответствующего НЧ и ВЧ электроакустического преобразования, являются различными решетками.

20. Элемент по п.10, в котором излучающие поверхности содержат, по меньшей мере, НЧ передающую поверхность для передачи НЧ полосы и ВЧ передающую поверхность для передачи ВЧ полосы, при этом в области вокруг центра указанной ВЧ передающей поверхности указанная НЧ передающая поверхность не является общей с указанной ВЧ передающей поверхностью,

при этом решетки преобразовательных элементов, предназначенных для соответствующего НЧ и ВЧ электроакустического преобразования, являются различными решетками.

21. Элемент по любому из пп.19 и 20, в котором каждая из указанной решетки для НЧ электроакустического преобразования и указанной решетки для ВЧ электроакустического преобразования выполнена в виде одной из следующих решеток:

решетки из одного элемента,

кольцевой решетки из преобразовательных элементов,

линейной решетки из преобразовательных элементов и

двумерной решетки из преобразовательных элементов.

22. Элемент по любому из пп.19 и 20, в котором излучающие поверхности также включают ВЧ приемную поверхность для приема в ВЧ полосе, а элементы преобразователя с возможностью выбора активируются так, что размер ВЧ приемной поверхности больше, чем размер НЧ передающей поверхности.

23. Элемент по п.10, в котором излучающие поверхности содержат, по меньшей мере, НЧ передающую поверхность для передачи НЧ полосы и ВЧ передающую поверхность для передачи ВЧ полосы, при этом

по меньшей мере, указанные элементы НЧ решетки выполнены с возможностью выборочной активации так, что размер НЧ передающей поверхности может выборочно меняться следующим образом:

а) быть равным ВЧ передающей поверхности,

б) находиться, по меньшей мере, в области вне ВЧ передающей поверхности,

в) находиться в центральной области ВЧ передающей поверхности, где отсутствует активная НЧ передающая поверхность, и

г) соответствовать комбинации а) и в),

при этом элементы НЧ решетки в пределах указанной общей излучающей поверхности имеют большее расстояние между центрами соседних элементов, чем элементы ВЧ решетки в пределах указанной общей излучающей поверхности.

24. Ультразвуковое устройство, использующее ультразвуковой элемент по любому из пп.1, 11, 15, 19 и 20, в котором толщина структуры решетки одинаковая по всей общей излучающей поверхности, а размеры НЧ и ВЧ передающей и приемной апертур ограничены электрическим соединением с элементами решетки в указанной структуре.

25. Ультразвуковое устройство по п.24, в котором активная НЧ излучающая апертура выбирается одним из следующих способов:

а) автоматическим выбором посредством самого устройства в зависимости от дальности изображения и способа получения ультразвукового изображения и от применения;

б) ручным выбором оператором устройства путем управления устройством.

26. Ультразвуковое устройство, использующее ультразвуковой элемент по п.23, в котором активная НЧ излучающая апертура выбирается одним из следующих способов:

а) автоматическим выбором посредством самого устройства в зависимости от дальности изображения и способа получения ультразвукового изображения и от применения;

б) ручным выбором оператором устройства путем управления устройством.



наверх