[发明专利]换能器模块、超声探头和生产弯曲表面框架的方法

说明书

本申请要求于2012年7月12日在韩国知识产权局提交的第2012-76014号韩国专利申请的权益，该申请的公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

本发明的实施例涉及一种其中布置有换能器的换能器模块、一种超声探头和一种生产所述换能器所固定到的框架的方法。

背景技术

换能器用于将特定类型的能量转换为另一类型的能量，并且还被称作转换器。这样的换能器应用于各种技术领域，例如天线、扬声器、耳机、CRT（阴极射线管）、声纳检测器和各种传感器，并且用于将电信号、操作、各种波（例如，声波和电磁波）等转换为预定的电信号、光、图像信号等。类似地，换能器还用于在超声诊断装置的超声探头中产生超声波，超声诊断装置用于利用超声波来观察并诊断人体的内部形态。

下面将进一步描述超声诊断装置。现有技术的超声诊断装置将预定的交流电施加于安装到超声探头的每个超声换能器，由此在超声换能器处产生预定的振动，因此通过振动产生超声波。产生的超声波辐射到目标（例如，人体），然后从人体的各种内部器官反射并返回。因此，可以通过利用超声换能器接收反射的超声波、将接收的超声波转换为电信号并最终响应于电信号产生图像来观察并诊断人体的内部形态。

现有技术的超声诊断装置具有这样的结构，即，超声换能器布置在设置于超声探头的壳体的内部或外部的二维平面基板上，并且弯曲的或半圆形的透镜覆盖超声换能器和基板。即，超声换能器以二维平面的形式均匀地布置在透镜内。然而，在这种情况下，存在如下问题：由于透镜的外形和内部介质而构建用于会聚超声波的波束成形算法，或者具有与波束成形算法相关的复杂的系统构造。因此，波束成形效率会劣化。

另外，如果为了改善系统复杂度而使透镜的曲率最小化，则可被超声诊断装置诊断的区域会受到限制。因此，还存在如下问题：观察宽的区域的难度增加。

发明内容

因此，本发明的方面是提供一种换能器可布置在弯曲表面框架上的换能器模块、一种使用所述换能器模块的超声探头和一种生产在所述换能器模块中使用的弯曲表面框架的方法。

具体地讲，本发明的另一方面是通过将换能器布置在具有各种形式的三维弯曲表面框架上而与现有技术相比更高效地收集各种量的信息。

即，与现有技术中的换能器布置在二维平面上相比，换能器可以以各种形式布置，由此在更宽广的范围内更详细地感测并观察特定类型的能量（例如，超声波），因此可以提高并改善使用换能器的各种装置的性能。

另外，本发明的另一方面是通过由于以更广的各种形式布置换能器简化使用换能器的各种装置（例如，超声探头）的构造或用于波束成形的算法复杂度来提高各种装置的制造便利性和效率。

此外，本发明的其它方面是通过将换能器布置在三维弯曲表面上来使用换能器容易地以各种角度和方向辐射超声波并容易地接收从各种方向收集的超声波，在传统的超声探头中，换能器布置在二维平面上。

本发明的附加方面将部分地在下面的描述中进行说明，并部分地根据该描述将是明显的，或者可以由本发明的实施而明了。

提供了一种包括其上布置有换能器的弯曲表面框架的换能器模块、一种生产所述弯曲表面框架的方法和一种作为应用包括弯曲表面框架的换能器模块的示例的包括换能器模块的超声探头。

根据本发明的一方面，一种换能器模块包括至少一个换能器、在其前表面上以弯曲形状形成的且所述至少一个换能器设置在所述前表面上的弯曲表面框架以及安装在弯曲表面框架的后表面上并支撑弯曲表面框架的支撑框架。根据需要，换能器模块还可以包括附着到其上设置有换能器的前表面上的透镜。

这里，所述至少一个换能器可以是磁致伸缩超声换能器、压电超声换能器或cMUT（电容式微机械超声换能器），这些换能器还可以根据需要均匀地组合并使用。

弯曲表面框架可以在前表面的方向上以凸面或凹面形状形成，并由具有特定水平以上的柔性的材料制成。具体地讲，具有柔性的材料可以包括硅、氧化硅、石英、玻璃、聚合物、各种金属等。

弯曲表面框架可以在其前表面上形成有浮雕或凹雕图案（例如其中设置换能器的定位槽），因此，换能器可以以规则的图案布置。在这种情况下，还可以形成与弯曲表面框架对应的用于平铺的凹槽，从而换能器平铺在前表面上。

该弯曲表面框架可以通过生产弯曲表面框架的方法来制造，这为如下。