[发明专利]压电微机械超声换能器阵列

权利要求书

1.一种压电微机械超声换能器(pMUT)阵列，包括：

配置于基底区域上以及独立电可寻址的多个驱动/感应电极轨线；以及

多个压电换能器元件群，其中元件群内的驱动/感应电极耦合到所述驱动/感应电极轨线中的一个，其中不同换能器元件群的换能器元件之间的电机械耦合低于相同元件群的换能器元件之间的电机械耦合，以及其中每个换能器元件群将提供多个独立的但重叠的频率响应。

2.根据权利要求1所述的pMUT阵列，其中所述多个频率响应包括多于两个的不同频率峰值。

3.根据权利要求1所述的pMUT阵列，其中相同元件群的换能器元件之间的所述电机械耦合足够导致至少一个退化模式，所述至少一个退化模式具有从所述元件群中的单个压电换能器元件的固有共振频率分离出来的退化共振频率。

4.根据权利要求3所述的pMUT阵列，其中相同元件群的换能器元件之间的所述电机械耦合足够导致多个退化模式，所述多个退化模式具有相互分离的退化共振频率。

5.根据权利要求3所述的pMUT阵列，其中相同元件群的换能器元件之间的第一区域的距离、材料的弹性系数、以及截面耦合面积中的至少一个与不同元件群的换能器元件之间的第二区域中所对应的一个不同。

6.根据权利要求5所述的pMUT阵列，其中所述距离、弹性系数、以及截面耦合面积中的两个或者多个在所述第一区域和第二区域之间不同。

7.根据权利要求5所述的pMUT阵列，其中当所述第一区域和第二区域中的互连材料和截面耦合面积相同时，相同元件群的元件之间的所述距离小到足够导致至少一个退化模式。

8.根据权利要求1所述的pMUT阵列，其中每个压电换能器元件群设置于至少比由所述元件群占用的基底宽度大五倍的基底长度上，该元件群具有设置于中心沿直线对齐单个纵列中的压电膜。

9.根据权利要求1所述的pMUT阵列，其中每个压电换能器元件群设置于至少比由所述元件群占用的基底宽度大五倍的基底长度上，该元件群具有以密集封装配置的方式来设置的所述多个压电换能器元件，其中至少两个相邻压电膜沿着所述基底的长度重叠以及沿着所述基底的宽度偏离单个纵列。

10.根据权利要求1所述的pMUT阵列，其中每个压电换能器元件群包括不同膜大小的多个压电膜，以提供多个独立的共振频率。

11.根据权利要求10所述的pMUT阵列，其中每个压电换能器元件群包括每个膜大小的多于一个压电换能器元件。

12.根据权利要求11所述的pMUT阵列，其中每个压电换能器元件群设置于至少比由所述元件群占用的基底宽度大五倍的基底长度上；以及

其中每个压电换能器元件群进一步包括多个换能器元件子组，每个子组包括每个标称膜大小的一个压电换能器元件；以及

其中所述元件群具有由至少一个不同大小的中间元件间隔开但是间隔不超过一个元件子组占用的基底的长度的相同大小的换能器元件。

13.根据权利要求10所述的pMUT阵列，其中每个压电换能器元件群的压电膜在沿着所述第二维度的单个纵列上。

14.根据权利要求10所述的pMUT阵列，其中每个压电换能器元件群的压电膜是密集封装配置的，该配置具有沿着所述基底的长度重叠以及沿着所述基底的宽度偏离单个纵列的至少两个相邻压电膜。

15.根据权利要求10所述的pMUT阵列，其中所述多个驱动/感应电极轨线沿着所述基底的第一维度和第二维度形成驱动/感应电极轨线的二维阵列；

其中所述多个换能器元件群的每一个包括相同数量的换能器元件，以及群内每个所述换能器元件具有相同的空间子组，和

其中耦合到第一驱动/感应电极轨线的第一换能器元件群具有位于第一方向的空间子组换能器，以及其中耦合到第二驱动/感应电极轨线的第二换能器元件群具有位于第二方向的空间子组换能器。

16.根据权利要求1所述的pMUT阵列，其中每个换能器元件群内的换能器元件是密集封装的，以及其中相邻换能器元件群没有元件群内换能器元件封装那么密集。