JP6373024B2 - 微細加工超音波トランスデューサのための音響レンズ - Google Patents
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Description
本願は、米国仮特許出願第61/793,124号(2013年3月15日出願、名称「ACOUSTIC LENS FOR MICROMACHINED ULTRASOUND TRANSDUCERS」)の利益を主張し、それは、その全体が参照によって本明細書中に援用される。
本開示の技術は、一般的に、超音波トランスデューサに関連し、より具体的には、超音波トランスデューサのための整合層に関連する。
(項目1)
超音波トランスデューサスタックであって、該トランスデューサスタックは、
第1の上部表面と、第1の底部表面とを有する第1の整合層であって、該第1の整合層は、順応な材料を含み、該第1の整合層は、第1の厚さと、第1の音響インピーダンスとを有する、第1の整合層と、
該第1の上部表面の上にある第2の底部表面と、第2の上部表面と、第2の厚さとを有するレンズ層であって、該レンズ層は、第2の厚さと、第2の音響インピーダンスとを有する、レンズ層と、
該第1の底部表面および該第2の底部表面の下にある第3の上部表面を有するトランスデューサ層であって、第3の層は、中心周波数で超音波を生成するように構成された微細加工超音波トランスデューサを含み、該第3の上部表面は、該トランスデューサの上部メンブレンを含む、トランスデューサ層と
を含む、トランスデューサスタック。
(項目2)
前記順応な材料は、PDMSタイプのシリコーンを含む、項目1に記載のトランスデューサスタック。
(項目3)
前記順応な材料は、100MPaよりも小さいヤング率を有する、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目4)
前記レンズ層は、ポリメチルペンテンを含む、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目5)
前記レンズ層は、熱硬化性架橋結合スチレン共重合体を含む、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目6)
前記第1の厚さは、前記第2の厚さよりも小さい、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目7)
前記第1の厚さは、前記中心周波数の波長の1/4よりも小さい、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目8)
前記中心周波数は、15MHzよりも大きい、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目9)
前記第2の底部表面は、複数のリッジ、および該複数のリッジ間の複数の溝によってテクスチャを付けられている、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目10)
順応な層は、マトリックス材料を含み、前記第1の整合層は、該マトリックス材料に結合された第1の複数のミクロンサイズの粒子および第2の複数のナノサイズの粒子から作製された複合層を含む、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目11)
前記第1の複数のミクロンサイズの粒子は、複合材料の所望の音響インピーダンスに基づいて、選択されている、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目12)
前記第1の整合層と前記レンズ層との間に配置された第2の整合層をさらに含む、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目13)
第4の層は、前記第1の音響インピーダンスと前記第2の音響インピーダンスとの間の音響インピーダンス勾配を提供するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目14)
前記レンズ層は、前記第1の整合層に取り外し可能に取り付けられている、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目15)
外部における使用のための超音波トランスデューサスタックであって、該超音波トランスデューサスタックは、
第1の上部表面と、第1の底部表面とを有する第1の整合層であって、該第1の整合層は、第1の順応な材料を含み、該第1の整合層は、第1の音響インピーダンスを有する、第1の整合層と、
該第1の上部表面の上にある第2の底部表面と、患者の皮膚に対して配置されるように構成された第2の上部表面とを有するレンズ層であって、該レンズ層は、該第1の音響インピーダンスとは異なる第2の音響インピーダンスを有する、レンズ層と、
該第1の底部表面および該第2の底部表面の下にある第3の上部表面を有する第3の層であって、該第3の層は、超音波を生成するように構成された微細加工超音波トランスデューサを含む、第3の層と
を含む、超音波トランスデューサスタック。
(項目16)
前記順応な材料は、PDMSタイプのシリコーンである、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目17)
前記順応な材料は、水を含む、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目18)
前記第3の上部表面は、腐食防止材料を含む、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目19)
前記レンズ層は、前記第1の整合層に取り外し可能に取り付けられている、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目20)
前記第2の底部表面は、複数のリッジ、および該複数のリッジ間の複数の溝によってテクスチャを付けられている、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目21)
前記第1の整合層は、前記順応な材料に結合された第1の複数のミクロンサイズの粒子および第2の複数のナノサイズの粒子を含むことにより、複合材料を形成している、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目22)
前記順応な材料は、流体を含む、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目23)
前記微細加工超音波トランスデューサは、CMUTである、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
(項目24)
前記微細加工超音波トランスデューサは、PMUTである、上記項目のいずれかに記載のトランスデューサスタック。
超音波トランスデューサとの使用のために構成された整合層が、本明細書において開示される。一実施形態において、トランスデューサスタックは、静電容量型微細加工超音波トランスデューサ(CMUT)と、音響レンズと、その間の整合層とを含み得る。整合層は、順応な材料(例えば、エラストマーおよび/または液体)から作製されて、CMUTとの使用のために構成され得る。整合層は、トランスデューサの上部表面の上にある底部表面と、レンズの底部表面の下にある上部表面とを含み得る。
本技術は、一般的に、超音波トランスデューサとの使用のために構成された整合層に関連する。下記に述べられる詳細のいくつかは、当業者が、開示された実施形態を実施し、かつ使用することが可能であるほどに十分な態様で、以下の実施形態を説明するために提供されることが理解される。しかしながら、下記に説明される詳細のいくつかは、本技術の特定の実施形態を実施するために必要ではないこともある。そのうえ、本技術は、特許請求の範囲の範囲内であるが、図1〜図4Bを参照して詳細に説明されない他の実施形態を含み得る。
Claims (23)
- 超音波トランスデューサスタックであって、該トランスデューサスタックは、
第1の上部表面と、第1の底部表面とを有する第1の整合層であって、該第1の整合層は、順応な材料を含み、該第1の整合層は、第1の厚さと、第1の音響インピーダンスとを有する、第1の整合層と、
該第1の上部表面の上にある第2の底部表面と、第2の上部表面と、第2の厚さとを有するレンズ層であって、該第2の底部表面は、テクスチャを付けられており、該レンズ層は、第2の厚さと、第2の音響インピーダンスとを有する、レンズ層と、
該第1の底部表面および該第2の底部表面の下にある第3の上部表面を有するトランスデューサ層であって、該トランスデューサ層は、中心周波数で超音波を生成するように構成された微細加工超音波トランスデューサを含み、該第3の上部表面は、該トランスデューサの上部メンブレンを含む、トランスデューサ層と
を含む、トランスデューサスタック。 - 前記順応な材料は、PDMSタイプのシリコーンを含む、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記順応な材料は、100MPaよりも小さいヤング率を有する、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記レンズ層は、ポリメチルペンテンを含む、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記レンズ層は、熱硬化性架橋結合スチレン共重合体を含む、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記第1の厚さは、前記第2の厚さよりも小さい、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記第1の厚さは、前記中心周波数の波長の1/4よりも小さい、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記中心周波数は、15MHzよりも大きい、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記第2の底部表面は、複数のリッジ、および該複数のリッジ間の複数の溝によってテクスチャを付けられている、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 順応な層は、マトリックス材料を含み、前記第1の整合層は、該マトリックス材料に結合された第1の複数のミクロンサイズの粒子および第2の複数のナノサイズの粒子から作製された複合層を含む、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 前記第1の複数のミクロンサイズの粒子は、複合材料の所望の音響インピーダンスに基づいて、選択されている、請求項10に記載のトランスデューサスタック。
- 前記第1の整合層と前記レンズ層との間に配置された第2の整合層をさらに含む、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 第4の層は、前記第1の音響インピーダンスと前記第2の音響インピーダンスとの間の音響インピーダンス勾配を提供するように構成されている、請求項12に記載のトランスデューサスタック。
- 前記レンズ層は、前記第1の整合層に取り外し可能に取り付けられている、請求項1に記載のトランスデューサスタック。
- 外部における使用のための超音波トランスデューサスタックであって、該超音波トランスデューサスタックは、
第1の上部表面と、第1の底部表面とを有する第1の整合層であって、該第1の整合層は、第1の順応な材料を含み、該第1の整合層は、第1の音響インピーダンスを有する、第1の整合層と、
該第1の上部表面の上にある第2の底部表面と、患者の皮膚に対して配置されるように構成された第2の上部表面とを有するレンズ層であって、該第2の底部表面は、複数のリッジ、および該複数のリッジ間の複数の溝によってテクスチャを付けられており、該レンズ層は、該第1の音響インピーダンスとは異なる第2の音響インピーダンスを有する、レンズ層と、
該第1の底部表面および該第2の底部表面の下にある第3の上部表面を有する第3の層であって、該第3の層は、超音波を生成するように構成された微細加工超音波トランスデューサを含む、第3の層と
を含む、超音波トランスデューサスタック。 - 前記順応な材料は、PDMSタイプのシリコーンである、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
- 前記順応な材料は、水を含む、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
- 前記第3の上部表面は、腐食防止材料を含む、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
- 前記レンズ層は、前記第1の整合層に取り外し可能に取り付けられている、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
- 前記第1の整合層は、前記順応な材料に結合された第1の複数のミクロンサイズの粒子および第2の複数のナノサイズの粒子を含むことにより、複合材料を形成している、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
- 前記順応な材料は、流体を含む、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
- 前記微細加工超音波トランスデューサは、CMUTである、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
- 前記微細加工超音波トランスデューサは、PMUTである、請求項15に記載のトランスデューサスタック。
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