JP2020502944A5 - - Google Patents

Claims (17)

1. ＣＭＵＴセルの超音波アレイであって、各ＣＭＵＴセルが、基板、前記基板に結合された第１の電極、前記第１の電極から少なくとも部分的に空間的に分離された可撓性メンブレン、及び前記可撓性メンブレンに結合された第２の電極を含む、ＣＭＵＴセルの超音波アレイと、
   前記超音波アレイに結合された電圧源であって、前記ＣＭＵＴセルのアレイを崩潰モードで動作させ、各ＣＭＵＴセルの前記電極にバイアス電圧及び刺激電圧のパルスのシーケンスを供給する、電圧源と、
   印加された刺激電圧の前記パルスの間に、前記ＣＭＵＴセルのうちの少なくとも１つのＣＭＵＴセルのキャパシタンスの指標値を導き出し、前記キャパシタンスの前記指標値に基づいて前記ＣＭＵＴセルのドリフト電圧の指標値を決定するキャパシタンス感知回路であって、前記ドリフト電圧は前記ＣＭＵＴセルの崩潰電圧のシフト又は変化である、キャパシタンス感知回路と
   を備える、超音波システム。
2. 前記電圧源が、
   各ＣＭＵＴセルの前記電極の一方にバイアス電圧を供給し、
   前記ＣＭＵＴセルの前記電極の他方に刺激電圧を供給する、
   請求項１に記載の超音波システム。
3. 前記キャパシタンス感知回路が、
   所定の電圧を有するテスト信号を生成することと、
   前記テスト信号の減衰信号を測定することであって、前記テスト信号が少なくとも前記ＣＭＵＴセルのインピーダンスによって減衰される、測定することと、
   前記減衰信号と前記テスト信号とに基づいて前記ＣＭＵＴセルのインピーダンスを決定することと、
   決定された前記インピーダンスに基づいて前記ＣＭＵＴセルの前記ドリフト電圧を決定することと
   を行う、請求項１又は２に記載の超音波システム。
4. 前記ドリフト電圧の絶対値が所定の値を超えていることに応じて、前記電圧源が、さらに、前記バイアス電圧の極性を反転させる、請求項３に記載の超音波システム。
5. 前記ドリフト電圧の前記絶対値が所定の値を超えていることに応じて、前記電圧源が、さらに、前記刺激電圧の極性を反転させる、請求項３に記載の超音波システム。
6. 前記電圧源が、前記極性を１マイクロ秒未満で反転させる、請求項４又は５に記載の超音波システム。
7. ＣＭＵＴセルの超音波アレイであって、各ＣＭＵＴセルが、基板、前記基板に結合された第１の電極、前記第１の電極から少なくとも部分的に空間的に分離された可撓性メンブレン、及び前記可撓性メンブレンに結合された第２の電極を含む、ＣＭＵＴセルの超音波アレイを備える、超音波システムであって、
   前記超音波システムが、
   前記超音波アレイに結合された電圧源であって、前記電圧源が電圧プロファイルのシーケンスを前記ＣＭＵＴセルの前記電極に供給し、各電圧プロファイルがバイアス電圧と刺激電圧とを含む、電圧源
   をさらに備え、
   前記シーケンスにおける各後続の電圧プロファイルの極性が、前の電圧プロファイルの極性と反対である、超音波システム。
8. 前記電圧源が、さらに、各後続の電圧プロファイルの極性を１マイクロ秒未満で反転させる、請求項７に記載の超音波システム。
9. 各ＣＭＵＴセルの前記第２の電極が、前記第１の電極と同心であり、
   前記第１の電極及び前記第２の電極の一方がリングを含み、前記リングの電極と第３の電極とが空間的に分離されるように前記リングの中央部分を占める当該第３の電極がある、請求項１、２又は７に記載の超音波システム。
10. 前記電圧源が、
    前記第１の電極に前記バイアス電圧を供給し、
    前記ＣＭＵＴセルの前記第２の電極に前記刺激電圧を供給する、請求項２から６に記載の超音波システム。
11. ＣＭＵＴセルを動作させるための方法であって、前記ＣＭＵＴセルが、
    基板と、
    前記基板に接続された第１の電極と、
    前記第１の電極から空間的に分離されている可撓性メンブレンと、
    前記可撓性メンブレンに接続された第２の電極と
    を備え、
    前記方法が、超音波生成サイクルのシーケンスを実行するステップを有し、各超音波生成サイクルが、
    前記ＣＭＵＴセルの前記電極のどちらかにバイアス電圧を供給するステップであって、前記バイアス電圧が前記ＣＭＵＴセルを崩潰モードへと駆動する、供給するステップと、
    前記ＣＭＵＴセルの前記電極のどちらかに刺激電圧を供給するステップであって、前記刺激電圧が前記可撓性メンブレンの一部分を所定の周波数で振動させる、供給するステップと、
    前記刺激電圧を取り除き、それによって、前記ＣＭＵＴセルが入来音響信号を受信できるようにするステップと
    を有し、
    前記シーケンスが、
    第１の極性の前記バイアス電圧を有する第１のサイクル、及び第１の極性とは反対の第２の極性の前記バイアス電圧を有する第２のサイクル、又は
    第１の極性の前記刺激電圧を有する第３のサイクル、及び第１の極性とは反対の第２の極性の前記刺激電圧を有する第４のサイクル
    を含む、方法。
12. 前記バイアス電圧がＣＭＵＴセルの前記第１の電極に供給され、前記刺激電圧が前記ＣＭＵＴセルの前記第２の電極に供給される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記シーケンスが、交互の前記第１及び第２のサイクル又は交互の前記第３及び第４のサイクルを含む、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 各前記超音波生成サイクルが、前記ＣＭＵＴセルのドリフト電圧を決定するステップを有する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ＣＭＵＴセルの前記ドリフト電圧を決定するステップが、
    所定の電圧を有するテスト信号を生成するステップと、
    前記テスト信号の減衰信号を測定するステップであって、前記テスト信号がキャパシタンス感知回路のインピーダンスによって減衰される、測定するステップと、
    前記減衰信号と前記テスト信号とに基づいて前記ＣＭＵＴセルのインピーダンスを決定するステップと、
    決定された前記インピーダンスに基づいて前記ＣＭＵＴセルの前記ドリフト電圧を決定するステップと
    を有する、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ドリフト電圧の絶対値が所定の値を超えていると決定したことに応じて、前記バイアス電圧の前記極性を反転させるステップをさらに有する、請求項１４又は１５に記載の方法。
17. 前記ドリフト電圧の絶対値が所定の値を超えていると決定したことに応じて、前記刺激電圧の前記極性を反転させるステップをさらに有する、請求項１４又は１５に記載の方法。