KR970706914A - 어포다이즈된 수직 포커스를 갖는 초음파 트랜스듀서 어레이(Ultrasonic Transducer Array with Apodized Elevation Focus) - Google Patents

어포다이즈된 수직 포커스를 갖는 초음파 트랜스듀서 어레이(Ultrasonic Transducer Array with Apodized Elevation Focus)

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Abstract

이미징 평면 내의 어레이 축을 따라 정렬된 복수의 트랜스듀서 소자(12)를 갖는 초음파 트랜스듀서 어레이(10)이 제공된다. 각 트랜스듀서 소자(12)는 압전기판(24)을 포함하며, 기판의 후면에 제공된 후면 전극(32) 및 기판의 전면에 제공된 패터닝된 전면 전극(30)을 더 포함한다. 도전성이거나 금속성인 음행 매칭 층(26)은 패터닝된 전면 전극(30)의 상부에 배치된다. 전면 전극(30)은 특히 수직 평면내의 방출된 초음파 빔을 어포다이즈하도록 이미징 평면에 직교하는 수직 축을 따라 패터닝된다. 패턴은 양호하게는 해밍 웨이팅 함수와 가까운 선정된 테이퍼 웨이팅 함수를 따른다. 어레이 축과 평행하게 배향된 슬롯들은 압전 기판(24)의 전면 내로 절단되어 복수의 서브 소자들을 형성한다. 이것은 또한 패터닝된 전면 전극이 상부에 배치되지 않은 압전 기판의 일부를 분리함으로써 빔 어포다이제이션을 향상시킨다.

Description

어포다이즈된 수직 포커스를 갖는 초음파 트랜스듀서 어레이(Ultrasonic Transducer Array with Apodized Elevatiom Focus)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 복수의 개별 초음파 트랜스듀서 소자를 갖는 본 발명의 초음파 트랜스듀서 어레이의 부분적 단면도를 도시한 사시도이다, 제2도는 제1도의 어레이의 돌출된 부분의 확대도로서 다수의 초음파 트랜스듀서 소자를 도시한 도면이다 제3도는 본 발명의 초음파 트랜스듀서 어레이의 횡단면 측면도이다 제4도는 제조 공정의 선단에서의 본 발명의 초음파 트랜스듀서에서 사용되는 압전 기판의 횡단면도이다. 제5도는 연속 절단 슬럿 및 소정의 패턴으로 제거된 전면 전극의 일부를 갖는 제4도의 압전 기판의 단부 도면이다. 제6A도 및 제6B도는 해밍 웨이팅 함수에 따라 웨이트된 윈도우 및 로그 전폭에서의 관련 푸리에 변환의 그래프이다. 제14도는 본 발명의 초음파 트랜스듀서 어레이의 또 다른 대안적 실시에의 횡단면도이다.

Claims (19)

  1. 이미징 평면 내의 어레이 축을 따라 정렬된 다수의 압전 트랜스듀서 소자를 포함하며, 타겟을 이미징하기 위한 초음파 트랜지스터에 있어서, 상기 각각의 압전 트랜스듀서 소자는 전면 및 후면을 갖는 압전 기판; 상기 압전 기판의 전명의 선택된 부분의 상부에 배치된 패터닝된 전면 전극을 포함하되, 상기 선택된 부분은 전체 전면보다 작으며, 상기 압전 기판의 후면의 상부에 배치된 후면, 전극; 및 상기 패터닝된 전면 전극의 상부에 배치되며 전기 신호를 상기 전면 전극으로 도통시키는 제1음향 매칭acoustic matching)층을 포함하되, 상기 패터닝된 전면 전극은 이미징 평면에 직교하는 수직 축을 따라 분포된 선정된 테이퍼 웨이팅 함수(tapered weighting function)를 제공하도록 구성되어 있어서, 수직 평면 내에 어포다이즈되는(apodized)초음파 에너지빔이 제공되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  2. 제1항에 있어서, 가각의 트래스듀서 소자의 상기 압전 기판은 그것의 전면내로 절단된 슬롯열을 가지되, 상기 슬롯들은 상기 어레이 축에 실질적으로 평행한 방향으로 배열되어 있으며 음향적으로 분리된 서브 소자들을 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  3. 제2항에 있어서, 선택된 음향적으로 분리된 서브 소자들은 상기 압전 기판이 선정된 에너지 분포를 갖는 초음파를 방출하도록 상기 패터닝된 전면 전극에 의해 상기 제1음향 매칭 층에 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이
  4. 제1항에 있어서 상기 선점된 테이퍼 웨이팅 함수는 해밍 웨이팅 함수(Hamming weighting function)에 가까운 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  5. 제1항에 있어서 상기 제1음향 매칭 층은 에폭시 재료층 및 전기 신호를 도통시키기 위한금속 층을 포함하는 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  6. 제 1항에 있어서 상기 제1음향 매칭 층은 전기적으로 도전성인 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  7. 제 1항에 있어서 상기 선택된 서브 소자들이 상기 제1음향 매칭 층에 위해 병렬로 접속되므로 각각의 트랜스듀서 소자는 상기 패터닝된 전면 전극이 상부에 선택적으로 배치된 서브 소자들로 분할되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  8. 제 1항에 있어서 각각의 트랜스듀서 소자의 상기 압전 기판의 전면은 수직평면에서 오목한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  9. 제 1항에 있어서 각각의 트랜스듀서 소자의 상기 압전 기판의 상기 전면은 수직 평면에서 실질적으로 평탄한 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  10. 이미징 평면에서 상기 이미징 평면으로부터 수직으로 연장되는 메인 로브의 양측 상에 관련된 사이드 로브를 갖는 좁은 초음파 에너지 빔을 스캐닝함으로써 타겟을 이미징하기 위한 초음파 트랜스듀서 어레이에 있어서, 상기 이미징 평면 내의 어레이 축을 따라 정렬된 복수의 트랜스듀서 소자를 포함하되 상기 복수의 트랜스듀서 소자 각각은 전면 및 후면을 갖는 압전 기판; 상기 압전 기판의 전면의 선택된 부분의 상부에 배치된 전면 전극을 포함하되 상기 선택된 부분은 전체 전면보다 작으며 상기 압전 기판의 후면의 상부에 배치된 후면 전극; 및 상기 전면 전극의 상부에 배치되며 전기 신호를 상기 전면 전극으로 도통시키는 제1음향 매칭층을 포함하되 상기 전면 전극은 상기 트랜스듀서 소자가 타겟쪽으로 향해지며 균일한 전면 전극을 갖는 압전소자에 의해 방출되는 사이드 로브보다 작은 크기를 갖는 빔의 사이드 로브로 수직 평면 내에 접속되는 초음파 에너지의 어포다이즈된 빔을 생성하도록 선정된 웨이팅 함수에 가깝게 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서 어레이.
  11. 초음파 이미징 방법에 있어서 이미징 평면 내의 어레이 축을 따라 정렬된 다수의 압전 트랜스듀서를 제공하는 단계를 포함하되 상기 각각의 압전 트랜스듀서 소자는 전면 및 후면을 갖는 압전 기판; 상기 압전기판의 전면의 선택된 부분의 상부에 배치된 패터닝된 전면 전극을 포함하되 상기 선택된 부분은 전체 전면보다 작으며 상기 이미징 평면에 수직으로 배향된 수직 축을 따라 분포된 선정된 테이퍼 웨이팅 함수를 제공하며 상기 압전 기판의 상기 후면의 상부에 배치된 후면 전극; 및 상기 전면 전극의 상부에 배치되며 전기 신호를상기 전면 전극으로 도통시키는 제1음향 매칭 층를 포함하며 상기 후면 전극과 상기 제1음향 매칭 층 사이에 인가된 여기 신호로 각 트랜스듀서 소자를 여기시켜 상기 패터닝된 전면 전극이 상부에 배치된 상기 압전기판의 상기 전면의 일부가 타겟쪽으로 초음파 빔을 방출하게 하는 단계를 포함하되 상기 패터닝된 전면 전극은 상기 수직 평면 내에 어포다이즈된 초음파 빔을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파 이미징 방법.
  12. 제11항에 있어서 각각의 트랜스듀서 소자의 상기 압전 기판은 그것의 전면내로 절단된 슬롯열을 가지되 상기 슬롯은 상기 어레이 축에 실질적으로 평행한 방향으로 배향되며 음향적으로 분리된 서브 소자들을 형성하는 것을 특징으로 하는 초음파 이미징 방법
  13. 제12항에 있어서 선택된 음향적으로 분리된 서브 소자들은 상기 압전 기판이 선정된 에너지 분포를 갖는 초음파를 방출하도록 상기 패터닝된 전면 전극에 의해 상기 제1음향 매칭 층에 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 이미징 방법.
  14. 제11항에 있어서 상기 제1음향 매칭 층은 에폭시 재료층 및 전기 신호를 도통시키기 위한 금속 층을 포함하는 특징으로 하는 초음파 이미징 방법.
  15. 제11항에 있어서 상기 제1음향 매칭 층은 전기적으로 도전성인 재료로 이루어지는 것을특징으로 하는 초음파 이미징 방법.
  16. 제11항에 있어서 상기 선택된 서브 소자들이 상기 제1음향 매칭 층에 의해 병렬로 접속되도록 각각의 트랜스듀서 소자는 상기 패터닝된 전면 전극이 상부에 선택적으로 배치된 서브 소자들로 분할되는 것을 특징으로 하는 초음파 이미징 방법
  17. 제11항에 있어서, 각각의 트랜스듀서 소자의 상기 압전 기판의 전면은 상기 수직 평면에서 오목한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 이미징 방법
  18. 제1항에 있어서, 각각의 트랜스듀서 소자의 상기 압전 기판의 상기 전면은 상기 수직 평면에서 실질적으로 평탄한 것을 특징으로 하는 초음파 이미징 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 선정된 웨이팅 함수는 해밍 웨이팅 함수에 가까운 것을 특징으로 하는 초음파 이미징 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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