TWI822181B

TWI822181B - 轉接件及應用其之超音波探測器

Info

Publication number: TWI822181B
Application number: TW111126463A
Authority: TW
Inventors: 蔣富昇; 張喻涵
Original assignee: 佳世達科技股份有限公司
Priority date: 2022-07-14
Filing date: 2022-07-14
Publication date: 2023-11-11
Also published as: TW202402407A

Abstract

轉接件適於容納超音波換能器組件且包括隔板及本體。本體具有表面及容置槽。容置槽從表面延伸至隔板，超音波換能器組件可拆卸地配置在容置槽內。

Description

轉接件及應用其之超音波探測器

本發明實施例是有關於一種轉接件及應用其之超音波探測器。

超音波換能器組件用以偵測人體表面或內部組織情況。一般來說，當偵測時，超音波換能器組件會緊貼在受測體表面。然而，基於受測體表面的幾何型態，緊貼在受測體表面之超音波換能器組件不見得能取得預期的超音波成像品質。因此，提出一種新的超音波探測器以改善前述習知問題是本領域業者努力目標之一。

本發明一實施例提出一種轉接件。轉接件適於容納一超音波換能器組件且包括一隔板及一本體。本體具有一第一表面及一第一容置槽，第一容置槽從第一表面延伸至隔板，其中超音波換能器組件可拆卸地配置在容置槽內。

本發明另一實施例提出一種超音波探測器。超音波探測器包括一轉接件及一超音波換能器組件。轉接件包括一隔板及一本體，其中本體具有一第一表面及一第一容置槽，第一容置槽從第一表面延伸至隔板。超音波換能器組件可拆卸地配置在第一容置槽內。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

10:受測體

10s:表面

100:超音波探測器

110,210,310:轉接件

111,211,311:隔板

112,212:本體

112s1,212s1:第一表面

112s2,212s2:第二表面

112r1,212r1:第一容置槽

120:超音波換能器組件

120b:相對面

120e:感測面

120r:凹槽

130:電訊號連結件

131:第一端部分

132:第二端部分

140:連接件

140s:端面

140r1:凹槽

140r2:收納槽

150A:第一連接埠

150B:第二連接埠

150C:第三連接埠

150D:第四連接埠

212r2:第二容置槽

211s:承載面

112b:槽底面

213:填充物

212r3:連通孔

212w:內側壁

211e41:第一邊

211e42:第二邊

211A:連接部

211e1,211e2,211e3,211e4,311e1,311e2,311e3,311e4:側面

314:樞接件

E1:發射信號

R1:反射信號

第1A圖繪示依照本發明一實施例之超音波探測器的示意圖。

第1B圖繪示第1A圖之超音波探測器偵測受測體的示意圖。

第2圖繪示第1A圖之超音波探測器的分解圖。

第3圖繪示第1A圖與第1B圖之轉接件的示意圖。

第4圖繪示第2圖之連接件的示意圖。

第5A及5B圖繪示依照本發明另一實施例之轉接件的示意圖。

第6A及6B圖繪示依照本發明另一實施例之轉接件的示意圖。

請參照第1A~4圖，第1A圖繪示依照本發明一實施例之超音波探測器100的示意圖，第1B圖繪示第1A圖之超音波探測器100偵測受測體10的示意圖，第2圖繪示第1A圖之超音波探測器100的分解圖，第3圖繪示第1A圖與第1B圖之轉接件110的示意圖，而第4圖繪示第2圖之連接件140的示意圖。

如第1A~2圖所示，超音波探測器100包括轉接件110及超音波換能器組件120。轉接件110包括隔板111及本體 112，其中本體112具有第一表面112s1及第一容置槽112r1，第一容置槽112r1從第一表面112s1延伸至隔板111。超音波換能器組件120拆卸地配置在第一容置槽112r1內。透過轉接件110，可增加超音波探測器100與受測體10間的適配度，以獲得更好的超音波成像品質。此外，隔板111能產生墊高超音波換能器組件120的效果(增加超音波換能器組件120與受測體10之間的距離)，因此超音波探測器100能獲得優良的線性(linear)近場解析度。

如第1A及3圖所示，第一容置槽112r1具有一槽底面112b，槽底面112b與第一表面112s1的相對角度是固定的，即，隔板111與本體112為固定連接，二者無法相對活動。

如第1B及2圖所示，超音波換能器組件120具有相對之感測面120e與相對面120b。感測面120e用以發射超音波的發射信號E1，以及對應接收超音波的反射信號R1。

如第1B及3圖所示，轉接件110之本體112具有相對第一表面112s1之第二表面112s2。當超音波換能器組件120配置在轉接件110時，超音波換能器組件120之感測面120e與轉接件110之第二表面112s2同向。超音波探測器100可以轉接件110的第二表面112s2面向或緊貼在受測體10之表面10s上，以偵測受測體之表面10s或內部的組織狀況。當轉接件110的第二表面112s2面向或緊貼在受測體10之表面10s上時，可以膠布(未繪示)固定轉接件110與受測體10的相對位置。例如，以膠布跨過轉接件110及超音波換能器組件120，並黏合在受測體10上，以固定轉接件110(或超音波換能器組件120)與受測體10的相對位置。前述受測體10例如是如生物體(如人體或動物)人體的皮膚，然亦可為非生物體，如工業產品。

如第1A及2圖所示，超音波探測器100更包括電訊號連結件130及連接件140。電訊號連結件130具有第一端部分131與第二端部分132，其中第一端部分131連接於連接件140，第二端部分132連接於超音波換能器組件120的相對面120b。由於電訊號連結件130連接於相對面120b，相對面120b從轉接件110露出，因此從轉接件110之電訊號連結件130之相對面120b出線的電訊號連結件130不會與轉接件110干涉。在另一實施例中，電訊號連結件130亦可連接於超音波換能器組件120的側面(側面鄰接感測面120e與相對面120b)，而轉接件110對應側面之相同側具有可使超音波換能器組件120於組裝或拆卸於轉接件110時，不干涉電訊號連結件130行程的凹孔。

在本實施例中，電訊號連結件130具備可撓性且/或為長條形，因此可便於處置(如，收納、固定、黏貼等)，如此在偵測受測體10時不需持續手持超音波探測器100。在一實施例中，電訊號連結件130例如是軟性電路板，然本發明不受此限。

如第1A及2圖所示，超音波探測器100更包括第一連接埠150A及第二連接埠150B。第一連接埠150A配置在超音波換能器組件120。第二連接埠150B配置在電訊號連結件130的第二端部分132且用以連接第一連接埠150A。第一連接埠 150A與第二連接埠150B可拆式地連接，使超音波換能器組件120與電訊號連結件130係可拆的。在另一實施例中，第一連接埠150A與第二連接埠150B為不可拆式地連接(固定連接，如焊合)，使超音波換能器組件120與電訊號連結件130係不可拆的。此外，第一連接埠150A與第二連接埠150B之一者例如是公接頭，第一連接埠150A與第二連接埠150B之另一者例如是母接頭。

如第2圖所示，超音波換能器組件120具有凹槽120r，凹槽120r從相對面120b往內延伸。第一連接埠150A配置在凹槽120r內且從凹槽120r露出，以連接對應之連接埠。在另一實施例中，第一連接埠150A可配置相對面120b，且相對相對面120b突出。

如第1A及2圖所示，超音波探測器100更包括第三連接埠150C及第四連接埠150D。第三連接埠150C配置在連接件140。第四連接埠150D配置在電訊號連結件130的第一端部分131，且用以連接第三連接埠150C。第三連接埠150C與第四連接埠150D可拆式地連接，使連接件140與電訊號連結件130係可拆的。在另一實施例中，第三連接埠150C與第四連接埠150D為不可拆式地連接(固定連接，如焊合)，使連接件140與電訊號連結件130係不可拆的。此外，第三連接埠150C與第四連接埠150D之一者例如是公接頭，第三連接埠150C與第四連接埠150D之另一者例如是母接頭。

如第4圖所示，連接件140例如是採用塑膠、金屬等材質製成。相較於電訊號連結件130，連接件140的可撓性低且硬度高。連接件140具有端面140s及凹槽140r1，凹槽140r1從端面140s往內延伸。第四連接埠150D配置在凹槽140r1內且從凹槽140r1露出，以連接對應之連接埠。在另一實施例中，第四連接埠150D可配置在端面140s，且相對端面140s突出。此外，連接件140可更具有一收納槽140r2，收納槽140r2用以容納電訊號連結件130。詳言之，超音波換能器組件120與連接件140可直接連接，在此例子中，電訊號連結件130可收納於連接件140之收納槽140r2內，如此，不影響超音波換能器組件120與連接件140的連接且可使電訊號連結件130隨超音波探測器100移動，增加電訊號連結件130的攜帶性。在本實施例中，電訊號連結件130例如是軟性電路板，其具備可撓性，因此能變形而便於塞入收納槽140r2內。

如第1A~2圖所示，在本實施例中，超音波換能器組件120與連接件140透過電訊號連結件130連接，然此非用以限制本發明實施例。

在另一實施例中，超音波換能器組件120與連接件140可直接連接。在此例子中，請參考第2圖，配置在連接件140之第三連接埠150C與配置在超音波換能器組件120之第一連接埠150A可直接連接，且第一連接埠150A與第三連接埠150C之一者為公接頭，而第一連接埠150A與第三連接埠150C之另一者為母接頭。此外，在超音波換能器組件120與連接件140直接連接的例子中，超音波換能器組件120與連接件140可採用卡合技術暫時性連接。例如，超音波換能器組件120包含一形成於相對面120b之第一卡合部(未繪示)，而連接件140包含一形成於端面140s(端面140s繪示於第4圖)之第二卡合部(未繪示)，第一卡合部與第二卡合部可暫時性卡合，以暫時性固定超音波換能器組件120與連接件140之間的相對位置。在另一實施例中，前述第一卡合部也形成於轉接件110上，在此例子中，轉接件110與連接件140可直接連接的例子中。

請參照第5A及5B圖，其繪示依照本發明另一實施例之轉接件210的示意圖。前述超音波探測器100的轉接件110可由轉接件210取代。轉接件210包括隔板211、本體212及填充物213。本體212具有第一容置槽212r1、第二容置槽212r2及相對之第一表面212s1與第二表面212s2。第一容置槽212r1從第一表面212s1延伸至隔板211。超音波換能器組件120(繪示於第1A圖)可拆卸地配置在第一容置槽212r1內。第二容置槽212r2從第二表面212s2延伸至隔板211。填充物213配置在第二容置槽212r2。當轉接件210緊貼在受測體10上時，填充物213可填補受測體10與隔板211之間的空隙(例如，將空氣擠出)，因此可提升超音波成像品質。在一實施例中，填充物213例如是膠狀體。

如第5B圖所示，本體212更具有一連通孔212r3，連通孔212r3連通第一容置槽212r1。在本實施例中，連通孔 212r3位於第一容置槽212r1與第二容置槽212r2之間，且連通第一容置槽212r1與第二容置槽212r2。隔板211連接於連通孔212r3之內側壁212w且具有承載面211s，承載面211s與第一表面212s1的相對角度是可變的。換言之，隔板211與本體212並非固定連接，二者之間係可活動的，例如，隔板211與本體212繞Y軸向可相對轉動。由於隔板211相對本體212的角度係可調整，可改變放置於隔板211上之超音波換能器組件120之感測面120e相對受測體10的角度，以取得更好的超音波成像品質。

以製程來說，本體212與隔板211原先是彼此連接(例如，一體成形)，可使用一工具(雷射或刀具)分離隔板211與本體212的至少一部分，但保留隔板211與本體212的連接部211A，即，不完全分離本體212與隔板211。如此，隔板211與本體212可透過連接部211A相對活動。如第5A圖所示，在切割後，隔板211形成第一側面211e1、第二側面211e2、第三側面211e3及第四側面211e4，第一側面211e1、第二側面211e2及第三側面211e3與連通孔212r3之內側壁212w完全分離(即，切斷)，但第四側面211e4與內側壁212w不完全分離第四側面211e4(即，未切斷)，例如，第四側面211e4的切面長度(沿Z軸向)為隔板211之厚度(沿Z軸向)的一半、少於厚度的一半或多於厚度的一半。

如第5B圖所示，第四側面211e4面向內側壁212w且具有第一邊211e41(沿Y軸向延伸，第5B圖之視角顯示為點狀)及第二邊211e42(沿Y軸向延伸，第5B圖之視角顯示為點狀)，第一邊211e41比第二邊211e42遠離第一容置槽212r1，隔板211以第一邊211e41連接於內側壁212w，即，連接部211A連接隔板211之第一邊211e41與內側壁212w。如此，當隔板211與本體212相對活動時，隔板211之自由端(例如，第5A圖之第一側面211e1)才能往下壓(往第二表面212s2靠近)，而能擠壓填充物213。

請參照第6A及6B圖，其繪示依照本發明另一實施例之轉接件310的示意圖。前述超音波探測器100的轉接件110或210可由轉接件310取代。轉接件310包括隔板311、本體212、填充物213及樞接件314。本體212具有第一容置槽212r1、第二容置槽212r2及相對之第一表面212s1與第二表面212s2。第一容置槽212r1從第一表面212s1延伸至隔板311。超音波換能器組件120(繪示於第1A圖)拆卸地配置在第一容置槽212r1內。第二容置槽212r2從第二表面212s2延伸至隔板311。樞接件314樞接隔板311與連通孔212r3之內側壁212w，使隔板311與本體212可相對活動，例如，隔板311與本體212繞Y軸向可相對轉動。

如第6B圖所示，隔板311具有第一側面311e1、第二側面311e2、第三側面311e3及第四側面311e4。在本實施例中，第一側面311e1、第二側面311e2、第三側面311e3及第四側面311e4與本體212完全分離。在本實施例中，樞接件314例如是條狀樞接軸，其可樞接隔板311之第四側面311e4與連通孔212r3之內側壁212w。在另一實施例中，樞接件314例如是點狀樞接軸，例如是球接頭，其可樞接隔板311之第二側面311e2與第四側面311e4之轉接處，使隔板311與本體212繞X軸向及Y軸向可相對轉動。於另一實施例中，樞接件314例亦可樞接於第一側面311e1、第二側面311e2、第三側面311e3與第四側面311e4之一者，使隔板311與本體212繞X軸向或Y軸向可相對轉動。

以製程來說，本體212與隔板311原先是彼此連接(例如，一體成形)，可使用一工具(雷射或刀具)完全分離隔板311與本體212，然後，再以樞接件314樞接隔板311與本體212。

綜上，本發明實施例提出一種之轉接件及應用其之超音波探測器。透過轉接件，可增加超音波探測器與受測體間的適配度，以獲得更好的超音波成像品質。在一實施例，隔板產生墊高超音波換能器組件的效果，增加超音波換能器組件與受測體之間的距離，因此能改善線性近場解析力不佳問題。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明實施例之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。