CN109715302B - 超声换能器元件阵列 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声换能器元件(1)的矩阵阵列，包括多个换能器元件(1)，其分布在分布面上，每个换能器元件(1)适合于在100kHz和100MHz之间包括的频率从发射面(3)发射超声，其中：每个换能器元件(1)被配置为至少在工作体积的水平处发散地发射超声；每个所述换能器元件(1)的发射面的最大尺寸大于在30℃的水中超声的波长1.5倍；并且换能器元件(1)在阵列的分布面上方的分布是非周期性的。

Description

超声换能器元件阵列

技术领域

本发明属于超声换能器领域。更具体地，本发明涉及一种超声换能器元件阵列，其包括在分布面上分布的多个换能器元件。

背景技术

无论是针对医疗应用还是工业应用，超声已经在成像中使用了很长时间。组织成阵列的超声换能器用于产生和/或检测这些超声。最常见类型的阵列是称为1D阵列的一维阵列，其中换能器元件被对齐。然而，1D阵列仅能够在一个平面中扫描超声束。称为2D阵列的矩阵阵列由于换能器元件分布在两个维度上，因此其已经被开发用于实现体积扫描和更好的聚焦。

针对诸如超声回波描记术的应用，寻求具有能够偏转超声束的换能器元件的矩阵阵列，也就是说通过调整构成阵列的不同换能器元件的超声发射的延迟来使超声束移位。根据通过计算机计算确定的连续相位来激活换能器元件，以便引导发射束。这被称为相位控制阵列或“定相阵列”。

传统上，换能器元件的矩阵阵列将与在换能器元件的工作频率下的水中超声的波长相比小尺寸的换能器元件集合在一起。就发射面而言，这些换能器元件尺寸小，发射束通过衍射而自然发散，也就是说，由这种换能器元件发射的超声波束在远离换能器元件移动时变宽。借助于换能器元件的相位控制可以通过超声扫描的角度范围越大，发射光束越发散。因此，这些小换能器元件的发散使得能够扫描更宽的角度范围。

此外，当阵列的间距(pitch)，也就是说两个相邻换能器元件之间的平均中心到中心距离超过在换能器元件的最大频率下的水中超声的波长的一半时，阵列发射的超声束可以具有阵列波瓣。随着间距的增加，这些阵列波瓣变得更加重要。然后寻求限制小换能器元件之间的间隔，使得与在换能器元件的工作频率下的水中超声的波长相比，阵列的间距是小的。由于换能器元件的小尺寸、阵列的小间距以及可由目前市售的超声成像系统控制的元件的有限数量(最大几百)，因此阵列通常具有小尺寸。

然而，可能希望获得大尺寸的阵列，例如在超声回波描记术的情况下增加灵敏度或在高强度聚焦超声的情况下增加天线增益，或者取而代之的是使得能够产生不同的视角下的图像而不使阵列移位。在这种情况下，所需的换能器元件的数量使得阵列覆盖了大面积，同时保留上述尺寸限制，变得非常重要。

例如，针对5MHz的频率，水中的波长λ等于0.3mm。因此，覆盖30mm×30mm面积的矩阵阵列必须具有至少40000个元件，同时在两个方向上保持小于λ/2，即0.15mm的阵列间距。

那么，尽可能多的换能器元件的控制不仅在所需的连接水平上而且在计算的管理上成为问题。

使用较大的换能器元件以限制要控制的元件的数量是有问题的。实际上，换能器元件越具有指示性其发射面越大。大尺寸的换能器元件限制了超声的可能的偏转幅度。而且，由于换能器元件的尺寸大，因此阵列的间距是大的。然后出现阵列波瓣，其干扰降低了超声的质量，并从而扭曲了借助于这些超声获得的图像。

发明内容

本发明的目的是解决这些缺点中的至少一部分和优选所有，并且特别旨在提出一种超声换能器元件阵列，其能够对发射的超声束进行宽角度扫描，同时限制要控制的换能器元件的数量和利用束几何形状，其中主波瓣具有比主方向的外部创建的副波瓣的幅度更大的幅度。

为此，本发明提出了一种超声换能器元件的矩阵阵列，其包括在分布面上分布的多个换能器元件，每个换能器元件适于从发射面以100kHz和100MHz之间包括的频率在工作体积方向上发射超声，

其特征在于：

·每个换能器元件被配置为至少在工作体积的水平处以发散的方式发射超声；

·所述换能器元件都具有比30℃时水中超声的波长大1.5倍的最大尺寸的发射面，

·换能器元件在阵列的分布面上的分布是非周期性的。

超声换能器元件的矩阵阵列有利地通过以下特征单独地或以其任何技术上可能的组合完成：

-换能器元件在分布面上的分布没有对称性；

-换能器阵列包括至少64个换能器元件，并且所述换能器元件分布在其上的分布面的最大尺寸大于在30℃时的水中超声的波长12倍；

-从超声波的发射方向看，分布面具有凹面几何形状；

-从超声波的发射方向看，换能器元件的发射面具有凸面形状；

-每个换能器元件设有发散声透镜；

-发散声透镜包括在发射方向上布置的至少两个材料层，靠近换能器元件的第一层材料，其中超声以比水中更高的速度传播，以及进一步远离换能器元件的第二层材料，其中超声以低于水中的速度传播；

-发散声透镜的两个材料层之间的界面具有凸面形状，使得所述界面和发射面之间的距离在发射面的中心处比其周边更大；

-每个换能器元件由以下组成：若干发射区域，每个发射区域由本地发射信号控制发射；以及移相器，其从控制信道接收所有换能器元件的总发射信号并且在所述换能器元件的发射区域中的每个的方向上发射特定于所述发射区域的本地发射信号，所述本地发射信号相对于所述总发射信号延迟了一个延迟，所述延迟越大，所述本地发射信号所指定的区域越远离换能器元件的中心；

-换能器元件的发射面与所述换能器元件的基本焦点之间的基本焦距小于超声换能器元件的矩阵阵列的分布面与总焦点之间的总焦距；

-换能器元件都具有与其他换能器元件的基本焦点不同的基本焦点；

-每个换能器元件设有会聚声透镜；

-每个换能器元件由以下组成：若干发射区域，每个发射区域由本地发射信号控制发射；以及移相器从控制信道接收所有换能器元件的总发射信号并且在所述换能器元件的发射区域中的每个的方向上发射特定于所述发射区域的本地发射信号，所述本地发射信号相对于所述总发射信号延迟了一个延迟，所述延迟越大，所述本地发射信号所指定的区域越靠近换能器元件的中心。

附图说明

由于作为非限制性示例给出并且参考附图进行解释的以下描述将更好地理解本发明，该描述涉及根据本发明的实施例和替代方案，在附图中：

-图1和图2示出了根据本发明的可能实施例的超声换能器元件阵列的简化概况；

-图3示意性地示出了超声换能器元件的发射面的凸面几何形状；

-图4和图5示意性地示出了包括发散声透镜的超声换能器元件的两个示例；

-图6示意性地示出了包括若干发射区的超声换能器元件；

-图6bis示意性地示出了图6的替代方案，其中换能器元件包括若干环形同心发射区；

-图7示意性地示出了超声换能器元件的发射面的凹面几何形状；

-图8示意性地示出了包括会聚声透镜的超声换能器元件的示例。

具体实施方式

参考图1和图2，超声换能器元件阵列包括在分布面2上分布的多个换能器元件1。每个换能器元件1适合于以100kHz和100MHz之间并且优选地在200kHz和50MHz之间包括的频率发射超声。所述换能器元件分布在其上的分布面2的最大尺寸在至少一个方向上大于12λ，λ是在30℃的水中发射的超声波的波长，并且进一步优选地大于40λ。

阵列可以包括64和几千个换能器元件1之间，例如128、256、512或1024个换能器元件1。每个换能器元件1由携带发射信号的控制信道独立控制。因此，存在与换能器元件1一样多的控制信道。优选地，阵列包括至少128个换能器元件1。优选地，换能器元件1的分布面2的填充率大于60％。

阵列的换能器元件可以是相同的或可以是不同的，并且例如在频率和/或几何形状上变化，包括非轴对称。此外，换能器元件1的全部或部分不仅可以在发射中操作，而且可以在接收中操作。

优选地，阵列的分布面2具有扁平或凹面的几何形状。而且，换能器元件1在分布面2上的分布是非周期性的。特别地，元件彼此之间或相对于中心的距离不具有周期。

优选地，换能器元件1在分布面2上的分布没有对称性，并且特别是没有轴对称性。

换能器元件1在分布面2上的分布具有可能的最小对称性。因此，优选地，换能器元件1在分布面2上的分布也没有旋转对称性。换能器元件1在分布面2上的分布没有对称性使得可以避免阵列发射的超声的主波瓣旁边的阵列波瓣的重建。

例如，图1示出了换能器元件1的所谓的费马螺旋分布，其是非周期性的并且不具有对称性。换能器元件1在分布面2上的分布也可以是随机分布或伪随机分布，其也是非周期性的并且没有对称性。图2示出了换能器元件1在分布面2上的随机分布的示例。

换能器元件1在发射方向上从发射面发射超声，发射方向构成了换能器元件的前部。每个换能器元件具有最大尺寸的发射面3，其大于在30℃的水中发射的超声的波长λ的1.5倍，超声的频率被包括在200kHz和50MHz之间。通常，发射面3的大尺寸被包括在3λ和10λ之间。下面的表1解释了这种尺寸，其中在30℃的水中的速度为1500m.s^-1。

表1

因此，针对被配置为以1MHz的工作频率发射超声的换能器元件1，其发射面3的最大尺寸大于2.25mm。

换能器元件1的这种尺寸使得可以获得大尺寸的阵列，但是由于它们的尺寸而没有太多的换能器元件控制。然而，大尺寸的换能器元件对束的偏转能力是有害的。

因此，换能器元件1被配置为发射以发散方式传播的超声。使用术语发散换能器元件。换能器元件1的超声辐射由换能器元件1的振动引起，该振动由与其相关联的控制信道控制，这将导致传播介质中的位移场。该场在传播介质中以或多或少的各向异性方式延伸，通常在构成了声轴的有利方向上具有更大的强度，并且随着距该轴的角度衰减。当随着距声轴的角度的强度衰减低时，换能器元件1是发散的。

可以在声学上测量换能器元件1的发散。这被称为方向性的测量，或者更具体地被称为角度接受度的测量。它是由阵列的换能器元件1在其发射场中发射的超声的振幅在水中的测量。在给定距离处，水听器(接收中使用的小尺寸的换能器)记录根据测量角度发射的压力。角度接受度对应于测量幅度高于阈值的角度开度，例如与30℃的水中最大值相比为-3dB。这里认为当与最大值相比处于-3dB的角度接受度比相同尺寸的等效扁平换能器的角度接受度大至少10％时，换能器元件是发散的。

作为示例，扁平圆形元件的角度接受度2θ可以通过由Gordon.S.KINO，PrenticeHall Inc.，1987，ISBN 978-0130030474的工作“Acoustic Waves:Devices,Imaging,andAnalog Signal Processing”中给出的分析公式来分析确定。

根据该公式，针对以对应于所考虑的传播介质中的波长λ的频率工作的直径2a的换能器，-3dB处的角度接受度的半角θ等于，以弧度为单位：

θ＝0.25λ/a

通过考虑以1MHz工作的具有70％通带的具有圆形几何形状并且其直径2a(或开度)为9mm(即约6个水中波长)的换能器元件1，然后获得大约4.8°的角度接受度的半角θ，并且因此大约8.6°的角度接受度2θ，可以将其舍入至10°以简化问题。

根据该示例，如果其角度接受度至少为11°，即比根据上面列出的公式针对相同直径的圆形换能器元件1计算出的角度接受度大10％，那么直径为9mm的圆形换能器元件1被认为是发散的。

应当注意的是，针对换能器元件1的非球形几何形状或非圆形轮廓的换能器元件1，通常不存在用于表示根据换能器的几何特征的角度接受度的分析公式。然后可以使用离散化方法(有限元、有限差分等)来建模由这种换能器发射的场。

参考图3、4、5和6，出于说明性和非限制性目的，示出了不同类型的发散换能器元件1，示出了可以实现以获得该发散的不同技术。可以采用其他技术，也可以采用技术的组合。

如图3所示，换能器元件1的发射面3可以在超声波的发射方向上具有凸面形状，如图中虚线箭头所示。换能器元件1的发射面3的凸度可以通过诸如探测的机械方法或通过诸如非接触扫描的光学方法来测量。然后可以确定该发射面3的曲率半径，特别是在球形凸面的情况下，如图3所示。

为了给出这种凸面发散换能器元件的尺寸的示例，再次考虑以1MHz工作的具有70％通带的具有圆形几何形状并且其直径2a为9mm(即，约6个水中波长)的换能器元件1。出于说明性和非限制性目的，假设发射面是凸面和球面的曲率半径R。与相同直径2a的扁平圆形换能器元件的那些(根据上述计算它是10°)相比，寻求曲率半径R使得凸面换能器元件在-3dB处的角度接受度增加10％。

在该示例中，凸面发射面因此由半径R和弦2a(构成了球形换能器元件的直径)的球的一部分近似。通过模拟和计算，当R<20mm时，可以确定球形换能器元件在-3dB处的角度接受度大于11°(10°+10％)。因此，如果凸面换能器元件的正面的球面半径或曲率半径小于20mm，那么在1MHz下工作的9mm直径的凸面换能器元件被认为是发散的。在这种情况下，在元件前面上可测量的偏差大于0.5mm。

图4和图5示出了获得或强调超声换能器元件1的发散的另一种可能性。换能器元件1可以设有发散声透镜4。该发散声透镜4被布置在超声波的发射方向上，在超声换能器元件1的发射面3的前面。

这种发散声透镜4可以例如由材料的屈光度构成，其特征在于所述材料内的不同超声传播速度。超声以高于水中的速度传播的材料(例如金属或聚合物)可以与超声以低于水中的速度传播的材料(例如硅弹性体)相关联。

因此，这种发散透镜4可以包括组成的两个材料层：靠近换能器元件1的发射面3的第一材料层41，其中超声以高于水中的速度传播；和进一步远离换能器元件1的发射面3的第二材料层42，其中超声以低于水中的速度传播。

在图4中，第一材料层41和第二材料层42之间的界面是凸面的，使得该界面在换能器元件的中心水平比在其周边处更远离发射面3。界面可以不是弯曲的或规则的，如图4中那样。发散透镜4可以在第一材料层41和在若干水平之间层叠(tier)的第二材料层42之间具有界面。这些水平距发射面3越远，它们距中心越近。

因此，例如，图5示出了包括第一层41和第二层42的发散透镜4，其具有：第一外围区域43，其中这两层之间的界面接近发射面；然后是第二中间区域44，其更接近其中界面更远离发射面3的中心；以及中心区域45，其中界面甚至更远离发射面3。

与诸如图4的透镜结构的透镜结构相比，这种层叠结构的优点在于其更容易制造。出于简化的原因，图5的透镜仅用三个水平或层表示。可以设想另外数量的层。实际上，出于声学原因，可能优选使构成透镜的两个材料层41、42之间的界面的形状更离散化。实际上，层叠界面的几何形状优选地代表图4所示的理想区域。因此，通过考虑声透镜4的制造容易性的增益和声学聚焦/散焦性能的损失两者，必须找到关于层叠数量的折中。

还可以规定的是，换能器元件1由若干相邻的发射区组成。图6示出了这种换能器元件1的示例。换能器1由八个发射区50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h组成。这些发射区50电气地或甚至机械地彼此分开。发射区50由它们的布置并且特别是由它们与换能器元件1的中心的不同距离进行区分。例如，这种换能器元件1可以由环形同心发射区50构成，如图6bis中示意性所示。

如上所述，每个换能器元件由携带发射信号的控制信道51独立控制。因此，存在与换能器元件1一样多的控制信道51。移相器52从控制信道51接收所有换能器元件1的总发射信号。该总发射信号携带图6和图6bis中由点53示意性示出的发射激发。

发射区50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h中的每个通过本地控制信道54a、54b、54c、54d、54e、54f、54g、54h连接到移相器52。

根据总发射信号，移相器52在换能器元件1的每个发射区50的方向上发射特定于所述区的本地发射信号。该本地发射信号通过与所述发射区50相关联的本地控制信道54传送。本地发射信号携带图6中由点55a、55b、55c、55d、55e、55f、55g、55h或图6bis的55a、55b、55c、55d示意性地示出的本地发射激发。

通过对电引入的相移的引入，通过在时间上延迟由总发射信号携带的激发53，移相器52根据总发射信号确定本地发射信号。本地发射信号相对于所述总发射信号延迟了一个延迟，所述延迟越大，所述本地发射信号所指定的区域50越远离换能器元件1的中心。

因此，示意性地示出了本地发射激发的图6中的点55a、55b、55c、55d、55e、55f、55g、55h和图6bis中的点55a、55b、55c、55d在它们各自的本地控制信道54a、54b、54c、54d、54e、54f、54g、54h上被表示为移位。针对最接近图6中的换能器元件1的中心的两个发射区50d、50e指定的两个激发55d、55e相对于针对相邻发射区50c、50f(其进一步远离换能器元件1的中心)指定的激发55c、55f在时间上是提前的，它们相对于针对相邻的发射区50b、50g(其进一步远离换能器元件1的中心)指定的激发55b、55g在时间上是提前的。针对进一步远离换能器元件1的中心的发射区50a、50h所指定的激发55a、55h是最延迟的。本地激发55的这种相移使得发射的超声发散。

换能器元件1还可以配置为仅在工作体积的水平处以发散的方式发射超声。因此，图7示出了换能器元件1，其以会聚的方式发射超声进入基本焦点72。一旦该基本焦点72已经被通过，超声发散，并且在工作区域71的水平处以发散的方式入射。

所表示的工作区域71对应于限制，超过该限制，限定了针对换能器元件的矩阵阵列的工作体积。换能器元件的矩阵阵列的总焦点包含在该工作体积中，并且可能潜在地穿过它。因此可以将工作体积限定为在偏转中行进的换能器元件的矩阵阵列的整个焦点的位置。因此，工作体积对应于发射的超声波的目标体积，并且其中寻求通过超声确定特征。

不同换能器元件1的基本焦点是不同的并且不合并。因此，由换能器元件1发射的超声束可以在它们各自的基本焦点72之前会聚，然后在它们共有的工作体积的水平上发散，从而超出工作区域71。

因此使用高度会聚的换能器元件，然而，由于这种强会聚，相对于工作区域71的水平处的最大值的-3dB处的角度接受度比相同尺寸的等效扁平换能器的高至少10％。

在所述换能器元件1的发射面3和基本焦点72之间的换能器元件1的基本焦距小于在阵列的分布面2和整个焦点之间的阵列的焦距，并且优选地小于其一半。例如，在具有凹面分布面2(从发射方向看到)的矩阵阵列的情况下，在换能器元件1的水平处的分布面2的曲率中心距离所述换能器元件1的发射面3比距离所述换能器元件1的基本焦点72至少远两倍。

因此，如上所述，可以使用在矩阵阵列中配置的会聚换能器以发散方式发射超声。如图7所示，换能器元件1的发射面3可以在超声波的发射方向上具有凹面形状，如图中虚线箭头所示。

以与图4的情况相同的方式，可以使换能器元件1配备有此时是会聚的并且在图8中示出的透镜。以与发散透镜相同的方式，会聚透镜80可以由两种材料构成，其中界面的几何形状相对于发散透镜的几何形状是相反的。

透镜80可以包括组成的两个材料层：靠近换能器元件1的发射面3的第一层81材料，其中超声以高于水中的速度传播；和进一步远离换能器元件1的发射面3的第二层82材料，其中超声以低于水中的速度传播。

在图8中，第一层81材料和第二层82材料之间的界面是凹面的，使得该界面在换能器元件周边的水平处比在其中心处更远离发射面3。界面可以不是弯曲的或规则的，如图8中那样。会聚透镜80可以在第一层81材料和在若干水平之间层叠的第二层82材料之间具有界面。以与图5所示的透镜相比的相反的方式，这些水平距发射面3越远，它们距中心越远。

还可以提供的是换能器元件1由若干相邻发射区组成，如图6所示。然而，与图6的实施例不同，本地发射信号相对于所述总发射信号延迟了一个延迟，所述延迟越大，所述本地发射信号所指定的区域越靠近换能器元件1的中心。

关于焦距的定义和计算，可以参考T.L.Szabo，“Diagnostic UltrasoundImaging：Inside Out”，第2版，Elsevier Science，2013，ISBN 9780123964878，特别是第191-193页的工作。

由于换能器元件的个体发散、它们的大尺寸以及没有对称性的它们的分布的组合，因此获得了换能器阵列，其包括用于阵列的大分布面的相对较少的元件，并且其使得可以在很宽的角度范围内使超声束偏转。

本发明不限于在附图中所描述和表示的实施例。在不超出本发明的保护范围的情况下，修改仍然是可能的，特别是根据各种技术特征的构成的观点或通过替代技术等同物。

Claims (13)

1.一种超声换能器元件的矩阵阵列，该超声换能器元件的矩阵阵列形成了定相阵列，该定相阵列被配置为发射和偏转超声在一角度范围内的超声束，所述超声换能器元件的定相阵列包括被分布在分布面上的多个换能器元件（1），所述换能器元件（1）中的每个适合于在工作体积的方向上以100kHz和100MHz之间包括的频率从发射面（3）发射超声，所述定相阵列的换能器元件被配置为根据连续相位而被激活，以便发射和偏转在一角度范围内的超声束，从而形成扫描工作体积的定相阵列，

其中：

• 所述定相阵列包括至少64个换能器元件（1）；

• 所述定相阵列的所述换能器元件（1）中的每个被配置为至少在所述工作体积的水平处以发散的方式发射超声，所述定相阵列的每个换能器元件在所述工作体积处具有一个角度接受度，所述角度接受度是测量幅度大于与30°C水中的最大测量幅度相比为-3 dB的角度开度，所述角度接受度比相同尺寸的等效扁平换能器的角度接受度大至少10％；

• 所述定相阵列的所述换能器元件（1）每个都具有大于在30°C的水中超声的波长1.5倍的发射面最大尺寸；

• 所述换能器元件（1）在所述定相阵列的分布面上的分布是非周期性的。

2.根据权利要求1所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述换能器元件（1）在所述定相阵列的分布面上的分布没有对称性。

3.根据权利要求1所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述换能器元件在其上分布的所述分布面（2）的最大尺寸大于在30°C的水中超声的波长12倍。

4.根据权利要求3所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述分布面（2）具有从所述超声的发射方向看到的凹面几何形状。

5.根据权利要求1所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述定相阵列的换能器元件（1）的发射面（3）具有从所述超声的发射方向看到的凸面形状。

6.根据权利要求1所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述定相阵列的每个换能器元件（1）被设有发散声透镜（4）。

7.根据权利要求6所述的换能器元件的矩阵阵列，其中所述发散声透镜（4）包括在所述超声的发射方向上布置的至少两个材料层（41,42）：靠近所述换能器元件（1）的第一材料层（41），在该第一材料层（41）中所述超声以高于水中的速度传播；以及进一步远离所述换能器元件（1）的第二材料层（42），在该第二材料层（42）中所述超声以低于水中的速度传播。

8.根据权利要求7所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述发散声透镜的两个材料层（41,42）之间的界面具有凸面形状，使得所述界面与所述发射面（3）之间的距离在所述发射面的中心处与在所述发射面的周边处相比更大。

9.根据权利要求1所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述定相阵列的每个换能器元件（1）由以下组成：若干发射区域（50a，50b，50c，50d，50e，50f，50g，50h），每个发射区域由本地发射信号控制发射；以及移相器（52），其从控制信道（51）接收针对所有换能器元件（1）的总发射信号并且在所述换能器元件的发射区域中的每个的方向上发射特定于所述发射区域的本地发射信号，所述本地发射信号相对于所述总发射信号延迟了一个延迟，所述本地发射信号所指定的区域越远离所述换能器元件的中心，所述延迟越大。

10.根据权利要求1所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中换能器元件（1）的发射面（3）与所述换能器元件（1）的基本焦点（72）之间的基本焦距小于超声换能器元件的定相阵列的分布面（2）与总焦点之间的总焦距。

11.根据权利要求10所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述定相阵列的换能器元件（1）每个都具有与其他换能器元件的基本焦点（72）不同的基本焦点（72）。

12.根据权利要求10所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述定相阵列的每个换能器元件（1）被设有会聚声透镜（80）。

13.根据权利要求10所述的超声换能器元件的矩阵阵列，其中所述定相阵列的每个换能器元件（1）由以下组成：若干发射区域（50a，50b，50c，50d，50e，50f，50g，50h），每个发射区域由本地发射信号控制发射；以及移相器（52），其从控制信道（51）接收针对所有换能器元件（1）的总发射信号并且在所述换能器元件的发射区域中的每个的方向上发射特定于所述发射区域的本地发射信号，所述本地发射信号相对于所述总发射信号延迟了一个延迟，所述本地发射信号所指定的区域越靠近所述换能器元件的中心，所述延迟越大。

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