JP5559818B2 - 機械的な圧壊保持機能を備える事前圧壊cmut - Google Patents
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Description
であり、空腔深さは
であり、CMUT厚は
である。このレンズは、厚が
であり、1メガパスカルの剛性を示す。
として計算される。ここで、
及び
が成り立ち、Qは、電荷であり、Vは、電圧である。従って、より高い結合係数は、超音波トランスデューサの望ましい属性である。このトランスデューサは、標準的な圧電トランスデューサ又はCMUTアレイトランスデューサである。CMUTセルの場合、図9において曲線52で示されように、電圧がゼロから増加するとき、結合係数k2の変動は、電圧と共に非圧壊状態において上昇する。メンブレンが図2における符号32で示されようにCMUTセルの床により近くに接近するようバイアスされるとき、結合係数k2はより急速に変化する。従って、非圧壊モードCMUTは、図9に示されるようにこのより高い電圧範囲56で作動される。しかしながら、事前圧壊状態において、電圧に伴うk2の変動は、曲線54で示されるものとなる。ここで、k2の変動は、低電圧範囲ブラケット58により示される範囲において、より低電圧において最も急峻である。
Claims (13)
- CMUTトランスデューサセルであって、
基板と、
前記基板に付けられる第1の電極と、
前記第1の電極に対して離間関係において形成される可動メンブレンと、
前記メンブレンに付けられる第2の電極と、
バイアス電圧がない場合事前圧壊状態において前記メンブレンを保持するよう機能し、前記メンブレンが事前圧壊状態にあるとき前記可動メンブレンをオーバレイする保持部材とを有し、
前記保持部材が、トランスデューサレンズである、CMUTトランスデューサセル。 - 前記トランスデューサレンズが、ポリジメチルシロキサン、PDMS、RTVゴム、ウレタン、ビニルプラスチゾル又は熱可塑性エラストマの1つから作られる、請求項1に記載のCMUTトランスデューサセル。
- 前記メンブレンがバイアス電圧により事前圧壊状態にされる間、前記保持部材が前記CMUTトランスデューサセルに対して流し込まれる、請求項1に記載のCMUTトランスデューサセル。
- 前記メンブレンが前記メンブレンに対する圧力の印加により事前圧壊状態にされる間、前記保持部材が前記CMUTトランスデューサセルに対して流し込まれる、請求項1に記載のCMUTトランスデューサセル。
- 前記圧力が、大気圧である、請求項4に記載のCMUTトランスデューサセル。
- CMUTトランスデューサセルを複数有するCMUTトランスデューサアレイであって、
前記CMUTトランスデューサセルが、基板と、前記基板に付けられる第1の電極と、前記第1の電極に対して離間関係において形成される可動メンブレンと、前記メンブレンに付けられる第2の電極と、バイアス電圧がない場合事前圧壊状態において前記メンブレンを保持するよう機能し、前記メンブレンが事前圧壊状態にあるとき前記可動メンブレンをオーバレイする保持部材とを有し、
前記保持部材が、前記CMUTトランスデューサセルのアレイにわたり形成される音響レンズを更に有する、CMUTトランスデューサアレイ。 - 前記音響レンズが、平面波の関心フィールドより少ない関心フィールド内の固定焦点を持つ前記アレイを提供する、請求項6に記載のCMUTトランスデューサアレイ。
- 前記トランスデューサアレイが、CMOS互換の半導体処理により形成され、
前記トランスデューサアレイは、診断超音波プローブに組み込まれ、
前記超音波プローブが、前記アレイを作動させるため前記トランスデューサアレイに結合される電子回路を更に有し、
前記電子回路は、CMOS互換の半導体処理により形成される、請求項6に記載のCMUTトランスデューサアレイ。 - 前記電子回路が、マイクロビーム形成器回路を更に有する、請求項8に記載のCMUTトランスデューサアレイ。
- 前記トランスデューサアレイ及び前記マイクロビーム形成器回路が更に、同じ半導体基板上に作られる、請求項9に記載のCMUTトランスデューサアレイ。
- 前記トランスデューサアレイが、CMOS互換の半導体処理により形成され、
前記トランスデューサアレイは、治療超音波プローブに組み込まれ、
前記超音波プローブが、前記アレイを作動させるため前記トランスデューサアレイに結合される電子回路を更に有し、
前記電子機器回路は、CMOS互換の半導体処理により形成される、請求項6に記載のCMUTトランスデューサアレイ。 - CMUTトランスデューサセルであって、
基板と、
前記基板に付けられる第1の電極と、
前記第1の電極に対して離間関係において形成される可動メンブレンと、
前記メンブレンに付けられる第2の電極と、
バイアス電圧がない場合事前圧壊状態において前記メンブレンを部分的に保持するよう機能し、前記メンブレンが部分的に事前圧壊状態にあるとき前記可動メンブレンをオーバレイする保持部材とを有し、
前記保持部材が、トランスデューサレンズである、CMUTトランスデューサセル。 - 前記第1及び第2の電極に印加されるバイアス電圧を更に有し、
前記保持部材及び前記バイアス電圧が、完全な事前圧壊状態において前記メンブレンを保持するよう機能する、請求項12に記載のCMUTトランスデューサセル。
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