[发明专利]声波聚焦透镜、超声成像装置及方法

权利要求书

1.一种声波聚焦透镜，其特征在于，包括：

多个同心的圆环，相邻两个圆环构成一个狭缝；

其中，所述圆环由刚性材料制成，各圆环的厚度相同，所述声波聚焦透镜中的狭缝由里向外依次变窄。

2.根据权利要求1所述的声波聚焦透镜，其特征在于，所述圆环的宽度和所述狭缝的宽度根据菲涅耳衍射公式确定。

3.根据权利要求2所述的声波聚焦透镜，其特征在于，所述圆环的宽度和所述狭缝的宽度通过如下公式确定：

d_i(i＝1)＝r₁，

d_i(i＞1)＝r_i-r_j，

其中，r_n表示第n个菲涅耳区域的半径；λ＝c/f表示平面超声换能器发射的声波的波长，c表示声速，f表示平面超声换能器发射的声波的中心频率；F表示预设焦距；d_i(i＝1)表示中心圆孔的半径；d_i(i＞1)表示圆环或除中心圆孔以外其他狭缝的宽度；r_i表示包含第i个圆环或狭缝的最小菲涅耳区域的半径，r_j表示所述最小菲涅耳区域内，小于所述最小菲涅耳区域的最大的菲涅耳区域的半径。

4.根据权利要求1所述的声波聚焦透镜，其特征在于，所述圆环的厚度大于平面超声换能器发射声波的中心频率对应的波长的两倍。

5.一种超声成像装置，其特征在于，包括：

平面超声换能器；

位于所述平面超声换能器前方，用于对所述平面超声换能器发射的声波进行聚焦的声波聚焦透镜；所述声波聚焦透镜包括：多个同心的圆环，相邻两个圆环构成一个狭缝；其中，所述圆环由刚性材料制成，各圆环的厚度相同，所述声波聚焦透镜中的狭缝由里向外依次变窄；

与所述平面超声换能器连接的控制器，用于调节所述平面超声换能器的发射声波的频率，以改变所述声波聚焦透镜的聚焦深度。

6.根据权利要求5所述的超声成像装置，其特征在于，所述圆环的宽度和所述狭缝的宽度根据菲涅耳衍射公式确定。

7.根据权利要求6所述的超声成像装置，其特征在于，所述圆环的宽度和所述狭缝的宽度通过如下公式确定：

d_i(i＝1)＝r₁，

d_i(i＞1)＝r_i-r_j，

其中，r_n表示第n个菲涅耳区域的半径；λ＝c/f表示平面超声换能器发射的声波的波长，c表示声速，f表示平面超声换能器发射的声波的中心频率；F表示预设焦距；d_i(i＝1)表示中心圆孔的半径；d_i(i＞1)表示圆环或除中心圆孔以外其他狭缝的宽度；r_i表示包含第i个圆环或狭缝的最小菲涅耳区域的半径，r_j表示所述最小菲涅耳区域内，小于所述最小菲涅耳区域的最大的菲涅耳区域的半径。

8.根据权利要求5所述的超声成像装置，其特征在于，所述圆环的厚度大于平面超声换能器发射声波的中心频率对应的波长的两倍。

9.一种超声成像方法，应用于超声成像装置，其特征在于，所述超声成像装置包括：平面超声换能器；位于所述平面超声换能器前方，用于对所述平面超声换能器发射的声波进行聚焦的声波聚焦透镜；所述声波聚焦透镜包括：多个同心的圆环，相邻两个圆环构成一个狭缝；其中，所述圆环由刚性材料制成，各圆环的厚度相同，所述声波聚焦透镜中的狭缝由里向外依次变窄；所述方法包括：

获取目标频率；

控制所述平面超声换能器发射具有所述目标频率的声波，使得所述声波聚焦透镜的聚焦深度与所述目标频率相对应，以便获取所述聚焦深度位置的图像。