[发明专利]由超声全息图案生成光学图像的结构和方法无效

专利信息
申请号: 201280049157.2 申请日: 2012-07-20
公开(公告)号: CN104024960A 公开(公告)日: 2014-09-03
发明(设计)人: 托德·F·加里克;乔治·F·加里克 申请(专利权)人: 先进成像技术公司
主分类号: G03H1/08 分类号: G03H1/08
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 汪洋
地址: 美国华*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 超声 全息 图案 生成 光学 图像 结构 方法
【说明书】:

技术领域

本发明属于光学图像生成装置和方法领域,更特别地,属于由超声全息图案生成光学图像的领域。

背景技术

使用超声全息生成图像是由George Garlick数年之前开发的。在该领域中他所获得的专利之一,美国专利No.5,212,571,提供了对于他的超声全息成像系统的说明。

从Garlick等人的美国专利No.5,212,571中复制的图1显示了现有技术的超声全息成像系统10的基本构件。全息成像系统10由两个主要的子系统组成:生成声全息图的超声全息子系统14和将声全息图转化为可由医生观察、显示在视频显示器上或记录成图像格式(例如照片)的光学图像的光学子系统16。超声全息子系统14使声波穿过待检查的物体12。在一个实施例中,待检查的物体12为人体组织,例如乳房,以用于乳腺癌检查。在其他实施例中,待检查的物体12可以是水果、木制品、商品或其他物体,其中内部通过使用声波进行检查。

超声全息子系统14包括产生声平面波的换能器18。声波穿过被包含在可变形的薄膜22中的耦合介质20。薄膜22直接接触待检查的物体12,从而声波能够以低衰减的方式有效地穿入物体12。在声波已经穿过物体12之后,它们通过与物体12的另一侧接触的可变形薄膜24再次进入液体耦合介质30,以减少声信号的损失。声波穿过透镜系统32,透镜系统32在某些实施例中包括两个透镜38、40,但也可以包括透镜的不同组合。

透镜系统32聚焦于位于待检查的物体12内的焦平面34上。声波接下来传播至声反射镜41,声反射镜41以选定的角度(在该例子中为90°)反射超声能,以进入包含在检测盘44内的全息图检测介质36。超声基准换能器42以在与感测到的从声反射镜41反射的波相关的角度上生成相干的超声平面波,并且还将这些声波冲击在全息检测盘44和全息图检测介质36上。

声波随后进入光学子系统16,在那里它被转化为可视的图案。全息检测盘44包含由在现有技术中已使用的那种类型的介质组成的全息图检测介质36。在已经穿过待检查的物体12的声波41与来自换能器42的相干超声平面波之间产生的干涉图案在全息图检测介质36处产生可以被目视地观察的图案。

为了目视地观察该全息图检测介质36处的图像,来自激光器的相干光束穿过透镜45并被反射镜46反射以穿过透镜47。照明图像通过针孔滤波器48检测,以用于变差从反射镜46反射而来的图像。滤波器48被用于完全地阻挡,但来自观察的理想的衍射级除外,以使胶片或数码相机能够实时记录位于焦平面处的物体12。滤波器48中的孔的定位将通常被定位成用于允许来自透镜47的第一衍射级的观察,尽管它也可以被定位成用于观察第二衍射级或第零衍射级。声全息图的结构和方法具有大量额外的细节,但这些都是现有技术已知的,例如在本专利或其他美国专利中记载的那样,并且这些细节将因此不再进一步详细地说明。

在发明了超声全息成像系统之后,George Garlick及他公司里的其他人继续对光学子系统16的光学成像部分做出改进,其中一种改进如美国专利No.5,179,455中所示。附到本申请中作为图2的是从发明人为George Garlick的′455号专利中拿来的附图。根据来自′455号专利的该光学子系统,大量的具体结构被提供,以改进光学图像的观察。

通过观察本申请的图2可以看出,光学子系统16包括大量构件。容器88具有位于容纳流体30的槽中的全息图检测介质36,如先前参照图1描述的那样。流体30与之前参照图1描述的流体相同,并且来自物体12的物体声波和来自发生器42的相干光束声波冲击被容纳在容器88中的全息图检测介质36。准直透镜86被保持成与容器88的底部表面89垂直以检测全息图像图案,该全息图像图案出现在全息图检测介质36的表面上。光学管道62包括上部64和下部66。下部66容纳与液体的表面92隔开选定距离被安装在安装托架87上的准直透镜。光源74被安装在连接到固定支撑件77的三维调整架(translation stage)96上。固定支撑件77足够地柔性,其可以通过未示出的各种旋钮控制以进行沿X、Y和Z方向的精准地运动。固定装置70被连接到支撑板68,支撑板68连接到光学管道62。整个光学管道62被枢转板56支撑,枢转板56连接到支撑框架54以绕水平轴线58枢转。

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