[发明专利]具有切换操作模式的压电超声换能器阵列

权利要求书

1.一种微机加工换能器阵列，所述微机加工换能器阵列包括：

换能器基板；

多个换能器，布置在所述换能器基板上；以及

一个或多个开关，布置在所述换能器基板上，其中所述一个或多个开关能够在第一状态和第二状态之间进行电切换，所述第一状态以彼此电并联方式互连所述多个换能器的至少三个换能器，并且所述第二状态以彼此电串联方式互连所述多个换能器的至少两个换能器，其中与所述第一状态相比，所述第二状态包括与其它换能器并联的至少一个更少的换能器。

2.根据权利要求1所述的换能器阵列，其中所述一个或多个开关包括一个或多个MEMS开关。

3.根据权利要求1所述的换能器阵列，其中所述第一状态以彼此并联方式布置所述多个换能器的所有换能器，并且所述第二状态将所述多个换能器的第一子集布置成与所述多个换能器的第二子集串联。

4.根据权利要求3所述的换能器阵列，其中所述第一子集包括彼此电并联连接的多个换能器，并且所述第二子集包括彼此电并联连接的多个换能器。

5.根据权利要求3所述的换能器阵列，其中所述多个换能器包括多通道阵列的一个通道，所述阵列的每一个通道包括相同数量的换能器，并且所述阵列的每一个通道能够在所述第一状态和所述第二状态之间切换，所述第一状态使每一个通道的所有换能器彼此并联，并且所述第二状态使每一个通道的所述第一子集与每一个通道的所述第二子集串联。

6.根据权利要求5所述的换能器阵列，其中所述一个或多个开关包括MEMS开关，每一个MEMS开关与所述阵列的各自的通道关联，并且其中所有第一MEMS开关耦合到单控信号线，所述单控信号线用来将所述阵列的所有通道同时设置成所述第一状态或所述第二状态。

7.根据权利要求6所述的换能器阵列，其中所述MEMS开关包括压电、静电或电磁的切换构件，并且其中所述多个换能器是在超声频率带内共振的。

8.根据权利要求7所述的换能器阵列，其中所述多个换能器的每一个换能器包括压电材料，并且其中所述一个或多个MEMS开关包括压电构件，所述压电构件与所述多个换能器使用相同的压电材料。

9.根据权利要求8所述的换能器阵列，其中所述MEMS开关包括电容性开关，所述电容性开关包括悬臂或固定梁，所述悬臂或固定梁还包括所述压电材料。

10.根据权利要求6所述的换能器阵列，其中所述MEMS开关包括：

第一MEMS开关，所述第一MEMS开关串联连接在第一换能器的接地电极和第二换能器的驱动电极之间；

第二MEMS开关，所述第二MEMS开关连接在所述第一换能器的驱动电极和所述第二换能器的所述驱动电极之间；

第三MEMS开关，所述第三MEMS开关连接在所述第一换能器的所述接地电极和所述第二换能器的接地电极之间；

第四MEMS开关和第五MEMS开关，所述第四MEMS开关和第五MEMS开关彼此串联地连接在所述第一换能器的所述接地电极和所述第二换能器的所述接地电极之间，所述第一MEMS开关和所述第五MEMS开关耦合到一个或多个开关控制器以致动到相同的打开或关闭状态中，所述第二MEMS开关、所述第三MEMS开关和所述第四MEMS开关耦合到所述一个或多个开关控制器以随着所述第一MEMS开关和所述第五MEMS开关致动，但处于与所述第一MEMS开关和所述第五MEMS开关的那些状态互补的打开或关闭状态中。