超声波接收结构及方法、超声波探头、超声设备技术

本申请实施例提供了一种超声波接收结构及方法、超声波探头、超声设备。该超声波接收结构，包括：阵列排布的若干子接收区域，至少一个子接收区域包括阵列排布的至少一个第一阵元、以及若干第二阵元；第一阵元用于接收回波信号；第二阵元用于在位于同一子接收区域内的第一阵元收到回波信号后，接收回波信号。本申请实施例将设定接收区域划分为若干子接收区域，单个子接收区域可以单独工作，有效降低整个设定接收区域的负载，有利于降低总能耗，提高处于工作状态的单个子接收区域内阵元的响应速度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
超声波接收结构及方法、超声波探头、超声设备


[0001]本申请涉及半导体
，具体而言，本申请涉及一种超声波接收结构及方法、超声波探头、超声设备。

技术介绍

[0002]超声波是振动频率高于20kHz(千赫兹)的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
[0003]超声波探头正是利用超声波的前述特性，通过发射阵元发射超声波、和接收阵元接收回波信号，进而绘制出目标物体的二维图像，实现超声波检测，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
[0004]随着对测量精度的需求不断提高，超声波探头中尤其是接收阵元的数量和密度不断增大，更多的接收阵元会带来能耗较大、或响应迟钝、或信号引线繁多等负面影响。

技术实现思路

[0005]本申请针对现有方式的缺点，提出一种超声波接收结构及方法、超声波探头、超声设备，用以解决现有技术中测量精度较高的超声波探头存在能耗较大、或响应迟钝、或信号引线繁多的技术问题。
[0006]第一个方面，本申请实施例提供了一种超声波接收结构，包括：阵列排布的若干子接收区域，至少一个子接收区域包括阵列排布的至少一个第一阵元、以及若干第二阵元；
[0007]第一阵元用于接收回波信号；
[0008]第二阵元用于在位于同一子接收区域内的第一阵元收到回波信号后，接收回波信号。/>[0009]在一个实施例中，第二阵元包括：相互电连接的第二压电器件和第二开关器件；
[0010]第二压电器件用于与信号控制电路电连接；
[0011]第二开关器件用于与电源电连接。
[0012]在一个实施例中，第一阵元包括：第一压电器件；
[0013]第一压电器件用于与信号控制电路电连接。
[0014]在一个实施例中，第一阵元包括：相互电连接的第一压电器件和第一开关器件；
[0015]第一压电器件用于与信号控制电路电连接；
[0016]第一开关器件用于与电源电连接。
[0017]在一个实施例中，第一压电器件包括：依次层叠的第一导电结构、第一压电结构和第二导电结构；
[0018]和/或，第二压电器件包括：依次层叠的第三导电结构、第二压电结构和第四导电结构；
[0019]和/或，第一开关器件和第二开关器件中的至少一个为薄膜晶体管。
[0020]在一个实施例中，第一阵元具有以下至少一种特征：
[0021]至少部分第一阵元位于子接收区域的边缘；
[0022]至少部分第一阵元位于子接收区域的中心；
[0023]至少部分第一阵元位于子接收区域的同一列或同一行；
[0024]至少一个第一阵元位与另一个第一阵元间隔至少一行第二阵元；
[0025]至少一个第一阵元位与另一个第一阵元间隔至少一列第二阵元。
[0026]在一个实施例中，位于同一行的子接收区域中的至少部分第一阵元位于同一行；
[0027]和/或，位于同一列的子接收区域中的至少部分第一阵元位于同一列。
[0028]第二个方面，本申请实施例提供了一种超声波探头，包括：超声波发射结构，如上述第一个方面提供的超声波接收结构，以及信号控制电路；
[0029]超声波发射结构和超声波接收结构分别与信号控制电路电连接。
[0030]第三个方面，本申请实施例提供了一种超声设备，包括：如上述第二个方面提供的超声波探头。
[0031]第四个方面，本申请实施例提供一种超声波接收方法，包括：
[0032]将设定接收区域划分为若干子接收区域，使得至少一个子接收区域包括阵列排布的至少一个第一阵元、以及若干第二阵元；
[0033]控制第一阵元接收回波信号；
[0034]若确定第一阵元接收到回波信号，则控制同一子接收区域内的第二阵元接收回波信号。
[0035]本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：将设定接收区域划分为若干子接收区域，单个子接收区域可以单独工作，有效降低整个设定接收区域的负载，有利于降低总能耗，提高处于工作状态的单个子接收区域内阵元的响应速度；
[0036]单个子接收区域内的第一阵元用于实时扫描回波信号，主要用以确认所属的子接收区域是否能够接收回波信号，可以视为“粗扫”，此时单个子接收区域内工作的阵元数较少，可有效降低单个子接收区域的负载，有利于提高第一阵元的响应速度；
[0037]单个子接收区域内的第二阵元在第一阵元接收到回波信号后才启动扫描，主要用以精确感知回波信号，可以视为“精扫”，有利于提高单个子接收区域的超声波检测精度；
[0038]单个子接收区域内的第一阵元和第二阵元协同作用，可以实现“粗扫”与“精扫”相配合的接收模式，有效降低能耗，缩短响应时间，提升产品的竞争性。
[0039]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0040]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0041]图1为本申请实施例提供的一种超声波接收结构的实施方式一的结构示意图；
[0042]图2为本申请实施例提供的一种超声波接收结构的实施方式一的工作原理示意图；
[0043]图3为本申请实施例提供的一种超声波接收结构的实施方式二的结构示意图；
[0044]图4为本申请实施例提供的一种超声波接收结构的实施方式三的电路结构示意图；
[0045]图5为本申请实施例提供的第一压电器件的结构示意图；
[0046]图6为本申请实施例提供的一种超声波探头的框架示意图；
[0047]图7为本申请实施例提供的一种超声波接收方法的流程示意图；
[0048]图8为本申请实施例提供的一种电子设备的框架示意图。
[0049]图中：
[0050]100
‑
超声波接收结构；101
‑
子接收区域；
[0051]110
‑
第一阵元；111
‑
第一压电器件；112
‑
第一开关器件；
[0052]1111
‑
第一导电结构；1112
‑
第一压电结构；1113
‑
第二导电结构；
[0053]120
‑
第二阵元；121
‑
第二压电器件；122
‑
第二开关器件；
[0054]200
‑
超声波探头；210
‑
信号控制电路；220
‑
超声波发射结构；
[0055]300
‑
电子设备；310
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波接收结构，其特征在于，包括：阵列排布的若干子接收区域，至少一个所述子接收区域包括阵列排布的至少一个第一阵元、以及若干第二阵元；所述第一阵元用于接收回波信号；所述第二阵元用于在位于同一所述子接收区域内的所述第一阵元收到所述回波信号后，接收回波信号。2.根据权利要求1所述的超声波接收结构，其特征在于，所述第二阵元包括：相互电连接的第二压电器件和第二开关器件；所述第二压电器件用于与信号控制电路电连接；所述第二开关器件用于与电源电连接。3.根据权利要求2所述的超声波接收结构，其特征在于，所述第一阵元包括：第一压电器件；所述第一压电器件用于与信号控制电路电连接。4.根据权利要求2所述的超声波接收结构，其特征在于，所述第一阵元包括：相互电连接的第一压电器件和第一开关器件；所述第一压电器件用于与信号控制电路电连接；所述第一开关器件用于与电源电连接。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的超声波接收结构，其特征在于，所述第一压电器件包括：依次层叠的第一导电结构、第一压电结构和第二导电结构；和/或，所述第二压电器件包括：依次层叠的第三导电结构、第二压电结构和第四导电结构；和/或，所述第一开关器件和所述第二开关器件中的至少一个为薄膜晶体管。6.根据权利要求1所述的超声波接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李扬冰，崔亮，王玉波，马媛媛，韩艳玲，曹永刚，王雷，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：