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CN105726060B - 超声探头设备 - Google Patents

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CN105726060B
CN105726060B CN201510706654.0A CN201510706654A CN105726060B CN 105726060 B CN105726060 B CN 105726060B CN 201510706654 A CN201510706654 A CN 201510706654A CN 105726060 B CN105726060 B CN 105726060B
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Abstract

公开了一种超声探头设备。所述超声探头设备包括：超声换能器，被构造为在接收到超声波时输出电信号；声音吸收单元，所述声音吸收单元的一个表面是所述超声换能器的安装表面，所述声音吸收单元电连接到所述超声换能器；第一电子电路，电连接到所述声音吸收单元；基板连接单元，设置在所述声音吸收单元与所述第一电子电路之间，并被构造为将所述第一电子电路和所述声音吸收单元电互连。

Description

超声探头设备
技术领域
示例性实施例涉及一种超声探头设备和一种超声成像设备。
背景技术
成像设备使用可见光、红外光、放射线、超声波、微波或来源于磁共振现象的自由感应衰减(FID)信号来捕获对象的图像并产生对象的内部图像或外部图像。成像设备的示例可包括相机、红外相机、放射成像设备、超声成像设备等。
超声成像设备通过使用超声波捕获对象的内部图像来获得图像并显示该获得的图像，用于用户识别。超声成像设备直接将超声波发射到对象内的目标部位、收集从目标部位反射的超声波，从而使用收集到的超声波产生超声图像。超声成像设备可收集使用激光束等从对象内的目标部位产生的超声波，从而可使用收集到的超声波产生超声图像。
超声成像设备可使用超声探头将超声波发射到对象的内部，或者可使用超声探头从对象的内部接收超声波。根据对象的种类和对象的图像捕获部的种类，或者根据对象内的目标部位的种类，存在各种超声探头。
发明内容
因此，本发明的一方面提供一种超声探头设备和超声成像设备，所述超声探头设备和所述超声成像设备能够有效地吸收使用超声元件沿与对象相反的方向发射的超声波。
本发明的其它方面将在下面的描述中进行部分地阐述，部分将通过描述而明显，或者可通过本发明的实践而了解。
根据本发明的一方面，一种超声探头设备包括：超声换能器，被构造为在接收到超声波时输出电信号；声音吸收单元，所述声音吸收单元的一个表面是所述超声换能器的安装表面，所述声音吸收单元电连接到所述超声换能器；第一电子电路，电连接到所述声音吸收单元；基板连接单元，设置在所述声音吸收单元与所述第一电子电路之间，并被构造为将所述第一电子电路和所述声音吸收单元电互连。
所述基板连接单元可包括被构造为将所述第一电子电路和所述声音吸收单元电互连的第二电子电路。
所述第二电子电路可包括电连接到所述第一电子电路的基板连接单元。
所述基板连接单元可包括被构造为将所述声音吸收单元和所述第一电子电路电互连的第一基板连接单元。
所述第一基板连接单元可电连接到所述超声换能器。
所述声音吸收单元可包括电连接到所述超声换能器的至少一个第一连接单元，其中，所述第一基板连接单元接触所述第一连接单元。
所述第二电子电路可包括被构造为输出通过所述第一电子电路处理的信号的至少一个输出单元，其中，所述基板连接单元包括被构造为将所述第一电子电路和所述至少一个输出单元电互连的第二基板连接单元。
所述基板连接单元可包括：第一开口，被构造为从所述第二电子电路的一个表面到另一表面的区间穿过；导体，安装在所述第一开口的内侧表面上并电结合到所述第一电子电路。
所述导体可被构造为遮住所述第一开口。
所述基板连接单元还可包括形成为穿过所述导体的第二开口。
所述基板连接单元还可包括被构造为遮住所述第二开口的填充材料。
所述导体可设置在所述第一开口的内侧表面上。
所述导体可安装在所述第二电子电路的位于所述第一开口周围的一个表面上。
所述第二电子电路可包括刚柔结合印刷电路板(PCB)。
所述第二电子电路可包括不弯曲的第一区域和柔性地弯曲的第二区域中的至少一个。
所述第二电子电路可包括电连接到所述第一电子电路并形成在所述第一区域中的基板连接单元。
第二连接单元(凸起)可安装到所述第一电子电路，其中，所述第二连接单元附着到所述第二电子电路的所述基板连接单元。
所述超声探头设备还可包括分隔单元，所述分隔单元设置在所述第二电子电路与所述第一电子电路之间，并由防止所述第二电子电路直接接触所述第一电子电路的非导电材料形成。
所述第二连接单元可安装到所述第一电子电路，以穿过所述分隔单元。
所述超声探头设备还可包括热传导单元，所述热传导单元安装到所述第一电子电路的另一表面并执行所述第一电子电路的热传递。
所述声音吸收单元可包括：声音吸收材料，用于吸收声音；第一连接单元，被构造为穿过所述声音吸收材料，以将所述超声换能器和所述第一电子电路电互连。
至少一个第一连接单元可安装到单个超声换能器。
所述超声探头设备还可包括声学增强器，所述声学增强器设置在所述超声换能器与所述声音吸收单元之间，并被构造为放大从所述超声换能器产生的电信号。
所述声音吸收单元可由形成为吸收声波或超声波的声音吸收材料形成。
安置有所述超声换能器或声学增强器的安置表面可形成在所述声音吸收单元的一个表面上，其中，所述声学增强器结合到所述超声换能器，以放大从所述超声换能器产生的电信号。
所述第一电子电路可包括被构造为使从所述超声换能器产生的信号聚焦的处理器。
所述第一电子电路可包括至少一个专用集成电路(ASIC)。
根据本发明的另一方面，一种超声成像设备包括：超声探头，被构造为接收超声波；主体，被构造为控制所述超声探头的操作并执行对应于接收到的超声波的超声图像的图像处理。所述超声探头包括：超声换能器，被构造为在接收到超声波时输出电信号；声音吸收单元，所述声音吸收单元的一个表面是所述超声换能器的安装表面，所述声音吸收单元电连接到所述超声换能器；第一电子电路，电连接到所述声音吸收单元；基板连接单元，设置在所述声音吸收单元与所述第一电子电路之间并被构造为将所述第一电子电路和所述声音吸收单元电互连。
所述基板连接单元可包括被构造为将所述第一电子电路和所述声音吸收单元电互连的第二电子电路。
所述第二电子电路可包括电连接到所述第一电子电路的基板连接单元。
所述基板连接单元可包括被构造为将所述声音吸收单元和所述第一电子电路电互连的第一基板连接单元。
所述第一基板连接单元可电连接到所述超声换能器。
所述声音吸收单元可包括电连接到所述超声换能器的至少一个第一连接单元，其中，所述第一基板连接单元接触所述第一连接单元。
所述第二电子电路可包括被构造为输出通过第一电子电路处理的信号的至少一个输出单元，其中，所述基板连接单元包括被构造为将所述第一电子电路和所述至少一个输出单元电互连的第二基板连接单元。
所述第二电子电路可包括刚柔结合印刷电路板(PCB)。
所述第二电子电路可包括不弯曲的第一区域和柔性地弯曲的第二区域中的至少一个。
所述第二电子电路可包括电连接到所述第一电子电路并形成在所述第一区域中的基板连接单元。
第二连接单元可安装到所述第一电子电路。所述第二连接单元可附着到所述第二电子电路的所述基板连接单元。
所述超声成像设备还可包括分隔单元，所述分隔单元设置在所述第二电子电路与所述第一电子电路之间并由防止所述第二电子电路直接接触所述第一电子电路的非导电材料形成。
所述第二连接单元可安装到所述第一电子电路，以穿过所述分隔单元。
所述超声成像设备还可包括热传导单元，所述热传导单元安装到所述第一电子电路的另一表面并执行所述第一电子电路的热传递。
所述声音吸收单元可包括：声音吸收材料，用于吸收声音；第一连接单元，被构造为穿过所述声音吸收材料，以将所述超声换能器和所述第一电子电路电互连。
至少一个第一连接单元可安装到单个超声换能器。
所述超声成像设备还可包括设置在所述超声换能器与所述声音吸收单元之间并被构造为放大从所述超声换能器产生的电信号的声学增强器。
所述声音吸收单元可由被构造为吸收声波或超声波的声音吸收材料形成。
安置有所述超声换能器或声学增强器的安置表面可形成在所述声音吸收单元的一个表面上，其中，所述声学增强器结合到所述超声换能器，以放大从所述超声换能器产生的电信号。
所述第一电子电路可包括被构造为使从所述超声换能器产生的信号聚焦的处理器。
所述第一电子电路可包括至少一个专用集成电路(ASIC)。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其它方面将变得明显，并且更易于理解，其中：
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；
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；
图3示出了根据本发明的实施例的超声探头的内部结构；
图4是示出根据本发明的第一实施例的超声探头的内部结构的分解透视图；
图5A是示出根据本发明的第一实施例的超声元件单元的布局的概念图；
图5B是示出根据本发明的第二实施例的超声元件单元的布局的概念图；
图6是示出声音吸收单元的功能的概念图；
图7是示出根据本发明的第一实施例的声音吸收单元的透视图；
图8是示出根据本发明的第一实施例的声音吸收单元的俯视图；
图9是示出根据本发明的第一实施例的声音吸收单元的侧视透视图；
图10是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的透视图；
图11是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的俯视图；
图12是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的侧视截面图；
图13是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的视图；
图14是示出根据本发明的第一实施例的第二电子电路的视图；
图15示出了第二电子电路的弯曲结构；
图16是示出第二电子电路的截面图；
图17A是示出根据本发明的第一实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的俯视图；
图17B是示出根据本发明的第一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；
图18A是示出根据本发明的第二实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的俯视图；
图18B是示出根据本发明的第二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；
图19A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俯视图；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
图22B是示出根据本发明的实施例的第一电子电路的视图；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
图27是示出将处理后的信号发送到主体的过程的概念图；
图28是示出将处理后的信号发送到主体的过程的概念图；
图29是示出制造声音吸收单元的过程的概念图；
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
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。
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。
参照图1和图2A，超声成像设备1可包括超声探头100和主体200。
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。
主体200可控制超声成像设备1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1。
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。
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。
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。
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(Wi-Fi)、Wi-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。
在下文中将详细地描述超声探头100。
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。
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。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。
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。
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。
参照图2A，超声元件单元110可包括超声发送元件110a和超声接收元件110b。超声发送元件110a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(即，单个焦点)上并且也可聚焦在多个目标部位98(即，多个焦点)上。
超声接收元件110b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110b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110b可输出多个信道的超声信号。
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110a和超声接收元件110b。
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110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110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。
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。
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110a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110b)接收到的超声波相对应的电信号。
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。
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。
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。
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。
放大器(AMP)132可将从超声元件单元110的超声接收元件110b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。
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。
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。
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。
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。
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可安装到从超声元件单元110产生的超声信号的每个信道。
接收器聚焦单元136可合成多信道超声信号，所述多信道超声信号的时间差通过时间差校正单元135来校正。接收器聚焦单元136可通过向各个信道的超声信号施加预定权重来合成多信道超声信号。预定权重可被确定而不受超声信号的影响，预定权重也可根据超声信号进行确定。根据多信道超声信号的合成结果，接收器聚焦单元136可输出波束形成的信号。波束形成的信号可被发送到主体200。
如果波束形成器134安装到第一处理器130，则需要超声探头100仅将波束形成的信号发送到主体200。因此，由于超声探头100无需将全部信道的超声信号发送到主体200，因此能降低系统复杂性并能提高系统可靠性。
第一处理器130的脉冲发生器131、放大器132、ADC 133和波束形成器134可在逻辑上彼此分开。在这种情况下，第一处理器130可由一个半导体芯片和相关联的电子组件来实现。根据另一实施例，第一处理器130的脉冲发生器131、放大器132、ADC 133和波束形成器134也可在物理上彼此分开。如果第一处理器130的脉冲发生器131、放大器132、ADC 133和波束形成器134在物理上彼此分开，则第一处理器130的脉冲发生器131、放大器132、ADC133和波束形成器134中的每个可由一个或至少两个半导体芯片和相关联的电子组件来实现。
根据实施例，第一处理器130的放大器132、ADC 133和波束形成器134中的至少一个也可安装到主体200。在这种情况下，放大器132、ADC 133和波束形成器134中的至少一个可由安装到主体200的中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)来实现。如果放大器132、ADC 133和波束形成器134安装到主体200，则从超声元件单元110产生的信号也可被发送到主体200而无需转换。
例如，超声探头100可以是线阵探头、凸阵探头或扇形相控阵探头(sector phasedarray probe)。此外，超声探头100可以是机械扇形阵探头(mechanical sector arrayprobe)。
在下文中将详细地描述超声探头100的详细的内部结构。
在下文中将参照图2A描述主体200。
参照图2A，主体200可包括信号处理单元210、图像处理单元211、体数据产生单元212、存储单元213和控制器220。
信号处理单元210可按照各种方式来执行波束形成的信号的信号处理。例如，信号处理单元210可执行滤波处理、检波处理和压缩处理中的至少一个。滤波处理包括针对波束形成的信号应用滤波器，以去除除了特定带宽的信号之外的信号。滤波处理可包括用于去除基频成分并传递谐波信号的谐波成像处理。检波处理可将超声信号的电压的射频(RF)格式转换成视频信号格式。压缩处理可减小超声信号之间的振幅差。根据需要可省略信号处理单元210。
图像处理单元211可将波束形成的信号或通过信号处理单元210处理的信号转换成基于静态图像的超声图像或基于动态图像的超声图像。此外，图像处理单元211可执行静态图像或动态图像的预定图像处理。
图像处理单元211可使用扫描转换产生超声图像。产生的超声图像可包括A模式超声图像、B模式超声图像或M模式超声图像。A模式超声图像可指当基于从目标部位98到超声探头100的距离或时间对反射强度进行幅度成像(amplitude-image)时获得的超声图像。B模式超声图像可指当使用辉度表示超声强度时获得的超声图像。M模式超声图像可指当对对象的操作的变化进行成像时获得的超声图像。超声图像可包括基于多普勒效应的多普勒图像。
图像处理单元211可校正产生的超声图像。例如，图像处理单元211可按照用户能够清楚地观看包含在超声图像中的组织的方式来校正超声图像的全部区域或一些区域的颜色、对比度、清晰度、亮度或辉度。图像处理单元211可去除超声图像的噪声或者可执行超声图像的像素插值。
图像处理单元211可将产生的或校正后的超声图像发送到存储单元213或可将产生的或校正后的超声图像显示在显示单元280上。此外，图像处理单元211可将产生的或校正后的超声图像发送到体数据产生单元211，从而能够获得超声体数据(ultrasonicvolume data)。
体数据产生单元212可使用通过图像处理单元211产生的或校正后的二维(2D)超声图像获得表示三维(3D)体的超声体数据。
信号处理单元210、图像处理单元211或体数据产生单元212可由CPU或GPU来实现。CPU或GPU可由一个或至少两个半导体芯片和相关联的电子组件来实现。
存储单元213可存储与控制器200的功能相关联的各种程序、数据、超声图像和与超声图像相关联的各种信息。存储单元213可使用半导体存储单元、磁盘存储单元、磁带存储单元等来实现。
控制器220可根据用户命令或预定构造来控制超声成像设备1的所有操作。例如，在控制器220根据将要发射的超声波的频率产生预定控制命令之后，控制器220可将产生的控制命令发送到第一处理器130的脉冲发生器131。脉冲发生器131可根据控制命令将具有预定频率的电压施加到超声元件单元110。因此，超声元件单元110可产生具有预定频率的超声波，从而将超声波施加到对象99的目标部位98。
控制器220可包括第二处理器221以及用于协助第二处理器221的操作的存储单元222(例如，ROM或RAM)。第二处理器221可由CPU来实现。CPU可由一个或至少两个半导体芯片和相关联的电子元件来实现。
显示单元280可显示超声图像，用于用户识别。显示单元280可使用等离子显示面板(PDP)、发光二极管(LED)、液晶显示器(LCD)等。LED可包括有机发光二极管(OLED)。此外，显示单元280可使用被构造为显示3D图像的3D显示器。
输入单元290可从用户接收与超声成像设备1的控制相关的各种命令。输入单元290可响应于用户操作而输出电信号并可将电信号发送到第二处理器221。
输入单元290可包括安装有各种输入装置的操作面板291。例如，输入装置可包括键盘、鼠标、轨迹球、旋钮、触摸板、踏板、各种操作杆、手柄、控制杆和各种输入装置中的至少一种。输入单元290可包括触摸屏单元292。用户可通过使用触摸屏单元292的触摸工具(例如，手指或触摸笔)触摸触摸面板来输入各种命令。
触摸屏单元292可由电阻式触摸屏面板或电容式触摸屏面板来实现。此外，触摸屏单元292也可使用超声波或红外光。
在下文中将详细地描述超声探头100的内部结构。
图3示出了根据本发明的实施例的超声探头的内部结构。图4是示出根据本发明的第一实施例的超声探头的内部结构的分解透视图。
参照图3和图4，超声探头100可包括：声学透镜109，安装在探头壳体107的一端；超声元件单元110，靠近声学透镜109布置；声音吸收单元120，声音吸收单元120的一个表面接触安置在超声探头100中的超声元件单元110；第二电子电路140，作为安装在声音吸收单元120的另一表面上的基板连接单元；第一电子电路150，电连接到第二电子电路并设置在第二电子电路140的另一表面上；热传导单元160，被构造为吸收从第一电子电路150产生的热；导线(或导电线)108，被构造为将从第一电子电路150产生的电信号发送到主体200。
超声元件单元110、声音吸收单元120、第二电子电路140、第一电子电路150、热传导单元160和导线108可安装在探头壳体107中。连接线缆93可固定到探头壳体107的另一端或者可从探头壳体107的另一端拆卸。
探头壳体107可允许超声探头100的各种电子组件被牢固地固定或者可保护电子组件不受外部冲击影响。探头壳体107可由各种金属或合成树脂来实现，并可根据超声探头100的使用目的或根据对象或目标部位的类别按照各种形状来形成。
声学透镜109可使声波或超声波聚焦或者发射声波或超声波。声学透镜109可使从超声元件单元110产生的超声波聚焦在目标部位98上。声学透镜109可由玻璃或合成纤维形成。
超声元件单元110可安装到声音吸收单元120的一个表面。超声元件单元110可接触声学透镜109或者可靠近声学透镜109设置。
图5A是示出根据本发明的第一实施例的超声元件单元的布局的概念图。
参照图5A，超声元件单元110可包括能够被实现为一层或至少两层的匹配层111、超声换能器113和声学增强器114。
匹配层111可保持从超声换能器113产生的超声波的平直度或强度，或者可使这样的问题最小化：发射的超声波没有到达目标部位98以及没有从对象99的表面(例如，人的皮肤)反射。
匹配层111可包括多个匹配层，即，第一匹配层111a和第二匹配层111b。第一匹配层111a和第二匹配层111b中的每个可由具有在每个超声换能器113的阻抗与组织阻抗之间的中间阻抗的材料形成。如果匹配层111包括多个匹配层(111a、111b)，则各个匹配层(111a、111b)可彼此接触。
第一匹配层111a的一个表面可接触声学透镜109或可靠近声学透镜109设置。第一匹配层111a的另一表面可附着到第二匹配层111b的一个表面。超声换能器113可附着到第二匹配层111b的另一表面。在这种情况下，一个超声元件单元110也可附着到第二匹配层111b的另一表面，多个超声元件单元也可附着到第二匹配层111b的另一表面。
根据实施例，匹配层111可仅包括一个匹配层或者也可包括三个或更多个匹配层。
如上所述，超声换能器113可将超声波转换成电信号或将电信号转换成超声波。超声换能器113的一个表面可附着到第二匹配层111b。
声学增强器114可附着到超声换能器113的另一表面。声学增强器114可将从第一连接单元121接收的信号放大，以使超声换能器113可产生放大的超声波。超声换能器113可附着到声学增强器114的一个表面。声学增强器114的面对其一个表面的另一表面可接触声音吸收单元120和第一连接单元121。声学增强器114可由电通过其流动的导电材料形成。
图5B是示出根据本发明的第二实施例的超声元件单元的布局的概念图。
参照图5B，可省略声学增强器114，可仅安装匹配层111和超声换能器113。在这种情况下，声音吸收单元120和第一连接单元121可直接安装到超声换能器113。匹配层111和超声换能器113与图5A中的匹配层111和超声换能器113相同，因此，为了便于描述，在此将省略对其的详细描述。
在下文中将详细地描述其中安置有超声元件单元110的声音吸声单元120的实施例。
图6是示出声音吸收单元的功能的概念图。图7是示出根据本发明的第一实施例的声音吸收单元的透视图。图8是示出根据本发明的第一实施例的声音吸收单元的俯视图。图9是示出根据本发明的第一实施例的声音吸收单元的侧视透视图。
如图4所示，根据第一实施例，超声元件单元110可附着到声音吸收单元120的一个表面，用作基板连接单元的第二电子电路140可附着到声音吸收单元120的与其一个表面面对的另一表面。参照图6，如果超声元件单元110的超声换能器113响应于接收端电压而产生超声波，则产生的超声波可沿对象的方向(U1)发射并也可沿声音吸收单元的方向(U2)发射。如上所述，沿声音吸收单元的方向(U2)发射的超声波会在超声图像中引起噪声。为了防止出现噪声，声音吸收单元120可由声音吸收材料122形成。声音吸收材料122可以是能够吸收声波或超声波的材料。声音吸收材料122可吸收沿从超声换能器113到声音吸收单元的方向发射的超声波，并可减小沿不期望的方向行进的超声波的强度。结果，能够减小会在超声图像中产生的噪声。
声音吸收单元120的声音吸收材料122可由环氧树脂或氧化铪材料(例如，氧化铪金属粉末)形成。此外，声音吸收材料122可以是环氧树脂、金属以及各种合成树脂的混合物。此外，可使用能够提供吸收声波或超声波的功能的各种材料作为声音吸收材料122。
根据一个实施例，声音吸收材料122可按照图7至图9中示出的六面体形状来形成。声音吸收材料122可按照各种柱体或球体中的任何形状来形成。声音吸收材料122的外观可根据系统设计者的选择来任意确定。
参照图4至图9，被构造为穿过从声音吸收材料122的一个表面122a到另一表面的区间的至少一个第一连接单元121可安装到声音吸收材料122。这里，所述另一表面可以是声音吸收材料122的与一个表面122a面对的表面。第一连接单元121可被设置为穿过声音吸收材料122，以使第一连接单元121可在声音吸收材料122的一个表面122a和另一表面处被暴露到外部。
第一连接单元121可由电通过其流动的导电材料形成。在这种情况下，导电材料可以是电通过其流动的例如铜(Cu)、金(Au)等的各种金属中的任何一种。因此，第一连接单元121可将从超声元件单元110产生的电信号发送到第一电子电路150或第二电子电路140，或者可将从第一电子电路150或第二电子电路140产生的电信号发送到超声元件单元110。
第一连接单元121可按照如图7至图9中示出的六面体形状来形成。然而，第一连接单元121的形状不限于此。根据实施例，第一连接单元121可按照圆柱形形状或各种多边形形状来形成。第一连接单元121的形状也可根据系统设计者的选择来任意确定。
超声元件单元110可安装到声音吸收材料122的一个表面122a。在这种情况下，声音吸收材料122的一个表面122a也可按照平面形状来形成。此外，声音吸收材料122的一个表面122a可形成为具有预定曲率的曲面。
参照图7和图8，其中安置有超声元件单元110的一个或至少两个安置单元125可安装到声音吸收材料122的一个表面122a。安置单元125可包括安置表面124和形成在安置表面124的周围的槽123。超声元件单元110可设置在安置表面124上。根据实施例，超声换能器113可设置在安置表面124上，或者声学增强器114可设置在安置表面124上。槽123可将安置表面124和一个表面122a的其它部分彼此分开。
第一连接单元121的一端可暴露在安置表面124上。如上所述，第一连接单元121可形成为从声音吸收材料122的一个表面122a到另一表面的区间穿过。在这种情况下，一个第一连接单元121可暴露在单个安置表面124上。第一连接单元121可在安置表面124的中部暴露到外部或者在安置表面124的中部的周围暴露到外部。如果超声元件单元110安置在安置表面124上，则第一连接单元121可接触超声元件单元110的一端。因此，第一连接单元121可电结合到超声元件单元110。
第二电子电路140可安装到声音吸收材料122的另一表面。
图10是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的透视图。图11是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的俯视图。图12是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的横侧截面图。图13是示出根据本发明的第二实施例的声音吸收单元的视图。
参照图10至图12，第二实施例的声音吸收单元120a可包括声音吸收材料122，声音吸收材料122的一个表面122a按照与第一实施例的声音吸收单元120相同的方式接触超声元件单元110。第一连接单元121可被构造为从声音吸收材料122的一个表面122a到另一表面的区间穿过。
一个或至少两个安置单元125可设置在第二实施例的声音吸收单元120a的一个表面122a上。安置单元125可包括安置表面124和形成在安置表面124的周围的槽123。
多个第一连接单元(121a至121d)可暴露在安置表面124上。从图10至图13可看出，第一连接单元(121a至121d)中的每个可在安置表面124的拐角处暴露到外部。从图13可看出，如果超声元件单元110安置在安置表面124上，则第一连接单元(121a至121d)可接触超声元件单元110的一端，并可接触例如声学增强器114的一个表面。换句话说，第一连接单元(121a至121d)可支撑一个超声元件单元110。因此，第一连接单元(121a至121d)可电连接到超声元件单元110。
第一连接单元(121a至121d)可根据实施例而具有各种形状。例如，第一连接单元(121a至121d)中的每个可按照棱柱或圆柱形状形成。此外，第一连接单元(121a至121d)可由系统设计者选择。第二实施例的声音吸收单元120a中的每个第一连接单元(121a至121d)的暴露表面的宽度可等于、小于或大于第一实施例的声音吸收单元120的第一连接单元121的宽度。
在下文中将描述作为基板连接单元的示例的第二电子电路140。
根据实施例，基板连接单元可包括第二电子电路140。
图14是示出根据本发明的第一实施例的第二电子电路的视图。图15示出了第二电子电路的弯曲结构。图16是示出第二电子电路的截面图。
根据实施例，第二电子电路140可包括基板、形成在基板上的各种电路以及连接到各种电路的半导体芯片或其它电子组件。根据实施例，需要时可省略基板、形成在基板上的各种电路、连接到各种电路的半导体芯片或其它电子组件中的至少一个。
参照图14，第二电子电路140的基板可以是刚柔结合PCB。刚柔结合PCB可以是由柔性PCB 144和刚性PCB 145构成的多层基板。更详细地讲，刚柔结合PCB可通过将刚性基板145与柔性基板144的一些部分叠置来实现。
柔性基板144可容易弯曲，刚性基板145可不容易弯曲。因此，如图15中的144a和144b所示，第二电子电路140的一个区域(例如，第一区域)可沿各个方向柔性地弯曲。其它区域(例如，第二区域)可不弯曲。在这种情况下，上述区域未弯曲的表述不是指上述区域一点也没弯曲，而是指上述区域通常不被用作弯曲形式。
用于与外部部件通信的输出单元146以及输出单元146的相关联的各种电路和电子组件可安装到柔性基板144。结合到设置在外部导线147的端部的连接器的端口可包括在输出单元146中。
例如，柔性基板144可具有如图16中示出的多层结构。更详细地讲，柔性基板144可包括多个聚酰亚胺覆盖层(1441、1447)、多个聚酰亚胺基板层(1443、1445)以及粘结到聚酰亚胺覆盖层和聚酰亚胺基板层的粘结层。
与超声探头100的控制相关的各种电子组件可安装到刚性基板145。刚性基板145可由刚性材料1451形成。刚性材料1451可通过粘合剂附着到柔性基板144的聚酰亚胺覆盖层(1441、1447)。基板连接单元141可形成在刚性基板145上。
如图4和图16所示，基板连接单元141可穿过第二电子电路140。在这种情况下，基板连接单元141可穿过柔性基板144和刚性基板145。基板连接单元141可电结合到第一电子电路150。
参照图4，基板连接单元141可包括：第一基板连接单元142，被构造为将第一连接单元121和第一电子电路150电互连；第二基板连接单元143，被构造为将第二电子电路140的输出单元146和第一电子电路150电互连。
第一基板连接单元142的一端可接触第一电子电路150的第三连接单元153，第一基板连接单元142的另一端可接触声音吸收单元120的第一连接单元121。因此，第一基板连接单元142可电结合到第三连接单元153和第一连接单元121。因此，第一基板连接单元142可将从第一电子电路150的第三连接单元153产生的电信号发送到声音吸收单元120的第一连接单元121。第一基板连接单元142可设置在柔性基板144和刚性基板142所附着到的特定部分上。在这种情况下，第一基板连接单元142可穿过两个基板(144、145)。第一基板连接单元142可按照第一基板连接单元142可接触声音吸收单元120的第一连接单元121这样的方式集中到特定位置(参见图4的“A”)。
第二基板连接单元143的一端可结合到第一电子电路150的第四连接单元154，第二基板连接单元143的另一端或中部可电结合到输出单元146。在这种情况下，第二基板连接单元143可通过第二电子电路140(例如，设置在柔性基板144上的电路)电连接到输出单元146。从第一电子电路150的第四连接单元154产生的电信号可通过第二基板连接单元143被施加到输出单元146。第二基板连接单元143可在柔性基板144和刚性基板145所附着的特定部分处穿过两个基板(144、145)。第二基板连接单元143可设置在其中第二基板连接单元143不接触声音吸收单元120的第一连接单元121的特定位置(参见图4的“B”)处。例如，第二基板连接单元143可安装到刚性基板145的特定位置，其中，该特定位置与声音吸收单元120的外壁相对应。
虽然第一基板连接单元142和第二基板连接单元143仅互相连接部彼此不同，但第一基板连接单元142和第二基板连接单元143可在形状方面相同。当然，根据一些实施例，第一基板连接单元142和第二基板连接单元143可在形状方面不同。
在下文中将详细地描述基板连接单元141的各种实施例。
图17A是示出根据本发明的第一实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的俯视图。图17B是示出根据本发明的第一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。
基板连接单元141可包括过孔。如图17A和图17B所示，第一实施例的基板连接单元1420可包括过孔。过孔可包括：第一开口(也称作第一孔)1421，从第二电子电路140的一个表面到另一表面的区间穿过；导体1422，安装到第一开口1421的内侧表面。
第一开口1421从第二电子电路140的竖直向上方向的视角来看可具有圆形形状。根据实施例，第一开口1421可具有多边形形状，例如，三角形或矩形形状。此外，第一开口1421也可具有椭圆形状。可通过使用冲孔机(例如，电钻)对第二电子电路140冲孔而在第二电子电路140中形成第一开口1421。
导体1422可设置在第一开口1421的内侧表面上。更详细地讲，导电材料(例如，金属)设置在第一开口1421的内侧表面上，使得导体1422可设置在第一开口1421的内侧表面上。第二开口1423还可形成在导体1422的中部。第二开口1423可具有圆形或多边形形状。此外，导体1422可在第二电子电路140的两个表面处从第二开口1423的中部沿相反的方向突出，第二电子电路140的两个表面的一些部分可如1422a和1422b所示的那样被设置。
图18A是示出根据本发明的第二实施例的包括基板连接单元的第二电子电路的俯视图。图18B是示出根据本发明的第二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。
参照图18A和图18B，第二实施例的基板连接单元1430可包括：第一开口1431，被构造为从第二电子电路140的一个表面到另一表面的区间穿过；导体1432，形成在第一开口1431的内侧表面上并包括形成在内表面中的第二开口1433；填充材料1434，被构造为遮住第二开口1433。
按照与如上所述相同的方式，第一开口1431从第二电子电路140的竖直向上方向的视角观看可具有例如圆形、三角形或矩形形状的多边形形状，或者例如椭圆形状的其它形状。可通过对第二电子电路140冲孔而在第二电子电路140中形成第一开口1431。
导体1432可通过在第一开口1431的内侧表面上设置导电材料而设置在第一开口1431的内侧表面上。设置在导体1432中的第二开口1433可具有圆形或多边形形状。
填充材料1434插入到第二开口1433中，以遮住第二开口1433。填充材料1434可由没有导电性的材料形成。填充材料1434也可由各种合成树脂中的任何一种形成。
就第二实施例的基板连接单元1430而言，导体1432在第二电子电路140的两个表面处从第二开口1433的中部沿相反的方向突出，第二电子电路140的两个表面的一些部分可如1432a和1432b所示的那样被设置。
图19A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俯视图。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。
参照图19A和图19B，第三实施例的基板连接单元1460可包括：第一开口1461，被构造为从第二电子电路140的一个表面到另一表面的区间穿过；导体1462，设置在第一开口1461的内表面上。导体1462可完全遮住第一开口1461。换句话说，导体1462可不形成如上所述的第二开口(1423、1433)。
按照与如上所述相同的方式，第一开口1461可具有各种形状并可使用冲孔机形成在第二电子电路140中。
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。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。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。
参照图20A至图20C，第四实施例的基板连接单元1470可包括：第一开口1471，被构造为从第二电子电路140的一个表面到另一表面的区间穿过；导体1472，安装在第一开口1471的内侧表面上。
按照与如上所述相同的方式，第一开口1471可具有各种形状并可使用冲孔机形成在第二电子电路140中。
导体1472可通过在第一开口1471的内侧表面上设置金属材料等而设置在第一开口1471的内侧表面上。可在导体1472的中部形成第二开口(1423、1433)，或者可在导体1472的中部不形成第二开口(1423、1433)。
同时，导体1472可仅在第二电子电路140的一个表面处从第二开口1423的中部沿相反的方向突出(参见1472b)。换句话说，导体1472可不设置在第二电子电路140的任何一个表面上或可仅设置在第二电子电路140的另一表面上。
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。
参照图21，第二电子电路140可包括多个输出单元(146、148)。输出单元(146、148)可设置在柔性基板144上。输出单元(146、148)可输出不同的电信号并可将不同的电信号发送到主体200。各个输出单元(146、148)可连接到不同的第二基板连接单元143。不同的第二基板连接单元143可将从第一电子电路150产生的电信号发送到各个输出单元(146、148)。
在下文中将详细地描述第一电子电路。
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。图22B是示出根据本发明的实施例的第一电子电路的视图。
根据实施例，第一电子电路150可包括基板、形成在基板上的各种电路以及连接到各种电路的半导体芯片和各种电子组件。例如，第一电子电路150可包括至少一个专用集成电路(ASIC)。根据实施例，为了便于描述，可省略连接到各种电路的半导体芯片和各种电子组件、第一电子电路150的基板以及形成在基板上的各种电路中的至少一种。
参照图4、图22A和图22B，第一电子电路150的一个表面可接触第二电子电路140的一个表面。更详细地讲，第一电子电路150可安装到第二电子电路140的未安装有声音吸收单元120的表面。
一个或至少两个第二连接单元152可设置在第一电子电路150上。第二连接单元152可由导电金属材料(例如，金(Au)或铅(Pb))形成。第二连接单元152可被实施为凸起。实施为凸起的第二连接单元152可以是例如焊球。薄电极也可设置在第二连接单元152的一端。
第二连接单元152可电接触第二电子电路140的基板连接单元141。在这种情况下，薄电极也可接触基板连接单元141。由于第二连接单元152接触第二电子电路140的基板连接单元141，因此第一电子电路150和第二电子电路140可通过基板连接单元141和第二连接单元152电互连。包含在第一电子电路150中的第二连接单元152的位置可对应于第二电子电路140的基板连接单元141的位置，包含在第一电子电路150中的第二连接单元152的数量可对应于第二电子电路140的基板连接单元141的数量。
参照图22B，第一电子电路150和第二电子电路140可按照预定间隔彼此邻近。分隔单元151可设置在第一电子电路150与第二电子电路140之间。分隔单元151可防止第一电子电路150直接接触第二电子电路140。分隔单元151可由非导电材料形成。例如，分隔单元151也可由环氧树脂形成。环氧树脂可提供粘结功能，第二电子电路140和第一电子电路150可使用由环氧树脂形成的分隔单元151彼此粘结。
参照图22B，第二连接单元152可穿过分隔单元151，以使第二连接单元152可朝向分隔单元151的外部突出。换句话说，第一电子电路150和安装到第一电子电路150的各种电子组件可通过由环氧树脂形成的分隔单元151来遮住，以使第一电子电路150和安装到第一电子电路150的各种电子组件不暴露于外部。然而，仅第二连接单元152可暴露于分隔单元151的外部。朝向外部突出的第二连接单元152可接触基板连接单元141。可使用各种方法将分隔单元151设置在第一电子电路150与第二电子电路140之间。
例如，第一电子电路150和第二电子电路按照第二连接单元152接触基板连接单元141的方式而彼此靠近地布置，形成在第一电子电路150与第二电子电路之间的间隔填充有环氧树脂，以使分隔单元151可设置在第一电子电路150与第二电子电路之间。
在另一示例中，在按照第二连接单元152的一些部分暴露于外部的方式将环氧树脂设置在具有第二连接单元152的第一电子电路150上之后，将第二电子电路140安装在环氧树脂上，以使分隔单元151可设置在第一电子电路150与第二电子电路之间。
第二连接单元152可包括：第三连接单元153，接触第一基板连接单元142；第四连接单元154，接触第二基板连接单元143。第三连接单元153可设置在第三连接单元153可接触第一基板连接单元142的特定位置处。第四连接单元154可设置在第四连接单元154可接触第二基板连接单元143的特定位置处。
第一电子电路150可包括用作第一处理器130的半导体芯片和与半导体芯片相关联的电子组件。第一处理器130可安装在第一电子电路150的基板处。第二连接单元152可设置在第一电子电路150上，并可设置在电连接到第一处理器130的电路上，以使第二连接单元152可电连接到第一处理器130。从用作第一处理器130的半导体芯片和相关联的电子组件产生的电信号都可通过第二连接单元152被施加到基板连接单元141或输出单元146。例如，通过基板连接单元141发送的电信号(例如，超声信号)可通过第二连接单元152被施加到第一处理器130。
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。
参照图4，第二电子电路140可附着到第一电子电路150的一个表面，热传导单元160可安装在第一电子电路150的另一表面上。热传导单元160可使用粘合剂等附着到第一电子电路150的另一表面。参照图22C，如果安装在第一电子电路150上的第一处理器130等执行数据计算处理，则会在第一电子电路150中产生热。产生的热会导致第一电子电路150故障，或者会导致设置在第一电子电路150的周围的其它电子组件(例如，第二电子电路140)故障。
热传导单元160可将从第一电子电路150产生的热散发到外部。更详细地讲，在将从第一电子电路150产生的热传送到热传导单元160之后，热可沿着热传导单元160散发在空气中。
热传导单元160可使用各种热传导材料来实现。例如，热传导单元160可由石墨、钨、氧化钨、硅、氧化铝、玻璃微珠填充材料等形成。
在下文中将详细地描述使用上述的超声探头100发射超声波的过程、接收超声波并将接收到的超声波转换成电信号的过程以及将电信号发送到主体200的过程。
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。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。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。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。
参照图23A，如果主体200的控制器220输出控制信号，则控制信号可通过连接线缆93和导线147被施加到包含在第二电子电路140中的电路149(S 1)。参照图23B，通过导线147接收到的控制信号可通过连接到电路149的第二基板连接单元143以及电连接到第二基板连接单元143的第四连接单元被施加到包含在第一电子电路150中的第一处理器130(S2)。
参照图23C，包含在第一电子电路150中的第一处理器130可将与超声发射相关的控制命令输出为电信号格式。电信号可以是具有预定频率的脉冲。输出的控制命令可通过第一电子电路150的电路被施加到一个或至少两个第三连接单元153。
参照图23C，通过第三连接单元153接收到的电信号可通过附着到第三连接单元153的基板连接单元141(例如，通过第一基板连接单元142)而穿过第二电子电路140。在电信号穿过第二电子电路140之后，电信号可被施加到设置在声音吸收单元120上的第一连接单元121。施加到第一连接单元121的电信号可沿着第一连接单元121被发送到超声元件单元110(S3)。
参照图24，如果电信号被施加到超声元件单元110，则超声元件单元110的超声换能器113(例如，压电元件)可根据接收到的电信号而振动，从而产生超声波(S4)。产生的超声波发射到外部。产生的超声波可沿着对象99的方向发射。同时，产生的超声波也可沿声音吸收单元120的方向发射。在这种情况下，声音吸收单元120可吸收沿声音吸收单元120的方向发射的超声波。
图25和图26是示出使用超声元件单元接收超声波的过程的概念图。
参照图25和图26，超声元件单元110可从外部部件接收超声波(S5)。当从超声元件单元110产生的超声波被在对象99中的目标部位98反射时，可获得从外部部件接收到的超声波。根据实施例，从外部部件接收到的超声波可通过向目标部位98发射激光等从目标部位98产生。
超声元件单元110的超声换能器113可按照与接收到的超声波的频率对应的频率振动，从而输出交流(AC)电信号。所述电信号可沿着超声发射实例的相反路径发送到第一处理器130(S6)。更详细地讲，从超声元件单元110产生的电信号可通过设置在声音吸收单元120上的第一连接单元121、第一基板连接单元142、第三连接单元153和包含在第一电子电路150中的电路被施加到第一处理器130。
第一处理器130可放大接收到的电信号、执行放大后的信号的模拟数字转换(ADC)并执行用于使从各个超声元件单元110产生的多信道电信号聚焦的波束形成。波束形成的信号可暂时存储在用于协助第一处理器130的存储单元(例如，RAM)中。
图27和图28是示出将处理的信号发送到主体的过程的概念图。
第一处理器130可输出波束形成的信号，波束形成的信号可沿着设置在第一电子电路150中的电路被施加到第四连接单元154。施加到第四连接单元154的波束形成的信号可被发送到与第四连接单元154接触的第二基板连接单元143(S7)。波束形成的信号可通过结合到第二基板连接单元143的电路149被施加到输出单元146。
波束形成的信号通过输出单元146输出并可通过连接到输出单元146的导线147和连接线缆93施加到主体200(S8)。主体200可执行接收到的波束形成的信号的信号处理和图像处理，可产生对应于波束形成的信号的超声图像，并可将超声图像显示在显示单元280上，用于用户识别。
在下文中将参照图29和图30描述制造声音吸收单元的过程。
图29和图30是示出制造声音吸收单元的过程的概念图。图29是示出其中插入有导体11的声音吸收材料10的俯视图。图30是示出其中插入有导体11的声音吸收材料10的侧视截面图。为了便于描述和更好地理解本发明，从图30的下部到上部的方向将被称作向上的方向，从图30的上部到下部的方向将被称作竖直方向。此外，在下文中与竖直方向垂直的特定方向将被称作水平方向。
从图29可看出，导体11可插入到声音吸收材料10中，需要时可将导体11切割。插入的导体11可被用作上述的第一连接单元121。
从向上的方向的视角，导体12可被切割为具有正方形形状。导体12的宽度(w1)或高度(h1)可根据系统设计者的选择而按照各种方法设计。例如，导体12的宽度(w1)可以是50微米(μm)，导体12的高度(h1)可以是50微米(μm)。此外，导体13可被切割为具有矩形形状。在这种情况下，导体13可根据系统设计者的选择而具有各种宽度(w2)和高度(h2)。例如，导体13的宽度(w2)可以是60微米(μm)，导体13的高度(h2)可以是50微米(μm)。
如果导体11插入到声音吸收材料10中，则沿水平方向将声音吸收材料10切断，以使导体11的两端暴露于外部，如图30所示。更详细地讲，沿着图30中示出的第一截面表面(c1)和第二截面表面(c2)切割声音吸收材料10。结果，可获得当导体11暴露于上部和下部时形成的声音吸收材料10。获得的声音吸收材料10可用作上述的声音吸收单元120。
从上面的描述中显而易见的是，根据本实施例的超声探头设备和超声成像设备能够有效地吸收沿从超声元件单元到超声探头的方向发射的超声波，从而实现声音吞吐量的改善。
根据超声探头设备和超声成像设备，超声探头设备的处理器可连接到超声探头设备的主体而不将导线暴露于外部，从而可改善产品耐用性(例如，机械稳定性、电老化、腐蚀性和抗热性)，从而提高产品可靠性。
根据超声探头设备和超声成像设备，半导体的低容量传播系统(a low volumedissemination system)的信号线的阻抗匹配的准确度提高，并且用于构建一对图案所需的两个信号之间的时间误差缩短，使得信号损耗降低。
根据超声探头设备和超声成像设备，从包含在超声探头中的处理器和处理器设置在其上的基板产生的热能够容易并快速地散发到外部。
根据超声探头设备和超声成像设备，减小了超声探头的重量，从而更便利。
虽然已示出并描述了本发明的一些实施例，但本领域的技术人员将理解的是，在不脱离其范围由权利要求及其等同物所限定的本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例做出各种改变。

Claims (12)

1.一种超声探头设备，所述超声探头设备包括：
超声换能器，被构造为在接收到超声波时输出电信号；
声音吸收单元，所述声音吸收单元的一个表面是所述超声换能器的安装表面，所述声音吸收单元电连接到所述超声换能器；
第一电子电路，电连接到所述声音吸收单元；
第二电子电路，设置在所述声音吸收单元与所述第一电子电路之间并被构造为将所述第一电子电路和所述声音吸收单元电互连，
其中，所述第二电子电路的一个表面接触所述声音吸收单元的另一表面，所述第二电子电路的另一表面接触所述第一电子电路的一个表面，
其中，所述声音吸收单元包括电连接到所述超声换能器的至少一个第一连接单元，
其中，所述第二电子电路包括：
第一基板连接单元，设置为从所述第二电子电路的所述一个表面穿到所述第二电子电路的所述另一表面，连接到所述至少一个第一连接单元并且被构造为将所述声音吸收单元和所述第一电子电路电连接；
第二基板连接单元，设置在与所述声音吸收单元的所述至少一个第一连接单元不接触的位置，并被构造为将所述第一电子电路和所述第二电子电路的输出单元电连接。
2.根据权利要求1所述的超声探头设备，其中，所述输出单元被构造为输出通过所述第一电子电路处理的信号。
3.根据权利要求1所述的超声探头设备，其中，所述第一基板连接单元和所述第二基板连接单元包括：
第一开口，被构造为从所述第二电子电路的所述一个表面到所述另一表面的区间穿过；
导体，安装在所述第一开口的内侧表面上并电结合到所述第一电子电路。
4.根据权利要求1所述的超声探头设备，其中，所述第二电子电路包括刚柔结合印刷电路板。
5.根据权利要求4所述的超声探头设备，其中，所述第二电子电路包括不弯曲的第一区域和柔性地弯曲的第二区域中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的超声探头设备，其中，所述第一基板连接单元和所述第二基板连接单元形成在所述第一区域中。
7.根据权利要求1所述的超声探头设备，其中，所述第一电子电路上安装有第二连接单元，并且所述第二连接单元包括第三连接单元和第四连接单元，所述第三连接单元附着到所述第二电子电路的所述第一基板连接单元，所述第四连接单元附着到所述第二电子电路的第二基板连接单元。
8.根据权利要求7所述的超声探头设备，所述超声探头设备还包括：
分隔单元，设置在所述第二电子电路与所述第一电子电路之间，并由防止所述第二电子电路直接接触所述第一电子电路的非导电材料形成；
热传导单元，安装到所述第一电子电路的另一表面，并执行所述第一电子电路的热传递；和/或
声学增强器，设置在所述超声换能器与所述声音吸收单元之间，并被构造为放大从所述超声换能器产生的电信号。
9.根据权利要求8所述的超声探头设备，其中，所述第二连接单元穿过所述分隔单元。
10.根据权利要求1所述的超声探头设备，其中，所述声音吸收单元包括：
声音吸收材料，用于吸收声音；
所述至少一个第一连接单元，穿过所述声音吸收材料，以将所述超声换能器和所述第一电子电路电连接。
11.根据权利要求1所述的超声探头设备，其中，
安置有超声换能器或声学增强器的安置表面形成在所述声音吸收单元的所述一个表面上，
其中，所述声学增强器结合到所述超声换能器，以放大从所述超声换能器产生的电信号。
12.根据权利要求1所述的超声探头设备，其中，所述第一电子电路包括被构造为使从所述超声换能器产生的信号聚集的处理器。
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