[发明专利]用于微加工的超声换能器的声学镜片

说明书

本申请公开了配置为用于超声换能器的匹配层。在一个实施例中，换能器堆栈可包括电容微加工的超声换能器(CMUT)、声镜片、以及在其之间的匹配层。该匹配层可由柔性材料(例如弹性体和/或流体)制成，并被配置为与CMUT一起使用。该匹配层可包括在该换能器的顶表面之上的底表面，以及在镜片的底表面之下的顶表面。

本申请是2014年03月17日提交的、名称为“用于微加工的超声换能器的声学镜片”、申请号为201410097886.6的中国发明专利申请的分案申请。

对相关申请的交互引用

本申请要求，2013年3月15日提出的申请案号为61/793,124，名称为“用于微加工的超声换能器的声学镜片”的美国临时专利申请的优先权，这里通过引用将其公开内容结合于此。

技术领域

本发明通常涉及超声换能器，特别是超声换能器的匹配层。

背景技术

在超声成像设备中，主体的图像是通过传输一个或多个来自声波换能器的脉冲进入体内而创建。响应于该脉冲的反射回波信号由相同或不同的换能器检测。回波信号引起换能器元件产生电子信号，该电子信号被超声波系统分析，以创建回波信号的一些特征的图，如它们的振幅、功率或频移等。因此该图可以作为图像显示给用户。

一种类型的换能器是微加工超声换能器(MUT)，其可以由例如，硅制成并配置为发送和接收超声波能量。MUT可包括电容微加工的超声换能器(CMUTs)和压电微加工超声换能器(PMUTs)。相对于传统的换能器，MUT可提供许多优势，例如，更低的生产成本，减少的制造时间，和/或更宽的频率带宽。然而，MUT可能脆弱并通常地用于一次性的内部超声成像的应用中。

在外部探测器中使用换能器一般包括将声镜片粘结或以其他方式附加在换能器上。声镜片可防止换能器损坏和/或也可提供声学聚焦到一个主体。在一些低频应用中，MUT可用于具有声镜片的外部探测器，例如，弹性体材料。然而，由于越高频率材料的声衰减越大等原因，这些弹性体镜片可能不适用于高频超声的应用(例如，高于15MHz)。因此，需要用于适合使用在更高的频率的MUT探测器的低损耗和持久的声镜片。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种超声换能器堆栈，包括第一匹配层，具有第一顶表面和第一底表面，其中所述第一匹配层包括柔性材料(compliant material)，以及其中所述第一匹配层具有第一厚度和第一声阻抗；镜片层，具有覆盖在所述第一顶表面上的第二底表面，第二顶表面，和第二厚度，其中所述镜片层具有第二厚度和第二声阻抗；以及换能器层，具有在所述第一底表面和所述第二底表面下的第三顶表面，其中所述第三层包括微加工的超声换能器，被配置为在中心频率产生超声波，以及其中所述第三顶表面包括所述换能器的上膜。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于外部使用的超声换能器堆栈，所述超声换能器堆栈包括第一匹配层，具有第一顶表面和第一底表面，其中所述第一匹配层包括第一柔性材料，以及其中所述第一匹配层具有第一声阻抗；镜片层，具有覆盖在所述第一顶表面上的第二底表面，以及第二顶表面被配置为放置于倚靠主体的外皮，其中所述镜片层具有与所述第一声阻抗不同的第二声阻抗；以及第三层，具有在所述第一底表面和所述第二底表面下的第三顶表面，其中所述第三层包括微加工的超声换能器，被配置为产生超声波。

附图说明

图1是现有技术中的电容微加工超声换能器的侧示图。

图2A是根据本公开的技术的一个或多个实施例配置的超声换能器堆栈的等轴前视图。

图2B是根据本公开的技术的一个实施例配置的超声换能器堆栈的放大侧视图。

图3A和图3B是根据本公开的技术的一个实施例配置的超声换能器堆栈的侧视图。