本發(fā)明涉及超聲換能器的殼體。超聲換能器是一種產(chǎn)生和接收頻率高于人類可聽(tīng)見(jiàn)的聲波的裝置。它們可以用于許多應(yīng)用，從簡(jiǎn)單的測(cè)距應(yīng)用到復(fù)雜的醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用，在測(cè)距應(yīng)用中，可以通過(guò)測(cè)量發(fā)射超聲信號(hào)和接收反射回波信號(hào)之間的時(shí)間來(lái)估計(jì)到物體的距離。

背景技術(shù)：

1、在許多應(yīng)用中，重要的是要使換能器盡可能小，因?yàn)樗鼈円惭b到小型裝置中，或者允許使用大型陣列。為此目的已開(kāi)發(fā)的一種技術(shù)是壓電微加工超聲換能器(pmut)，其中每個(gè)pmut元件在耦合到適當(dāng)?shù)碾娐窌r(shí)通常充當(dāng)發(fā)射器和接收器兩者。

2、超聲換能器的殼體可以用于保護(hù)pmut免受外部磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的是在某些方面對(duì)目前可用的pmut進(jìn)行改進(jìn)。

2、從第一方面來(lái)看，本發(fā)明提供了一種壓電微加工超聲換能器(pmut)，其被布置成與聲學(xué)諧振腔接口，其中，聲學(xué)諧振腔具有至少一種聲學(xué)特性，該聲學(xué)特性根據(jù)pmut發(fā)射或接收的信號(hào)在使用中是可調(diào)節(jié)的。

3、本發(fā)明還涉及一種使用上述pmut進(jìn)行成像的方法。

4、因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，根據(jù)本發(fā)明，與pmut接口的聲學(xué)諧振腔的聲學(xué)特性是可調(diào)節(jié)的。通過(guò)調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振腔的特性，可以修改傳出或傳入的超聲脈沖或信號(hào)。申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，這可能是有益的，例如通過(guò)提高pmut產(chǎn)生圖像的效率來(lái)改進(jìn)超聲波成像。

5、在一組實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)的特性是聲學(xué)諧振腔的聲學(xué)諧振容積。例如，可以調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振腔的聲學(xué)諧振容積，以使其諧振頻率與發(fā)射的超聲信號(hào)的傳出頻率相匹配。這允許：即使在所用的頻率不恒定(在典型應(yīng)用中通常如此)的情況下也能將所述腔優(yōu)化。通過(guò)將所述腔的諧振頻率與傳出頻率相匹配，可以在給定的驅(qū)動(dòng)功率下使有效信號(hào)強(qiáng)度最大化。類似地，將諧振頻率與傳入信號(hào)的諧振頻率相匹配可以使超聲接收器的有效接收信號(hào)強(qiáng)度最大化。

6、聲學(xué)諧振容積可以以多種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，在一組實(shí)施例中，聲學(xué)諧振腔包括可變形膜片，其中，膜片的位置和/或形狀是可調(diào)節(jié)的，以調(diào)節(jié)腔的聲學(xué)諧振容積。在一些實(shí)施例中，pmut設(shè)置在可變形膜片上，使得：pmut本身也隨膜片移動(dòng)，以調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振腔內(nèi)的容積。

7、可替代地，為了調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振腔的特性，在一組實(shí)施例中，聲學(xué)諧振腔包括：在使用時(shí)供所述超聲信號(hào)穿過(guò)的非晶態(tài)介質(zhì)，所述非晶態(tài)介質(zhì)包括分布在其中的多個(gè)離散反射器，其中，離散反射器的位置在使用中是可調(diào)節(jié)的，以調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振腔的所述聲學(xué)特性。

8、申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，非晶態(tài)介質(zhì)中具有多個(gè)離散反射器本身就具有新穎和創(chuàng)造性，并且因此，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種壓電微加工超聲換能器(pmut)，其被布置成與非晶態(tài)介質(zhì)接口，使得：在使用中，到達(dá)pmut的超聲信號(hào)或來(lái)自pmut的超聲信號(hào)穿過(guò)所述非晶態(tài)介質(zhì)，所述非晶態(tài)介質(zhì)包括分布在其中的多個(gè)離散反射器。

9、本發(fā)明還涉及一種使用上述pmut進(jìn)行成像的方法。

10、離散反射器可以是物理上分離的多個(gè)反射器，例如物理上完全分離的反射器，例如分布在非晶態(tài)介質(zhì)中。然而，離散反射器可以是結(jié)構(gòu)的離散部分。一個(gè)或多個(gè)離散反射器可以與至少一個(gè)其他離散反射器接觸，例如一個(gè)或多個(gè)離散反射器可以接觸或物理地連接。例如，多個(gè)離散反射器可以形成具有多個(gè)孔的結(jié)構(gòu)。因此，在一組實(shí)施例中，多個(gè)離散反射器是具有多個(gè)孔的結(jié)構(gòu)的元件。

11、因此，在一些實(shí)施例中，離散反射器形成網(wǎng)板，例如纖維網(wǎng)板，使得多個(gè)離散反射器是細(xì)長(zhǎng)的，例如纖維。網(wǎng)板可以包括重疊的離散反射器。網(wǎng)板可以是編織網(wǎng)板。

12、在其他實(shí)施例中，離散反射器形成多孔膜，多個(gè)離散反射器是位于膜孔之間的材料。多孔膜可以是合成的或天然的，也可以是通過(guò)穿孔形成的。

13、離散反射器可以是剛性的?；蛘?，離散反射器可以是可變形的，例如柔性的或彈性的。

14、該結(jié)構(gòu)可以采用相對(duì)較薄的層的形式，使得反射器以二維方式分布在表面上。這樣的表面可以(但不一定)是基本平坦的。然而，在一些實(shí)施例中，離散反射器以三維分布。

15、孔不需要是均勻的，例如，它們可以具有不均勻的間距，并且在整個(gè)結(jié)構(gòu)中分布不均勻。

16、該結(jié)構(gòu)(例如網(wǎng)板或多孔膜)可能會(huì)引入衍射和/或反射源，從而影響從pmut發(fā)射和/或由pmut接收的超聲信號(hào)。該結(jié)構(gòu)還可以有益地提供環(huán)境保護(hù)，特別是當(dāng)該結(jié)構(gòu)是網(wǎng)板或多孔膜時(shí)。

17、當(dāng)pmut用于成像時(shí)，如上所述，具有孔的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地定位于pmut與要成像的場(chǎng)景之間，例如位于pmut發(fā)射或接收的信號(hào)路徑中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，由于結(jié)構(gòu)中的離散反射器引起的擾動(dòng)，該結(jié)構(gòu)可能有助于有效拓寬pmut的視場(chǎng)。

18、這可以通過(guò)離散反射器在超聲信號(hào)發(fā)射通過(guò)非晶態(tài)介質(zhì)時(shí)對(duì)超聲信號(hào)的波束擴(kuò)展效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)超聲波束傳輸通過(guò)非晶態(tài)介質(zhì)時(shí)，離散反射器處的反射和衍射會(huì)導(dǎo)致超聲信號(hào)的方向擴(kuò)展，從而增加超聲波束在傳播通過(guò)非晶態(tài)介質(zhì)時(shí)的整體發(fā)散度。這有效地將超聲信號(hào)散開(kāi)以提供更全向的輸出，從而擴(kuò)大了視場(chǎng)。這種效應(yīng)也與頻率有關(guān)，因?yàn)榫哂胁煌l率的超聲信號(hào)的分量將以不同的角度反射。此外，了解到：結(jié)構(gòu)對(duì)超聲信號(hào)的影響(例如通過(guò)了解其傳輸函數(shù))有助于在使用pmut進(jìn)行成像時(shí)提供更多信息以用于信號(hào)處理。

19、非晶態(tài)介質(zhì)可以是聲反射的或非反射的，并且在一組實(shí)施例中，非晶態(tài)介質(zhì)包括凝膠。非晶態(tài)介質(zhì)可以替代地包括液體或氣體，例如在聲學(xué)諧振腔內(nèi)。例如，非晶態(tài)介質(zhì)可以包括空氣。

20、在本發(fā)明的第二方面的一組實(shí)施例中，離散反射器的位置在使用中是可調(diào)節(jié)的，以調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振腔的所述聲學(xué)特性。這可以提供根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的優(yōu)點(diǎn)。

21、此外，通過(guò)調(diào)節(jié)反射器的位置，可以調(diào)節(jié)任何輸出信號(hào)的方向，以及pmut前方介質(zhì)的密度，從而產(chǎn)生局部聲速變化，進(jìn)而可以用于例如在pmut前方產(chǎn)生透鏡效應(yīng)。

22、離散反射器的位置可以采用多種方式調(diào)節(jié)。在一組實(shí)施例中，離散反射器是金屬的，并且使用磁場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)離散反射器的位置。在又一組實(shí)施例中，壓電收縮元件布置在聲學(xué)諧振腔周圍。當(dāng)電流施加到這種壓電收縮元件時(shí)，它將收縮并因此起到擠壓聲學(xué)諧振腔的作用，從而通過(guò)從收縮力經(jīng)由非晶態(tài)介質(zhì)傳遞的力來(lái)調(diào)節(jié)反射器在腔內(nèi)的位置。

23、在一組實(shí)施例中，pmut包括超聲發(fā)射器，并且聲學(xué)諧振容積被調(diào)節(jié)以匹配發(fā)射信號(hào)。例如，當(dāng)使用pmut發(fā)射具有廣泛變化頻率的信號(hào)時(shí)，可以調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振容積，使得腔的諧振頻率與當(dāng)前發(fā)射信號(hào)的諧振頻率相匹配以優(yōu)化發(fā)射。隨著發(fā)射信號(hào)的頻率變化，聲學(xué)諧振腔的體積可以變化以進(jìn)行匹配。與現(xiàn)有技術(shù)(不可調(diào)節(jié)的腔)相反，使用根據(jù)本發(fā)明的腔可以更容易地實(shí)現(xiàn)高功率變頻信號(hào)。

24、通常，現(xiàn)有技術(shù)(使用pmut產(chǎn)生寬帶信號(hào)的方法)在調(diào)節(jié)pmut發(fā)射的信號(hào)的頻率時(shí)會(huì)修改pmut的輸出能量。然而，這并不節(jié)能，因?yàn)橐l(fā)射從頻率f0到f1的啁啾(chirp)，諧振峰可能位于(f1+f0)/2。為了實(shí)現(xiàn)平坦的輸出頻譜，可能需要在此諧振頻率下輸出較少的能量，這是低效的。因此，總輸出能量可能會(huì)減少，并且pmut在高靈敏度成像應(yīng)用中的功效會(huì)降低。

25、相反，根據(jù)本發(fā)明，腔的聲學(xué)諧振容積可以隨著pmut發(fā)射的信號(hào)的頻率在啁啾發(fā)射期間的變化而調(diào)節(jié)。這可以減少輸出能量需要被減少的程度，從而允許實(shí)現(xiàn)相對(duì)更平坦的輸出頻譜，并且與上述現(xiàn)有技術(shù)方法相比具有更高的總輸出能量。因此，輸出能量可能不需要像為了實(shí)現(xiàn)平坦的寬帶輸出信號(hào)而改變頻率那樣程度的調(diào)節(jié)，因此pmut可以用于需要高輸出能量的應(yīng)用(例如遠(yuǎn)距離成像)或者需要良好snr的成像(例如超分辨率成像)。要發(fā)射的輸出信號(hào)優(yōu)選地在發(fā)射之前被預(yù)先計(jì)算并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，而不是在發(fā)射期間進(jìn)行調(diào)節(jié)。

26、然而，可以調(diào)節(jié)其他參數(shù)來(lái)降低輸出信號(hào)能量-例如pmut本身和“形變”殼體。

27、在一組實(shí)施例中，pmut包括超聲接收器，并且聲學(xué)諧振容積被調(diào)節(jié)以匹配接收的信號(hào)。如果pmut用于接收反射的啁啾，則由于來(lái)自不同距離的物體的回聲是由傳出的啁啾信號(hào)引起的，因此可以隨時(shí)接收任何輸出頻率。如果知道與感興趣的反射物體的不精確距離，則還可以知道反射回聲的大致預(yù)期時(shí)間。因此，根據(jù)本發(fā)明，此時(shí)可以調(diào)節(jié)聲學(xué)諧振腔的容積，以便在預(yù)期到達(dá)時(shí)放大傳入信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)更好的信號(hào)接收。

28、在一組實(shí)施例中，pmut包括：?jiǎn)蝹€(gè)公共半導(dǎo)體管芯上的專用超聲發(fā)射器和至少一個(gè)單獨(dú)的超聲接收器。這允許同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào)，因此不需要切換電子設(shè)備以在“發(fā)射模式”與“接收模式”之間切換。這降低了系統(tǒng)電子設(shè)備的復(fù)雜性。在wo?2021/079160中列出了在單個(gè)公共半導(dǎo)體管芯上配備專用超聲發(fā)射器和至少一個(gè)單獨(dú)的超聲接收器的其它好處。

29、在一組實(shí)施例中，所述腔包括用于輸出和/或接收超聲信號(hào)的開(kāi)口。在這樣的實(shí)施例中，聲學(xué)諧振腔可以形成亥姆霍茲諧振器。

30、在一組實(shí)施例中，pmut被安裝成能夠通過(guò)致動(dòng)器(例如電機(jī))移動(dòng)。致動(dòng)器可以用于移動(dòng)pmut，以便沿不同方向發(fā)射信號(hào)，例如在了解聲學(xué)諧振腔對(duì)任何發(fā)射信號(hào)或接收信號(hào)的影響時(shí)。

31、本發(fā)明還提供了一種用于發(fā)射和接收超聲信號(hào)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：如上述任一方面或?qū)嵤├兴龅闹辽俚谝籶mut和第二pmut；發(fā)射器電路，其被布置成驅(qū)動(dòng)作為超聲發(fā)射器的所述第一pmut；和接收器電路，其被布置成檢測(cè)來(lái)自作為超聲接收器的所述第二pmut的信號(hào)。

32、在本發(fā)明的第一或第二方面的一組實(shí)施例中，提供了一種包括多個(gè)所述pmut的布置結(jié)構(gòu)。在一組這樣的實(shí)施例中，多個(gè)pmut以鑲嵌陣列布置。

33、應(yīng)當(dāng)了解的是，鑲嵌陣列中的pmut可以以任意長(zhǎng)度分開(kāi)，然而，在一組實(shí)施例中，pmut以λ/2間隔開(kāi)，其中λ是pmut發(fā)射或接收的頻率范圍內(nèi)中心頻率的波長(zhǎng)。如陣列信號(hào)處理領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解的，這是進(jìn)行波束形成等的最佳間距。因此，雖然陣列可以用作“一個(gè)公共傳感器”，即通過(guò)對(duì)來(lái)自它們的信號(hào)求和或求平均，或者通過(guò)使用它們交替地發(fā)射相同的信號(hào)，但它們的輸入或輸出可以單獨(dú)使用，作為單獨(dú)處理每個(gè)pmut元件的陣列處理方法的一部分。這具有某些好處，例如能夠更好地聚焦或消除來(lái)自特定方向的聲音。

34、在一組實(shí)施例中，pmut陣列被布置成與聲學(xué)諧振腔接口，該聲學(xué)諧振腔包括聲學(xué)非反射非晶態(tài)介質(zhì)，該非晶態(tài)介質(zhì)包括多個(gè)離散聲反射器。

35、用于pmut陣列的聲學(xué)諧振腔的特性可以按照與上面針對(duì)pmut描述的聲學(xué)諧振腔類似的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

36、可以將確定的相位調(diào)節(jié)應(yīng)用于來(lái)自相應(yīng)的發(fā)射器或接收器的信號(hào)，以允許它們充當(dāng)相干陣列——例如用于波束形成。波束轉(zhuǎn)向可以用于發(fā)射的超聲信號(hào)、反射的超聲信號(hào)或兩者。為了使發(fā)射的超聲信號(hào)轉(zhuǎn)向，可以將確定的相位調(diào)節(jié)添加至陣列中每個(gè)pmut發(fā)射的信號(hào)，使得所得到的發(fā)射的超聲信號(hào)受到干擾，從而產(chǎn)生沿所需方向發(fā)射的整體信號(hào)。可以以類似的方式使接收的反射的超聲信號(hào)轉(zhuǎn)向?？梢詫⒋_定的相位調(diào)節(jié)應(yīng)用于從所有方向接收的信號(hào)，以確定周圍結(jié)構(gòu)中來(lái)自單個(gè)方向的反射信號(hào)。與如上所述將陣列用作“一個(gè)公共傳感器”(其中通過(guò)使用多個(gè)pmut來(lái)增強(qiáng)信號(hào)，但信號(hào)僅在一個(gè)方向上發(fā)射)相比，將確定的相位調(diào)節(jié)應(yīng)用于發(fā)射/接收信號(hào)還允許使發(fā)射/接收信號(hào)轉(zhuǎn)向。

37、改變聲反射器的位置可以用于使發(fā)射或接收的超聲信號(hào)“轉(zhuǎn)向”通過(guò)腔。為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信號(hào)發(fā)射和接收，通常需要在發(fā)射和接收期間移動(dòng)pmut的位置，但這顯然是不切實(shí)際的。通過(guò)調(diào)節(jié)聲反射器的位置來(lái)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)射或接收介質(zhì)的特性可能能夠?qū)崿F(xiàn)與調(diào)節(jié)pmut本身的位置類似的凈效果。

38、根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)從f0向f1發(fā)射啁啾信號(hào)時(shí)，可以調(diào)節(jié)介質(zhì)內(nèi)的聲反射器的位置，使得：在任何給定時(shí)間，pmut相對(duì)于當(dāng)前頻率“間隔開(kāi)”半波長(zhǎng)。因此，可以通過(guò)調(diào)節(jié)聲反射器而在所有頻率下實(shí)現(xiàn)更好的成像能力。修改pmut陣列前方的聲反射器的位置可以產(chǎn)生透鏡效應(yīng)，從而使超聲信號(hào)轉(zhuǎn)向。

39、在一組實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)殼體層布置在包括pmut陣列的聲學(xué)諧振腔上方。一個(gè)或多個(gè)殼體層可以例如借助于圍繞它們的壓電收縮元件而被壓縮，從而使該殼體層或每個(gè)這樣的殼體層變形。這將改變每層中的壓力，并且壓力的變化會(huì)產(chǎn)生可以提供“透鏡效應(yīng)”的聲音梯度。

40、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了多個(gè)聲學(xué)諧振腔，每個(gè)聲學(xué)諧振腔都包括被布置成與聲學(xué)諧振腔接口的pmut陣列，并且還包括具有離散聲反射器的非晶態(tài)介質(zhì)。這種“陣列的陣列”提供了額外的好處，因?yàn)榭梢詾槊總€(gè)“微型陣列”提供單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電子器件，如上所述的每個(gè)“微型陣列”例如位于包括具有離散聲反射器的非晶態(tài)介質(zhì)的聲學(xué)諧振腔中。因此，可以為每個(gè)陣列提供的唯一信息是能量的方向和強(qiáng)度。這通常比為陣列中的每個(gè)元件提供的信號(hào)波形的信息要少。

41、在一組實(shí)施例中，多個(gè)腔中的每個(gè)腔聯(lián)接到固體基板。在一組替代實(shí)施例中，多個(gè)腔中的每個(gè)腔布置在公共阻尼介質(zhì)上。在另一組替代實(shí)施例中，多個(gè)腔中的每個(gè)腔布置在公共阻尼介質(zhì)內(nèi)。阻尼介質(zhì)可以是非晶態(tài)材料、半固體材料、聲學(xué)介電材料或凝膠等。

42、“陣列的陣列”還降低了整個(gè)陣列中pmut的密度，使得也可以更容易地減少串?dāng)_，因?yàn)槊總€(gè)“微型陣列”可以彼此隔離。由于與每個(gè)pmut間隔開(kāi)λ/2的單個(gè)陣列相比pmut的數(shù)量減少，因此“陣列的陣列”可以降低整體pmut密度，因?yàn)殛嚵胁恍枰@么緊密地間隔。例如，耦合到固體基板的陣列可以分別安裝在“支柱”上，使得它們就與連接它們的固體基板分開(kāi)，因此能量不會(huì)在陣列之間傳播?？商娲?，其上可以布置pmut的介質(zhì)可以是具有最小聲傳輸能力的泡沫。

43、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種布置結(jié)果，其包括多個(gè)pmut，所述pmut被布置成與相應(yīng)的聲管接口，所述pmut以鑲嵌陣列布置。

44、在上述的任何pmut陣列中，在一組實(shí)施例中，陣列被安裝成能夠通過(guò)致動(dòng)器(例如使陣列移動(dòng)的電機(jī))移動(dòng)。與移動(dòng)pmut的上述致動(dòng)器類似，該致動(dòng)器可以用于改變陣列的位置以學(xué)習(xí)不同方向上的定向脈沖響應(yīng)。

45、在上述任何陣列中，陣列可以是3d的，即不是平面的。3d陣列結(jié)構(gòu)可以允許在表面上產(chǎn)生更多的聲輸出能量，因?yàn)槊總€(gè)pmut發(fā)射器產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)與來(lái)自其他發(fā)射器的信號(hào)相加。

46、另外，陣列中不同的pmut可能具有不同的尺寸，因此每個(gè)pmut具有各自的、不同的諧振頻率。

47、例如，如果調(diào)節(jié)了與pmut陣列接口的聲學(xué)諧振腔或介質(zhì)的特性，則可以使用電機(jī)來(lái)“學(xué)習(xí)”這種塑造如何影響陣列聲學(xué)響應(yīng)，然后在傳輸過(guò)程中進(jìn)一步使用該信息以更好地聚焦超聲信號(hào)，因?yàn)檎{(diào)節(jié)后的腔對(duì)發(fā)射信號(hào)的影響將會(huì)被學(xué)習(xí)。

48、在一組實(shí)施例中，向每個(gè)陣列提供輸入功率信號(hào)，并以無(wú)線方式提供諸如信號(hào)方向/模式、強(qiáng)度和校準(zhǔn)信息等進(jìn)一步的信息，使得多個(gè)陣列提供傳感器網(wǎng)絡(luò)。

49、在pmut陣列處接收到的反射信號(hào)可以進(jìn)行信號(hào)處理，例如使用任何合適的圖像重建技術(shù)來(lái)產(chǎn)生圖像。信號(hào)處理優(yōu)選地包括波束形成，并且可以在數(shù)字域中執(zhí)行。信號(hào)處理可以使用任何合適的處理器執(zhí)行。

50、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種使用pmut或pmut陣列進(jìn)行成像的方法，其包括：

51、確定與多個(gè)離散反射器的聲學(xué)影響相對(duì)應(yīng)的聲學(xué)傳遞函數(shù)，多個(gè)離散反射器位于pmut或pmut陣列與要成像的場(chǎng)景之間；

52、使用pmut或pmut陣列通過(guò)發(fā)射超聲信號(hào)并在所述超聲信號(hào)已經(jīng)過(guò)一次或多次反射后在pmut或pmut陣列處接收所述超聲信號(hào)來(lái)對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行成像；

53、通過(guò)將聲學(xué)傳遞函數(shù)的逆函數(shù)應(yīng)用于接收到的超聲信號(hào)來(lái)處理接收到的超聲信號(hào)以生成圖像。

54、在一些實(shí)施例中，該方法應(yīng)用于包括根據(jù)本發(fā)明的第二方面的多個(gè)pmut的pmut陣列。在一組實(shí)施例中，多個(gè)pmut以鑲嵌陣列布置。

55、本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，聲學(xué)傳遞函數(shù)是多個(gè)離散反射器對(duì)pmut或pmut陣列生成的圖像的影響的數(shù)學(xué)函數(shù)。在處理接收信號(hào)時(shí)，可以使用確定的聲學(xué)傳遞函數(shù)形成更清晰的圖像。如上所述，由于離散反射器的存在(例如在pmut前面)，pmut或pmut陣列可以具有更寬的視場(chǎng)。因此，該方法提供了實(shí)現(xiàn)更寬視場(chǎng)的成像，而不會(huì)犧牲圖像品質(zhì)。

56、聲學(xué)傳遞函數(shù)可以以各種方式確定。聲學(xué)傳遞函數(shù)可以預(yù)先確定并存儲(chǔ)在處理器的存儲(chǔ)器中。在一組實(shí)施例中，使用例如迭代算法確定聲學(xué)傳遞函數(shù)并將其存儲(chǔ)在處理器的存儲(chǔ)器中。

57、聲學(xué)傳遞函數(shù)可以包括定向?yàn)V波器，例如定向脈沖響應(yīng)。

58、在一組實(shí)施例中，第三方面的確定步驟通過(guò)包括以下步驟的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：

59、(a)選擇聲學(xué)傳遞函數(shù)，該聲學(xué)傳遞函數(shù)應(yīng)用于接收信號(hào)以生成圖像；

60、(b)使用pmut或pmut陣列通過(guò)發(fā)射超聲信號(hào)并在所述超聲信號(hào)已經(jīng)歷一次或多次反射后在pmut或pmut陣列處接收所述超聲信號(hào)來(lái)進(jìn)行成像；

61、(c)使用聲學(xué)傳遞函數(shù)的逆函數(shù)來(lái)處理接收到的信號(hào)以生成圖像；

62、(d)確定圖像的銳度(sharpness)參數(shù)，并且當(dāng)所確定的銳度參數(shù)：

63、(i)不高于預(yù)定閾值時(shí)，在重復(fù)步驟(b)-(d)之前調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)；

64、(i)高于預(yù)定閾值時(shí)，終止該方法。

65、根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種使用pmut或pmut陣列確定用于成像的聲學(xué)傳遞函數(shù)的方法，包括：

66、(a)選擇聲學(xué)傳遞函數(shù)，該聲學(xué)傳遞函數(shù)應(yīng)用于接收信號(hào)以生成圖像；

67、(b)使用pmut或pmut陣列通過(guò)發(fā)射超聲信號(hào)并在所述超聲信號(hào)已經(jīng)歷一次或多次反射后在pmut或pmut陣列處接收超聲信號(hào)來(lái)進(jìn)行成像；

68、(c)使用聲學(xué)傳遞函數(shù)的逆函數(shù)來(lái)處理接收信號(hào)以生成圖像；

69、(d)確定圖像的銳度參數(shù)，并且當(dāng)所確定的銳度參數(shù)：

70、(i)不高于預(yù)定閾值時(shí)，在重復(fù)步驟(b)-(d)之前調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)；

71、(i)高于預(yù)定閾值時(shí)，終止該方法。

72、因此，該方法可以允許有效地“調(diào)節(jié)”聲學(xué)傳遞函數(shù)，以改善使用多個(gè)離散反射器獲得的圖像的品質(zhì)。例如，如果選擇了“錯(cuò)誤的”聲學(xué)傳遞函數(shù)，則從超聲成像獲得的圖像幾乎總是“模糊不清”。因此，圖像的銳度可以用作標(biāo)準(zhǔn)，以更新為了獲得圖像而選擇的聲學(xué)傳遞函數(shù)。

73、銳度參數(shù)可以是諸如圖像銳度之類的度量，請(qǐng)參閱https://ieeexplore.ieee.org/document/6783859?；蛘?，可以使用低反射器值(接近0)與高反射值之間的比率來(lái)計(jì)算銳度參數(shù)。

74、可以使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(例如服務(wù)器)中的舊聲學(xué)傳遞函數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)聲學(xué)傳遞函數(shù)。

75、本文所述的任何方面或?qū)嵤├奶卣骶梢栽谶m當(dāng)?shù)那闆r下應(yīng)用于本文所述任何其他方面或?qū)嵤├?。?dāng)提及不同的實(shí)施例或?qū)嵤├M時(shí)，應(yīng)理解這些實(shí)施例或?qū)嵤├M不一定不同，而可能重疊。