[發明專利]電容變換器及其制造方法、探測器以及對象信息獲取裝置

有效

• 申請號: 201410180728.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN104117477B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 虎島和敏;長永兼一
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 羅銀燕

技術領域

本發明涉及電容變換器及其制造方法。

背景技術

常規上，已能夠以微米的量級來處理通過微加工技術所制造的微機械組件。通過其使用，已實現各種微功能元件。作為用于壓電元件的替代，已對利用這種技術的電容變換器進行了研究。通過這種電容變換器，可使用振動膜片(membrane)的振動來發送和接收超聲波，并且可容易地獲得特別是在液體中的優異寬帶特性。

存在包括如下元件的電容變換器：在所述元件中，以正方形形狀或矩形形狀來布置單元(cell)，并且相鄰單元之間的間隙是均勻的(參見日本專利申請公開No.2008-98697)。并且，存在如下電容變換器：在所述電容變換器中，元件端部中的單元的發送效率或接收靈敏度低于元件中間部分中的單元的發送效率或接收靈敏度(參見美國專利No.8456958)。

專利文獻1：日本專利申請公開No.2008-98697

專利文獻2：美國專利No.8456958

發明內容

在用包含以正方形形狀或矩形形狀來布置單元且相鄰單元之間的間隙均勻的元件的電容變換器發送超聲波的情況下，輻射(radiated)的聲壓在元件的端部和中間部分中是均勻的。因此，容易出現超聲束的旁瓣(side?lobe)。使用超聲束的超聲圖像的質量可由于旁瓣而劣化。在接收的情況下，圖像質量也可以以類似的方式劣化。

在元件端部中的單元的發送效率或接收靈敏度比中間部分低的電容變換器中，結構使得元件端部中的單元的形狀和中間部分中的單元的形狀不同。通過該配置，通過其縮減旁瓣的切趾(apodization)是可能的。但是，由于發送效率和接收靈敏度的頻率特性對于各單元不同，因此，SN比可由于特別是在接收超聲波時獲取不必要的頻帶中的信號而劣化。

本發明是基于對這種任務的認識而作出的。本發明的目的是縮減電容變換器中的旁瓣。

本發明提供一種電容變換器，該電容變換器包括：

包含多個單元的元件，所述多個單元被支撐，使得包含其間形成有間隙的一對電極之一的振動膜片能夠振動，

其中，元件端部中的單元的一對電極之間的距離大于元件中間部分中的單元的一對電極之間的距離。

本發明還提供一種電容變換器的制造方法，所述電容變換器包括元件，所述元件包括多個單元，

所述方法包括以下步驟：

形成多個第一電極；以及

形成能夠振動并包含分別與所述多個第一電極成對的多個第二電極的振動膜片，以由此形成多個包含一對的第一電極和第二電極的單元，

其中，在形成的步驟中，元件端部中的單元中的第一電極與第二電極之間的距離大于元件中間部分中的單元中的第一電極與第二電極之間的距離。

通過本發明，可以縮減電容變換器中的旁瓣。

從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發明的進一步的特征將變得明顯。

附圖說明

圖1A和1B是例子1中的電容變換器的頂視圖和沿線A-B的截面圖；

圖2A和2B是例子2中的電容變換器的頂視圖和沿線A-B的截面圖；

圖3A至3F是示出電容變換器的制備方法的沿線A-B的截面圖；以及

圖4是示出對象信息獲取裝置的配置的框圖。

具體實施方式

以下將參照附圖描述本發明的優選實施例。注意，以下描述的組件的尺度、材料和形狀，其相對布置等應依賴于本發明所應用的裝置的配置或各種條件而適當地改變，并且并不意在將本發明的范圍限于以下描述。

本發明是針對用于超聲波的電容變換器作出的，并可被應用于通過使用變換器發送或接收超聲波的裝置和方法。并且，本發明的主題包含利用超聲回聲技術的裝置，在所述裝置中，超聲波被發送到諸如活體的對象，并且接收在對象內反射和傳播的回聲波。通過基于回聲波的數據產生，可獲取反映對象內的聲阻抗差的特性信息。

除了回聲波以外，本發明的電容變換器還可被用于接收當對象被來自光源的光照射時通過光聲效應由對象內的光吸收體產生和傳播的光聲波。通過分析光聲波，可以獲取與對象內部有關的功能信息或光學特性信息。這種裝置通過在對于接收的回聲波或光聲波已執行通過信號處理部件(unit)進行的處理之后用信息處理設備執行分析來獲得特性信息，并因此可被稱為對象信息獲取裝置。通過在顯示部件中將特性信息作為圖像數據顯示，諸如診斷的內部檢查是可能的。