[发明专利]适用于光声成像系统的超声阵元复用装置及方法

权利要求书

1.一种适用于光声成像系统的超声阵元复用装置，其特征在于，包括超声换能器阵列、离轴偏心轮和驱动电机；

所述驱动电机与离轴偏心轮的轴承相连，通过所述轴承驱动离轴偏心轮旋转；所述离轴偏心轮通过枢轴连接超声换能器阵列，驱动电机的连续旋转运动通过离轴偏心轮的振荡转换成所述超声换能器阵列的往复旋转运动；

所述超声换能器阵列在由激光脉冲的重复率定义的相同时间间隔下以相等的角度旋转，且其内置的待测物在超声换能器阵列的单个往复旋转运动周期中接收m个激光脉冲，实现超声换能器阵列的阵元的n倍复用；其中，当n＝2时，m＝2；当n＞2时，m＝2n。

2.如权利要求1所述的超声阵元复用装置，其特征在于，当n＝2或3时，所述驱动电机以恒定的转速旋转以带动超声换能器阵列进行往复旋转运动。

3.如权利要求1所述的超声阵元复用装置，其特征在于，当n＝4或5时，所述驱动电机在每个旋转四分之一周期内以恒定值的加速度旋转以带动超声换能器阵列进行往复旋转运动；

其中，在驱动电机的单个旋转周期中，第一个四分之一周期与第三个四分之一周期具有相同加速度，第二个四分之一周期与第四个四分之一周期的加速度为第一个四分之一周期对应的加速度的相反数。

4.如权利要求3所述的超声阵元复用装置，其特征在于，当n＝4时，所述驱动电机的恒定的加速度的计算方式如下：

在驱动电机旋转的第一个四分之一周期中，若令θ₁＝0，超声换能器阵列还需要2个有相同间隔的旋转位置，记为θ₂、θ₃；

将驱动电机的旋转角度换算为超声换能器阵列的旋转角度，得到下式：

其中，k为常数；

每个所述旋转位置对应的时刻：

相邻两个激光脉冲的时间间隔T＝Δt/2；

第一个四分之一周期的加速度a₁和速度v₁由接近θ＝π/2时的条件(3)和(4)定义：

3sinθ₂＝sinθ₃ (4)

联合求解式(3)，(4)，得到θ₂,θ₃,v₁,a₁。

5.如权利要求3所述的超声阵元复用装置，其特征在于，当n＝5时，所述驱动电机的恒定的加速度的计算方式如下：

在驱动电机旋转的第一个四分之一周期中，若令θ₁＝0，超声换能器阵列还需要2个有相同间隔的旋转位置，记为θ₂、θ₃；

将驱动电机的旋转角度换算为超声换能器阵列的旋转角度，得到下式：

其中，k为常数；

每个所述旋转位置对应的时刻：

一个旋转周期的总时间：

相邻两个激光脉冲的时间间隔T＝2Δt/5；

第一个四分之一周期的的加速度a₁和速度v₁由接近θ＝π/2时的条件(7)和(8)定义：

2sinθ₂＝sinθ₃ (8)

联合求解式(7)，(8)，得到θ₂,θ₃,v₁,a₁。

6.如权利要求1所述的超声阵元复用装置，其特征在于，当n＞5时，所述驱动电机在每个旋转四分之一周期内以变化的加速度旋转以带动超声换能器阵列进行往复旋转运动；

其中，在驱动电机的单个旋转周期中，第一个四分之一周期与第三个四分之一周期具有相同的速度和加速度值，第二个四分之一周期与第四个四分之一周期具有相同的速度和加速度值，且第二个四分之一周期的加速度值为第一个四分之一周期对应的加速度值的相反数。