專利名稱：超聲波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波技術(shù)，尤其涉及一種可通過空氣直接耦合傳送超聲 波至物體的超聲波裝置。
背景技術(shù)：
超聲波促滲法為一種方法，即使用超聲波能量或超聲波來增強(qiáng)局部涂抹的藥物或化妝合成物擴(kuò)散進(jìn)入皮下組織。頒給D'Sa等人的美國專利號 碼6,322,532公布了一種增強(qiáng)物質(zhì)滲透通過組織膜用于皮膚吸收/口服投藥 以及/或體液監(jiān)視的裝置。實(shí)際上，超聲波凝膠內(nèi)含或置于其下的藥劑可由 超聲波推送并深入皮膚或其下。另外，超聲波可刺激皮膚組織，并且通過 按摩作用改善血液和淋巴循環(huán)。頒給Tagishi等人的美國專利號碼 6,090,054即公布一種用于超聲波皮膚清潔以及皮膚治療的手持式超聲波 裝置。由超聲波振動元件所產(chǎn)生的超聲波，通過超聲波裝置的探頭施加于 皮膚上。
一般而言，傳統(tǒng)超聲波裝置的超聲波振動元件，例如超聲波化妝裝置 的換能器，多選用壓電材料。換能器使用壓電材料將電能轉(zhuǎn)換成超聲波。 此類換能器會因持續(xù)使用，而讓溫度一直升高，若缺乏額外的溫度監(jiān)控機(jī) 制，接觸皮膚的探頭金屬表面所產(chǎn)生的溫度會升高到人類皮膚無法承受的 溫度。因此，這種傳統(tǒng)超聲波裝置可能會灼傷皮膚或?qū)ζつw有不利的影響。
再者，在使用傳統(tǒng)壓電換能器的超聲波裝置時，由于空氣與超聲波探 頭及測試材料之間的聲音阻抗相差太多，無法有效匹配，以致造成超聲波 傳播阻礙。為了避免空氣的存在，使超聲波能量大幅衰減，所以在與測試 材料接觸時，通常通過液體或耦合劑將換能器連接至測試材料，以促進(jìn)超 聲波傳輸效率。然而，有時候因為污染或滲入等因素，并不希望使用液體或耦合劑，以避免導(dǎo)致機(jī)械特性降低或腐蝕。另外，若在人體上使用，某 些特定液體或耦合劑，應(yīng)用在皮膚上亦會導(dǎo)致可能的不舒服或紅腫發(fā)炎情 況發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種包含接觸貼片以及與該接觸貼片以電連通的控 制模塊的超聲波裝置。接觸貼片包含基板、至少一個陣列排列在基板上的 可撓超聲波換能器、至少一個電路，其排列在該可撓超聲波換能器陣列旁 邊，將該可撓超聲波換能器陣列連接至相鄰可撓超聲波換能器陣列或該控 制模塊，以及放置在該基板上來包覆該可撓超聲波換能器陣列以及該電路 的包覆層。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種包含面罩本體以及與該面罩本體電連通 的電控模塊的超聲波裝置。面罩本體包含背層、至少一個陣列排列在該背 層上的可撓超聲波換能器、至少一個可撓電路，其排列在該可撓超聲波換 能器陣列旁邊，將該可撓超聲波換能器陣列連接至相鄰可撓超聲波換能器 陣列或該電控模塊，以及放置在該背層上來包覆該可撓超聲波換能器陣列 以及該可撓電路的包覆層。
另根據(jù)本發(fā)明，提供一種超聲波裝置，其包含第一可撓層、第二可撓 層、位于該第一可撓層與該第二可撓層之間的可撓電路，以及在該第一可 撓層與該第二可撓層之間電連接至該可撓電路的至少一個電容超聲波換 能器陣列。該至少一個電容超聲波換能器陣列可傳送超聲波能量通過該第 二可撓層，來響應(yīng)通過該可撓電路供應(yīng)的電能。
于下文的說明中將部分提出本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點(diǎn)，而且從該說明 中將了解本發(fā)明其中一部分，或者通過實(shí)施本發(fā)明亦可得知。通過權(quán)利要 求中特別列出的元件與組合將可了解且達(dá)成本發(fā)明的目的與優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)該了解的是，上文的概要說明以及下文的詳細(xì)說明都僅供作例示與 解釋，其并未限制本文所主張的發(fā)明。


當(dāng)并同附圖而閱覽時，即可更佳了解本發(fā)明之前揭摘要以及上文詳細(xì) 說明。為達(dá)本發(fā)明的說明目的，各附圖里繪示有現(xiàn)屬較佳的各范例。然應(yīng) 了解本發(fā)明并不限于所示的精確排置方式及設(shè)備裝置。
在各附圖中
圖1為美國專利公告號碼20040249285A1所說明的超聲波換能器元件 的圖解側(cè)視圖2為說明根據(jù)本發(fā)明范例由電源供應(yīng)器供電的控制模塊的方塊圖3為說明根據(jù)本發(fā)明范例的面罩本體后視圖以及超聲波面罩透視圖 的示意圖4為圖3所示面罩本體的剖面圖；以及
圖5為說明根據(jù)本發(fā)明另一范例的接觸貼片后視圖以及超聲波護(hù)墊透 視圖的示意圖。
主要元件標(biāo)記說明
1超聲波換能器元件
10底座
11上面
12下面
13凹陷
14支撐
15頂面
20薄膜
21外側(cè)(頂端)面
22內(nèi)側(cè)(底端)面
31第一電極
32第二電極
100面罩本體
101可撓背層
102可撓超聲波換能器陣列
103可撓電路
104包覆層
105電子控制模塊
106開口
107固著帶
110電源供應(yīng)器
120偏壓模塊
130振蕩器模塊
121偏壓控制電路
140超聲波換能器
131振蕩電路
132振幅控制電路
200接觸貼片
201基板
202可撓超聲波換能器陣列
203電路
204包覆層
205控制模塊
206固著帶
M超聲波面罩
P 超聲波護(hù)墊
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例可提供一種由非壓電材料制成，并且可與空氣直接耦 合傳遞超聲波的超聲波裝置。尤其是，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種產(chǎn)生并通 過直接空氣耦合來傳遞適量超聲波的超聲波裝置。在超聲波裝置內(nèi)以陣列 方式排列多個可撓超聲波換能器后，利用空氣耦合所傳遞的超聲波會滲透 通過該區(qū)域達(dá)到特定深度，達(dá)成許多超聲波促滲效果。換言之，本發(fā)明的 實(shí)施例也提供一種可撓超聲波裝置，其可增強(qiáng)與可撓超聲波裝置接觸的局 部皮膚的滲透性。
根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例，超聲波裝置包含接觸貼片以及與該接觸貼片 電連通的控制模塊。該接觸貼片包含基板、至少一個排列在基板上的可撓 超聲波能量轉(zhuǎn)換陣列、至少一個電路，該電路排列在可撓超聲波換能器陣 列旁邊，將該可撓超聲波換能器陣列連接至相鄰可撓超聲波換能器陣列或 控制模塊。并且包覆層可放置在該基板上，用以包覆該可撓超聲波換能器陣 列以及該電路。
在本發(fā)明實(shí)施例中，基板可提供一個具有可撓與生化兼容的底座，供 超聲波裝置的接觸貼片使用。例如由生化兼容并且有可撓性的材料制成
之基板，包含但不受限于不織材料，如為不織布或織品;以及編織材料，如 織布或織品;以及硅膠材料。因此，由生化兼容以及有可撓材料組合成的接 觸貼片可安全使用在生化組織上。在實(shí)施例當(dāng)中，當(dāng)使用超聲波裝置時， 基板的可撓材料提供可撓性給接觸貼片。在另一方面，若為了特定應(yīng)用而 想要讓接觸貼片有堅硬的底座，基板可由無可撓性材料制成，包含但不受 限于聚碳酸酯以及鐵氟隆。
根據(jù)本發(fā)明其它實(shí)施例，提供許多可撓超聲波換能器并以陣列方式排 列在基板所需區(qū)域上。在由本發(fā)明發(fā)明者之一的Deng等人所提公告號碼 20040249285A1的美國專利申請案中可找到可撓超聲波換能器的實(shí)施例。 利用組合延伸底座上多個超聲波換能器元件來形成可撓超聲波換能器。本
案圖1為美國專利公告號碼20040249285A1中圖1的再現(xiàn)。請參照圖1， 每一超聲波換能器元件1都包含一個薄膜20、 一個第一電極31以及一個 第二電極32。結(jié)構(gòu)上為水平延伸的底座10可具有一個上面11與一個下面 12。在實(shí)施例當(dāng)中，水平底座10以及橫向支撐結(jié)構(gòu)14形成單體，該單體 具有切入底座10的上面11的凹陷13，而在底座10的外緣上具有支撐14。 支撐14在其上緣上具有頂面15。薄膜20具有外側(cè)(頂端)面21和內(nèi)側(cè)(底 端)面22，放置在支撐14的頂面15上。第一電極31插入底座10的上面 11與下面12之間的底座10內(nèi)。第二電極32插入薄膜20的外側(cè)面21與 內(nèi)側(cè)面22之間的薄膜20內(nèi)。圖1內(nèi)顯示的設(shè)置可在第一電極31與第二 電極32之間提供特定距離，并且可提供相當(dāng)厚的絕緣層，以容許較大的 薄膜振動幅度。結(jié)果，在第一電極31與第二電極32之間可儲存相當(dāng)大量 的電能，用于驅(qū)動薄膜20并且用于轉(zhuǎn)換成振動用的機(jī)械能。所屬領(lǐng)域的 技術(shù)人員將會了解，本發(fā)明并不受限于所說明的特定實(shí)施例。也可使用其 它電容性超聲波換能器。
可撓超聲波換能器陣列可用物理方法或化學(xué)方法，在基板上需要超聲 波能量的區(qū)域上由多個可撓超聲波換能器所組成。在基板的表面上，可撓 超聲波換能器陣列互相連接，并且通過電路連接控制模塊，該控制模塊可 排列在可撓超聲波換能器陣列旁邊或之內(nèi)。可撓超聲波換能器陣列可包含 可撓、電容、微機(jī)械超聲波換能器陣列，或任何可撓、空氣耦合超聲波換 能器陣列。然后包覆層可設(shè)置或放置在基板上，來包覆可撓超聲波換能器 陣列以及電路。在某些實(shí)施例中，包覆層可由生化相容材料制成，這包含 但不受限于二甲苯塑料SU-8以及其它聚合物材料。
在實(shí)施例當(dāng)中，將可撓超聲波換能器陣列互相連接并且連接至控制模 塊的電路可為包含金屬導(dǎo)線或接頭的可撓電路。可撓電路可由包含但不受 限于聚亞酰胺和過氯酸鉀來制成。在特定應(yīng)用情況下，該電路也可由無可 撓性材料制成，例如需要接觸貼片的底座無可撓或些微可撓的應(yīng)用情況。 可撓電路可通過接頭將可撓超聲波換能器陣列連接至控制模塊。如本發(fā)明 某些實(shí)施例內(nèi)所述，控制模塊可為連接至接觸貼片來提供驅(qū)動電源與切換 功能給超聲波裝置的電子裝置。針對實(shí)施例，控制模塊可永久連接至接觸貼片。在其它實(shí)施例當(dāng)中，控制模塊使用可與接觸貼片和控制模塊分離的 可分離式接頭連接至接觸貼片?？煞蛛x式設(shè)計在包裝與拆封超聲波裝置上 提供可撓性。
在某些其它實(shí)施例當(dāng)中，超聲波裝置也可包含將接觸貼片固定至物體 或物體所要區(qū)域的固著構(gòu)件。固著構(gòu)件可附加至接觸貼片的邊緣或中央部 分，并且固著構(gòu)件幫助維持接觸貼片就定位并固定至所要的區(qū)域。另外， 固著構(gòu)件可制作成可分離的部分，需要時可與接觸貼片分離。例如當(dāng)接 觸貼片經(jīng)常移動在許多區(qū)域上提供超聲波，或當(dāng)接觸貼片需要延伸覆蓋所 要區(qū)域時，則接觸貼片就不需要附有束緊裝置。固著構(gòu)件可至少包含固著 線帶、固著帶、固著圈、固著皮帶以及固著鏈之一。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，超聲波裝置可由電源供應(yīng)器110通過控制模塊
105來提供電源。如圖2內(nèi)所示，該控制模塊105包含偏壓模塊120與振 蕩器模塊130。在操作上，該電源供應(yīng)器110提供電壓信號給該偏壓模塊 120以及該振蕩器模塊130。該偏壓模塊120具有偏壓控制電路121。在該 偏壓模塊120內(nèi)，由該偏壓控制電路121所接收的電壓信號會輸出至超聲 波換能器。該振蕩器模塊130具有與振幅控制電路132相連的振蕩電路
131。 如此，該振蕩電路131所接收的電壓信號會輸出至該振幅控制電路
132。 然后該振幅控制電路132將信號輸出至超聲波換能器140。因此，來 自偏壓模塊120和震蕩器模塊130的輸出會饋送至超聲波換能器140，以 產(chǎn)生超聲波。
請參照圖3與圖4來說明本發(fā)明的實(shí)施例。如圖3內(nèi)所示，超聲波裝 置可設(shè)置成為超聲波面罩M。超聲波面罩M包含面罩本體100以及與面 罩本體100電連通的電子控制模塊105。電子控制模塊105可具有插頭連 接至電源供應(yīng)器110。請參照圖4，面罩本體100可從可撓背層101組裝 而成。可撓超聲波換能器陣列102可排列在可撓背層101上，以及可撓電 路103可排列在可撓超聲波換能器陣列102旁邊，用于將可撓超聲波換能 器陣列102連接至相鄰的可撓超聲波換能器陣列102。并且在背層101上 可形成包覆層104，來包覆可撓超聲波換能器陣列102以及可撓電路103。 因為面罩本體100由可撓材料組裝而成，所以據(jù)此制造的超聲波面罩M
可服貼使用者的臉部輪廓。請參照圖3，面罩本體100可提供一或多個開 口 106，讓使用者戴上超聲波面罩M時可通過至少一個開口 106來觀看、 呼吸、喝水或甚至進(jìn)食。在其它實(shí)施例中，在面罩本體100對應(yīng)至使用者 眼睛、鼻子與嘴巴的區(qū)域上可提供多個開口 106。并且面罩本體100也具 有束緊帶107，用于將面罩本體100固定至使用者所要的臉部區(qū)域上。
在操作上，當(dāng)使用者將超聲波面罩M戴在臉上，可將連接至面罩本 體100的控制模塊105切換至ON，來驅(qū)動可撓超聲波換能器陣列102。 然后可撓超聲波換能器陣列102產(chǎn)生大約在0.5至3 MHz頻率范圍的超聲 波。尤其是，可應(yīng)用像是具有功率大約O.l至0.5 W/cn^的脈沖波以及功 率大約0.5至1.5 W/cn^的連續(xù)波這類超聲波。因此，運(yùn)用可撓超聲波換 能器陣列102所產(chǎn)生的超聲波，超聲波面罩M可按摩使用者的臉部肌膚。
根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例，在戴上超聲波面罩之前可在使用者的臉上 涂抹液體、膠質(zhì)或凝膠媒體，另增強(qiáng)超聲波的傳遞。因此，在本發(fā)明的特 定應(yīng)用當(dāng)中，超聲波面罩可結(jié)合其它化妝品或護(hù)膚產(chǎn)品一起使用，像是化 妝面膜。當(dāng)化妝品均勻涂抹在使用者臉上，由于超聲波促滲法增強(qiáng)皮膚的 滲透與吸收，所以化妝品可更容易滲入使用者的臉部肌膚。
在其它實(shí)施例內(nèi)，超聲波裝置可設(shè)置成為圖5內(nèi)說明的超聲波護(hù)墊P。 超聲波護(hù)墊P可用于人體，例如四肢或特殊身體部位，消除身體的疲勞。 請參照圖5,超聲波護(hù)墊P包含接觸貼片200以及與接觸貼片200電連通 的控制模塊205。控制模塊205可具有插頭連接至電源供應(yīng)器110。接觸 貼片可由基板201、排列在基板201上至少一個可撓超聲波換能器陣列 202、與可撓超聲波換能器陣列202相鄰的至少一個電路203所組成。并 且包覆層204形成于基板201上，用于包覆可撓超聲波換能器陣列202以 及電路203。接觸貼片200也具有固著帶206，用于將接觸貼片200固定 至所要的身體部位。在操作上，超聲波換能器陣列202可由控制模塊205 驅(qū)動，產(chǎn)生頻率可對使用者達(dá)成所要超聲波促滲或按摩效果的超聲波。
可用于本發(fā)明的超聲波裝置不應(yīng)受限于上述這些組態(tài)。超聲波裝置也 可根據(jù)使用者的需求，設(shè)計成具有不同形狀、尺寸或組態(tài)，包含但不受限
于袖口、帶子、頭巾、面罩以及手套。因此，本發(fā)明也提供一種具有改良 結(jié)構(gòu)的超聲波裝置。例如裝置可包含第一可撓層、第二可撓層、于該第 一可撓層與該第二可撓層之間的可撓電路以及于該第一可撓層及電連接 至該可撓電路的該第二可撓層之間的一或多個電容超聲波換能器陣列。一 或多個電容超聲波換能器陣列可傳送超聲波能量通過該第二可撓層，來響 應(yīng)通過該可撓電路供應(yīng)的電能。
有關(guān)所提供的醫(yī)療與化妝利益方面，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將會了解， 可將超聲波裝置并入、建造或連接至目前可用的醫(yī)療儀器、裝置或工具， 如此達(dá)成超聲波傳輸相關(guān)的結(jié)果與利益。例如超聲波裝置所提供的超聲 波可幫助消除身體疲勞或勞累。如此，超聲波裝置可設(shè)計成按摩機(jī)并與其 它裝置搭配使用。
再者，超聲波裝置所提供的超聲波傳輸也增加血液循環(huán)并提供溫暖的 效果。如此，超聲波裝置可嵌入或制作成身體衣物或攜帶物品的一部分， 以便隨時隨地提供有益效果。并且發(fā)明人接受本發(fā)明的超聲波裝置也適用 于需要靠直接空氣連接測試材料來傳輸超聲波的其它領(lǐng)域，而沒有傳統(tǒng)超 聲波裝置相關(guān)問題。
從此處所說明本發(fā)明規(guī)格與實(shí)際的考慮當(dāng)中，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員就 會了解本發(fā)明的其它實(shí)施例。在此所考慮的說明書與實(shí)施例都僅為實(shí)施
例，本發(fā)明確切的范圍與精神都列示于權(quán)利要求范圍內(nèi)。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)即了解可對上述各項實(shí)施例進(jìn)行變化，而不致 悖離其廣義的發(fā)明性概念。因此，應(yīng)了解本發(fā)明并不限于本發(fā)明揭示的特 定實(shí)施例，而是為涵蓋歸屬權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍內(nèi)的改 進(jìn)。
權(quán)利要求
1一種超聲波裝置，其特征在于包含面罩本體，該面罩本體包含背層，至少一個可撓超聲波換能器陣列，其排列在該背層上，至少一個可撓電路，其設(shè)置在該可撓超聲波換能器陣列旁邊，用以將該可撓超聲波換能器陣列連接至相鄰可撓超聲波換能器陣列或電子控制模塊，以及包覆層，其放置在該背層上，用以包覆該可撓超聲波換能器陣列以及該可撓電路，以及電子控制模塊，其與該面罩本體電連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該面罩本體另包含固著構(gòu) 件，用以于需要該面罩時將該面罩本體固定至面部區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該面罩本體提供至少一個 開口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該背層包含可撓材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該包覆層包含生化兼容材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該可撓電路包含可撓金屬導(dǎo)線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該電子控制模塊通過永久導(dǎo)電線連接至該面罩本體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于該電子控制模塊設(shè)置在該 面罩本體上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該電子控制模塊通過可分 離式接頭連接至該面罩本體。
10 —種包含接觸貼片以及與該接觸貼片電連通的控制模塊的超聲 波裝置，其特征在于該接觸貼片包含基板；至少一個可撓超聲波換能器陣列，其排列在該基板上；至少一個電路，其設(shè)置在該可撓超聲波換能器陣列旁邊，用以將該可 撓超聲波換能器陣列連接至相鄰可撓超聲波換能器陣列或該控制模塊；以 及包覆層，其位于該基板上，用于包覆該可撓超聲波換能器陣列以及該 電路。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該接觸貼片進(jìn)一步包 含固著構(gòu)件，用于將該接觸貼片固定至所要區(qū)域。
12 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于該基板包含可撓材料。
13 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該可撓超聲波換能器 陣列包含可撓、電容性、超聲波換能器陣列。
14 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該包覆層包含生化兼 容材料。
15 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該電路包含可撓金屬 導(dǎo)線。
16 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該電子控制模塊通過 永久導(dǎo)電線連接至該接觸貼片。
17 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于該電子控制模塊設(shè)置 在該接觸貼片上。
18 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該電子控制模塊通過 可分離式接頭連接至該接觸貼片。
19 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于該接觸貼片提供至少—個開口。
20—種超聲波裝置，其特征在于包含-第一可撓層；第二可撓層；可撓電路，其位于該第一可撓層與該第二可撓層之間；以及至少一個電容性超聲波換能器陣列，其位于該第一可撓層及與該可撓 電路電連接的該第二可撓層之間，該電容性超聲波換能器陣列設(shè)置成傳送 超聲波能量通過該第二可撓層，以響應(yīng)通過該可撓電路施加的電能。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種超聲波裝置，其具有第一可撓層、第二可撓層、第一可撓層與第二可撓層之間的可撓電路以及與該第一可撓層與電連通至該可撓電路的該第二可撓層之間的一或多個電容性超聲波換能器陣列。該電容超聲波換能器陣列設(shè)置成傳送超聲波能量通過該第二可撓層，以響應(yīng)通過該可撓電路供應(yīng)的電能。
文檔編號A61N7/00GK101195059SQ20071010524
公開日2008年6月11日 申請日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者張明暐, 鄧澤民, 邱德義, 陳慕岳 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院