JP2011523234A - マイクロマシン加工超音波変換器における可変動作電圧 - Google Patents
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Abstract
Description
発明を実施するための形態を、添付の図面を参照して説明する。図面において、参照番号の左端の桁(1つまたは複数)は、参照番号が最初に現れる図を特定する。異なる図における同一の参照番号の使用は、同様または同一の項目を示す。
Claims (30)
- 容量性マイクロマシン加工超音波変換器(cMUT)システムであって、
バイアス信号ポートと、
入力信号ポートと、
前記バイアス信号ポートおよび前記入力信号ポートに接続される、少なくとも1つの第1のcMUT要素と、
バイアス信号を前記第1のcMUT要素に印加するように、前記バイアス信号ポートと接続される、バイアス信号源と、
前記入力信号ポートと接続される、入力信号源と、
を備え、前記入力信号源は、入力信号を前記第1のcMUT要素に印加するように動作し、前記入力信号は、第1の入力信号構成要素および第2の入力信号構成要素を含み、前記第1の入力信号構成要素は、主として、前記第1のcMUT要素の周波数応答帯域の範囲内の音響周波数を有し、前記第2の入力信号構成要素は、主として、実質的に前記第1のcMUT要素の周波数応答帯域の範囲外にある周波数を有し、前記第2の入力信号構成要素および前記バイアス信号は、ともに前記第1のcMUT要素に印加される動作電圧を画定し、前記動作電圧は、第1の動作モードと、第2の動作モードとで異なる、
システム。 - 前記バイアス信号は、DC信号である、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の動作モードは、伝送(TX)モードであり、前記第2の動作モードは、受信(RX)モードである、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の動作モードは、第1の周波数範囲で動作し、前記第2の動作モードは、実質的に前記第1の周波数範囲とは異なる、第2の周波数範囲で動作する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のcMUT要素は、高調波撮像を行うように動作し、前記第1の動作モードは、前記システムの基本周波数で動作し、前記第2の動作モードは、前記システムの高調波周波数で動作する、請求項1に記載のシステム。
- 前記動作電圧は、前記第1の動作モードにおいてほぼゼロである、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の動作モードは、伝送(TX)モードである、請求項6に記載のシステム。
- 前記第1の動作モードは、二次周波数動作を含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記第1の動作モードにおける前記第1の入力信号構成要素は、基本周波数ω/2の波形を有し、前記波形は、前記第1のcMUT要素を通して、出力信号周波数ωの支配的二次周波数構成要素を有する、出力信号を発生する、請求項1に記載のシステム。
- 前記基本周波数ω/2は、前記出力信号周波数ωが、所望の動作周波数ω0に近くなるように、前記第1のcMUT要素の前記所望の動作周波数ω0の約半分である、請求項9に記載のシステム。
- 前記第1の動作モードは、伝送(TX)モードであり、前記動作電圧は、前記第1の動作モードにおいてほぼゼロである、請求項9に記載のシステム。
- 前記システムは、第1のタイプの撮像と第2のタイプの撮像との間で切り替えるように動作し、前記動作電圧は、前記第1のタイプの撮像では、前記第1の動作モードと、第2の動作モードとで異なり、前記動作電圧は、前記第2のタイプの撮像では、前記第1の動作モードと、前記第2の動作モードとで同じである、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のタイプの撮像は、前記システムから遠距離にある第1の試料領域を撮像するステップを含み、前記第2のタイプの撮像は、前記システムの近くにある第2の試料領域を撮像するステップを含む、請求項12に記載のシステム。
- 伝送および受信によって変化しない第2の動作電圧を有する、第2のcMUT要素をさらに備え、前記システムは、第1のタイプの撮像および第2のタイプの撮像で動作するために適合され、前記第1のタイプの撮像は、前記第1のcMUT要素を使用し、前記第2のタイプの撮像は、前記第2のcMUT要素を使用する、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のcMUT要素および第2のcMUT要素が、前記バイアス信号ポートおよび前記バイアス信号を共有するように、前記バイアス信号ポートに接続される、前記第2のcMUT要素をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 第2のcMUT要素をさらに備え、第2の入力信号は、前記第2のcMUT要素に印加され、前記第2の入力信号は、前記第1のcMUT要素に印加される前記第1の入力信号とは異なる、請求項1に記載のシステム。
- 容量性マイクロマシン加工超音波変換器(cMUT)を動作させるための方法であって、
バイアス信号ポートと、入力信号ポートと、前記バイアス信号ポートおよび前記入力信号ポートに接続される、少なくとも1つのcMUT要素と、バイアス信号を前記cMUT要素に印加するように、前記バイアス信号ポートと接続される、バイアス信号源と、入力信号ポートと接続される入力信号源であって、入力信号を前記第1のcMUT要素に印加するように動作する、入力信号源と、を含む、容量性マイクロマシン加工超音波変換器(cMUT)を提供するステップと、
前記入力信号が、第1の入力信号構成要素および第2の入力信号構成要素を含み、前記第1の入力信号構成要素が、主として、前記cMUT要素の周波数応答帯域の範囲内の音響周波数を有し、前記第2の入力信号構成要素が、主として、実質的に前記cMUT要素の前記周波数応答帯域の範囲外にある周波数を有し、前記第2の入力信号構成要素および前記バイアス信号が、ともに前記cMUT要素に印加される動作電圧を画定し、前記動作電圧が、第1の動作モードと、第2の動作モードとで異なるように、前記cMUTを構成するステップと、
を含む、方法。 - 前記第1の動作モードは、伝送(TX)モードであり、前記第2の動作モードは、受信(RX)モードである、請求項17に記載の方法。
- 前記第1の動作モードは、前記システムの基本周波数で動作し、前記第2の動作モードは、前記システムの高調波周波数で動作する、請求項17に記載の方法。
- 前記cMUTを構成するステップは、前記第1の動作モードにおいて、前記動作電圧をほぼゼロに設定するステップを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記第1の動作モードは、二次周波数動作を含む伝送(TX)モードである、請求項20に記載の方法。
- 前記cMUTを構成するステップは、第1のタイプの撮像および第2のタイプの撮像で動作させるために前記cMUTを適合するステップを含み、前記動作電圧は、前記第1のタイプの撮像では、前記第1の動作モードと、前記第2の動作モードとで異なるように設定され、かつ前記第2のタイプの撮像では、前記第1の動作モードと、前記第2の動作モードとで同じであるように設定される、請求項17に記載の方法。
- 前記第1のタイプの撮像は、前記システムから遠距離にある第1の試料領域を撮像するステップを含み、前記第2のタイプの撮像は、前記システムの近くにある試料領域を撮像するステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記第1の入力信号構成要素および前記第2の入力信号構成要素は、前記第2の入力信号構成要素の少なくとも1つの遷移領域を、前記第1の入力信号構成要素の一部として扱うことができるように、前記第1の動作モードにおいて、同じ開始時間および/または同じ終了時間を有する、請求項17に記載の方法。
- 容量性マイクロマシン加工超音波変換器(cMUT)を動作させるための方法であって、
バイアス信号ポートと、入力信号ポートと、前記バイアス信号ポートおよび前記入力信号ポートに接続される、少なくとも1つのcMUT要素と、バイアス信号を前記cMUT要素に印加するように、前記バイアス信号ポートと接続される、バイアス信号源と、入力信号ポートと接続される入力信号源であって、入力信号を前記cMUT要素に印加するように動作する、入力信号源と、を含む、容量性マイクロマシン加工超音波変換器(cMUT)を提供するステップと、
前記動作電圧が、動作に際して前記cMUT要素に印加され、前記動作電圧が、前記バイアス電圧および/または前記入力信号によって少なくとも部分的に寄与され、前記動作電圧が、伝送モードではほぼゼロであり、受信モードでは非ゼロであるように、前記cMUTを構成するステップと、
を含む、方法。 - 前記入力信号は、第1の入力信号構成要素および第2の入力信号構成要素を含み、前記第1の入力信号構成要素は、主として、前記cMUT要素の周波数応答帯域の範囲内の音響周波数を有し、前記第2の入力信号構成要素は、主として、実質的に前記cMUT要素の前記周波数応答帯域の範囲外にある周波数を有し、前記動作電圧は、前記第2の入力信号構成要素によって少なくとも部分的に寄与される、請求項25に記載の方法。
- 前記伝送モードは、二次周波数動作を含む、請求項25に記載の方法。
- 容量性マイクロマシン加工超音波変換器(cMUT)を動作させるための方法であって、
バイアス信号ポートと、入力信号ポートと、前記バイアス信号ポートおよび前記入力信号ポートに接続される、少なくとも1つのcMUT要素と、バイアス信号を前記cMUT要素に印加するように、前記バイアス信号ポートと接続される、バイアス信号源と、入力信号ポートと接続される入力信号源であって、前記バイアス電圧によって少なくとも部分的に寄与される動作電圧および/または入力信号が、動作に際して前記cMUT要素に印加されるように、入力信号を前記cMUT要素に印加するように動作する、入力信号源と、を含む、容量性マイクロマシン加工超音波変換器(cMUT)を提供するステップと、
前記動作電圧が、第1のタイプの撮像では、伝送と受信とで異なるが、第2のタイプの撮像では、伝送と受信とで同じであるように、前記第1のタイプの撮像および前記第2のタイプの撮像で、切替可能に動作させるために前記cMUTを適合するステップと、
を含む方法。 - 前記第1のタイプの撮像は、前記cMUTから遠距離にある第1の試料領域を撮像するステップを含み、前記第2のタイプ撮像は、前記cMUTの近くにある第2の試料領域を撮像するステップを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記入力信号は、第1の入力信号構成要素および第2の入力信号構成要素を含み、前記第1の入力信号構成要素は、主として、前記cMUT要素の周波数応答帯域の範囲内の音響周波数を有し、前記第2の入力信号構成要素は、主として、実質的に前記cMUT要素の周波数応答帯域の範囲外にある周波数を有し、前記動作電圧は、第2の入力信号構成要素によって少なくとも部分的に寄与される、請求項28に記載の方法。
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