[发明专利]人工结构超声换能器以及超声装置

权利要求书

1.人工结构超声换能器，其特征在于，包括依次连接的压电材料层、匹配层和聚焦透镜，所述聚焦透镜用于对声波进行聚焦，且所述聚焦透镜的材料为声学软材料；所述声学软材料为硅橡胶；

所述聚焦透镜于远离所述匹配层的表面上形成中心环部和多个第一环部，所述第一环部与所述中心环部相间隔，各所述第一环部同心且相间隔设置，所述第一环部的内侧形成同心且相互间隔的多个第二环部；所述第二环部相对于所述中心环部和所述第一环部突出或凹陷。

2.根据权利要求1所述的人工结构超声换能器，其特征在于，所述中心环部、第一环部和第二环部的宽度由如下公式确定：

其中d_i(i＝1)＝r₁,

d_i(i1)＝r_i-r_j，

i＝1，2,3,...j＝1,2,3,...

其中，r_n表示第n个菲涅尔区域的半径；λ＝c/f表示所述人工结构超声换能器发射的声波的波长，c表示声速，f表示所述人工结构超声换能器发射的声波的频率；F表示所述聚焦透镜的预设焦距；d_i(i＝1)表示所述聚焦透镜的中心环部的半径；定义所述中心环部、第一环部和第二环部均为波带，d_i(i1)表示除所述中心环部以外其他所述波带的宽度；r_i表示包含第i个所述波带的最小菲涅尔区域的半径，r_j表示在所述最小菲涅尔区域内，小于该所述最小菲涅尔区域的半径的其他最大菲涅尔区域的半径。

3.根据权利要求1或2所述的人工结构超声换能器，其特征在于，所述中心环部和第一环部的侧壁均平行于所述聚焦透镜的中心轴线。

4.根据权利要求1或2所述的人工结构超声换能器，其特征在于，所述匹配层的材料包括环氧树脂。

5.根据权利要求1或2所述的人工结构超声换能器，其特征在于，所述压电材料层、所述匹配层和所述聚焦透镜之间依次通过粘合剂粘接。

6.人工结构超声换能器，其特征在于，包括依次连接的压电材料层、匹配层和聚焦透镜，所述聚焦透镜用于对声波进行聚焦，且所述聚焦透镜的材料为声学软材料；

所述聚焦透镜于朝向所述匹配层的表面上形成中心环部和多个第一环部，所述第一环部与所述中心环部相间隔，各所述第一环部同心且相间隔设置，所述第一环部的内侧形成同心且相互间隔的多个第二环部；所述第二环部相对于所述中心环部和所述第一环部突出或凹陷。

7.根据权利要求6所述的人工结构超声换能器，其特征在于，所述第二环部相对于所述中心环部和所述第一环部突出，所述匹配层的朝向所述聚焦透镜的表面上形成多个同心且相间隔并与所述中心环部和所述第一环部相配合的配合环；

或者，所述第二环部相对于所述中心环部和所述第一环部凹陷，所述匹配层的朝向所述聚焦透镜的表面上形成多个同心且相间隔并与所述第二环部相配合的配合环。