DE2518338A1

DE2518338A1 - Akustische bilderzeugungsvorrichtung mit einer fluessigkeitsgefuellten akustischen korrekturlinse

Info

Publication number: DE2518338A1
Application number: DE19752518338
Authority: DE
Inventors: John Ruediger Mader Viertl
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1974-05-30
Filing date: 1975-04-25
Publication date: 1976-03-04
Also published as: FR2275771B1; FR2275771A1; GB1511155A; JPS515921A; US3927557A

Description

Akustische Bilderzeugungsvorrichtung mit einer flüssigkeitsgefüllten akustischen Korrekturlinse

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf akustische Bilderzeugungsvorrichtungen zum Sichtbarmachen der inneren und äußeren Merkmale von Gegenständen und insbesondere auf ein verbessertes System zum Fokussieren akustischer Energie unter Verwendung einer flüssigkeitsgefüllten akustischen Linse als einem einstellbaren Korrekturelement. Typische Anwendungen schließen die Sichtbarmachung biologischer Organe und Gewebe sowie Ultraschalluntersuchung ein.

In der US-PS 3 780 572 ist eine bilderzeugende Ultraschallvorrichtung beschrieben, die einen übertrager für die Ausrichtung

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periodischer akustischer Impulse zu dem Gegenstand, einen einfachen konkaven akustischen Reflektor zur Fokussierung der reflektierten Echoimpulse und einen akustischen Bildumwandler mit einer planaren Sensorenanordnung für die Umwandlung der fokussierten Echoimpulse in elektrische Signale umfaßt. Durch Ausblenden bzw. Auswählen (im Englischen "gating") der verstärkten Ausgangssignale der piezoelektrischen Sensoren zu ausgewählten Zeiten nach der Erzeugung eines einfallenden akustischen Impulses wird ein Bild einer Planarregion in einer bestimmten Tiefe innerhalb des Gegenstandes.auf einer Kathodenstrahlröhre oder einem anderen visuellen Anzeigegerät gebildet. Um die Leistungsfähigkeit der bilderzeugenden Vorrichtung zu verbessern, die mit Ausnahme des Anzeigegerätes und der elektrischen Stromkreise in Wasser eingetaucht ist, benötigt man ein verbessertes System zum Fokussieren akustischer Energie. Einfache akustische Reflektoren (Spiegel) und Linsen, leiden wie ihre optischen Gegenstücke an verschiedenen Aberrationen, die zur Bildung eines schlecht begrenzten oder verschwommenen Bildes führen. Es werden daher ein oder mehrere, Aberrationen korrigierende Linsenelemente benötigt, um die Kontrolle der verschiedenen eingeführten Aberrationen zu gestatten, wenn der Hauptteil des Fokussierungssystems, wie dies bevorzugt ist, einfache und leicht hergestellte Bestandteile aufweist .

Feste akustische Linsen leiden an Verlusten wegen der Absorption akustischer Energie und sie sind auch Gegenstand innerer Rückstrahlungen aufgrund von partieller Reflexion an der Grenzfläche der Linse mit dem umgebenden Wasser. Eine hohle flüssigkeitsgefüllte Linse mit festen starren Oberflächen leidet noch immer an akustischer Absorption und innerer Rückstrahlung. Darüber hinaus weisen feste und mit starren Oberflächen versehene hohle Linsen keinen Grad der Einstellbarkeit auf und sie müßten ausgetauscht oder dauernd geändert werden, um die durch Anwendung der Korrekturlinse erhaltene Korrektur zu verändern.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine flüssigkeitsgekühlte akustische Linse mit flexiblen Membranoberflächen, die auf Veränderungen des Plüssigkeitsdruckes ansprechen, als eine leicht einstellbare Korrekturlinse in einem verbesserten System zum Fokussieren akustischer Energie verwendet. Diese Art akustischer Linse weist geringe akustische Verluste und geringe Rückstrahlungswirkungen auf. In der bevorzugten Ausführungsform wird eine konvergierende Miniskuslinse dazu verwendet, die sphärische Aberration eines Reflektorsystems mit einem konkaven sphärischen Reflektor und einem gegenüberstehenden konvexen sphärischen Reflektor, die ein vergrößertes akustisches Bild erzeugen, zu korrigieren. Eine flexible Membranlinsenoberfläche ist äußerlich durch einen druckdichten Behälter eingeschlossen, der mit Wasser odereiner anderen geeigneten Flüssigkeit gefüllt ist, mit einem Druck verschieden von dem der Linsenflüssigkeit und dem des Wassers oder der anderen Flüssigkeit, die im Kontakt steht mit dem Äußeren der anderen flexiblen Membranlinsenoberfläche. Die Linsenflüssigkeit wird so ausgewählt, daß sie den erwünschten Refraktionsindex aufweist, der geändert werden kann, indem man eine andere Flüssigkeit benutzt oder die Anteile einer Flüssigkeitsmischung variiert Die akustische Korrekturlinse kann daher nach dem Einbau in die bilderzeugende Ultraschallvorrichtung eingestellt werden, indem man den Refraktionsindex variiert und indem man den Druck der Linsenflüssigkeit und den der Flüssigkeit in dem druckdichten Behälter verändert, um so die Krümmung der Linsenoberflächen einzustellen und damit die Brennweite der Linse. Ein gut fokussiertes, scharf begrenztes akustisches Bild kann demgemäß erhalten werden, Andere Bestandteile der Vorrichtung, wie das Reflektorsystem und der akustische Bildumwandler, können in dem druckdichten Behälter montiert werden.

Das verbesserte akustische Fokussierungssystem wird in Kombination mit bilderzeugenden Ultraschallvorrichtungen benutzt, wie sie oben für verschiedene medizinische und industrielle Anwen dungen beschrieben sind. Der akustische Bildumwandler empfängt

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das fokussierte akustische Bild einer planaren Region eines Gegenstandes und erzeugt periodisch elektrische Ausgangsdaten, die dem Anzeigegerät zur Erzeugung sichtbarer Bilder zuzuführen sind, und dies alles unter der Steuerung eines geeigneten Steuerkreises.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer bilderzeugenden Ultraschallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem verbesserten System zum Fokussieren der akustischen Energie,

Figur 2 eine Seitenansicht der in Flüssigkeit eingetauchten bilderzeugenden Vorrichtung, wie sie für medizinische Untersuchungen verwendet wird, wobei der Weg eines akustischen Strahles durch strichpunktierte Linien dargestellt ist_y und

Figur 3 einen vergrößerten Querschnitt durch die flüssigkeitsgefüllte konvergierende Miniskus-Korrekturlinse mit flexiblen Membranoberflächen.

In den Figuren 1 und 2 ist der untersuchte Gegenstand und das ganze Ultraschall-Abbildungssystem mit der möglichen Ausnahme der elektrischen Schaltung und der visuellen Anzeigeausrüstung in einem Tank 10 eingetaucht, der mit Wasser 11 oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit gefüllt 1st. Das bilderzeugende Ultraschallsystem erzeugt, wie hier konstruiert', ein vergrößertes Bild des Gegenstandes und die Bestandteile sind so angeordnet, daß sie für medizinische Anwendungen sehr geeignet sind, wie zum in Figur 2 dargestellten Sichtbarmachen des menschlichen Herzens 12'. Vor einer eingehenden Beschreibung des verbesserten Systems zum Fokussleren akustischer Energie wird die Struktur und die Arbeitsweise der bilderzeugenden Vorrichtung kurz betrachtet. Zu diesem Zwecke und zur Illustration einer großen

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Klasse von Anwendungen der Ultraschalluntersuchungen ist der Gegenstand 12 in Figur 1 beispielhaft als ein Schaft oder anderes metallisches Werkstück dargestellt, das auf innere Fehler untersacht wird.

Durch periodische Anregung mittels eines elektrischen Steuerkreises 13, der einen Impulsgenerator (im Englischen "burst generator") enthält, wird durch einen übertragenden Wandler 14 eine Reihe von Schallenergie-Impulsen erzeugt und gegen das Objekt 12 gerichtet. Die Frequenz der elektrischen Anregung, die an den piezoelektrischen Wandler 14 gelegt wird, liegt typischerweise im Bereich von 1 bis 10 MHz und die akustischen Impulse haben eine Periode von etwa 10 Millisekunden, um zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen ausreichend Zeit zu haben, damit akustische Rückstrahlungen innerhalb des Tanks 10 abklingen können, Die reflektierten oder zerstreuten akustischen Echoimpulse, die an jeder akustischen Heterogenität, wie der Vorder- und der Rückseite des Gegenstandes 12 und des Fehlers 15 innerhalb des Gegenstandes, zu verschiedenen Zeiten nach dem Start jedes akustischen Impulses gebildet werden, hängen von dem Abstand vom Geber bzw. übertrager^ ab. Unter akustischer Heterogenität ist eine trennende Oberfläche zwischen zwei Medien mit verschiedenen akustischen Impedanzen zu verstehen. Die Reihe der von dem Objekt 12 ausgesandten Echoimpulse wird mit einem akustischen Fokussierungssystem, das allgemein mit 16 bezeichnet ist, fokussiert, um Bilder auf der Fläche eines akustischen Bildumwandlers 17 zu bilden,

ρ
der eine Anordnung von η akustischen Wandlern aufweist. Die planare piezoelektrische Wandleranordnung wandelt die räumliche Verteilung der akustischen Druckwellen, die auf eine Oberfläche davon auftreffen, in die entsprechende Anordnung elektrischer Signale um, von denen jedes in einem einzelnen Stufenverschieberegister oder einem anderen geeigneten Speicherelement empfangen und selektiv gespeichert wird.

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Durch geeignetes Steuern bzw. zeitliches Abstimmen des Ausblendens der empfangenen elektrischen Signale zu den parallelen Eintrittsverschieberegistern mit Bezug auf das Starten jedes auftreffenden akustischen Impulses werden elektrische Daten gespeichert, aus denen das Bild einer ausgewählten Planarregion in dem Gegenstand 12, wie der Ebene Pl, welche den Fehler 15 enthält, gebildet werden kann. Durch Verändern des zeitlichen Abstimmens der Ausblendsignale in aufeinanderfolgenden akustischen Impulsperioden unter der Steuerung durch den elektrischen Steuerungskreis 13 können elektrische Daten gespeichert werden, aus denen das Bild anderer Planarregionen in unterschiedlichen Tiefen, wie der Ebene P2,gebildet werden kann. Um das zweidimensional Bild einer Planarregion in jedem periodischen Zeitrahmen zu erhalten, werden die gespeicherten elektrischen Daten periodisch unter der Steuerung durch den elektrischen Steuerungskreis 13 aus dem akustischen Bildumwandler 17 ausgelesen. Die ausgelesenen Daten werden gegebenenfalls in einem Speicher gespeichert und dann einer Signalverarbeitungseinheit 18 zugeführt und geeigneterweise so verarbeitet, daß sie serienmäßig einer Kathodenstrahlröhre 19 oder einem anderen visuellen Anzeigegerät zugeführt werden. Nimmt man ein 10-Millisekunden-Intervall zwischen den auftreffenden akustischen Impulsen an, die durch den übertragenden Wandler 14 erzeugt werden, dann wird die Information aus dem akustischen Bildumwandler 17 zu entsprechenden Intervallen ausgelesen und ebenso ein Bild einer ausgewählten Planarregion des Gegenstandes auf der Kathodenstrahlröhre 19 gebildet. Hinsichtlich weiterer Information hierzu wird auf die US-PS 3 78O 572 verwiesen, in der offenbart ist, daß die Größe der anderen Merkmale, die klein genug ist, um Rayleigh-Streustellen zu bilden, abgeschätzt werden kann. In jedem Falle, seien die akustischen Echoimpulse von dem Gegenstand reflektiert oder zerstreut, ist die Qualität des sichtbaren Bildes zu einem beträchtlichen Grade von der Qualität des akustischen Bildes abhängig, welches durch das akustische Fokussierungssystem 16 gebildet wird und das durch die planare Wandleranordnung in dem akustischen Bildwandler 17 wahrgenommen wird.

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Das akustische Fokussierungssystem 16 schließt als die akustische Hauptlinse und die Reflektorelemente eine flüssigkeitsgefüllte Miniskuskorrekturlinse 20 ein, die flexible Membranoberflächen 21 und 22 aufweist, sowie einen konkaven sphärischen Reflektor oder Spiegel 23 mit einer kreisförmigen zentralen öffnung 2k und einem diesem gegenüberstehenden konvexen sphärischen Reflektor oder Spiegel 25· In dieser Anordnung ist die Miniskuskorrekturlinse 20 eine konvergierende Linse, um die sphärische Aberration des Reflektorsystems 23, 25. zu korrigieren. Die drei Bestandteile sind auf der akustischen Achse derart angeordnet, daß von dem Objekt 12^f abgegebene akustische Impulse, wie sie durch den Pfad eines ausgewählten strichpunktierten akustischen Strahls illustriert sind, durch die akustische Linse 20 leicht konvergiert werden und dann durch den konkaven Reflektor 23 gegen den gegenüberstehenden konvexen Reflektor 25 reflektiert werden. Die durch die öffnung 2k reflektierten Echoimpulse werden durch den konvexen Reflektor 25 zu einem Brennpunkt in der Ebene der Wandleranordnung in dem akustischen Bildumwandler 17 fokussiert. Wie noch im einzelnen erläutert werden wird, ist die Miniskuskorrekturlinse 20 druckdicht und sie ist mit einer geeigneten Flüssigkeit 26 gefüllt, die einen ausgewählten Refraktionsindex hat, der sich von dem des Wassers unterscheidet. Um die richtigen Krümmungsradien der flexiblen Membran 21 und 22 zu erhalten, damit eine Miniskuslinse gebildet wird, die eine konkavo-konvex oder sichelförmig gestaltete Linse ist, ist der Druck der Flüssigkeit 26 in der Linse geringer als der des Wassertanks 11, der auf die Vorderseite der Linse einwirkt, während der Druck der Flüssigkeit, die in Berührung mit der Rückseite steht, geringer 1st als der der Flüssigkeit 26 in der Linse. Aus diesem Grunde ist das Äußere der flexiblen Membran 22 durch einen druckdichten Behälter eingeschlossen und zu diesem Zwecke ist die Miniskuskorrekturlinse 20 in einer öffnung einer Wand eines druckdichten Behälters 27 montiert, der mit Wasser 28 eines geringeren Druckes gefüllt ist, als der der Flüssigkeit 26 innerhalb der Linse. Statt zwischen der Linse 20 und dem Reflektorsystem 23, 25 eine weitere feste Wand anzuordnen, wird der druckfeste Behälter 27

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so vergrößert, daß er nicht nur die Reflektoren 23 und 25 einschließt, sondern auch den akustischen Bildumwandler 17. Die übertragenden Wandler l*i können in dem Tank außerhalb der Achse, wie dargestellt, oder auf der akustischen Achse in dem Schattenbereich des Reflektors 25 entweder vor oder hinter der akustischen Linse 20 montiert werden.

Das fokussierende Reflektorsystem 23_S 25 erzeugt ein reales Bild und wirkt als ein Verstärker mit geringem Verstärkungsverhältnis und großer öffnung. Der konkave Reflektor 23 und der gegenüberstehende konvexe Reflektor 25 sind vorzugsweise Metallreflektoren, wie hochpoliertes Messing₃ damit sie gute Reflektoren mit nur geringer akustischer Absorption sind^ und sie sind beide leicht hergestellte sphärische Oberflächen. Der Durchmesser des konvexen Reflektors 25 ist innerhalb vernünftiger Grenzen klein, um die Behinderung der akustischen Strahlen an jeder Seite der akustischen Achse möglichst ""gering zu halten. Mit diesem Fokussierungssystem können relativ kleine Gegenstände untersucht werden, da das erzeugte Bild Üblicherweise 3-5 mal größer ist. Nimmt man z. B. an, daß die separaten piezoelektrischen Wandler in der Anordnung im akustischen Bildumwandler 17 eine Größe von 3 mm haben, dann kann der Abstand der Merkmale in dem Gegenstand, der durch getrennte Wandler nachgewiesen werden kann, 1 -0,5 mm sein, und dies ergibt ein scharfbegrenztes Bild mit einer guten Auflösung. Obwohl wirksam und billig bei der Herstellung, hat das Fokussierungs-Reflektorsystem 23, 25 den Nachteil eines großen Anteiles sphärischer Aberration, die zunimmt in dem Maße, wie die öffnung des Systems zunimmt. Bei dieser akustischen Aberration, wie bei ihrem optischen Gegenstück, werden die auf die Außenseite des Reflektors auftreffenden akustischen Strahlen in einer Ebene fokussiert, die innen dichter ist als die Ebene, in der die Strahlen näher der Achse fokussiert werden. Wenn dies nicht korrigiert wird, trägt es zur Herstellung eines verschwommenen Bildes bei.

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Die leicht einzustellende konvergierende Miniskuskorrekturlinse mit den geringen akustischen Verlusten und den geringen Rückstrahlungs- bzw. Nachhallwirkungen ist mehr im einzelnen, wie in Figur 3 gezeigt, konstruiert. Die flexiblen Membranen 21 und 22 der vorderen und. rückwärtigen Oberflächen sind aus einer dünnen Folie von Tetrafluoräthylen oder einem anderen geeigneten Kunststoff oder flexiblen Folienmaterial hergestellt. Ein Metallzylinder 30 mit einem Paar kreisförmiger Endflansche 31 und O-Ringabdichtungen 32 bildet einen starren festen Rahmen für die flexiblen Kunststoffmembranen, um eine druckfeste Verbindung zu erzielen, wobei die Peripherien der flexiblen Membran an den Endflanschen 31 mittels der Deckringe 33 fest—geklemmt sind, um eine größere mechanische Festigkeit zu erzielen, wird die Kante jeder flexiblen Membran zwischen einem Paar von Ringen 34 festgeklemmt, die wiederum in gegenüberstehende Vertiefungen in den Endflanschen 31 und dem Deckring 33 eingreifen. In der konvergierenden Miniskuskorrekturlinse 20 ist die Flüssigkeit 26 innerhalb der Linse so ausgewählt, daß sie einen Re fraktion sin de χ hat, der etwas größer ist als der des Wassers außerhalb der Linse. Die Ultraschallgeschwindigkeit innerhalb der Linse ist dann geringer als die Ultraschallgeschwindigkeit in dem außerhalb befindlichen Wasser. Es mag festgestellt werden,daß eine feste akustische Linse für diese Anwendung nicht geeignet ist, da die umgekehrte Situation existiert. Definiert man einen Refraktionsindex von 1,0 in Wasser, dann liegt der Refraktionsindex der Flüssigkeit 26 üblicherweise im Bereich von 1,05-1,10. Es kann eine Mischung von Wasser und Methanol benutzt werden, deren Anteile man variieren kann, um verschiedene Indices zu erhalten. Es können natürlich auch andere Flüssigkeiten benutzt werden und ein vorteilhaftes Merkmal der Linsenflüssigkeit ist es, daß sie eine Temperaturkompensation des Refraktionsindex über den interessierenden Temperaturbereich bewirkt. Dies kann eine Mischung von drei Flüssigkeiten erfordern.

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- ίο -

Der Krümmungsradius der vorderen flexiblen Membran 21 1st durch die Druckdifferenz zwischen dem Tankwasser 11 und der Linsenflüssigkeit 26 bestimmt. Der Druck der Flüssigkeit 26 ist geringer als der des Tankwassers 11 und er ist einstellbar, indem man durch ein Ventil 36 in dem Metallzylinder 30 Flüssigkeit hinzufügt oder abzieht, um so selektiv die Brennweite der Linse zu verändern. Für diese Anwendung ist die Brennweite relativ groß. Der Krümmungsradius der hinteren flexiblen Membran 22 ist wesentlich kleiner und er ist ebenfalls einstellbar durch Veränderung des Druckes der Linsenflüssigkeit 26 oder durch Verändern des Druckes des Behälters 28 mit Hilfe eines Ventiles 37 in einer Wand des druckdichten Behälters 27 (vgl. Figur 2). Die Leichtigkeit der Einstellbarkeit der Brennweite der akustischen Linse ist vorteilhaft; um die Linse für eine besondere Anwendung fein einstellen zu können und größere Herstellungstoleranzen in den anderen akustischen Komponenten zu gestatten.

Der Winkel der Abweichung d (vgl. Figur 2) zwischen dem einfallenden und austretenden Strahl der konvergierenden Miniskuslinse 20 ist proportional dem radialen Abstand von der akustischen Achse und er ist für die äußeren Strahlen, verglichen mit den Strahlen nahe der akustischen Achse, größer. Dies ist erwünscht, um die sphärische Aberration der Reflektoren 23, 25 zu korrigieren. Unter Verwendung der Miniskuskorrekturlinse 20 scheinen die äußeren Strahlen für den Reflektor 23 einen geringeren Einfallswinkel auf se ine Oberfläche zu haben. Die zwei Hauptvorteile der Verwendung flüssigkeitsgefüllter akustischer Linsen mit flexiblen Membranoberflächen sind, daß diese Art Linse einen geringen akustischen Verlust und geringe Nachhallwirkungen hat. Da die flexiblen Kunststoffmembranen 21 und 22 sehr dünn sind, ist die Menge der zurückgeworfenen akustischen Energie innerhalb einer Membran gering. In der Membran 21 spalten sich die Ultraschalldruckwellen in eine Längs- und eine Scherkomponente auf, wobei die Linsenflüssigkeit die Scherwelle nicht überträgt. Dies trägt zur Erzeugung eines scharfen oder gut begrenzten Bildes bei.

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- li -

Zusammenfassend verwendet eine verbesserte bilderzeugende ültraechallvorrichtung für medizinische und industrielle Anwendungen, ein akustisches Fokussierungssystem mit einer flüssigkeitsgefüllten Korrekturlinse, um ein vergrößertes, scharfes, klar begrenztes, akustisches Bild zu erhalten. Durch Variieren der Flüssigkeit innerhalb der akustischen Linse und der die Krümmungen der flexiblen Membranoberflächen bestimmenden Druckunterschiede wird die Linse leicht wie benötigt eingestellt, nachdem man sie in die Vorrichtung eingebaut hat. Unter Anwendung der hier diskutierten Prinzipien ist es augenscheinlich, daß auch andere Arten flüssigkeitsgefüllter akustischer Linsen mit flexiblen Membranoberflächen konstruiert und zusammen mit anderen Arten akustischer Reflektorsysteme außer der hier im einzelnen beschriebenen Anordnungen verwendet werden können. So wird z. B. eine konvergierende konkave flüssigkeitsgefüllte akustische Linse erhalten, wenn beide flexible Linsenoberflächen Wasser desselben Druckes ausgesetzt sind, der Druck der Linsenflüssigkeit aber geringer als der Wasserdruck ist. Eine Linsenflüssigkeit wird verwendet, in der die Schallgeschwindigkeit größer ist als in Wasser. In einer solchen konkaven Linse werden die Paraxialstrahlen zu einem geringeren Maße absorbiert als die Randstrahlen, da der Weg durch das brechende Medium kürzer ist. Die achsenparallelen Strahlen, die wenig zu den Linsenaberrationen beitragen, werden daher weniger geschwächt. In geeigneten Situationen kann diese konvergierende konkave Linse auch zur Korrektur sphärischer Aberrationen benutzt werden. Im weiteren Rahmen der Erfindung können akustische Linsen konstruiert werden, die Koma und andere Arten von Aberrationen korrigieren.

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Claims

- 12 -Patentansprüche

Eine akustische bilderzeugende Vorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: einen übertragenden Wandler, der in eine erste Flüssigkeit eingetaucht ist, zur Erzeugung einer Reihe einfallender akustischer Impulse, die auf einen zu untersuchenden Gegenstand gerichtet werden,

ein akustisches Fokussierungssystem, das in die erste Flüssigkeit eingetaucht ist, zum Fokussleren der akustischen Energie_} die von einer planeren Region des Gegenstandes abgegeben wird, auf einer Bildebene, wobei das akustische Fokussierungssystem als einen Bestandteil eine akustische Korrekturlinse umfaßt, die mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt 1st und flexible vordere und rückwärtige Oberflächen aufweist, die jeweils eine Krümmung annehmen in Abhängigkeit von der darauf wirkenden Druckdifferenz, und, weiter einen akustischen Bildumwandier, der in der ersten Flüssigkeit eingetaucht 1st, zum Umwandeln der periodisch auf der Bildfläche fokussierten akustischen Energie in elektrische Ausgangsdaten und Mittel zum Steuern des übertragenden Wandlers und des akustischen Bildumwandlers, um periodisch die elektrischen Ausgangs daten zu erzeugen, aus denen sichtbare'Bilder erhalten werden können.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die akustische Korrekturlinse eine Miniskuslinse ist, daß die flexible rückwärtige Membranoberfläche äußerlich durch einen druckdichten Behälter eingeschlossen 1st, der mit der ersten Flüssigkeit gefüllt ist, wobei der Druck der ersten Flüssigkeit in dem Behälter, der in Kontakt steht mit der rückwärtigen flexiblen Membranoberfläche, verschieden 1st von dem Druck der ersten Flüssigkeit, die in Berührung steht mit der vorderen flexiblen Membranoberfläche .

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Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Miniskuslinse eine konvergierende Miniskuslinse ist und daß der Druck der zweiten Flüssigkeit geringer ist als der der ersten Flüssigkeit, die in Berührung steht mit der vorderen flexiblen Membranoberfläche/ und größer als der der ersten Flüssigkeit in dem Behälter, die in Kontakt steht mit der rückwärtigen Membranoberfläche.

Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck der zweiten Flüssigkeit und der Druck der ersten Flüssigkeit in dem druckdichten Behälter einstellbar sind, um die Krümmung der flexiblen Membranoberflächen zu ändern..

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine der flexiblen Membranoberflächen der akustischen Linse äußerlich durch einen druckdichten Behälter eingeschlossen ist, der gefüllt ist mit der ersten Flüssigkeit mit einem Druck, der verschieden ist von dem Druck der ersten Flüssigkeit, der im Kontakt steht mit der anderen flexiblen Membranoberfläche, wobei die anderen Komponenten des akustischen Fokussierungssystems und des akustischen Bildumwandle rs ebenfalls in dem druckdichten Behälter mintiert sind.

Akustische Bilderzeugungsvorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile: einen übertragenden Wandler, der in einer ersten Flüssigkeit eingetaucht ist, zum Erzeugen einer Reihe einfallender akustischer Impulse, die auf einen zu untersuchenden Gegenstand gerichtet sind,

ein akustisches Fokussierungssystem, das ein sphärisches Reflektorsystem einschließt, zum Fokussieren akustischer Echoimpulse, die von einer Planarregion des Gegenstandes ausgehen, auf einer Bildfläche, wobei das akustische Fokussierungssystem

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eine konvergierende Miniskuskorrekturlinse umfaßt, die mit einer zweiten Flüssigkeit mit einem ausgewählten Druck gefüllt ist und die vordere und rückwärtige flexible Membranoberflächen aufweist, die jeweils eine Krümmung einnehmen, die abhängt von der Druckdifferenz über die Membranen, wobei eine der flexiblen Membranoberflächen äußerlich eingeschlossen ist durch einen druckdichten Behälter, der mit der ersten Flüssigkeit gefüllt ist, bei einem Druck, der verschieden ist von der ersten Flüssigkeit, die in Berührung steht mit der anderen flexiblen Membranoberfläche,

sowie einen akustischen Bildumwandler, der in die erste Flüssigkeit eingetaucht ist, zum Umwandeln der Echoimpulse, die periodisch auf der Bildebene fokussiert werden, in elektrische Ausgangsdaten und eine Einrichtung zum Steuern des übertragenden Wandlers und des akustischen Bildumwandlers zum Herstellen eines sichtbaren Bildes aus den elektrischen Ausgangsdaten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet., daß das sphärische Reflektorsystem und der akustische Bildumwandler innerhalb <ies druckdichten Behälters montiert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß das sphärische Reflektorsystem ein vergrößertes akustisches Bild der Planarregion des Gegenstandes erzeugt und daß das System einen ersten konkaven Reflektor einschließt mit einer zentralen öffnung sowie einen gegenüber angeordneten zweiten konvexen Reflektor, wobei die·akustischen Echoimpulse etwas durch die Miniskuskorrekturlinse konvergiert und durch den konkaven Reflektor zu dem konvexen Reflektor reflektiert werden und dann durch die zentrale öffnung zum akustischen Bildumwandler.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Flüssigkeit eine Mischung ist und daft sie einen variablen Refraktionsindex aufweist, der durch Variieren der Anteile der Mischung erhalten wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sowohl der Druck der zweiten Flüssigkeit als auch der Druck der ersten Flüssigkeit in dem druckfesten Behälter einstellbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich n'· t , daft der Druck der zweiten Flüssigkeit grufter 1st «la der der ersten Flüssigkeit in dem druckfesten Behälter, der in Berührung steht mit der einen flexiblen Membran ober fläche, und geringer 1st als der der ersten Flüssigkeit, die 1* Eingriff steht «it der anderen flexiblen Membran· oberfläche.