JP2007507311A - 3dイメージングのためのマイクロ加工超音波トランスデューサ・アレイ及びその操作方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
本出願は、2003年10月3日に提出された、米国特許仮出願第60/508,481号に対する優先権を主張するものであり、その内容が、あらゆる目的のために、本明細書において、参考までにそっくりそのまま援用されている、共同所有のPanda他の米国特許出願第10/819,094号(以後、「094出願」)、及び、その前に提出された「Method and Apparatus for Improving the Performance of Capacitive Acoustic Transducers using Bias Polarity Control and Multiple Firings」と題する仮出願第60/460,638号の一部継続出願であって、それらから合衆国法典第35条第120項に基づく優先権の恩典を請求するものであり、また、その内容が、あらゆる目的のために、本明細書において、参考までにそっくりそのまま援用されている、共同所有のDaft他の「Microfabricated Ultrasonic Transducers with Bias Polarity Beam Profile Control and Method of Operating the Same」と題する米国特許出願第10/367,106号(以後、「106出願」)の一部継続出願である。
201、202、203 トランスデューサ・セル
210 トランスデューサ素子
220 高さ方向列バイアス・ライン
221B、222B、223B 素子間相互接続
231B、232B、233B ボイド領域
241B、242B、243B 上部電極
251B、252B 素子内相互接続
310 基板
320 熱酸化物層
331B 下部電極
340 下部絶縁層
360 上部絶縁層
370 絶縁材料
400 方位素子接続
520 マルチプレクサ
530、540 バイアス源
550 EPROM
700 トランスデューサ・アレイ
710 凸面
Claims (18)
- 複数のトランスデューサ素子と、複数の高さ方向アパーチャに対応する、各トランスデューサ素子内の複数のトランスデューサ部分素子を備え、前記複数のトランスデューサ素子内の隣接部分素子が、同じ高さ方向アパーチャに対応し、各トランスデューサ部分素子に少なくとも1つのトランスデューサ・セルが含まれる、容量形マイクロ加工トランスデューサ・アレイを用いて、3D画像を描画するためのイメージング・データを得る方法であって、
前記複数の高さ方向アパーチャの少なくとも1つを選択するステップと、
前記選択された高さ方向アパーチャの1つから画像データを検出するステップ、及び、
前記検出画像データを出力するステップを含む、
前記選択された高さ方向アパーチャの1つにおいて前記トランスデューサ・アレイの走査を行うステップと、
前記3D画像の描画に必要なイメージング・データが得られるようにするため、複数の異なる高さ方向アパーチャについて前記選択及び走査ステップを反復するステップが含まれている、
ことを特徴とする方法。 - 前記選択ステップによって、前記複数の高さ方向アパーチャのうちから1つだけしか選択されないことと、前記走査ステップに、前記選択された高さ方向アパーチャの1つ以外の全ての高さ方向アパーチャをほぼオフにするため、トランスデューサ部分素子にバイアスをかけるステップが含まれることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 各高さ方向アパーチャにバイアスをかけるステップによって、前記選択された高さ方向アパーチャに関連しない、各トランスデューサ・セルに関連した振動ドラムを動かないようにするため、ゼロ・バイアスが加えられることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 各高さ方向アパーチャにバイアスをかけるステップによって、前記選択された高さ方向アパーチャに関連しない、各トランスデューサ・セルに関連した振動ドラムを動かないようにするため、大きいバイアスが加えられることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 各高さ方向アパーチャにバイアスをかけるステップによって、前記選択された高さ方向アパーチャに関連した高さ方向列バイアス・ラインに交番バイアスが加えられることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記選択された少なくとも1つの高さ方向アパーチャのサイズが、前記検出ステップが行われる時間期間にわたって大きくなることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 隣接する高さ方向アパーチャを利用して、前記選択された高さ方向アパーチャの1つのサイズを拡大することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記出力ステップにおいて、同じ出力回路要素を用いて、異なる高さ方向アパーチャのそれぞれに関連した画像データが出力されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記選択された高さ方向アパーチャの1つの走査ステップに、さらに、高さ方向の集束を改善するためのフレネル集束が含まれることと、前記フレネル集束によって、前記選択された高さ方向アパーチャの1つに関連したいくつかの高さ方向列バイアス・ラインのバイアス振幅が180度反転されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記選択ステップによって、複数の異なる高さ方向アパーチャが選択されることと、前記走査ステップに、前記選択された高さ方向アパーチャ以外の全ての高さ方向アパーチャをほぼオフにするため、トランスデューサ部分素子にバイアスをかけるステップが含まれることと、前記選択された高さ方向アパーチャのそれぞれが、受信データを異なるように符号化することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記走査ステップに、さらに、異なる高さ方向アパーチャのそれぞれについて、異なる周波数帯域の送信放射を行うステップが含まれることと、異なる各高さ方向アパーチャが、周波数帯域に従って受信データを符号化することを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- さらに、前記トランスデューサ・アレイを湾曲させて、走査及び検出ステップ中、同じ湾曲が保たれるようにするステップが含まれることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 複数のトランスデューサ素子と、複数の高さ方向アパーチャに対応する、各トランスデューサ素子内の複数のトランスデューサ部分素子を備え、前記複数のトランスデューサ素子内の隣接部分素子が、同じ高さ方向アパーチャに対応し、各トランスデューサ部分素子に、少なくとも1つのトランスデューサ・セルが含まれており、前記複数のトランスデューサ部分素子のそれぞれが、問題となる所定の周波数帯域に関する画像スライス・データの取得を可能にするアパーチャ・サイズを備えている、容量形マイクロ加工トランスデューサ・アレイと、
異なる高さ方向アパーチャにおける前記アレイの走査を実施して、3D画像の描画に必要な画像スライス・データを取得するための手段が含まれていることを特徴とする、
3D画像を描画するための画像データを取得することが可能な装置。 - 前記走査手段に、現在走査中の前記高さ方向アパーチャ内におけるいくつかのトランスデューサ部分素子にバイアスをかけ、前記現在走査中の高さ方向アパーチャ以外の全ての高さ方向アパーチャをほぼオフにするバイアス回路が含まれることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- さらに、検出画像データを出力する出力回路要素が含まれることと、同じ出力回路要素が、異なる各高さ方向アパーチャに関連した画像データの出力に用いられることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 前記トランスデューサが湾曲していることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- さらに、各部分素子に関連した複数の高さ方向列バイアス・ラインが含まれ、いくつかの高さ方向列バイアス・ラインのバイアス振幅が180度反転されることによりフレネル集束がなされることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
- 前記走査手段に、高さ方向アパーチャの1つに関連した画像データの検出が行われる時間期間にわたって、アパーチャ・サイズを大きくするための手段が含まれることを特徴とする、請求項13に記載の装置。
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