[发明专利]双模式CMUT换能器

权利要求书

1.一种具有CMUT换能器探头的超声诊断成像系统，包括：

阵列(10’)，其包括多个CMUT单元，其中，每个CMUT单元具有单元膜(114)、膜电极(120)、单元台板、衬底(112)以及衬底电极(122)；以及

DC偏置电压(104)的源，其被耦合到所述膜电极和所述衬底电极；

其特征在于：

每个CMUT单元被布置为操作在以下模式的任一个中：

常规模式，其中，所述DC偏置电压(104)将所述CMUT单元的所述单元膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间在所述单元台板上方自由地振动；以及

塌陷模式，其中，所述DC偏置电压(104)将所述CMUT单元的所述单元膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间塌陷到所述单元台板，

其中，所述多个CMUT单元至少包括第一CMUT单元和第二CMUT单元，其中，所述第一CMUT单元比所述第二CMUT单元具有更大的直径。

2.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，在所述常规模式中，所述DC偏置电压(104)将所述第一CMUT单元的所述单元膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间在所述单元台板上方自由地振动；并且在所述塌陷模式中，所述DC偏置电压(104)将所述第二CMUT单元的所述单元膜(114)设置为在所述CMUT单元的操作期间塌陷到所述单元台板。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的超声诊断成像系统，其中，每个CMUT单元被布置为在超声信号的发射期间操作在所述常规模式中，并且在超声信号的接收期间操作在所述塌陷模式中。

4.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述DC偏置电压针对不同的临床应用而言是能够选择的。

5.根据权利要求4所述的超声诊断成像系统，其中，在所述塌陷模式中的操作期间，所述DC偏置电压的增加引起所述CMUT单元的频率响应的中心频率的增加；并且在所述塌陷模式中的操作期间，所述DC偏置电压的减小引起所述CMUT单元的频率响应的中心频率的减小。

6.根据权利要求5所述的超声诊断成像系统，其中，使用超声系统控制来设置针对所述不同的临床应用的所述DC偏置电压。

7.根据权利要求6所述的超声诊断成像系统，其中，所述超声系统控制还包括对以下临床应用的选择：操作在具有低于4MHz的标称中心频率的频带中的相对低频穿透、操作在具有在8MHz与12MHz之间的标称中心频率的频带中的高频分辨率以及操作在具有在4MHz与8MHz之间的标称中心频率的频带中的中等频率。

8.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，在塌陷模式中，每个CMUT单元还包括所述单元膜的塌陷(17、17’)到所述单元台板的区；并且

其中，所述DC偏置电压的增加还引起所述单元膜塌陷到所述单元台板的所述区的增加，或者

其中，所述DC偏置电压的减小还引起所述单元膜塌陷到所述单元台板的所述区的减小。

9.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，每个CMUT单元具有圆形形状；并且

其中，所述膜电极还包括环电极(130)。

10.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述衬底电极被覆盖有包括所述单元台板的表面的绝缘层。

11.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，每个CMUT单元被配置为正方形或六边形形状。

12.根据权利要求1所述的超声诊断成像系统，其中，所述阵列的所述多个CMUT单元被布置为作为单一换能器阵列元件一起操作。