超声探头设备的制造方法_2

文档序号:9933451阅读:来源:国知局
图;
[0079]图19B是示出根据本发明的第三实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的分解侧视图;
[0080]图20A是示出根据本发明的第四实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的俯视图;
[0081]图20B是示出根据本发明的第四实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的仰视图;
[0082]图20C是示出根据本发明的第四实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的分解侧视图;
[0083]图21是示出根据本发明的第二实施例的第二电子电路的视图;
[0084]图22A是示出根据本发明的实施例的第一电子电路的透视图;
[0085]图22B是示出根据本发明的实施例的第一电子电路的视图;
[0086]图22C是示出安装在第一电子电路的背表面上的热传导单元的视图;
[0087]图23A是示出将控制信号发送到安装到超声探头的第一处理器的过程的概念图;
[0088]图23B是示出将控制信号发送到安装到超声探头的第一处理器的过程的概念图;
[0089]图23C是示出将控制信号发送到超声元件单元的过程的概念图;
[0090]图24是示出使用超声元件单元发射超声波的过程的概念图;
[0091]图25是示出使用超声元件单元接收超声波的过程的概念图;
[0092]图26是示出与通过超声元件单元接收的超声波相对应的电信号的发送过程的概念图;
[0093]图27是示出将处理后的信号发送到主体的过程的概念图;
[0094]图28是示出将处理后的信号发送到主体的过程的概念图;
[0095]图29是示出制造声音吸收单元的过程的概念图;
[0096]图30是示出制造声音吸收单元的过程的概念图。
【具体实施方式】
[0097]现在将详细地描述本发明的实施例,其示例在附图中示出,其中,相同的标号始终指示相同的元件。
[0098]图1是示出根据本发明的实施例的超声成像设备的透视图。图2A是示出根据本发明的实施例的超声成像设备的框图。
[0099]参照图1和图2A,超声成像设备I可包括超声探头100和主体200。
[0100]超声探头100可收集超声波并可将对应于收集到的超声波的电信号发送到主体200。根据实施例,超声探头100可执行收集到的多个信道的超声波的波束形成并也可将波束形成的信号发送到主体200。
[0101]主体200可控制超声成像设备I的所有操作。此外,主体200可通过使用从超声探头100接收到的电信号执行波束形成或图像处理来产生超声图像(例如,B模式图像),并可将产生的超声图像显示在显示单元280上,用于用户识别。此外,用于控制超声探头100或主体200的所有操作的各种电子组件可包含在主体200中。主体200可从使用输入单元290的用户接收各种命令、产生对应于用户命令的控制信号,从而控制超声成像设备I。
[0102]超声探头100可通过连接线缆93或无线通信模块将数据发送到主体200/从主体200接收数据。
[0103]根据一个实施例,超声探头100和主体200可使用图1中示出的连接线缆93彼此通信。从超声探头100产生的电信号可通过连接线缆93被发送到主体200。此外,从主体200产生的控制指令也可通过连接线缆93被发送到超声探头100。
[0104]连接器94可设置在连接线缆93的一端。连接器94可以可拆卸地结合到设置在主体200的外部框架201上的端口 95。如果连接器94结合到端口 95,则超声探头100和主体200可互相连接以彼此通信。同时,根据一个实施例,超声探头100可固定到连接线缆93的另一端。也就是说,超声探头100和连接线缆可一体化。根据另一实施例,能够结合到包含在超声探头100中的端口或从包含在超声探头100中的端口拆卸的连接器(未示出)也可设置在连接线缆93的另一端。
[0105]根据另一实施例,超声探头100和主体200可通过无线通信网络将从超声探头100产生的电信号发送到主体200,或者也可将从主体200产生的电信号发送到超声探头100。在这种情况下,可在超声探头和主体200的每个中安装包括天线和无线通信芯片的无线通信模块。无线通信模块可以是基于各种短程通信技术(例如,蓝牙、低功耗蓝牙、由红外数据协会(IrDA)提出的红外连接技术、无线保真(W1-Fi)、W1-Fi直连、超宽带(UWB)、近场通信(NFC)等)的短程无线通信模块。可选地,无线通信模块可以是支持3GPP、3GPP2的移动通信模块或由国际通信联盟(ITU)限定的IEEE无线通信网络。
[0106]在下文中将详细地描述超声探头100。
[0107]超声探头100可接收从对象产生的超声波并可将接收到的超声波转换成电信号。为了便于描述和更好地理解本发明,在下文中通过转换接收到的超声波获得的电信号将被称作超声信号。
[0108]超声探头100可包括用于产生或接收超声波的超声元件单元110和第一处理器130 ο第一处理器130可电连接到超声元件单元110、可控制超声元件单元110的操作,或者可使用从超声元件单元产生的电信号执行信号处理。
[0109]超声元件单元110可包括用于产生超声波或产生对应于超声波的电信号的超声换能器。超声换能器可将具有预定频率的AC(交流电)能转换成具有相同频率的机械振动、可产生超声波,或者可将基于超声波而具有预定频率的机械振动转换成AC能。因此,超声换能器可产生超声波或者可输出对应于接收到的超声波的电信号。更详细地讲,当从电池等接收AC电时,超声换能器的压电振动器或薄膜根据AC电而振动,从而产生多个超声波。
[0110]这里,超声换能器可以是例如磁致伸缩超声换能器、压电超声换能器和电容式微机械超声换能器(cMUT)中的一个,其中,磁致伸缩超声换能器使用磁体的磁致伸缩效应,压电超声换能器使用压电材料的压电效应,电容式微机械超声换能器使用数百或数千的微机械薄膜的振动发送/接收超声波。此外,超声换能器可以是可根据电信号产生超声波或者可根据超声波产生电信号的其它种类的换能器中的一种。
[0111]参照图2A,超声元件单元110可包括超声发送元件I 1a和超声接收元件I 1b。超声发送元件IlOa可根据从第一处理器130或第二处理器221接收到的脉冲信号产生具有与脉冲信号的频率对应的频率的超声波。产生的超声波可被发射到对象99的目标部位98。产生的超声波可聚焦在对象99内的至少一个目标部位98上。在这种情况下,发射的超声波可聚焦在单个目标部位98 ( S卩,单个焦点)上并且也可聚焦在多个目标部位98 ( S卩,多个焦点)上。
[0112]超声接收元件I 1b可接收从目标部位98反射的超声波或者可接收根据激光器等从目标部位98产生的超声波,并可将接收到的信号转换成超声信号。超声接收元件IlOb可包括多个超声换能器,所述多个超声换能器中的每个输出超声信号,以使超声接收元件IlOb可输出多个信道的超声信号。
[0113]根据实施例,超声元件单元110可包括能够产生并接收超声波的超声发送/接收(Tx/Rx)元件(未示出)。在这种情况下,需要时可省略超声发送元件IlOa和超声接收元件 IlOb0
[0114]超声元件单元110可安装到声音吸收单元120的一个表面。对应于每个超声元件单元I1的第一连接单元121可安装到声音吸收单元120。根据一个实施例,第一连接单元121可在穿过声音吸收单元120之后安装到声音吸收单元120。在这种情况下,第一连接单元121可被安装为穿过从声音吸收单元120的一个表面到另一表面的区域。在这种情况下,一个表面可指安装有超声元件单元I1的表面,另一表面可指安装有基板连接单元(例如,第二电子电路)的表面。下面将给出声音吸收单元120和第一连接单元121的详细描述。
[0115]第一处理器130可产生并输出用于控制超声元件单元110的电信号,或者可使用从超声元件单元110接收到的超声信号来执行各种信号处理。
[0116]从第一处理器130产生的电信号可通过第一连接单元121被发送到超声元件单元110(例如,超声发送元件110a)。超声发送元件IlOa可响应于接收到的电信号而被驱动。此外,第一处理器130可通过第一连接单元121接收与通过超声元件单元110 (例如,超声接收元件IlOb)接收到的超声波相对应的电信号。
[0117]第一处理器130可通过至少一个半导体芯片和相关联的电子组件来实现。根据本实施例,第一处理器130也可通过至少一个专用集成电路(ASIC)来实现。
[0118]根据图2A中示出的实施例,第一处理器130可包括脉冲发生器131、放大器132、模拟数字转换器(ADC) 133和波束形成器134中的至少一个。
[0119]脉冲发生器131可产生用于驱动超声元件单元110的具有预定频率的电压,并可将产生的电压发送到超声元件单元110。超声元件单元110可根据脉冲发生器131的输出电压的振幅和频率而振动,从而产生超声波。从超声元件单元110产生的超声波的频率和强度可根据从脉冲发生器131产生的电压的振幅和频率来确定。脉冲发生器131的输出电压可按照预定时间间隔施加到超声元件单元110,以使从超声元件单元110产生的超声波可聚焦在目标部位98上或可沿特定方向被引导。
[0120]根据实施例,脉冲发生器131可安装到第二处理器221。在这种情况下,第一处理器130可不包括脉冲发生器131。
[0121]放大器(AMP) 132可将从超声元件单元110的超声接收元件IlOb产生的超声信号放大。放大器132的增益可由系统设计者或用户任意确定。根据实施例,放大器132可将从多个超声元件单元110产生的多信道超声信号不同地放大,从而能够补偿多信道超声信号之间的强度差。
[0122]如果放大的超声信号是模拟信号,则ADC 133可将模拟信号转换成数字信号。ADC133可根据预定的抽样率执行作为模拟信号的超声信号的抽样,以使ADC 133可输出数字信号。
[0123]波束形成器(B.F) 134可将输入到多个信道的超声信号聚焦。波束形成器134可使从超声元件单元110、放大器132或ADC 133接收的信号聚焦,从而产生波束形成的信号。波束形成器134可执行多信道信号的各种功能,例如,多信道信号的电子束扫描、转向、聚焦、变迹和调光圈的功能。
[0124]图2B是示出根据本发明的实施例的波束形成过程的概念图。
[0125]根据实施例,如图2B所示,波束形成器134可包括时间差校正单元135和接收器聚焦单元136。
[0126]时间差校正单元135可校正多信道超声信号之间的时间差。根据从目标部位98到每个超声元件单元110的距离或超声元件单元110的特性,从若干超声元件单元110产生的多信道超声信号之间可能会出现时间差。时间差校正单元135可使多信道信号中的一些信号的发送延迟,从而时间差校正单元135可校正多信道信号之间的时间差。时间差校正单元135可
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