новая папка / 4006444

4006444-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)

Patent Translate Powered by EPO and Google

French

German

  Albanian

Bulgarian

Croatian

Czech

Danish

Dutch

Estonian

Finnish

Greek

Hungarian

Icelandic

Italian

Latvian

Lithuanian

Macedonian

Norwegian

Polish

Portuguese

Romanian

Serbian

Slovak

Slovene

Spanish

Swedish

Turkish

  Chinese

Japanese

Korean

Russian

      PDF (only translation) PDF (original and translation)

Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation

Very good

Good

Acceptable

Rather bad

Very bad

Your reason for this translation: Overall information

Patent search

Patent examination

FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ US4006444A[]

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ FIELD OF THE INVENTION Настоящее изобретение в целом относится к получению видимых изображений и, более конкретно, к устройству для создания изображений посредством использования энергии высокочастотных акустических волн. The present invention relates generally to the production of visible images and more particularly to apparatus for generating images through the utilization of high frequency acoustic wave energy. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ BACKGROUND OF THE INVENTION Обычные системы визуализации или микроскопы основаны на двух формах излучения: электромагнитных волнах, как в оптических приборах, и электронных волнах, как в электронном микроскопе. Conventional imaging systems or microscopes are based on two forms of radiation, electromagnetic waves as in the optical instrument and the electron waves as in the electron microscope. Оптические приборы совершенствовались в течение многих лет, чтобы обеспечить более точное изображение даже таких небольших объектов, как биологические клетки. Независимо от таких усовершенствований, существуют неотъемлемые ограничения, поскольку оптическая система в основном воспринимает диэлектрические свойства отображаемого объекта. Во-первых, разрешение, конечно же, ограничено длиной волны видимого света (0,5 мкм для зеленого света). Некоторые образцы непрозрачны и поэтому недоступны для просмотра. Кроме того, появились ограничения на контрастную чувствительность, которые были лишь частично преодолены утомительной техникой окрашивания биологических образцов для улучшения такого контраста. Optical instruments have been refined over a period of many years to provide more accurate images of even quite small objects such as biological cells. Regardless of such refinements, inherent limitations exist since the optical system basically senses the dielectric properties of the object being imaged. In the first place, resolution, of course, is limited by the wavelength of the visible light (0.5 microns for green light). Some samples are not transparent and therefore inaccessible for viewing. Furthermore, limitations on the contrast sensitivity have appeared and have been but partially overcome by the tedious technique of staining biological specimens to improve such contrast. Электронные микроскопы обладают гораздо большими разрешающими способностями, но возникают и другие трудности. Образец необходимо рассматривать в вакууме, что является технической проблемой, а живые клетки нельзя рассматривать из-за электронной бомбардировки. Electron microscopes have much greater resolution capabilities but other difficulties arise. The specimen must be viewed in vacuum, a technical problem, and living cells can not be viewed because of the electron bombardment. Относительно недавняя разработка генерации акустических волн на частотах около 1000 МГц обеспечивает акустическую длину волны около одного микрона и, соответственно, зарекомендовала себя как потенциально превосходный механизм для генерации изображений с высоким разрешением и, например, описанный метод. Б. А. Олд и др., "Сканирующий акустический микроскоп с частотой 1,1 ГГц", Acoustical Holography 4, Plenum Press (1972), с. 96 зарекомендовал себя не только как механизм формирования изображений с высоким разрешением, но и с хорошей контрастной чувствительностью. Однако не было разработано носителя, эквивалентного фотопленке, для записи изображения. The relatively recent development of acoustic wave generation at frequencies approximating 1,000 MHz provides an acoustic wavelength in the neighborhood of one micron and accordingly has suggested itself as a potentially excellent mechanism for the generation of high resolution images and, by way of example, the method described by B. A. Auld et al, "A 1.1 GHz Scanned Acoustic Microscope, " Acoustical Holography 4, Plenum Press (1972) p. 96 has proved not only a high resolution imaging mechanism but also one which provides good contrast sensitivity. However, there has been developed no medium equivalent to a photographic film for recording the image. СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ SUMMARY OF THE PRESENT INVENTION Соответственно, общая цель настоящего изобретения состоит в создании нового устройства, использующего высокочастотные акустические волны в виде луча, который направляется на объект, чтобы обеспечить изменения передаваемой акустической энергии, которые затем обнаруживаются с помощью средств, обеспечивающих визуальную видимость. изображение обнаруженного объекта. Эта цель может быть достигнута аппаратурой различных типов, одна из которых, например, может быть относительно простой, но чрезвычайно эффективной по формированию изображения, предназначенной для обнаружения изменений акустической интенсивности плоской распространяющейся акустической волны. В частности, стандартный радиочастотный генератор выполнен с возможностью генерирования высокочастотной электромагнитной энергии, которая подается на стандартный преобразователь объемных акустических волн заданной конфигурации, чтобы генерировать в прилегающей акустической среде распространения акустический пучок, который направлен по заданному пути в которой объект, который должен быть изображен, может быть надлежащим образом поддержан в зависимости от его конкретных характеристик. Accordingly, it is the general objective of the present invention to provide a novel apparatus employing high frequency acoustic waves in the form of a beam which is directed over the object to provide variations in transmitted acoustic energy which are then detected by means which provides a visible image of the detected object. Such objective can be achieved by apparatus of various types, one of which, for example, can be relatively simple yet extremely effective in its image formation, being arranged to detect variations in acoustic intensity of a plane propagating acoustic wave. More particularly, a standard radio frequency generator is arranged to produce high frequency electromagnetic energy which is delivered to a standard acoustic bulk wave transducer of predetermined configuration so as to generate in an adjoining acoustic propagating medium an acoustic beam which is directed along a predetermined path in which the object to be imaged can be suitably supported depending upon its particular characteristics. Падающая акустическая энергия, интенсивность которой уравновешена по всему поперечному сечению луча, поглощается, отражается или рассеивается, когда падает на объект, создавая возмущения акустической энергии, такие как колебания акустической интенсивности и фазы за пределами объекта. Затем изменения интенсивности обнаруживаются путем взвешивания множества мелких частиц в жидкости или другой среде, при этом частицы перемещаются или смещаются в результате давления излучения, испытываемого за счет воздействия акустической энергии, таким образом формируя изображение объекта, которое может быть оптически различимо. рассматривать, например, под обычным микроскопом. The incident acoustic energy which is equalized in its intensity throughout the beam cross-section is absorbed, reflected, or scattered when it impinges upon the object so as to create perturbations of the acoustic energy such as variations in acoustic intensity and phase beyond the object. The intensity variations are then detected by suspension of a plurality of small particles in a liquid or other medium which particles are moved or displaced resultant from the radiation pressure experienced through impingement of the acoustic energy, thus forming an image of the object which can be optically viewed, for example, by a conventional microscope. Как правило, частицы должны быть очень маленькими, так как размер частиц ограничивает разрешение. Однако оптимальный размер будет определяться многими факторами, такими как требования к контрастной чувствительности и характеристики суспендирующей жидкости или другой среды, как будет подробно объяснено ниже. В одном аппарате частицы состояли из маленьких (один микрон) полистироловых сфер, взвешенных в воде с небольшим добавлением глицерина для обеспечения смачивающего действия. Дополнительную контрастную чувствительность можно получить, используя флуоресцентные частицы, на которые можно направить ультрафиолетовый свет, а частицы, в свою очередь, могут принимать форму жидких кристаллов, а не твердых элементов, так что термин «частица» следует широко толковать как элемент. подвержены движению и смещению в ответ на приложение радиационного давления в результате возмущений падающей акустической энергии. Generally, the particles should be quite small since the particle size limits the resolution. However, optimal size will be determined by many factors such as the contrast sensitivity requirements and the characteristics of the suspending liquid or other medium, as will be explained in detail hereinafter. In one apparatus, the particles consisted of small (one micron) polystyrene spheres suspended in water with a slight addition of glycerine to provide a wetting action. Additional contrast sensitivity can be obtained by employing fluorescent particles against which ultraviolet light can be directed and the particles can, in turn, take the form of liquid crystals rather than solid elements so that the term "particle" is to be broadly construed as an element subject to motion and displacement in response to the application of radiation pressure resultant from perturbations of the impinging acoustic energy. Признавая, что «фазовый контраст» акустической энергии может создавать улучшенные изображения, в другом варианте осуществления изобретения предлагается акустический луч, генерируемый, как в первом варианте осуществления изобретения, и который после возмущения объектом, подлежащим отображению, устроен так, чтобы пересекаться с известным опорный акустический луч, связанный с фазой, таким образом, в основном для получения акустической голограммы, картина волновой интерференции которой предназначена для создания сил на взвешенных частицах, таким образом, чтобы обеспечить визуально доступное изображение. Recognizing that "phase contrast" of acoustic energy may produce improved images, another embodiment of the invention provides an acoustic beam generated as in the first embodiment of the invention and which after perturbation by the object to be imaged, is arranged to intersect with a known phase-related reference acoustic beam, thus basically to provide an acoustic hologram whose wave interference pattern is arranged to generate forces on suspended particles thus to provide the visually-available image. В родственных вариантах осуществления изобретения одиночный акустический пучок может быть сгенерирован и направлен на объект, а результирующие фазовые изменения затем сравнены с фазовой акустической энергией, генерируемой напряжениями, приложенными через пластинчатые или ленточные электроды в пьезоэлектрической пленке, через которую возмущается луч проходит, и интерференционная картина может быть затем аналогичным образом обнаружена взвешенными частицами для получения оптического изображения. A single acoustic beam can, in related embodiments of the invention, be generated and directed to the object and the resultant phase variations then compared with phase-related acoustic energy generated by voltages applied through plate or strip electrodes in a piezoelectric film through which the perturbed beam passes and the interference pattern can be then similarly detected by the suspended particles to provide the optical image. Еще один вариант осуществления, который можно назвать акустической квазиголограммой, предусматривает генерацию двух акустических лучей, которые пересекаются в области изображаемого объекта, а результирующая интерференционная картина акустического изображения, в свою очередь, создает силы, воздействующие на взвешенные частицы, в целом аналогичным образом, формируют видимый образ предмета. A further embodiment, which may be termed an acoustic quasihologram, provides for the generation of two acoustic beams which intersect in the region of the object to be imaged and the resultant acoustic image interference pattern in turn creates forces on suspended particles to, in a generally analogous fashion, form a visible image of the object. В каждом варианте осуществления изобретения следует понимать, что, поскольку акустическое изображение зависит от упругих свойств объекта, а не от его диэлектрических свойств, обеспечивается новая форма отображения изображения, которая, например, обеспечивает видимое отображение оптически непрозрачных материалов и дополнительных деталей. биологической клетки. Кроме того, поскольку взвешенные частицы могут иметь различные свойства, такие как упомянутая флуоресцентная характеристика, процедуры окрашивания, необходимые в оптических приборах, могут быть полностью устранены, обеспечивая при этом высокую контрастную чувствительность. In each embodiment of the invention it will be understood that because the acoustic imaging depends upon the object's elastic rather than its dielectric properties, a new form of image display is provided and, for example, enables the visible display of optically opaque materials and added details of a biological cell. Furthermore, since the suspended particles can have various properties such as the mentioned fluorescent characteristic, the staining procedures necessary in optical instrumentation can be completely eliminated while assuring high contrast sensitivity. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS ИНЖИР. 1 представляет собой схематический вид в центральном разрезе устройства формирования акустических изображений, представляющего собой один вариант осуществления изобретения, FIG. 1 is a diagrammatic central sectional view of an acoustic imaging apparatus constituting one embodiment of the invention, ИНЖИР. 2 представляет собой график, поясняющий силы, действующие на частицу в результате радиационного давления приложенной энергии, используемой в соответствии с настоящим изобретением. FIG. 2 is a graph explanatory of the forces on a particle resultant from the radiation pressure of applied energy as utilized in accordance with the present invention, ИНЖИР. 3 представляет собой схематический вид в центральном разрезе, соответствующий фиг. 1 модифицированного аппарата для получения акустического изображения, FIG. 3 is a central sectional diagrammatic view corresponding to FIG. 1 of a modified apparatus for obtaining acoustic imaging, ИНЖИР. 4 представляет собой соответствующую иллюстрацию третьего варианта осуществления изобретения для получения акустического изображения, и FIG. 4 is a corresponding illustration of a third embodiment of the invention for obtaining acoustic imaging, and ФИГ. 5 и 6 - аналогичные виды еще двух других вариантов осуществления изобретения. FIGS. 5 and 6 are similar views of yet two other embodiments of the invention. ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ DETAILED DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS OF THE INVENTION С первоначальной ссылкой на фиг. 1 стандартный радиочастотный генератор 10, показанный просто в виде блок-схемы, выполнен с возможностью генерирования электромагнитной энергии на относительно высокой частоте (например, 1100 МГц). Энергия подается через стандартный коаксиальный линейный вход, обозначенный позицией 12, в тонкопленочный преобразователь 14 из оксида цинка толщиной в четверть длины волны (или нечетное кратное ей) на рабочей частоте, чтобы генерировать акустический луч B, который распространяется вертикально вверх через пластину 16 из плавленого кварца, которая обеспечивает среду распространения для генерируемого акустического луча, который впоследствии направляется на объект О, отображаемый по существу в ближней зоне преобразователя. With initial reference to FIG. 1, a standard radio frequency generator 10 indicated simply in block diagram form is arranged to generate electromagnetic energy at a relatively high frequency (e.g. 1100 MHz). The energy is introduced through a standard coaxial line input indicated at 12 to a zinc oxide thin film transducer 14 one-quarter wavelength (or odd multiple thereof) in thickness at the operating frequency so as to generate an acoustic beam B which propagates vertically upward through a fused quartz platelet 16 which provides a propagating medium for the generated acoustic beam which is subsequently directed against the object O to be imaged essentially in the near field of the transducer. В частности, тонкая пленка оксида цинка наносится на акустическую распространяющую среду через золотую пленку 18 с четвертью длины волны, предварительно нанесенную на тщательно отполированный конец кварцевой пластины 16, чтобы обеспечить акустическое преобразование между материалами с минимальным количеством отражение энергии. Также предпочтительно, чтобы алюминиевое покрытие 20 толщиной 3000 А было нанесено на преобразователь 14 из оксида цинка, чтобы обеспечить желаемое поперечное сечение генерируемого акустического луча В. More particularly, the thin film of zinc oxide is applied to the acoustic propagating medium across a one-quarter wavelength gold film 18 previously deposited on the highly polished end of the quartz platelet 16 to provide an acoustic transformation between the materials with a minimal amount of energy reflection. It is also preferred that an aluminum coating 20 3,000 A thick be applied over the zinc oxide transducer 14 to provide the desired cross-section of the generated acoustic beam B. Следует понимать, что искусство преобразователя для генерации акустических волн в настоящее время хорошо развито, и такие материалы, как ниобат лития или другие материалы, могут использоваться для генерации акустического луча, и это также следует понимать в соответствии с существующим состоянием искусство, что другие акустические среды распространения могут быть использованы. Однако для целей формирования изображения предпочтительно, чтобы материал для распространения акустических волн имел относительно высокую акустическую изотропию, чтобы свести к минимуму искажения волнового фронта, присущие анизотропным материалам. Кроме того, изотропные материалы, такие как описанный кварц, сапфир или другие материалы, также минимизируют потери акустической энергии во время распространения, таким образом, минимизируя требуемую потребляемую мощность. It is to be understood that the transducer art for generating acoustic waves is now well-developed and materials such as lithium niobate or other materials can be employed to generate the acoustic beam and it will as well be understood in accordance with the existing state of the art that other acoustic propagating mediums can be employed. However, for purposes of image formation, it is preferred that the material for acoustic wave propagation have relatively high acoustic isotropy to minimize the wavefront distortions inherent in anisotropic materials. Furthermore, isotropic materials, such as the described quartz, sapphire or other materials, also minimize losses of acoustic energy during propagation thus to minimize the requisite power input. Объект О, подлежащий наблюдению, может удобно поддерживаться в водяной ячейке 22 на пути акустического луча и предпочтительно представляет собой водяную ячейку минимальной толщины в зависимости от размеров объекта, которая определяется между концом распространяющей среды 16 и тонкой пленкой. 24 из полипропилена или полиэстера (например, MYLAR), натянутый на внешнее опорное кольцо 26. The object O to be viewed can be conveniently supported in a water cell 22 within the path of the acoustic beam and preferably constitutes a minimal thickness water cell depending upon the object dimensions which is defined between the end of the propagating medium 16 and a thin film 24 of polypropylene or polyester (e.g. MYLAR) stretched across an exterior support ring 26. Предпочтительно, чтобы обеспечить эффективную передачу акустической энергии между твердым плавленым кварцевым материалом и водой, на дальний или верхний конец кварца наносят акустические преобразователи или просветляющие покрытия 28, 30 из золота и монооксида кремния в четверть длины волны. Также желательно, чтобы поверхность пленки 24 была покрыта тонким слоем (например, 300 А) алюминиевое покрытие 32 таким образом, чтобы избежать прямого оптического наблюдения за самим объектом, что станет более очевидным далее. Preferably, to provide for efficient transmission of the acoustic energy between the solid fused quartz material and the water, acoustic transformers or anti-reflection coatings 28, 30 of quarter wavelength gold and silicon monoxide are applied over the far or upper end of the quartz. It is also desirable that the surface of the film 24 be coated with a thin (e.g. 300 A) aluminum coating 32 thus to avoid direct optical viewing of the object itself, as will become more apparent hereinafter. Специалистам в данной области будет очевидно, что в зависимости от характеристик и, в частности, упругих свойств объекта О, который должен быть отображен, падающая акустическая энергия будет поглощаться, рассеиваться или отклоняться и, как следствие, выходить за пределы объекта, возмущения в акустической энергии, такие как изменения интенсивности и фазы, будут существовать. В соответствии с настоящим изобретением такие изменения обнаруживаются множеством очень маленьких частиц 34, которые поддерживаются для движения на пути луча за пределами объекта О. В качестве примера можно подвешивать множество полистироловых сфер размером в один микрон жидкая эмульсия, например, при 5-процентном объемном соотношении в текучей среде 36, которая может быть водой или, что предпочтительнее, раствором, содержащим 90 процентов воды и 10 процентов глицерина, для обеспечения смачивающего действия, повышающего подвижность частиц 34 или полистирола сферы в данном случае. Из-за вариаций интенсивности акустической энергии в зоне обнаружения на частицы (сферы) будет воздействовать радиационное давление, чтобы сместить их в видимый узор или изображение, соответствующее изображению объекта, тем самым сформировав акустическую детектор энергии 38. It will be apparent particularly to those skilled in the art that depending upon the characteristics and, in particular, the elastic properties of the object O to be imaged, the incident acoustic energy will be absorbed, scattered or deflected and, as a consequence, beyond the object, perturbations in the acoustic energy such as intensity and phase variations will exist. In accordance with the present invention, such variations are detected by a plurality of very small particles 34 that are supported for movement in the beam path beyond the object O. By way of example, a plurality of one micron polystyrene spheres can be suspended as a thin emulsion, for example, at a 5 percent by volume ratio in a fluid medium 36 which can be water or preferably, a solution containing 90 percent water and 10 percent glycerine to provide a wetting action which enhances the mobility of the particles 34 or polystyrene spheres in the present instance. Because of the variations in the intensity of the acoustic energy in the detection area, radiation pressure will be exerted on the particles (spheres) so as to displace them into a visible pattern or image corresponding to that of the object, thus to form an acoustic energy detector 38. Поскольку детектор находится близко к объекту, дифракционное расплывание сведено к минимуму. Since the detector is close to the object, diffraction spreading is minimized. Тонкая эмульсия, содержащая описанные частицы 34 в детекторе 38, закрыта сверху акриловой пластмассой (например, LUCITE) диск 40 или предметное стекло микроскопа, которое поддерживается на расстоянии от пленки 24 прозрачным кольцом 46, причем расстояние достаточно для обеспечения смещения частиц 34 вверх. Диск 40 (или предметное стекло) также служит прозрачной средой, через которую можно наблюдать созданное акустическое изображение с помощью подходящего оптического прибора, обычно обозначенного позицией 42, который, например, может иметь форму микроскопа. The thin emulsion containing the described particles 34 in the detector 38 is enclosed from above by an acrylic plastic resin (e.g. LUCITE) disc 40 or a microscope glass slide that is supported in spaced relation from the film 24 by a transparent ring 46, the spacing being sufficient to allow upward displacement of the particles 34. The disc 40 (or glass slide) also serves as a transparent medium through which the generated acoustic image can be viewed by suitable optical instrument, generally indicated at 42, and which, for example, may take the form of a microscope. Освещение сфер 34 может быть получено непосредственно от микроскопа или другого используемого оптического прибора 42, и, как упоминалось ранее, тонкое покрытие 32 алюминия на верхней части пленки 24 под детектором 38 устраняет любое прямое наблюдение самого объекта и обеспечивает хороший оптический фон. Illumination of the spheres 34 can be directly obtained from the microscope or other optical instrument 42 utilized and, as previously mentioned, the thin coating 32 of aluminum on the top of the film 24 below the detector 38 eliminates any direct viewing of the object itself and provides a good optical background. Однако в соответствии с дополнительным аспектом изобретения более высокая контрастная чувствительность может быть получена путем простого направления света в боковом направлении через воду в детекторе 38 от подходящего источника 44 света и линзы 48. Покрытие 32 на пленке 24 и акриловый диск 40 имеют показатели преломления меньше, чем у воды, так что между ними образуется оптический волновод, поэтому через оптический наблюдатель будет виден только свет, отраженный от частиц. Кроме того, частицы могут быть флуоресцентными и подсвечиваться ультрафиолетовым светом для усиления контраста. However, in accordance with an additional aspect of the invention, greater contrast sensitivity can be obtained by the simple expedient of directing light laterally through the water in the detector 38 from a suitable light source 44 and lens 48. The coating 32 on the film 24 and the acrylic disc 40 have indices of refraction which are lesser than that of water so as to form therebetween an optical wave guide wherefore only light reflected from the particles will be seen through the optical viewer. Additionally, the particles can be fluorescent and illuminated by ultraviolet light for enhanced contrast. Как упоминалось ранее, частицы 34 должны быть очень маленькими, такими как шарики из полистирола размером в один микрон, для достижения хорошего разрешения изображения. На такие мелкие частицы помимо упомянутого радиационного давления воздействует несколько значительных сил. Одним из них является гравитация, действующая вниз в зависимости от плотности и размера частицы. В частности, для данного материала, такого как полистирол (плотность 1,07), сила тяжести изменяется в зависимости от куба радиуса сферы. Кроме того, в результате броуновского движения существует сила теплового возбуждения, которая обеспечивает силу, воздействующую на частицу в случайных направлениях за счет теплового движения молекул в жидкости (например, в воде). Эта сила обратно пропорциональна диаметру частицы. Таким образом, эта сила больше для мелких частиц, а гравитационная сила больше для крупных частиц. Расчеты показывают, что две силы практически равны для сферы размером один микрон, и такой баланс позволяет оптимально использовать давление акустического излучения для перемещения сфер вверх для формирования видимого изображения. As previously mentioned, the particles 34 should be very small, such as the one micron polystyrene spheres to achieve good image resolution. With such small particles, several significant forces in addition to the mentioned radiation pressure are exerted thereon. One is obviously gravity acting downwardly an amount dependent on the density and size of the particle. More particularly, with a given material, such as polystyrene, (density - 1.07) gravity varies with the cube of the sphere radius. Additionally, a thermal agitation force exists resultant from Brownian motion which provides a force exerted in random directions on the particle by thermal motion of molecules in the liquid (e.g. water). This force varies inversely with the particle diameter. Thus, this force is greater for small particles while the gravitational force is greater for large particles. Calculations indicate that the two forces are substantially equal for a one micron sphere and such balance allows optimal utilization of the acoustic radiation pressure to move the spheres upwardly to form the visible image. В частности, гравитационная сила предпочтительно немного превышает тепловую силу, так что частицы (сферы полистирола размером один микрон) будут медленно оседать, но их можно будет перемещать с минимальным давлением излучения для формирования желаемого изображения. More particularly, the gravitational force is preferably slightly greater than the thermal force so that the particles (one micron polystyrene spheres) will slowly settle but can be moved with a minimal amount of radiation pressure to form the desired image. Соответственно, радиационное давление Frad должно, по крайней мере, приближаться к силе гравитации, чтобы вызвать требуемое движение и смещение частиц. Давление излучения легко определяется по формуле Frad = Yp .pi. a@2 Pac/Vs Accordingly, the radiation pressure, Frad, should at least approximate the gravitational force to produce the required motion and displacement of the particles. The radiation pressure is easily determined byFrad = Yp .pi. a@2 Pac/Vs где – радиус частицы, Pac – плотность акустической мощности, Vs – скорость звука в жидкости, Yp – эффективное сечение частицы. wherea is the particle radiusPac is the acoustic power densityVs is the acoustic velocity in the liquid, andYp is the effective cross-section of the particle Значение Yp изменяется в зависимости от отношения радиуса частицы а к длине акустической волны λ в жидкости, а для полистироловых сфер изменяется, как показано на фиг. 2, где Yp представлен как функция 2·pi.a/·λ. Для значения 2.pi.a/.lambda. немного больше 1, значение Yp остается довольно постоянным и, таким образом, устанавливает минимальное практическое значение радиуса сферы a для эффективной визуализации. Таким образом, для полистироловых сфер указан минимальный радиус примерно 0,5 микрона, поэтому были использованы сферы в один микрон (диаметром), но можно использовать и более крупные полистирольные сферы, если доступна большая акустическая мощность. Частицы меньшего размера с более высокой плотностью, чтобы компенсировать повышенное тепловое возбуждение, могут использоваться для увеличения разрешения, но, очевидно, тогда для формирования изображения потребуется большая акустическая мощность. Кроме того, будет очевидно, что по мере увеличения акустической мощности Pac давление излучения будет увеличиваться для более быстрого формирования изображения. The value of Yp varies with the ratio of the particle radius, a, to the acoustic wavelength, .lambda., in the liquid and for polystyrene spheres varies as shown in FIG. 2, wherein Yp is plotted as a function of 2.pi.a/.lambda.. For a value of 2.pi.a/.lambda. slightly greater than 1, the value of Yp remains rather constant, and thus sets a minimal practical value of the sphere radius, a, for effective imaging. For the polystyrene spheres, a minimal radius of approximately 0.5 micron is thus indicated wherefore the one micron (diameter) spheres were utilized but larger polystyrene spheres can be used if greater acoustic power is available. Smaller particles, with higher density to offset increased thermal agitation can be utilized to increase resolution but obviously greater acoustic power would then be required to form the image. Also, it will be apparent that, as the acoustic power Pac increases, the radiation pressure will increase to form the image more rapidly. Фиг. 1 устройство, очевидно, чрезвычайно простое и даже на начальных экспериментальных стадиях давало разрешение изображения менее 5 микрон и чувствительность 10@@-3 Вт на квадратный сантиметр. Однако будет очевидно, что изобретение может быть включено в различные структуры, в которых с таким же успехом можно использовать перераспределение ряда частиц для формирования акустического изображения. Кроме того, как будет видно, эти структуры обеспечивают определенные преимущества «фазоконтрастного» изображения. The FIG. 1 arrangement obviously is extremely simple and even in its initial experimental stages has produced image resolution less than 5 microns and a sensitivity of 10@@-3 watts per square centimeter. However, it will be apparent that the invention can be incorporated in a variety of structures wherein the redistribution of a number of particles to form an acoustic image can equally well be employed. Furthermore, as will be seen these structures provide certain advantages of "phase contrast" imaging. В качестве примера делается ссылка на фиг. 3, в котором тот же принцип изобретения включен в модифицированный вариант осуществления, в котором используется пара акустических лучей B1, B2, связанных по фазе, для создания того, что можно назвать акустической галограммой. В частности, радиочастотная энергия на относительно высокой частоте снова генерируется стандартным радиочастотным генератором 50 и подается на делитель мощности 52, так что часть мощности может подаваться на электроакустический преобразователь 54 посредством коаксиальный вход типа, описанного в связи с первым вариантом осуществления изобретения, на конце кварцевой или сапфировой акустической среды 56 распространения таким образом, чтобы генерировать в ней акустический пучок B1. Аналогичным образом этот акустический пучок B1 доставляется через подходящее просветляющее покрытие 58 в ячейку 60 с водой, которая содержит объект O, подлежащий отображению, а затем возмущенный акустический пучок B1 проходит по заданному пути в дополнительное распространение. среда 62 в виде призмы из изотропного материала, такого как иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ), покрытого просветляющими слоями 63 для пропускания через него в детектор 64, который также имеет форму множества полистироловых сфер 66 или других частиц, взвешенных в тонкая водяная пленка 68, заключенная во внешнее кольцо 70, и акриловый диск 72, через который можно получить оптическое изображение через оптическое устройство 74 просмотра. By way of example, reference is made to FIG. 3 wherein the same inventive principle is incorporated in a modified embodiment which utilizes a phase-related pair of acoustic beams B1, B2 to generate what may be termed an acoustic halogram. More particularly, radio frequency energy at a relatively high frequency is generated again by a standard radio frequency generator 50 and is delivered to a power divider 52 so that a portion of the power can be delivered to an electro-acoustic transducer 54 by means of a coaxial input of the type described in connection with the first embodiment of the invention at the end of a quartz or sapphire acoustic propagating medium 56 thus to generate an acoustic beam B1 therein. Again, in a similar fashion, this acoustic beam B1 is delivered through a suitable anti-reflection coating 58 into a water cell 60 which contains the object O to be imaged and the perturbed acoustic beam B1 then passes along the predetermined path into an additional propagation medium 62 in the form of a prism of isotropic material such as yttrium aluminum garnet (YAG) coated with anti-reflection layers 63 for transmission therethrough into a detector 64 which again takes the form of a plurality of polystyrene spheres 66 or other particles suspended in a thin water film 68 enclosed by an external ring 70 and an acrylic disc 72 through which an optical view can be obtained through an optical viewer 74. Делитель мощности 52 также подает электромагнитную энергию в среду распространения YAG 62 через преобразователь 76 для формирования второго луча B2 под углом 45o по отношению к акустическому лучу B1, прошедшему через объект O, таким образом создавая интерференционную картину, поскольку разности фаз между лучами В1 и В2, чтобы обеспечить окончательное изменение интенсивности, которое влияет на смещение сфер 66 в детекторе или 64 во многом таким же образом, как описано в связи с первым вариантом осуществления изобретения. The power divider 52 also delivers the electromagnetic energy into the YAG propagating medium 62 through a transducer 76 to form the second beam B2 at an angle of 45 DEG relative to the acoustic beam B1 transmitted through the object O, thus to create an interference pattern because of the phase differences between the beams B1 and B2 to provide an ultimate intensity variation which effects the displacement of the spheres 66 in the detector or 64 much in the same fashion as described in connection with the first embodiment of the invention. В качестве еще одной альтернативы изображение может быть сформировано устройством, показанным на фиг. 4, который создает, по существу, то, что можно назвать квазиголограммой, в которой идентичные пластинчатые преобразователи 80, 82 возбуждаются от общего радиочастотного генератора 84 через делитель мощности 86, чтобы генерировать под относительным углом 90o два акустических луча B3 и B4. в акустической распространяющей среде 88 в форме, как правило, призмы, так что лучи пересекаются и интерферируют на объекте O, который помещен в водную ячейку 90 рядом с распространяющей средой, чтобы вызывать фазовые изменения интерферирующих лучей и генерировать и картина акустической интенсивности, которая снова регистрируется в аналогичном детекторе 92, состоящем из мелких частиц 94, взвешенных в воде 96, которые, в свою очередь, просматриваются через акриловый диск 98 с помощью стандартного оптического наблюдателя 100, как и в других вариантах осуществления изобретения. As yet a further alternative, the image can be formed by the apparatus shown in FIG. 4 which produces essentially what may be termed a quasihologram wherein identical plate transducers 80, 82 are excited from a common radio frequency generator 84 through a power divider 86 so as to generate, at a relative angle of 90 DEG , two acoustic beams B3 and B4 in an acoustic propagating medium 88 in the form, generally, of a prism so that the beams intersect and interfere at the object O which is placed in a water cell 90 adjacent the propagating medium so as to effect phase variations of the interfering beams and generate and acoustic intensity pattern which again is sensed in a similar detector 92 consisting of small particles 94 suspended in water 96, which, in turn, are viewed through an acrylic disc 98 with a standard optical viewer 100 as in the other embodiments of the invention. В еще одном альтернативном варианте осуществления изобретения, схематично изображенном на фиг. 5 также устанавливается картина интерференции акустических волн двух генерируемых акустических волн, но совмещенная, а не угловая, как показано на фиг. 3 и 4. В частности, радиочастотный генератор 102 подает свой электромагнитный сигнал на электроакустический преобразователь 104, который генерирует акустический луч B5, который пересекает акустическую среду 106 и падает на объект O, который должен быть отображен в водяной ячейке 108 на дальней стороне среды способом, подробно описанным выше в отношении фиг. 1 вариант. Однако после прохождения объекта O возмущенный луч B5 сравнивается по фазе с акустической волной, генерируемой в тонкой пленке 110 из пьезоэлектрического материала, такого как поливинилфторид или поливинилиденфторид, которая закрывает верхнюю часть водяной камеры 108. Для генерации акустической волны в пленке 110 к пластинчатым электродам 112, 114, которые могут представлять собой тонкие пленки алюминия, никеля или другого металла, приложено высокочастотное напряжение, полученное от того же высокочастотного генератора 102, после фазового сдвига на 180°. ДЭГ в стандартном фазовращателе 116 и регулируемое ослабление энергии в регулируемом аттенюаторе 118. In yet another alternative embodiment of the invention diagrammatically depicted in FIG. 5, an acoustic wave interference pattern of two generated acoustic waves is also established but in alignment rather than the angular beam relationship as shown in FIGS. 3 and 4. More particularly, a radio frequency generator 102 delivers its electromagnetic output to an electroacoustic transducer 104 which generates an acoustic beam B5 that traverses an acoustic propagating medium 106 and impinges on the object O to be imaged in a water cell 108 on the far side of the medium in the fashion described in detail hereinabove relative to the FIG. 1 embodiment. However, after passing the object O, the perturbed beam B5 is phase compared with an acoustic wave generated in a thin film 110 of a piezoelectric material such as polyvinyl fluoride or polyvinylidene fluoride which closes the top of the water cell 108. To generate the acoustic wave in the film 110, plate electrodes 112, 114, which may constitute thin films of aluminum, nickel or other metal, have applied thereacross a radio frequency voltage received from the same radio frequency generator 102 after a phase shift of 180 DEG in a standard phase shifter 116 and controlled attenuation of the energy in a variable attenuator 118. Затухание регулируют для компенсации потерь акустической энергии при прохождении луча через распространяющую среду 106, преобразователь 104 и водяную ячейку 108, так что две волны уравновешиваются по энергии. Затем, поскольку две волны сдвинуты по фазе на 180 градусов, в отсутствие объекта будет происходить полное подавление акустической энергии. Однако при наличии объекта O на пути первого луча B5 результирующее фазовое возмущение акустической энергии создаст картину фазовой интерференции, которая создаст изображение в детекторе 120, такое же, как описано в другом вариантов осуществления изобретения, то есть множество мелких частиц 122, взвешенных в воде 124 или другой жидкости. Детектор 120 закрыт внешним кольцом 126 и прозрачной верхней пластиной 128 из акрила, так что изображение снова может быть просмотрено подходящим оптическим устройством 130 просмотра. The attenuation is adjusted to compensate for the losses of the acoustic energy in the beam transit of the propagating medium 106 the transducer 104 and the water cell 108 so that the two waves are equalized in energy. Then since the two waves are 180 DEG out of phase, in the absence of an object, there will be a complete cancellation of acoustic energy. However, with the object O present in the path of the first beam B5, the resultant phase perturbation of the acoustic energy will provide a phase-interference pattern which will produce an image in a detector 120 which is the same as that described in the other embodiments of the invention, that is, a plurality of small particles 122 suspended in water 124 or other liquid. The detector 120 is closed by an exterior ring 126 and a transparent top plate 128 of acrylic so that the image can again be viewed by a suitable optical viewer 130. Еще один вариант осуществления, показанный на фиг. 6 функционально подобен показанному на фиг. 3 тем, что выполняется сравнение фаз, но структурно он больше похож на фиг. 5 аранжировка. М