(57)【要約】本願は、音響装置を開示する。当該音響装置は、２つの別個の流体媒体間において境界を有する可変屈折音響流体インターフェイス、該インターフェイス上へと音波を配向する手段、及び、流体媒体の一方において位置付けられる音響発生器又はトランスデューサを有し、該音響発生器は、信号損失及び反射を最低限に抑えるよう、流体媒体の一方と実質的に同等であるインピーダンスを有する。
2010502077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音波を可変的に屈折させることができる音響インターフェイスと、該インターフェイス上へと音波を配向する手段と、音響発生器とを有する、信号損失及び反射を最低限に抑える音響装置であって、
前記音響インターフェイスは：
前記音波が異なる音のスピードを有する２つの別個の流体媒体と；
前記媒体間における境界と、該境界の少なくとも一部分の移動を選択的に誘発するよう、前記流体媒体の一方の少なくとも一部分上へと直接力を印加する手段と、
を有し、
前記音響発生器は、前記流体媒体の一方において位置決めされ、前記音響発生器は、前記流体媒体の一方と実質的に同等であるインピーダンスを有し、前記音波配向手段は、前記発生器と前記音響インターフェイスとの間に位置決めされ、
前記音波は、前記発生器によって作られ、当該装置の外側に位置決めされる物体に向かって前記音響インターフェイス境界と第２の流体媒体を通過する、
音響装置。
【請求項２】
音波を可変的に集束させることができる音響インターフェイスを有する、
請求項１記載の音響装置。
【請求項３】
音波を可変的に偏向させることができる音響インターフェイスを有する、
請求項１記載の音響装置。
【請求項４】
前記２つの流体媒体は、実質的に同等の密度を有する、
請求項１記載の音響装置。
【請求項５】
前記流体媒体の一方における音波速度は、他方の流体媒体における音波速度とは少なくとも５％異なる、
請求項１又は２記載の音響装置。
【請求項６】
前記２つの流体媒体は、互いに対して混和性ではなく、
前記境界は、前記２つの流体媒体間における接触メニスカスである、
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の音響装置。
【請求項７】
前記２つの流体媒体は、夫々、水及びシリコンオイルに基づく、
請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の音響装置。
【請求項８】
前記音響インターフェイスは、フレスネル型のレンズである、
請求項６記載の音響装置。
【請求項９】
前記境界は、弾性フィルムを有する、
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の音響装置。
【請求項１０】
他の弾性フィルムを更に有し、
弾性フィルムは、前記音波の経路の夫々２つの位置において前記２つの流体媒体の一方を保持するよう配置される、
請求項９記載の音響装置。
【請求項１１】
前記２つの流体媒体の一方は、極性又は導電性液体物質を有し、前記２つの流体媒体の第２の媒体は、無極性又は電気絶縁性液体物質を有し、
前記力印加手段は、前記第１の流体媒体の少なくとも一部分上へと電気力を印加するよう配置される電極を有する、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の音響装置。
【請求項１２】
前記電極は、前記境界に近接する前記第１の流体媒体の一部分上において前記電気力を印加するよう配置される、
請求項１１記載の音響装置。
【請求項１３】
前記力印加手段は、前記流体媒体の前記一部分に接触する可動体を有する、
請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の音響装置。
【請求項１４】
前記可動体は、前記流体媒体の前記一部分を包含する容器の壁を有する、
請求項１３記載の音響装置。
【請求項１５】
前記音響インターフェイスは、超音波波長帯において作動する、
請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音響装置に係り、当該音響装置は、２つの別個の流体媒体間において境界を有する可変的に屈折する音響流体インターフェイス（ａ  ｖａｒｉａｂｌｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｎｇ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｆｌｕｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、該インターフェイス上へと音波を配向する（方向付ける）手段、及び、信号損失及び反射を最小限に抑えるよう流体媒体の一方において位置付けられる音響発生器又はトランスデューサを有する。
【背景技術】
【０００２】
音波は、医学的診断、機械部分の非破壊制御、及び水中撮像等である多くの科学又は技術分野において有用である。音波は、電磁波を通さない媒体において進行することができるため、光学観測に対して補完的である診断又は制御を可能にする。
【０００３】
２００５年１２月２２日公開、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２００５／１２２１３９  Ａ２（特許文献１）は、可変集束音響流体レンズと下部壁筐体において流体レンズの外部に位置付けられる超音波発生器とを有する音響装置を開示する。１９９３年８月３１日に特許査定を受けた米国特許第５，２４０，００５号（特許文献２）は、超音波衝撃波を可変的に集束する流体レンズと、保持アームを用いて装置構造へと一体にされる超音波トランスデューサとを有する、音響集束装置を開示する。
【０００４】
しかしながら、超音波発生器又はトランスデューサから発される超音波は、僅かな内部反射を有して患者へと結合されるべきであり、それによって超音波信号に対する複数の戻り経路の交絡効果（ｃｏｎｆｏｕｎｄｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）及び信号損失を最低限に抑える。実際には、これは、レンズによって引き起こされる損失を最低限に抑える、ことを示唆する。      
これらの及び他のニーズは、本願の音響装置を有して満たされる。
【０００５】
本願によれば、音響装置は、２つの別個の流体媒体間において境界を有する可変屈折（例えば集束（ｆｏｃｕｓｉｎｇ）又は偏向）音響流体インターフェイス、該インターフェイス上へと音波を配向する手段（例えばレンズ）、及び、信号損失及び反射を最小限に抑えるよう流体媒体の一方において位置付けられる音響発生器又はトランスデューサ、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００５／１２２１３９  Ａ２
【特許文献２】米国特許第５，２４０，００５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は具体的に、音波を可変的に屈折させることができる音響インターフェイス、該インターフェイス上へと音波を配向する手段、及び音響発生器を有する、信号損失及び反射を最低限に抑える音響装置を与える、ことを目的とする。音響インターフェイスは、音波が異なる音のスピードを有する２つの別個の流体媒体、該媒体間における境界、及び、該境界の少なくとも一部分の移動を選択的に誘発するよう、流体媒体の一方の少なくとも一部分上へと直接力を印加する手段、を有する。音響発生器は、流体媒体の一方において位置決めされ、流体媒体の一方と実質的に同等であるインピーダンスを有する。音波配向手段（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ  ｍｅａｎｓ）は、発生器と音響インターフェイスとの間に位置決めされる。音波は、発生器によって作られ、当該装置の外側に位置決めされる物体に向かって音響インターフェイス境界と第２の流体媒体を通過する。
【０００８】
本発明の他の目的は、音波を可変的に集束させる（ｖａｒｉａｂｌｙ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ）ことができる音響インターフェイスを有する音響装置を与える、ことである。
【０００９】
本発明の他の目的は、音波を可変的に偏向させることができる音響インターフェイスを有する音響装置を与える、ことである。
【００１０】
本発明の他の目的は、２つの流体媒体が実質的に同等の密度を有する音響装置を与える、ことである。
【００１１】
本発明の他の目的は、流体媒体の一方における音波速度が他方の流体媒体における音波速度とは少なくとも５％異なる音響装置を与える、ことである。
【００１２】
本発明の他の目的は、２つの流体媒体が夫々水及びシリコンオイルに基づく音響装置を与える、ことである。
【００１３】
本発明の他の目的は、２つの流体媒体が互いに対して混和性ではなく、境界が２つの流体媒体間における接触メニスカスである、音響装置を与える、ことである。
【００１４】
本発明の他の目的は、音響インターフェイスがフレスネル型のレンズである音響装置を与える、ことである。
【００１５】
本発明の他の目的は、境界が弾性フィルムを有する音響装置を与える、ことである。
【００１６】
本発明の他の目的は、他の弾性フィルムを更に有する音響装置を与える、ことであり、弾性フィルムは、音波の経路（パス）の夫々２つの位置において２つの流体媒体の一方を保持するよう配置される。
【００１７】
本発明の他の目的は、２つの流体媒体の一方が極性又は導電性液体物質を有し、２つの流体媒体の第２の媒体が無極性又は電気絶縁性液体物質を有し、また、力印加手段（ｆｏｒｃｅ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｍｅａｎｓ）が第１の流体媒体の少なくとも一部分上へと電気力を印加するよう配置される電極を有する、音響装置を与える、ことである。
【００１８】
本発明の他の目的は、電極が境界に近接する第１の流体媒体の一部分上において電気力を印加するよう配置される、音響装置を与える、ことである。
【００１９】
本発明の他の目的は、力印加手段が流体媒体の一部分に接触する可動体（ｍｏｖａｂｌｅ  ｂｏｄｙ）を有する音響装置を与える、ことである。
【００２０】
本発明の他の目的は、可動体が流体媒体の一部分を包含する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）容器の壁を有する音響装置を与える、ことである。
【００２１】
本発明の他の目的は、音響インターフェイスが超音波波長帯において作動する音響装置を与える、ことである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下の実施例及び図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施例に従った超音波プローブの概略的断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に従った超音波源の概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１及び２は、本開示に従った、２００５年１２月２２日公開のＰＣＴ国際公開番号ＷＯ２００５／１２２１３９  Ａ２（前出の特許文献１）における図１及び２の修正である。かかる図面において、同一の参照符号は、同様の要素又は同様の機能を有する要素を示す。更には、提示される要素の寸法は、明確性を目的として実際の要素の寸法に対応しない。
【００２５】
本願に開示される発明によれば、音響装置は、音波の反射及び信号損失を最低限に抑えるよう与えられる。これは、前出の特許文献１において開示される音響装置を適切に修正することによって達成され、超音波トランスデューサ又は発生器は、音波を可変的に屈折させることができる、例えばレンズである音響インターフェイスの流体媒体の一方において位置付けられる。音波の屈折はまた、制限的ではなく、音波の集束及び偏向を有する。
【００２６】
理想的には、本願において全体的に参照として組み込まれる前出の特許文献１において開示される装置は、流体可変集束レンズ等である音響インターフェイスのオイル側（ｏｉｌ−ｓｉｄｅ）等である流体媒体の一方にトランスデューサを配置することによって修正される。基材（バッキング材料）、４分の１波長マッチング板、及びトランスデューサの表面上における他のマッチング層コーティングの適切な選択によって、トランスデューサとオイルとの間の優れた音響インピーダンスマッチングは、獲得され得る。言い換えれば、音響発生器又はトランスデューサの音響インピーダンスは、発生器が位置付けられる流体媒体（例えばオイルにおいて）の音響インピーダンスと実質的に同等である。人体は、水の音響インピーダンスに近い音響インピーダンスを有するため、この設計は、（構造によって、ｂｙ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）人体に対する装置の水側（ｗａｔｅｒ−ｓｉｄｅ）等である第２の流体媒体に結合する際に低い損失及び低い信号反射を有し、流体レンズを介する身体への効率的な信号伝達を確証する。トランスデューサが液体レンズの内部にあるため、装置は、上方壁を除いて完全に密封され得る。これは、超音波に対して透過性のままであるべきである一方、レンズにおける水の層に対して不透過性のままである。当然のことながら、トランスデューサ及び流体レンズを駆動するための電気リードは、装置から出るべきであるが、かかる接触は、液密であり得、超音波を通す必要はない。超音波に上方壁を通過させるよう、装置の機能性に対して求められる通り、上方壁は、正確なトランスデューサ周波数範囲に対して透過性であるべきである。これは、水及び人間の組織の音響インピーダンスに近い音響インピーダンスを有するプラスチックの範囲の適切な選択によって達成され得る。
【００２７】
前出の特許文献１は、可変焦点距離を有する音響レンズ、及び該レンズ上へと入来音波を配向する手段を有する音響装置を開示する。発明によれば、音響レンズは、音波が異なる速度を有する２つの流体媒体、該媒体間の境界、及び該境界の少なくとも一部分の移動を選択的に誘発するよう、流体媒体の一方の少なくとも一部分上へと直接力を印加する手段、を有する。境界の少なくとも一部分の移動は、境界の位置又は形状における変化を有する。結果として、音響インターフェイス又はレンズの焦点距離は、より急速に変えられ得る。
【００２８】
本発明に従った装置の他の利点は、音響インターフェイス又はレンズの２つの流体媒体間における境界の形状をもたらす、ことである。当然のことながら、境界の形状は、おおよそ平面の一部又は半球の一部であり得る。また、レンズの撮像収差（ｉｍａｇｉｎｇ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ）は、周知であり、また追加的な固定焦点非球面音響レンズを有して補正され得る。故に、レンズの集束品質は、大変優れている。
【００２９】
望ましくは、２つの流体媒体は、実質的に同等の密度（ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ）を有する。続いて、境界の一部分の移動は、重力に依存せず、故に音響装置の向きに依存しない。
【００３０】
有利には、音響インターフェイス又はレンズにおける流体物質は、流体媒体の一方における音波速度が他方の流体媒体の音波速度とは少なくとも５％異なるよう、選択され得る。続いて、重要な屈折効果は、２つの流体媒体間における境界において発生する。焦点距離に関連される、音響レンズの倍率は、高い値に調節され得る。これは、境界を交差する際に、音波の輻輳（ｖｅｒｇｅｎｃｅ）の重要な変化をもたらす。例えば、２つの流体媒体は、夫々水及びシリコンオイルに基づかれ得る。水における音の速度は、約１，４９０ｍ／ｓであり、シリコンオイルにおける音の速度は、約７９０ｍ／ｓであり、１．９倍低い。
【００３１】
本願において組み込まれる前出のＰＣＴ出願において開示される通り、本発明の第１の実施例において、２つの流体媒体は、互いに対して混和性ではなく、境界線は、２つの流体媒体間の接触メニスカスである。この場合、両流体媒体間において壁が配置されず、レンズの移動性部分の全質量における更なる低減をもたらす。
【００３２】
本発明の第２の実施例において、境界は、弾性フィルムを有する。かかるフィルムは、両流体媒体が互いに混合することを防ぎ、比較的小さな力によって伸張され得る。レンズはまた、他の弾性フィルムを有し、２つの弾性フィルムは、音波の経路の２つの夫々の位置において２つの流体媒体の一方を保持するよう与えられる。故に、レンズのより高い度数値は達成され得る。
【００３３】
流体媒体の一方の少なくとも一部分上へと直接力を印加する手段は、複数の種類を有し得る。第１の種類によれば、２つの流体媒体の第１の流体媒体は、極性及び／又は導電性液体物質を有し、力印加手段は、第１の流体媒体の少なくとも一部分において電気力を印加するよう配置される電極を有する。かかる手段は、境界の移動を電気的に制御するよう適合される。故に、音響レンズの焦点距離の急速な変化は得られ得る。電気力は、境界に近接する第１の流体媒体の一部分において有利に印加される。続いて、第１の流体媒体の全量は低減され得、装置の質量及び寸法における低減が可能となる。
【００３４】
第２の種類によれば、力印加手段は、前出の流体媒体の一部に接触する可動体を有する。この種類の最善の実施例において、可動体は、流体媒体の該一部を包含する容器の壁を有する。
【００３５】
当該装置は、当該装置において有される音波が超音波であるよう、適合され得る。また、装置は、高精度撮像又は遠隔音響出力運搬（ｒｅｍｏｔｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｏｗｅｒ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ）等である超音波を有する既知の用途に対して使用され得る。
【００３６】
当該装置は、装置外に位置付けられる物体を撮像するよう設計され得る。また、当該装置は、音響検出器を更に有し得る。入来音波をレンズ上へと配向する手段は、装置の音波入口において配置される結合クッション（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｃｕｓｈｉｏｎ）を有し得る。画像は、音波が物体から検出器まで進行する際に得られる。音響レンズは、検出器と装置の音波入口との間において配置され、物体の選択された部分上への集束を与える。焦点距離を変えることは、撮像装置の前方の多種の距離において位置付けられる物体の異なる部分の撮像を可能にする。故に、物体のより完全な視覚化は、可能である。更には、撮像装置が小型であり、既存ものものより単純且つより面倒ではないため、撮像装置を動かすことはより容易である。かかる音響撮像装置は、非破壊視覚化方方法を与えるため、多くの用途に対して有用である。該装置は、例えば物体が亀裂を有していないかどうかを確認するために、医療上の目的又は材料管理に対して有用である。超音波型の音波を使用することは更に、短波長が有されるため、より高い解像度を与える。あるいは装置は、装置外に位置付けられる物体に対して音波を伝達するよう設計され得る。また、装置は更に、流体の１つ（例えばオイルベースの流体）において位置付けられる音響発生器又はトランスデューサを有する。音響レンズは、発生器と装置の音波出口との間において配置され、物体の選択された部分上へと伝達された音波の集束を与えるようにする。レンズ上へと入来音波を配向する手段は、音響発生器とレンズとの間において位置付けられる。かかる手段は、例えば、発生器及びレンズの両方に接触する結合流体媒体に存在し得る。かかる装置は、例えば砕石術の用途において使用され得る。
【００３７】
図１中に示される超音波プローブは、電気絶縁材料を有して作られる筐体１０を有する。筐体１０は、側壁８を有し、例えば円筒形状であり得る。筐体は、開放上端部及び閉鎖下端部を有する。他の一実施例において、上端部は、音波を通す固定壁４によって閉鎖される。ポリエチレンのフィルムは、例えば、壁４を形成し得る。音響発生器３１は、下端部の近くにおいて、筐体１０内部に配置される。発生器３１は、技術的に周知である種類の音波を有する。発生器３１の出力面は、上方向、即ち筐体１０の上端部に向かって、方向付けられる。
【００３８】
結合クッション１２は、筐体１０の上端部に対して適合され、筐体１０と共に、筐体１０の下端部とクッション１２との間における密封体積Ｖを画定するようにする。体積Ｖは例えば、直径が約３ｃｍであり、筐体１０の軸に沿った高さが約１．５ｃｍである。結合クッション１２は、水等である液体物質で充填される可撓性の密封ポケットを有して作られる。該クッションは、人体等である身体に対して押付けられる際に大きな接触面積を展開するよう設計される。
【００３９】
体積Ｖは、夫々２つの液体媒体１及び２で充填される。液体媒体１は、望ましくは主として水で構成される。それは例えば、電気的極性作用（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｐｏｌａｒ  ｂｅｈａｖｉｏｒ）を有するよう、あるいは導電性であるよう、十分に高いイオン含有量を有する食塩水である。液体媒体１は、いずれも例えば１リットルあたり１モルの濃度を有するカリウム及び塩化物イオンを包含し得る。あるいは、それは、水とエチルアルコールの混合物であり得る。液体媒体２は例えば、電界に無反応であり、無極性であるか、あるいは電気絶縁性である、シリコンオイルを有して作られる。
【００４０】
液体媒体１及び２は、互いに対して混和性ではない。故に、それらは常に、体積Ｖにおいて別個の液相のままである。液体媒体１及び２間の分離は、固形の部分を有さずに境界を画定する接触表面又はメニスカスである。
【００４１】
望ましくは液体１における体積Ｖ内において、電極５が位置付けられる。該電極は、筐体１０の内径と略同等である外径を有する中心部の開口を有する円筒形リングの形状を有し得る。電極５は、液体媒体１から電気的に絶縁され得る。続いて、電極は、液体媒体１に容量的に結合される。他の実施例において、電極５は、液体媒体１に接触し得る。
【００４２】
他の実施例において、壁４は、親水性コーティングでコーティングされ得、液体媒体１を電極５の近くにおいて保持するようにする。故に、液体媒体１及び２の夫々の位置は、プローブを上下反対に動かしても、変わらないままにされる。両液体は、重力、及びプローブの向きには依存せずに液体媒体１及び２間においてインターフェイスを作るよう、実質的に同等の密度を有する。
【００４３】
クッション１２，液体媒体１及び２、及び壁４は、クッション１２から離れて筐体１０の外側においてプローブの軸上に位置付けられる点Ｓに向かって進行する、発生器３１から発する音波Ｗに対するガイドを形成する。クッション１２は、波Ｗに対してプローブに対する出口を形成し、波Ｗは、プローブから物体Ｓに向かって発生器３１から進行する。
【００４４】
第２の電極６は、筐体１０の側壁８において位置付けられる。電極６は、円筒形状を有し得、体積Ｖを取り囲む。電極６は、電極５及び液体媒体１から電気的に絶縁される。電極５及び６は、調整可能な電圧供給源７の２つ出力（アウトプット）に対して接続される。
【００４５】
源７によって供給される電圧がゼロである際、液体媒体１及び２間の接触表面は、メニスカスＭ１である。既知の方途において、メニスカスの形状は、筐体１０の側壁の内側側部の表面特性によって定められる。その形状は、特に両液体媒体１及び２の密度が同等である場合に対して、球体の略一部分である。音波Ｗが液体媒体１及び２において異なる伝播速度を有するため、液体媒体１及び２で充填される体積Ｖは、音波Ｗにおいて収束（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ）レンズ１００として作用する。プローブを出る音波Ｗの収束は、液体媒体１及び２間の接触表面を交差し且つ物体点Ｓまで進行する際に、強められる。
【００４６】
源７によって供給される電圧が、正又は負の値に設定される際、電極５及び６間の電界により、メニスカスの形状は変えられ得る。特には、力は、液体媒体１及び２間における接触表面に近接する液体媒体１の一部分上に印加される。液体媒体１の極性作用により、それは電極６に対してより近くに動く傾向があり、液体媒体１及び２間の接触表面は、平坦になる。図中、Ｍ２は、電圧がゼロではない値に設定される際の接触表面の形状を示す。かかる接触表面の形状における電気的に制御された変更は、エレクトロウェッティングと称される。液体媒体１が導電性である場合、電圧が印加される際の液体媒体１及び２間の接触表面の形状における変更は、前述されたものと同一である。
【００４７】
接触平面の平坦化により、レンズ１００の焦点距離は、電圧がゼロではない際に増大される。例えば、源７によって供給される電圧が約１００ボルトに設定される際、焦点距離は約２０ｃｍである。
【００４８】
前述されたプローブは、有利には、同一の装置内のレンズのオイルベースの液体部分において位置付けられる超音波発生器と組み合わされる。したがって、検出される音波は、クッション１２と接触する外部体（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｂｏｄｙ）に対して発生器によって伝達される超音波の反射された一部分である。既知の方途において、装置と連動して使用される検出器によって供給される検出信号は、音速度、密度、硬度、ドップラー効果を介する液体媒体のスピード等である材料特性と共に、焦点Ｓにおいて位置付けられる材料の種類の識別を可能にする。
【００４９】
一般的な撮像原理によれば、撮像システムの解像度は、音波を伝達する要素の寸法が増大する際に増大される。したがって、前述された超音波撮像装置の解像度は、より大きな直径を有する可変焦点距離を有するレンズを使用することによって、増大され得る。しかしながら、液体媒体間の接触表面が広すぎる際、安定性の問題が発生する。可変レンズの直径を増大させるための解決策は、フレスネル型レンズを使用することである。フレスネル型レンズは、複数の部分へと分割され、各部分は、通常のレンズの対応する部分として同一の屈折効果を有するが、厚さは低減される。エレクトロウェッティングは、フレスネル型レンズの各部分において、２つの液体媒体間の接触表面の形状を制御するよう使用され得る。故に、可変焦点距離を有するフレスネル型レンズは得られる。
【００５０】
図２を参照すると、超音波源がこれより説明される。参照符号１０は依然として、閉鎖下端部及び開放上端部を有する筐体を示す。上端部は、前述されたものと同様の結合クッション１２でカバーされる。
【００５１】
超音波発生器３１は、レンズのオイルベース流体内において、筐体１０に位置付けられる。参照符号Ｖは、筐体１０内でクッション１２の下方における体積を示す。クッション１２は、発生器３１によって作られる超音波Ｗに対する源の出口を形成する。
【００５２】
体積Ｖは、上方部分及び下方部分へと固定壁２０で分割される。壁２０は、筐体１０の内側肩部に対して間に密封リング２２を有して保持される剛性なディスク２１を有する。ディスク２１は、直径約４−５ｃｍである中央部分における円形開口を有する。開口は、例えばゴムフィルムである弾性フィルム２３を有して閉鎖される。残りの構造において、フィルム２３は、実質的に平らである。クッション１２と壁２０との間の体積Ｖの上方部分は、液体媒体２で充填される。
【００５３】
可動壁２４は、固定壁２０と発生器３１との間において、体積Ｖの下方部分において配置される。壁２４は、剛性ディスク２５を有する。ディスク２５は、筐体１０の内径より小さい周囲直径を有し、上下に、即ち筐体１０の軸に対して平行である方向に沿って、動き得る。ディスク２５は、その中心部において、ディスク２１の開口の直径と略同等である直径を有する円形開口を有する。ディスク２５の開口は、フィルム２３と同一であり得るフィルム２６を有して閉鎖される。周囲ベローズ２７は、両ディスク２１及び２５に接続し、体積Ｖの下方部分において壁２０及び２４と共に密封容器を画定する。４つの圧電アクチュエータ等である複数のアクチュエータ２８は、筐体１０の下端部とディスク２５との間において配置される。アクチュエータ２８は、コントローラ２９に対して接続され、可動壁２４の位置を制御するようにする。
【００５４】
ベローズ２７と共に壁２０及び２４によって画定される容器は、液体媒体１を包含する。液体媒体２はまた、発生器３１によって出力される音波をレンズ上へと配向するよう、発生器３１と可動壁２４との間におけるギャップを充填する。該ギャップにおいて位置付けられる液体媒体２の一部分は、固定壁２０の上方に位置付けられる液体媒体２の一部分と静力学的に結合される（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）。この結合は、例えばベローズ２７の外側においてディスク２１に孔を与えることによって達成され得る。液体媒体１及び２は、超音波が各液体媒体において異なる伝播速度を有するよう、選択される。前述された通り、液体媒体１は水に基づき得、液体媒体２はシリコンオイルに基づき得る。
【００５５】
可動壁２４が静止位置、即ち下方位置にある際、両フィルム２３及び２６は平らであり（図２中のＭ２）、発生器３１によって作られる超音波Ｗの輻輳は、液体媒体１を包含する容器を介して進行する際に、変えられない。
【００５６】
可動壁２４がアクチュエータ２８によって上方向に押し上げられる際、液体媒体１が非圧縮性であるため、液体媒体１で満たされる体積は一定のままである。液体媒体１における圧力は、液体媒体２における圧力より高くなり、両弾性フィルム２３及び２６は、液体媒体１によって外方向に伸張される。フィルム２３及び２５の夫々の形状は、球形部分（図２中のＭ１）になる。故にレンズ１００は得られる。発生器３１は、平面超音波Ｗを作る。２つのフィルム２３及び２６に交差した後、超音波Ｗは、フィルム２３及び２５の曲率に依存する距離において、源の外に位置付けられる焦点Ｓを有して、収束する。コントローラ２９を有して可動壁２４の位置を調整することは、フィルムの曲率の変化をもたらし、故に源の焦点距離における変化をもたらす。
【００５７】
源は２つの弾性フィルムを有して説明されてきたが、単一の弾性フィルムは、可変の焦点距離を有するレンズを形成するよう十分である。
【００５８】
また、前述された第１及び第２の実施例において形成される通り、夫々得られるレンズ効果を２つの液体媒体間における境界に組み合わせることは、可能である。他の多くの修正は、境界の形状を変えるよう液体媒体の少なくとも一方上へと直接作用する概念から逸脱することなく、実行され得る。追加的に、光モダリティは、本願に記載される装置における超音波モダリティと一体にされ得る。
【００５９】
他の選択肢は、２つの液体媒体の少なくとも一方に接触する可動部分を有する第１の実施例における通り、システムを２つの液体媒体間における直接接触表面と組み合わせる、ことである。可動部分との接触はまた、第２の実施例における通り配置される電極と組み合わされ得る。
【００６０】
本発明は、具体的な実施例に対して説明されてきたが、当業者は、多くの修正、強化、及び／又は変更が本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく達成され得る、ことを認識する。したがって、本発明は、請求項の範囲及びそれと同等のものによってのみ制限される、ことが明らかに意図される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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