DE69208863T2

DE69208863T2 - Absorbierende Träger für eine akustische Wandleranordnung

Info

Publication number: DE69208863T2
Application number: DE69208863T
Authority: DE
Inventors: John D Larson Iii; David G Miller
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1992-02-13
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: EP0559963A3; EP0559963B1; JPH0646497A; EP0559963A2; DE69208863D1; JP3279375B2; US5267221A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf akustische Wandlerarrays und insbesondere auf eine Trägerschicht zur Verwendung mit derartigen Arrays, um sowohl das Array mit einem Schaltungselement, wie z.B. einer Platine oder einem Kabel, elektrisch zu verbinden, als auch um unerwünschte Schallreflexionen im wesentlichen zu eliminieren.

Hintergrund der Erfindung

Akustische Wandlerarrays und insbesondere Ultraschall-Wandlerarrays können in einer Anzahl von Konfigurationen angeordnet sein, einschließlich linearer, eindimensionaler Arrays, zweidimensionaler Matrixarrays, kreisförmiger Ringarrays usw.. Während für eindimensionale Arrays Techniken verwendet werden können, wie z.B. die, die in dem U.S. Patent Nr. 4,404,489 beschrieben werden, das an Larson u.a. am 13. September 1983 erteilt und dem Bevollmächtigten der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde, um Anschlußleitungen mit dem Wandler zu verbinden, sind derartige Techniken für zweidimensionale Arrays überhaupt nicht geeignet. Bezugnehmend auf Fig. 1, welche einen allgemeinen Stand der Technik darstellt, ist insbesondere ein lineares Array 15 von beabstandeten Wandlerelementen 13 gezeigt, wobei jedes derselben auf seiner unteren Oberfläche 17 mit einer leitfähigen Anschlußleitung 18 verbunden ist. Die Anschlußleitungen 18 können einzelne Anschlußleitungen sein, welche leitfähig mit einem leitfähigen Kontaktbereich auf der Oberfläche 17 verbunden sind, sie können jedoch vorzugsweise gedruckte Schaltungsanschlußleitungen sein, die die Kontaktbereiche der Elemente geeignet auf ohmsche Weise kontaktieren. Die Unterseiten 17 sind an einem Träger 22 befestigt, welcher eine strukturelle Auflage für das Array schafft und welcher ebenfalls eine Impedanzanpassung und eine Schalldämpfung aus Gründen, die später erörtert werden, schaffen kann. Die Anschlußleitungen 18 sind mit plattierten Durchgangslöchern 20 oder mit Kontakten auf einer Schaltungsplatine oder mit einem flexiblen Kabel 19 durch Anschwemm-Löten, Druck oder weitere geeignete Einrichtungen verbunden. Die leitfähigen Ausgabeanschlußleitungen oder Leiterbahnen 11 auf einer gedruckten Schaltungsplatine 19 erstrecken sich von jedem Loch/Kontakt 20.
Bei einem piezoelektrischen Element 13 werden typischerweise sowohl von der Vorderseite 21 des Elements als auch von der Rückseite 17 desselben Schallwellen übertragen. Eine oder mehrere Impedanzanpassungsschichten sind im allgemeinen auf der Seite 21 vorgesehen, um den Durchgang von Ultraschallsignalen von dieser Seite in einen Körper, der abgetastet wird, zu verbessern, und um Reflexionen von der Element/Körper-Schnittstelle zu minimieren.
Die Situation an der Rückseite oder Oberfläche 17 ist jedoch komplizierter. Wenn dort eine Impedanz-Fehlanpassung an dieser Oberfläche existiert (d.h. wenn die Schallimpedanz des piezoelektrischen Kristallelements 13 von der Schallimpedanz des Trägers 22, an den dasselbe befestigt ist, im wesentlichen unterschiedlich ist), dann werden Schallreflexionen in dem Element an der Oberfläche 17 auftreten. Dies verbessert die Leistungsausgabe von dem Wandlerelement in der gewünschten Richtung, kann jedoch auch in einem breiteren Schallausgabepuls und somit in einer schlechten Ultraschall-Bildauflösung resultieren. Diese Pulsverbreiterung kann bei manchen Anwendungen durch eine richtige Auswahl von Impedanzanpassungsschichten an der Oberfläche 21 überwunden werden.
Ferner können Schalisignale, welche durch die Oberfläche 17 gelangen, wenn sie nicht gedämpft werden, von der Schaltungsplatine 19 reflektiert und zu dem Wandler zurückgesendet werden. Diese reflektierten Signale können eine Ver schlechterung der Anzeige auf verschiedene Weisen bewirken.
Es ist daher wünschenswert, daß eine Vorrichtung zum Steuern oder Eliminieren der Reflexionen an den Oberflächen 17 der Wandlerelemente geschaffen werden, um eine gewünschte Ausgewogenheit zwischen Ausgangsleistung und Bildschärfe zu erreichen, und daß Schailsignale, die die Oberflächen 17 verlassen, im wesentlichen derart gedämpft werden, daß Reflexionen, die das Bild verschlechtern, derartiger Signale nicht zu dem Wandlerelement zurück reflektiert werden. Der Träger 22 kann zusätzlich zum Schaffen der strukturellen Auflage ferner aufgebaut sein, um diese Funktionen durchzuführen.
Die FR-A-2397664 offenbart ein Wandlerarray mit einem Träger in der Form eines Blocks, durch welchen die Leiter geführt werden. Jeder Leiter ist mit einem Wandlerarrayelement und einem Vorverstärker verbunden. Der Block besteht aus einem Material, welches eine angepaßte Schallimpedanz aufweist, um störende Reflexionen an der Schnittstelle zwischen dem Block und einem Wandlerarrayelement zu vermeiden.
Der Lösungsansatz, der in Fig. 1 gezeigt ist, ist jedoch nur zur Verwendung mit eindimensionalen Arrays angepaßt. Ein Versuch, die gleiche Technik bei zweidimensionalen Arrays zu verwenden, würde dazu führen, daß die Anschlußleitungen 11 und 18 einen Kontakt mit zwei oder mehr Wandlerelementen herstellen würden, wodurch diese Elemente grundsätzlich kurzgeschlossen werden, oder wenn das Array gesägt wird, diese Technik lediglich in einer Verbindung mit den Elementen entlang des Umfangs des Arrays resultieren würde. Daher ist es notwendig, einen Kontakt zwischen einem elektrisch leitfähigen Bereich auf der Unterseite jedes Wandlerelements eines zweidimensionalen Arrays und einem entsprechenden Kontaktpunkt auf einer Schaltungsplatine, einem Streifen, einem Halbleiterelement (d.h. Chip, Wafer, Schicht, usw.) oder dergleichen zu schaffen. Während in der Technik Techniken existieren, um derartige elektrische Kontakte herzustellen, werden dieselben nicht ohne weiteres erreicht. Ein Weg zum Erreichen eines derartigen Kontakts, während gleichzeitig die Vorteile eines Trägers 22 geschaffen werden, existiert bisher nicht.
Es existiert daher ein Bedarf nach einem verbesserten Verfahren und einer Vorrichtung zum Herstellen elektrischer Kontakte zwischen Schall-Wandlerarrays allgemein und insbesondere zwischen zweidimensionalen Schall-Wandlerarrays und entsprechenden Kontakten oder Leiterbahnen auf einem elektrischen Schaltungselement. Eine derartige Technik sollte es erlauben, daß die gesamte oder ein ausgewählter Teil der Schallenergie, die an der Rückseite jedes Wandlerelements erscheint, aus dem Element ausgegeben wird und nicht reflektiert wird, und daß die ausgegebene Schallenergie voll gedämpft wird, derart, daß im wesentlichen keine Reflexionen derartiger Energie zurück in das Wandlerelement auftreten. Eine derartige Technik sollte ebenfalls die Schallenergie minimieren oder eliminieren, die in die Wandleranschlußleitung eintritt, und/oder diese Schallenergie, während sie in diese Anschlußleitungen eintritt, sollte ebenfalls voll gedämpft werden, derart, daß aufgrund dieser Energie im wesentlichen keine Reflexion zurück in den Wandler auftritt. Schließlich sollte eine derartige Technik ebenfalls eine sichere Auflage für das Array schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß dem vorher Beschriebenen schafft diese Erfindung einen Träger gemäß den Ansprüchen 1 und 5, um ein Schall-Wandlerelement mit einem elektrischen Schaltungselement schnittstellenmäßig zu verbinden. Das Schaltungselement kann eine gedruckte Schaltungsplatine, ein flexibles Kabel, ein Halbleiterelement (d.h. ein Chip, ein Wafer, eine Schicht, usw.) oder ein anderes Element sein, mit welchem ein elektrischer Kontakt hergestellt werden kann. Das Schall-Wandlerarray kann ein eindimensionales oder ein zweidimensionales Array von Wandlerelementen sein, wobei jedes Element eine erste Schallimpedanz, eine Rückseite und einen elektrischen Kontakt an seiner Rückseite aufweist. Das Schaltungselement weist einen Kontakt für jedes Wandlerelement auf. Der Träger besteht aus einem Block von Schalldämpfungsmaterial, welches eine Schallimpedanz auf seiner Oberseite aufweist, die bezüglich der ersten Schallimpedanz einen Wert aufweist, derart, daß ein ausgewählter Teil der Schallenergie an der Rückseite jedes Elements in den Block gelangt. Wo die Schallimpedanzen des Blocks und der Wandlerelemente im wesentlichen angepaßt sind, wird im wesentlichen die gesamte Schallenergie an den Rückseiten der Wandler in den Block gekoppelt. Wo eine Fehlanpassung der Schallimpedanzen zwischen dem Wandlerelement und dem Block existiert, wird ein ausgewählter Teil der Schallenergie an der Rückseite in den Block gekoppelt, wobei dieser Teil eine Funktion des Grads der Schallfehlanpassung ist.
Mindestens ein elektrischer Leiter für jedes Wandlerelement erstreckt sich durch den Block zwischen der Ober- und der Unterseite desselben, wobei die Leiter für benachbarte Wandlerelemente nicht miteinander in Kontakt stehen. Die Isolation eines schwach dielektrischen Materials kann auf dem Leiter geschaffen werden, um eine kapazitive Kopplung zwischen denselben zu vermeiden. Der Träger weist ebenfalls eine Einrichtung zum Bewirken eines elektrischen Kontakts an der Oberseite zwischen dem elektrischen Kontakt an der Unterseite jedes Elements und dem entsprechenden mindestens einen elektrischen Leiter auf. Schließlich weist der Träger eine Einrichtung zum Bewirken eines elektrischen Kontakts zwischen dem Schaltungskontakt für jedes Wandlerelement und dem entsprechenden mindestens einen elektrischen Leiter auf.
Die Schallimpedanz des Blocks kann in dem ganzen Block gleichmäßig oder in verschiedenen Bereichen des Blocks unterschiedlich sein. Insbesondere dort, wo die elektrischen Leiter eine zweite Schallimpedanz und eine gegebene Schallgeschwindigkeit aufweisen, kann die Schallimpedanz des gesamten Blocks im wesentlichen eine derartige zweite Schallimpedanz anpassen und/oder eine bedeutsam niedrigere Schallgeschwindigkeit aufweisen als die der Drähte, um es zu ermöglichen, daß eine Schallenergie von den Leitern entfernt und dann in dem Block gedämpft wird. Alternativ kann der Bereich des Blocks, der benachbart zu seiner oberen Oberfläche angeordnet ist, eine Schallimpedanz aufweisen, welche beispielsweise die Schallimpedanz der Wandlerelemente anpaßt, oder eine Anpassungsschicht kann geschaffen werden, um diese Funktion zu erfüllen, während der untere Bereich des Blocks eine Schallcharakteristik aufweist, die das Entfernen von Schallenergie von den Leitern möglich macht. Eine derartige Entfernung kann ebenfalls möglich gemacht werden, indem ein Drahtkern mit einem Material, das eine niedrigere Schallgeschwindigkeit aufweist, plaziert oder umhüllt wird, wodurch ein umgekehrter oder Anti-Wellenleiter gebildet wird, und/oder indem der Draht mit einer Isolierung oder einem anderen Material mit niedrigerer Schallgeschwindigkeit ummantelt wird. Es ist ferner möglich, einen Stab aus Schalldämpfungsmaterial zu schaffen, das den elektrischen Leiter oder die Leiter für jedes Element umgibt, einschließlich einer beliebigen Abdeckung auf demselben, wobei der Stab eine niedrigere Schallgeschwindigkeit als entweder der Draht oder eine beliebige Plattierungs-, Umhüllungs-, Isolierungs- oder eine andere Abdeckung auf demselben aufweisen kann, und welcher vorzugsweise ebenfalls den äußeren Draht und die äußere Abdeckung, die mit demselben in Kontakt stehen, impedanzmäßig anpaßt. Ein Epoxid oder ein anderes Schalldämpfungsmaterial kann die Stäbe untereinander verbinden.
Ein einzelner elektrischer Leiter oder eine Mehrzahl von elektrischen Leitern können für jedes Element vorgesehen sein. Wo eine Mehrzahl von elektrischen Leitern vorgesehen ist, ist jeder derartige elektrische Leiter vorzugsweise ausreichend dünn, derart, daß im wesentlichen keine Schallenergie in die Leiter gekoppelt wird.
Für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Block aus einem dreidimensionalen, gewebten Verstärkungs-Textilerzeugnis, das mit einem Schalldämpfungsmaterial imprägniert ist, gebildet, wobei einige der Fasern, die sich zwischen der oberen und unteren Seite des Blocks erstrecken, elektrisch leitfähig sind. Für ein derartiges Ausführungsbeispiel existiert vorzugsweise eine Beabstandung zwischen den elektrischen Kontakten benachbarter Wandlerelemente, welche ausreichend ist, derart, daß kein Schall- oder elektrisches Gegensprechen zwischen Fasern für benachbarte Elemente existiert, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern die elektrischen Leiter für jedes Element bilden und den elektrischen Kontakt für ein derartiges Element über im wesentlichen den gesamten Bereich desselben kontaktieren.
Eines der Ziele der Erfindung besteht darin, das Koppeln von Schallenergie von den Wandlerelementen in die elektrischen Leiter zu reduzieren, wodurch die Notwendigkeit reduziert wird, diese Energie von denselben zu entfernen. Dies kann erreicht werden, indem die elektrischen Leiter ausreichend dünn gebildet werden, derart, daß keine Kopplung von Schallenergie in dieselben existiert. Zusätzlich oder statt des oben Beschriebenen kann die Tatsache vorteilhaft ausgenützt werden, daß die Schallenergie, die von der Rückseite jedes Wandlerelements ausgegeben wird, in der Mitte dieser Rückseite maximal und an den Kanten des Elements kleiner ist. Daher kann die Schallenergie, die in die elektrischen Leiter gekoppelt wird, reduziert werden, indem der Träger-Leiter für jedes Wandlerelement von der Mitte der Rückseite des Elements entfernt positioniert wird. Insbesondere können die elektrischen Leiter im wesentlichen in einer Ecke der entsprechenden Rückseite positioniert sein, oder sie können positioniert sein, um einen leitenden Streifen zu kontaktieren, der sich in den Bereich erstreckt, der sich unter den Beabstandungen, die keine Schallenergie emittieren, zwischen benachbarten Wandlerelementen befindet.
Der elektrische Kontakt zwischen der Oberseite des Trägers und den elektrischen Kontakten auf den Wandlerelementen kann bewirkt werden, indem ein elektrisches Kontaktmuster auf der Oberseite des Trägers über dem elektrischen Leiter für die Elemente gebildet wird, wobei dieses Muster dem elektrischen Kontaktmuster auf der Unterseite des Wandlerarray entspricht. Auf ähnliche Weise kann ein elektrisches Kontaktmuster, das im wesentlichen dem Schaltungselement-Kontaktmuster entspricht, auf der Unterseite des Trägers gebildet werden. Es ist ebenfalls möglich, daß sich jeder elektrische Leiter über die Unterseite des Blocks erstreckt und mit einem entsprechenden elektrischen Schaltungskontakt physisch und elektrisch verbunden wird.
Die vorhergehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, wie sie in den beigefügten Zeichnungen beschrieben sind, offensichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Teilexplosionsdraufsicht einer Schall-Wandleranordnung gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 2 ist eine perspektivische Teilschnitt-Explosionsdraufsicht einer zweidimensionalen Schall-Wandlerarrayanordnung, die die Lehren dieser Erfindung enthält.
Fig. 3 ist eine perspektivische Teilschnitt-Explosionsdraufsicht einer eindimensionalen Schall-Wandlerarrayanordnung gemäß den Lehren dieser Erfindung.
Fig. 4, 5, 6, sind Teile von seitlichen Schnittansichten von 7, 8 und 9 Wandleranordnungen des Typs, der in den Fig. 2 und 3 für verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt ist.
Fig. 10 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines zweidimensionalen Wandlerarray-Trägers, die alternative Wandlerplazierungs-Positionen gemäß den Lehren dieser Erfindung darstellt.
Fig. 11 - 14 sind vereinfachte Seitenschnittansichten von drei alternativen Blockkonf igurationen.

Detaillierte Beschreibung

Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung für zweidimensionale bzw. eindimensionale Schall-Wandlerarrays. Das Wandlerarray 25.1, das in Fig. 3 gezeigt ist, ist im wesentlichen das gleiche, wie die Anordnung, die in Fig. 1 gezeigt ist, wobei dieselbe ein Wandlerarray 15.1 und eine gedruckte Schaltungsplatine, einen Streifen, ein Kabel, ein Halbleiterelement oder dergleichen 19.1 (nachfolgend "Schaltungselement"> aufweist, das Anschlußleitungen 11 auf demselben gebildet aufweist. Wenn ein Kontakt direkt mit einem Halbleiterelement hergestellt wird, und in anderen ausgewählten Anwendungen, müssen die Anschlußleitungen 11 nicht verwendet werden. Der Unterschied besteht in einem Träger 27.1 zwischen dem Wandlerarray und der Schaltungsplatine, welcher in sich eingebettete Anschlußleitungen (nicht gezeigt) aufweist. Kontakte 29.1 sind auf den Schaltungselement-Leiterbahnen 11 geschaffen, um eine Verbindung möglich zu machen.
Auf ähnliche Weise weist die Wandleranordnung 25.2, die in Fig. 2 gezeigt ist, ein zweidimensionales Matrixarray 15.2 von Wandlerelementen 13 und ein Schaltungselement 19.2 auf, welches einen gedruckten Kontakt, ein plattiertes Loch oder einen weiteren Kontakt 29.2 auf demselben für jedes Wandler element aufweist, wobei das Wandlerarray und die Schaltungs platine voneinander durch einen Träger 27.2 getrennt sind. Jeder Träger 27 (d.h. 27.1 oder 27.2) weist eine Oberseite oder Oberfläche 31 und eine Unterseite oder Oberfläche 33 auf. Auf der Oberseite 31 befindet sich für jedes Wandlerelement ein Kontakt 35, wobei sich ebenfalls für jedes Wandlerelement auf der unteren Oberfläche 33 ein elektrischer Kontakt befindet, der auf eine Art und Weise gebildet ist, die später beschrieben werden soll. Es soll an diesem Punkt angemerkt werden, daß diese Zeichnungen nur zur Darstellung dienen, obwohl das Array 15.1 in Fig. 3 gezeigt ist, als ob es 7 Wandlerelemente aufweist, und das Array 15.2 in Fig. 2 gezeigt ist, als ob es eine 7 x 6 - Matrix von Elementen aufweist. Bei einem tatsächlichen System könnte ein eindimensionales Array 15.1 48 bis 512 Wandlerelemente 13 aufweisen, während ein zweidimensionales Array 15.2 beispielsweise ein 64x64-, 128x128- oder 128x12-Array sein könnte.
Die Fig. 4 bis 9 zeigen kleine Abschnitte von veranschaulichenden Ausftihrungsbeispielen von Wandleranordnungen 25, die zur Verwendung als die Anordnungen 25.1 oder die Anordnung 25.2 in den Fig. 3 bzw. 2 geeignet sind. Zuerst bezugnehmend auf Fig. 4 ist zu sehen, daß ein Träger 27 aus einem Block 37 eines Materials, das Schallenergie dämpft, gebildet ist, wobei der Block elektrische Leiter 39 aufweist, die sich von der oberen Oberfläche 31 zu der unteren Oberfläche 33 erstrecken. Für beide Konfigurationen von Fig. 2 oder Fig. 3 existiert mindestens ein elektrischer Leiter 39 für jedes Wandlerelement 13. Der Block 37 könnte beispielsweise aus einem Epoxidmaterial gebildet sein, das Schall-Absorbierer und -Streuer, wie z.B. Wolfram, Silika, Chloropren-Partikel oder Luftblasen aufweist.
Für das Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, wird angenommen, daß sowohl die obere Oberfläche 31 als auch die untere Oberfläche 33 anfänglich mit einem leitfähigen Material metallisiert worden sind, und daß das Metall dann durch photolithographische oder andere Standardtechniken, Laser-geritzt, oder durch weitere bekannte Techniken entfernt wurde, um die Kontakte 35 auf der Oberseite 31 in physischem und elektrischem Kontakt mit den Leitern 39, die von dem Block 37 vorstehen, zurückzulassen, und um elektrische Kontakte 41 auf der Unterseite 33 zurückzulassen, welche sich in physischem und elektrischem Kontakt mit den Leitern 39 an der Oberfläche 33 befinden.
Das Wandlerarray 15, die Schaltungsplatine 19 und der Träger 27 werden dann aufgebaut, wobei sich die Kontakte 35 in physischem und elektrischem Kontakt mit den Kontakten 43, die auf der Unterseite des Wandlerarrays auf eine Standard-Art gebildet sind, und die Kontakte 41 in physischem und elektrischem Kontakt mit den Kontakten 22 auf der Schaltungsplatine 19 befinden. Ein Epoxid oder ein anderes geeignetes Klebmittel kann entweder auf eine oder auf beide Oberflächen, die vor dem Aufbau des Arrays zusammenzubringen sind, aufgebracht werden, oder es kann ein Klebmittel zwischen den Träger 27 und jedes der anderen Aufbauelemente injiziert werden, nachdem der Aufbau durchgeführt worden ist, um den Aufbau zusammenzuhalten. Das Klebmittel ist vorzugsweise ein nicht-leitfähiges Klebmittel, um Kurzschlüsse oder Nebensprechen zwischen benachbarten Elementen zu vermeiden, wobei die Klebmittelschicht zwischen den benachbarten Kontakten 35 und 43 und zwischen den benachbarten Kontakten 22 und 41 ausreichend dünn ist (vorzugsweise kleiner als 2 Mikrometer> , um keine bedeutsame elektrische oder Schallimpedanz an diesen Verbindungen zu schaffen. Wegen Unregelmäßigkeiten auf den Kontaktoberf lächen, können der physische und elektrische Kontakt durch eine derartige dünne Klebmittelschicht hergestellt werden. Alternativ kann auf Klebmittel verzichtet werden, wobei die drei Elemente 15, 19 und 27 der Wandleranordnung durch ein externes Gehäuse oder durch andere geeignete in der Technik bekannte Einrichtungen unter Druck zusammengehalten werden, um einen guten elektrischen Kontakt sicherzustellen. Obwohl die verschiedenen Kontakte 22, 35, 41 und 43 in Fig. 4 relativ dick im Vergleich zu anderen Elementen erscheinen, wurde diese Dicke ebenfalls in der Zeichnung verwendet, um hauptsächlich die Kontakte in den Figuren sichtbar zu machen, obwohl diese Kontakte in einem tatsächlichen Bauelement mikroskopisch dünn sein würden, im allgemeinen dünner als einige wenige Mikrometer.
Das Material von Block 37 weist zustzlich zu Schalldmpfungseigenschaften eine Schallimpedanz und/oder eine Schallgeschwindigkeit auf, die ausgewählt ist, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Wenn von dem Array 15 beispielsweise schmale Schallpulse gewünscht werden, dann würde das Material von Block 37 normalerweise ausgewählt werden, um eine Schallimpedanz aufzuweisen, die im wesentlichen die Schallimpedanz des Wandlerelements 13 anpaßt. Wo aufgrund anderer Überlegungen eine solche Anpassung nicht möglich sein kann, kann eine Anpassungsschicht zwischen den Wandlerelementen und dem Träger geschaffen werden, um die Anpassung zu verbessern. Wenn die Klebmittelschicht zwischen den Wandlerelementen 13 und dem Träger 27 dünn genug gehalten wird, um keinen Schalleffekt aufzuweisen, würde dies zur Folge haben, daß im wesentlichen die gesamte Schallenergie, die von der Oberfläche 17 des Wandlerelements 13 emittiert wird, sich in dem Block ausbreitet und in demselben gedämpft wird. Wenn eine erhöhte Leistung gewünscht wird, und wenn keine geeignete Lastanpassung auf der Oberfläche 21 existiert, kann das Material für den Block 37 gewählt werden, um einen gewünschten Grad an Schallimpedanzfehlanpassung mit den Elementen 13 aufzuweisen. Das Material und die Dicke des Blocks 37 werden derart gewählt, daß die Schallenergie, die in den Block gekoppelt wird, in dem Block ganz oder fast ganz gedämpft wird, derart, daß keine wesentlichen Reflexionen von Schallenergie, die in den Block gekoppelt wird, die Wandlerelemente erreichen.
Unter der Annahme, daß die elektrischen Leiter 39 dick genug sind, damit in dieselben Schallenergie gekoppelt wird, wie es normalerweise der Fall sein würde, wenn ein einzelner Leiter pro Element verwendet wird, besteht ein potentielles Problem bei dem oben genannten darin, daß diese Energie mit geringer Dämpfung zu dem Schaltungselement 19 übertragen wird, und daß ein bedeutsamer Anteil dieser Energie in die Leiter 39 von dem Schaltungselement 19 und durch die Leiter zu dem Element 13 zurück reflektiert werden könnte, was zur Folge hat, daß Bildfehler in dem angezeigten Signal erscheinen. Dieses Problem kann überwunden werden, indem der Block 37 aus einem Material mit geeigneten Schalleigenschaften gebildet wird.
Die interessierenden Schalleigenschaften beim Entfernen von Schallenergie von den Drähten (was dazu führt, daß die Energie in dem Block gedämpft wird> sind die relativen Schallimpedanzen der Materialien für den Draht und den Träger und die relativen Schallgeschwindigkeiten dieser Materialien. Wie oben gezeigt wurde, würde insbesondere eine Impedanzanpassung zwischen den Drähten und dem Träger den Fluß von Schallenergie von den Drähten in den Träger möglich machen. Dieses allein kann jedoch nicht ausreichend sein, um einen wesentlichen Teil der Schallenergie von den Drähten zu ziehen. Um diesen Prozeß weiter zu erleichtern, ist es wünschenswert, daß die Schallgeschwindigkeit der Drähte wesentlich größer als die Schallgeschwindigkeit des Trägers oder mindestens eines Abschnitts des Trägers ist, der die Drähte umgibt. Dies hat zur Folge, daß die Drähte und der Träger als ein umgekehrter Wellenleiter oder Anti-Wellenleiter funktionieren, wobei die relativen Geschwindigkeiten des Kerns und der äußeren Abschirmung bezüglich den Verhältnissen eines Schallwellenleiters umgekehrt werden, derart, daß die Schallenergie aus dem Draht herausgeleitet wird und nicht in den Draht zurückgeleitet wird, wie es bei dem Wellenleiter der Fall ist.
Der gewünschte Unterschied in der Schallgeschwindigkeit kann auf mehrere Wege erreicht werden. Ein Weg besteht darin, nur eine Struktur, wie die, die in Fig. 4 gezeigt ist, zu haben, wobei das Material des Trägers 37 ein Material ist, das eine niedrigere Schallgeschwindigkeit als die Drähte aufweist. Um das Entfernen von Schallenergie von den Drähten weiter zu erleichtern, können die Kerndrähte, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, plattiert, umhüllt, ummantelt oder auf eine andere Art und Weise mit einem Material 41 bedeckt sein, das eine niedrigere Schallgeschwindigkeit als der Kerndraht aufweist. Die bedeckten Drähte werden dann in einem Trägermaterial 37 eingebettet, wobei das Trägermaterial vorzugsweise eine Schallimpedanz, die im wesentlichen die des äußeren Materials der bedeckten Drähte anpaßt und eine Schallgeschwindigkeit aufweist, die kleiner als die des Abdeckungsmaterials ist. Die :ußere Abdeckung, die auf dem Draht gebildet ist, kann aus einem leitfähigen Material bestehen, dieselbe besteht jedoch vorzugsweise aus einem Isoliermaterial. Ein Vorteil bei der Verwendung eines Isoliermaterials für diesen Zweck und insbesondere bei der Verwendung eines Materials mit einer niedrigen dielektrischen Konstante besteht darin, daß zusätzlich zum Schaffen der gewünschten Schallgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Draht und seiner äußeren Ummantelung ebenfalls eine zusätzliche Isolation zwischen den Drähten geschaffen wird, um jede Hochfrequenz- oder andere kapazitive Kopplung zu vermeiden, welche andernfalls zwischen den nah-beabstandeten Drähten auftreten würde. Geeignete Materialien, um die gewünschten Schallgeschwindigkeitsanpassungen zu erreichen, umfassen Kupfer oder Stahl für die leitenden Drähte mit einer Plattierung oder Umhüllung aus Aluminium und/oder Glas, Kunststoff oder Gummi, der zur Isolierung verwendet wird. Zur Umhüllung oder Plattierung kann ein Material verwendet werden, welches eine Schallgeschwindigkeit aufweist, die niedriger als die des Drahts ist, wobei die Isolierung, die eine noch niedrigere Schallgeschwindigkeit aufweist, dann verwendet wird, um das Entfernen von Schallenergie von den Drähten weiter zu verbessern.
Durch Schaffen der die Schallgeschwindigkeit verringernden Schicht oder von Schichten 41, die sich von jedem Draht nach außen erstrecken, in Verbindung mit den Schallimpedanzanpassungen an mindestens der Verbindung zwischen der äußeren Drahtummantelung und dem Träger, sollte es möglich sein, die meiste Schallenergie von den elektrischen Leitern 39 in den Block 37 zu koppeln, wobei diese Energie in demselben gedämpft wird. Reflexionen durch die Drähte werden somit im wesentlichen beseitigt. Bisher existiert jedoch ein bedeutsamer Unterschied zwischen den Schallimpedanzen der Wandler 13 und der Leiter 39 und somit des Blocks 37, an den diese Impedanzen angepaßt sind, wobei dies Reflexionen in den Wandlerelementen an den Oberflächen 17 und somit in einer Verschlechterung der Ausgabequalität resultiert.
Ein Weg, durch den die Impedanzfehlanpassung an der Oberfläche 17 beseitigt werden kann, besteht darin, den Block 37 aus einem Material mit einer Schallimpedanz zwischen der der Wandler 13 und der Leiter 39 zu bilden. Dies könnte die Reflexionen an der Oberfläche 17 als Ergebnis der Schallimpedanzfehlanpassung an dieser Oberfläche reduzieren, während es immer noch möglich ist, daß eine bestimmte Schallenergie von den Leitern 39 in den Block 37 gekoppelt wird. Wenn die Schalifehlanpassung zwischen den Wandlerelementen und den Leitern 39 jedoch wesentlich ist, kann diese Möglichkeit weder akzeptable Pulsbreiten noch einen annehmbaren Energiepegel, der von den Drähten gekoppelt wird, schaffen.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem dieses Problem gelöst wird, indem der Block 37 aus zwei getrennten Materialschichten gebildet wird. Das Material einer oberen Schicht 37a des Blocks kann aus einem Material mit einer Schallimpedanz sein, welche im wesentlichen die der Wandlerelemente 13 anpaßt, wodurch sichergestellt wird, daß die meiste Schallenergie an der rückwärtigen Oberfläche 17 in einen Blockabschnitt 37a gekoppelt wird. Das Material dieses Blockabschnitts sollte ferner eine ausreichende Schalldämpfung aufweisen, um die gekoppelte Schallenergie im wesentlichen zu dämpfen. Der Abschnitt 37a kann eine dünne Schallanpassungsschicht sein, sie ist jedoch vorzugsweise dick genug, um auch eine Dämpfung zu schaffen.
Der Blockabschnitt 37b kann aus einem Material gebildet sein, das speziell dazu entworfen ist, um die Schallenergie in den Drähten zu dämpfen. Dieses Material könnte eine Schallimpedanz haben, welche die Schallimpedanz der Drähte 39 im wesentlichen anpaßt, wobei zugelassen wird, daß Schallenergie in die Drähte gekoppelt wird, um in die Blockschicht 37b zu gelangen, wo dieselbe gedämpft werden kann. Wie vorher erwähnt wurde, sollte diese Schicht ebenfalls eine geeignete Schallgeschwindigkeit aufweisen, um eine solche Energieübertragung möglich zu machen, wobei die Drähte vorzugsweise als umgekehrte Wellenleiter gebildet/ummantelt sein sollten, um diesen Prozeß weiter zu erleichtern.
Ein potentielles Problem bei der Struktur, die in Fig. 5 gezeigt ist, besteht darin, daß die Reflexionen von Schallenergie an dem Übergang der Schichten 37a und 37b auftreten werden. Die Schicht 37a sollte somit eine ausreichende Dicke aufweisen, um die Schallenergie, die in dieselbe gekoppelt wird, im wesentlichen zu dämpfen, derart, daß die Schallenergie die an dem Übergang zwischen den beiden Schichten reflektiert wird, ganz oder fast ganz bei ihren zwei Durchläufen durch die Schicht 37a gedämpft wird.
Alternativ können eine oder mehrere Impedanz-anpassende Schichten zwischen den Schichten 37a und 37b geschaffen werden, um Reflexionen an dem Schichtübergang zu minimieren, oder die Materialmischung kann allmählich über eine Zwischenregion des Blocks 37 variiert werden, derart, daß kein scharfer, Reflexions-bewirkender Schallimpedanzübergang in den Block existiert. Durch Schaffen entweder einer Mehrzahl von diskreten Schichten in dem Block 37 und durch allmähliches Variieren der Schallimpedanz über der Tiefe des Blocks 37 oder durch eine Kombination dieser Techniken kann somit ein annähernd optimaler Zustand der Schallanpassung an dem Übergang der Oberflächen 17 und 31 für Pulsbreite und Leistungssteuerung erreicht werden, während Schallreflexionen einschließlich der Reflexionen durch die Leiter 39 minimiert werden.
Fig. 5 stellt ebenfalls eine andere Alternative bei dem Aufbau dieser Erfindung dar, indem die Kontakte 22 und 41 durch Leiter 39 ersetzt wurden, die sich über das Ende des Blocks 37 hinaus erstrecken und indem diese sich erstreckenden Leiter durch plattierte Durchgangslöcher 45 in der Schaltungsplatine 19 gelangen und indem die sich erstreckenden Anschlußleitungen in den plattierten Durchgangslöchern durch in der Technik bekannte Standardtechniken, wie z.B. Löten, befestigt werden.
Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches sich in zwei Punkten von den Ausführungsbeispielen, die vorher diskutiert wurden, unterscheiden. Zuerst wird statt des Bildens des Blocks 37 aus mehrfachen Schichten der Block gebildet, indem ein Material 37c geschaffen wird, das jeden der Leiter 39 einbettet, ummantelt oder auf andere Weise umgibt, um Stäbe zu bilden, welche durch ein schalldämpfendes Epoxid oder ein anderes geeignetes Material 37d zusammengehalten werden. Das Material 37c sollte Impedanzangepaßt sein und eine niedrigere Schallgeschwindigkeit aufweisen, als das Material der Leiter 39, um zuzulassen, daß die Schallenergie, die in die Leiter gekoppelt wird, entfernt und gedämpft wird, während das Verbindungsmaterial 37d aus einem Material ist, das eine geeignete Schallimpedanz aufweist, um einen gewünschten Anpassungsgrad mit den Wandlerelementen 13 zu erreichen. In der Praxis würden die Stäbe, die aus dem Material 37c gebildet sind, relativ dünn sein, daß der größte Teil des Materials des Blocks 37 das Material 37d sein würde, das es erlaubt, daß eine gute Schallanpassung mit den Wandlerelementen erreicht wird. Somit schafft das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 im wesentlichen dieselben Vorteile wie das Ausführungsbeispiel von Fig. 5, indem sowohl eine Schallanpassung als auch eine Minimierung der Reflexionen erreicht wird.
Darüberhinaus sind die Leiter 39a in Fig. 6 als zwei oder mehr getrennte elektrische Leiter gezeigt, die zusammengeflochten sind. Der Vorteil der Verwendung mehrerer elektrischer Leiter besteht darin, daß die Schallkopplung in die Drähte reduziert wird, da die einzelnen Drähte dünner werden. Wenn die Leiter 39a genug Leiter aufweisen, daß eine ausreichende Leitung erreicht werden kann, während jeder einzelne Leiter dünn genug ist, damit im wesentlichen keine Schallenergie in denselben gekoppelt wird, dann wird das Material 37c nicht benötigt, und der Block 37 weist die Konfiguration, die in Fig. 4 gezeigt ist, auf, wobei die Impedanzanpassung zwischen den Wandlerelementen und dem Block die Hauptüberlegung beim Auswählen der Schallimpedanz des Blocks ist. Wenn ein Aufbau, wie z.B. der, der in Fig. 6 gezeigt ist, mit geflochtenen Drähten verwendet wird, könnte das Material der Stäbe 37c eine Impedanzanpassung mit den Wandlerelementen bis zu einem ausgewählten Grad herbeiführen.
Fig. 7 zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Block 37e aus einem gewebten Verstärkungs-Textilerzeugnis gebildet ist, das mit einem Schalldämpfungsmaterial mit einer Schallimpedanz imprägniert ist, die einen gewünschten Anpassungsgrad mit der Schallimpedanz der Wandlerelemente 13 aufweist. Die Fasern in dem Träger, die sich in der Richtung von der oberen Oberfläche 31 zu der unteren Oberfläche 33 erstrecken, sind leitend, während die Fasern in allen anderen Richtungen nicht leitend sind. Die leitenden Fasern stellen somit einen Kontakt mit den Kontakten 35 und 41 über den im wesentlichen gesamten Bereich dieser Kontakte her. Indem jedoch eine ausreichende Beabstandung zwischen den Kontakten geschaffen wird, und indem die Webart im wesentlichen in einem Abstand gehalten wird, kann das Gegensprechen zwischen Fasern für benachbarte Elemente vermieden werden. Da die Fasern für das Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 7 gezeigt ist, sehr dünn sind, wird im wesentlichen keine Schallenergie in diese Fasern gekoppelt, wobei die Schallimpedanz des Imprägniermaterials somit ausgewählt werden kann, um eine gewünschte Schallimpedanzanpassung mit den Wandlerelementen 13 zu erreichen.
Eine weitere Art und Weise, auf die dünne Leiter erhalten werden können, wodurch die Schallkopplung in die elektrischen Leiter 39 reduziert wird, besteht darin, statt runder Drähte eine flache leitende Folie als die Leiter zu verwenden. Dieses Ausführungsbeispiel besitzt den zusätzlichen Vorteil, das Metall zu verteilen, wodurch kleinere elektrische Induktivitäten geschaffen werden. Flache Folien können in jeder Konfiguration, in der Drähte verwendet werden, verwendet werden, obwohl kaum ein Grund existieren würde, um derartige Folien in einer geflochtenen Mehrdraht-Konfiguration zu verwenden.
Fig. 9 stellt eine andere Art und Weise dar, auf die die Vorteile einer flachen leitenden Folie, d.h. das reduzierte Koppeln und die reduzierte Induktivität, erreicht werden können. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Folie in einer Röhre 42 gebildet, welche beispielsweise um einen Kern 44 eines Trägermateriales gewickelt ist, welches typischerweise das gleiche Trägermaterial wie das des Rests des Trägers 37 sein kann. Die dünne Schicht 42 des leitenden Materials kann ferner durch Vakuumabscheidung, Plattieren oder durch andere in der Technik bekannte Techniken zum Bilden einer dünnen Metallummantelung auf einem isolierenden Substrat auf dem Kern 44 gebildet sein.
Wenn die verwendeten Leiter 39 nicht ausreichend dünn sind, um das Koppeln von Schallenergie in dieselben zu vermeiden, wie es z.B. der Fall sein würde, wenn nur ein einzelner Leiter 39 verwendet wird, dann kann der Betrag der Schallenergie, der in die Leiter 39 gekoppelt wird, reduziert werden, indem die Tatsache ausgenützt wird, daß die Schallausgabe von einem Wandlerelement in der Mitte desselben am größten ist und auf eine vorhersagbare Art und Weise für Punkte auf der Oberfläche 17 eines Wandlerelementes, die von dieser Mitte entfernt sind, abnimmt. Somit kann durch Bewegen der Leiter 39 aus der Mitte der Kontakte 35 und somit aus der Mitte der Wandlerelemente und insbesondere in eine Ecke des Kontakte/Wandler-Elemente, wie für die Leiter 39a in Fig. 10 gezeigt ist, das Koppeln von Schallenergie in die Leiter im wesentlichen reduziert werden. Diese Reduktion der Schallkopplung kann ausreichend sein, um den Bedarf zu beseitigen, diese Schallenergie von den elektrischen Leitern auf die vorher beschriebenen verschiedenen Arten zu entfernen.
Die Schallenergie, die in die elektrischen Leiter 39 gekoppelt wird, kann ferner reduziert werden, indem die Tatsache ausgenützt wird, daß die Wandlerelemente 13 in einem Wandlerarray 15 durch ein Material, welches keine Schallenergie emittiert, voneinander beabstandet sind. Somit kann durch Erweitern der Kontakte 35 und 43 in den Bereich unter diesem Material, wie es beispielsweise durch einen Kontakt 35b in Fig. 10 gezeigt ist, und durch das Positionieren der Leiter 39b unter diese Erweiterung die Schallkopplung in die Leiter 39 noch weiter reduziert werden.
In der bisherigen Diskussion wurde angenommen, daß das Wandlerarray 15 und das Schaltungselement 19 im wesentlichen zueinander parallel sind, derart, daß die Ober- und Unterseite des Blocks 27 ebenfalls im wesentlichen parallel sind. Wie es jedoch in den Fig. 11 bis 14 dargestellt ist, stellt dies keine Begrenzung der Erfindung dar und kann tatsächlich sogar die bevorzugte Form der Erfindung sein. Durch Schaffen einer Schräge auf entweder der oberen, unteren oder auf beiden Oberflächen des Blocks 37 wird mehr Schaltungsbereich geschaffen, um einen Kontakt zwischen den Anschlußleitungen 39 und den Kontakten auf dem Wandlerarray und/oder dem Schaltungselement herzustellen. Für Arrays hoher Dichte kann dieser zusätzliche Kontaktbereich wünschenswert sein. Die Fig. 11 und 12 zeigen Konfigurationen, bei denen nur die untere Oberfläche des Blocks 37 abgeschrägt ist, um einen zusätzlichen Kontaktbereich mit Schaltungsplatinen 19 zu schaffen, während die Fig. 13 eine Anordnung zeigt, bei der sowohl die obere als auch die untere Oberfläche abgeschrägt sind. Fig. 14 zeigt eine weitere Anordnung, bei der die Anschlußleitungen, statt daß sie gerade und parallel sind, in einem beabstandeten, gekrümmten Muster ausgeführt sind, wobei die Schaltungsplatinen 19 auf den Seiten des Blocks und nicht an der Unterseite angrenzend angeordnet sind. Es ist ferner möglich, daß der Block mit zwei abgeschrägten Seiten geformt ist, wobei sich die Anschlußleitungen 39 in Winkeln erstrecken, die im wesentlichen zu den Wänden der Pyramide parallel sind. Eine derartige Konfiguration würde ebenfalls einen größeren Kontaktbereich auf der Schaltungsplatine schaffen, während immer noch die Verwendung eines dicht gepackten zweidimensionalen Wandlerarrays erlaubt sein würde. Während aus Darstellungsgründen die verschiedenen Konfigurationen in den Fig. 11 bis 14 gezeigt wurden, als ob sie von dem Typ wären, der in Fig. 4 dargestellt ist, ist es ferner offensichtlich, daß die alternativen Blockformen, die in diesen Figuren gezeigt werden, ebenfalls mit anderen Formen der Erfindung, wie z.B. diesen, die in den Fig. 5, 6, 8 und 9 gezeigt sind, verwendet werden können.
Es existiert eine Anzahl von Weisen, auf die Träger, wie z.B. diese, die in den verschiedenen Figuren gezeigt sind, hergestellt werden können. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 6 gezeigt ist, können beispielsweise dünne Drähte mit einem isolierenden Träger ummantelt oder mit einem gespritzten Isolierträger bedeckt werden. Die ummantelten oder bedeckten Drähte können dann gestapelt und verbunden werden, um einen Träger, wie z.B. den, der in Fig. 6 gezeigt ist, zu bilden, indem Techniken verwendet werden, die denen ähnlich sind, die beim Herstellen von optischen Lichtwellenleiter-Mosaik-Schirmplatten verwendet werden. Sobald der Träger gebildet ist, können die Seiten 31 und 33 metallisiert und geätzt werden, um die gewünschten Kontakte über den Leitern 39 zu bilden.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen können die Schichten von dünnen Drähten in dem Blockmaterial gegossen werden, wobei eine Schicht zu einem Zeitpunkt geformt wird, oder dieselben können in einer Gußform angeordnet werden, oder in einer Form, die dann mit dem Blockmaterial gefüllt wird. Weitere Möglichkeiten umfassen das Einspeisen einer Matrix der dünnen Drähte in eine Gleitschalung, welche durchgehend oder periodisch mit dem Material des Blocks 37 gefüllt wird. Das Material könnte dann ausgehärtet und die Blöcke 27 in Lagen abgetragen werden. Noch eine weitere Alternative könnte darin bestehen, abwechselnd Reihen von dünnen Drähten auf Schichten von B-Stufen-Epoxid zu legen, das mit Schallabsorbierern beladen ist. Der Stapel wird aus entgegengesetzten Schichten aufgebaut, bis die gewünschte Anzahl von Leiterreihen erreicht ist, wonach das B-Stufen-Epoxid vollständig ausgehärtet wird. Weitere Techniken zum Bilden der verschiedenen Träger dieser Erfindung sind Fachleuten offensichtlich und könnten entsprechend ihrer Eignung verwendet werden.

Claims

1. Ein Träger (27) zum schnittstellenmäßigen Verbinden eines akustischen Wandlerarrays, das eine Mehrzahl von Wandlerelementen (13) aufweist, wobei jedes eine erste akustische Impedanz, eine Rückseite (17) und einen ersten elektrischen Kontakt (43) an der Rückseite aufweist, mit einem elektrischen Schaltungselement (19), das einen Schaltungskontakt (22, 45) für jedes Wandlerelement (13) aufweist, wobei der Träger (27) folgende Merkmale aufweist:

einen Block (37) aus schalldämpfendem Material, der eine erste Seite (31) und eine zweite Seite (33) aufweist und eine akustische Impedanz an der ersten Seite aufweist, die bezüglich der ersten akustischen Impedanz einen Wert aufweist, derart, daß die akustische Energie des Elements an der Rückseite, die in den Block gekoppelt wird, nicht reflektiert wird;

mindestens einen elektrischen Leiter (39) für jedes Wandlerelement (13), wobei sich die Leiter (39) durch den Block (37) zwischen der ersten (31) und zweiten (33) Seite erstrecken, wobei die Wandler (39) für benachbarte Wandlerelemente (13) nicht in elektrischem Kontakt stehen;

einen zweiten elektrischen Kontakt (35) an der ersten Seite (31) des Blocks (37) für jedes Wandlerelement, wobei jeder zweite elektrische Kontakt den entsprechenden mindestens einen elektrischen Leiter (39) und den elektrischen Kontakt (43) an der Rückseite jedes Wandlerelements kontaktiert; und

eine Einrichtung (41) an der zweiten Seite (33) des Blocks (37) zum Bewirken eines elektrischen Kontakts zwischen dem Schaltungskontakt (22) für das Wandlerelement und dem entsprechenden mindestens einen elektrischen Leiter (39);

gekennzeichnet durch,

eine Einrichtung zum Reduzieren der Kopplung von akustischer Energie von den Wandlerelementen in die elektrischen Leiter.

2. Ein Träger (27) gemäß Anspruch 1, bei dem jeder der elektrischen Leiter (39) ausreichend dünn ist, derart, daß eine geringe Kopplung von akustischer Energie in denselben existiert.

3. Ein Träger (27) gemäß Anspruch 2, bei dem die elektrischen Leiter dünne Metallfolien (42) sind.

4. Ein Träger (27) gemäß Anspruch 1, bei dem die elektrischen Leiter (39) von der Mitte der Rückseite jedes Wandlerelements entfernt positioniert sind.

5. Ein Träger (27) zum schnittstellenmäßigen Verbinden eines akustischen Wandlerarrays, das eine Mehrzahl von Wandlerelementen (13) aufweist, wobei jedes derselben eine erste akustische Impedanz, eine Rückseite (17) und einen ersten elektrischen Kontakt (43) an der Rückseite aufweist, mit einem elektrischen Schaltungselement (19), das einen Kontakt (22, 45) für jedes Wandlerelement (13) aufweist, wobei der Träger (27) folgende Merkmale aufweist:

einen Block (37) aus schalldämpfendem Material, der eine erste Seite (31) und eine zweite Seite (33) aufweist und eine akustische Impedanz an der ersten Seite aufweist, welche bezüglich der ersten akustischen Impedanz einen Wert aufweist, derart, daß die akustische Energie des Elements an der Rückseite, die in den Block gekoppelt wird, nicht reflektiert wird;

mindestens einen elektrischen Leiter (39) für jedes Wandlerelement (13), wobei sich die Leiter (39) durch den Block (37) zwischen der ersten (31) und zweiten (33) Seite erstrecken, wobei die Leiter (39) für benachbarte Wandlerelemente (13) nicht in elektrischem Kontakt stehen;

eine Einrichtung (41) an der zweiten Seite (33) des Blocks (37) zum Bewirken eines elektrischen Kontakts zwischen dem Schaltungskontakt (22) für das Wandlerelement und dem entsprechenden mindestens einem elektrischen Leiter (39);

gekennzeichnet durch,

eine Einrichtung, die den mindestens einen Leiter (39) zum Dämpfen der akustischen Energie auf dem Leiter (39) umgibt.

6. Einen Träger (27) gemäß Anspruch 5, bei dem die elektrischen Leiter (39) eine zweite akustische Impedanz aufweisen; und bei dem die Dämpfungseinrichtung Stäbe (41) aufweist, die aus schalldämpfendem Material gebildet sind, wobei das Material eine akustische Impedanz, die im wesentlichen die zweite akustische Impedanz anpaßt, und ein schalldämpfendes Material (37) aufweist, das die Stäbe untereinander verbindet.

7. Ein Träger (27) gemäß Anspruch 5, bei dem jeder elektrische Leiter (39) eine erste Schallgeschwindigkeit aufweist, und bei dem die Dämpfungseinrichtung eine zweite Schallgeschwindigkeit aufweist, die kleiner als die erste Schallgeschwindigkeit ist.

8. Ein Träger (27) gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Block (37) aus einem Material ist, das eine im wesentlichen gleichmäßige akustische Impedanz aufweist.

9. Ein Träger (27) gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die akustische Impedanz des Blocks (37) in verschiedenen Bereichen desselben unterschiedlich ist.

10. Ein Träger (27) gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dicke des Blocks (37) zwischen der ersten (31) und zweiten (33) Seite ausreichend ist, derart, daß die gesamte akustische Energie von den Wandlerelementen (13), die in denselben gekoppelt wird, gedämpft wird, wodurch im wesentlichen keine Schallreflexionen an den Wandlerelementen existieren.

11. Ein Träger (27) gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder elektrische Leiter (39) eine erste Schallgeschwindigkeit aufweist, und bei dem das Material des Blocks (37) eine zweite Schallgeschwindigkeit aufweist, die kleiner als die erste Schallgeschwindigkeit ist.

12. Ein Träger (27) gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Leiter (37) in den Block (37) des Trägers (27) eingebettet sind.