换能器和对象信息获取装置制造方法
【专利摘要】一种换能器和对象信息获取装置，该换能器包括：多个元件，每个元件包括至少一个单元，所述至少一个单元被构造为使得包括被设置为经由空隙而彼此面对的第一电极和第二电极中的一个电极的振动膜被能够振动地支撑；偏置布线，用于将偏置电压供给第一电极以提供第一电极与第二电极之间的电势差，并且用于将所述元件的第一电极彼此电连接；以及信号布线，每个信号布线连接到多个元件中的不同的一个元件。偏置布线包括：多个支路布线，多个支路布线中的每个连接有所述元件中的一部分的第一电极；多个第一公共布线，用于将支路布线彼此连接；以及第二公共布线，用于将第一公共布线彼此连接。
【专利说明】换能器和对象信息获取装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种换能器和对象信息获取装置。更具体地，本发明涉及用于发送或接收声学波的换能器、以及包括该换能器的对象信息获取装置。
【背景技术】
[0002]通过使用微加工技术生产的电容型微加工超声换能器(CMUT)已经被作为压电元件的替代物进行了研究。诸如CMUT之类的电容型换能器可以通过使用振动膜(diaphragm)的振动来发送或接收声学波(通常是超声波)。
[0003]电容型换能器的每个单元包括两个电极，这两个电极被设置为彼此面对以夹持被保持为基本真空状态的、被称为腔体的空隙。这两个电极之一固定到膜片，并且与该膜片一起用作振动膜。
[0004]当电容型换能器在偏置电压施加于每个单元的两个电极之间的状态下接收声学波时，每个单元的振动膜振动。因此，这两个电极之间的距离改变，导致电容变化。由多个单元组成的元件将电容变化作为电流信号输出。此外，当振幅随时间变化的电压(即，交流(AC)电压)施加于两个电极之间时，振动膜振动，从而允许逐个元件地发送声学波。
[0005]国际公布N0.W009/008282讨论了由多个一维布置的元件组成的CMUT。在国际公布N0.W009/008282中所讨论的CMUT中，偏置电压被施加于这多个元件之间彼此电连接的下电极(公共电极)，并且对于每个元件分离的上电极(信号电极)连接到地。每个电极通过导线连接到挠性基板的布线。
[0006]期望电容型换能器的每个元件具有一致的接收特性或发送特性(即，转换特性，如转换效率)。然而，在偏置电压施加于这多个元件之间彼此电连接的电极(公共电极)与其他电极之间的状态下，当换能器接收到声学波并且每个单元的振动膜振动时，或者当AC电压施加于电极之间时，电流流过这多个元件。在这种情况下，取决于将公共电极彼此连接的布线的状况，瞬态响应在元件之间可能发生变化。在瞬态响应中发生的这种变化影响每个元件的接收特性或发送特性。特别是在由二维布置的元件组成的二维阵列的情况下，在元件之间瞬态响应的变化可能更大。
【发明内容】
[0007]本发明涉及一种减小由于元件之间的瞬态响应变化而导致的对转换特性的影响的换能器。
[0008]根据本发明的一方面，一种换能器包括:多个元件，每个元件包括至少一个单元，所述至少一个单元被构造为使得包括被设置为经由空隙而彼此面对的第一电极和第二电极中的一个电极的振动膜被能够振动地支撑；偏置布线，用于将偏置电压供给第一电极以提供第一电极与第二电极之间的电势差，并且用于将多个元件的第一电极彼此电连接；以及多个信号布线，每个信号布线连接到多个元件中的不同的一个元件。偏置布线包括:多个支路布线，所述多个支路布线中的每个连接有多个元件中的一部分的第一电极；多个第一公共布线，用于将多个支路布线彼此连接；以及第二公共布线，用于将多个第一公共布线彼此连接。
[0009]从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的更多特征将变得清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1示意性地示出根据本发明的示例性实施例的换能器。
[0011]图2A和2B示意性地示出根据本发明的示例性实施例的元件。
[0012]图3是示出根据本发明的示例性实施例的偏置布线的电路图。
[0013]图4A和4B示意性地示出根据本发明的示例性实施例的偏置布线。
[0014]图5A和5B示意性地示出对象信息获取装置。
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。
[0016](换能器的配置)
[0017]下面将参照图1、图2A和图2B描述根据示例性实施例的电容型换能器的元件和布线。图1是示意性地示出由多个二维布置的元件组成的电容型换能器的顶视图。图2A是示出换能器的一些元件的布置的顶视图。图2B是沿着图2A中的A-B线取得的截面图。
[0018]根据本示例性实施例的换能器包括基板100、形成在基板100上的多个元件101、偏置布线103以及信号布线104。基板100具有与偏置布线103连接的端子105。端子105和布线基板(如挠性基板)通过导线、各向异性导电膜(ACF)、或者贯通布线彼此连接，以从设置在换能器外部的偏置电源102将偏置电压供给端子105。
[0019]根据本示例性实施例的偏置布线103被布置为减小影响瞬态响应的时间常数变化。下面将详细描述这一点。
[0020]图1以简化的方式示出信号布线104，即，仅示出从每个元件101拉出信号布线104的状态。信号布线104被布置到信号布线端子(未示出)，并然后通过使用导线而连接到布线基板。信号布线104可以是穿透基板100贯通的布线而在基板100的后表面上被连接到布线基板。
[0021](元件的配置)
[0022]下面将描述根据本示例性实施例的元件101的配置。根据本示例性实施例的每个元件101均包括彼此电连接的多个单元I。尽管在图2A中，每个元件101包括九个单元I,但是元件101可以包括一个单元I或任何数量的单元I。尽管在图2A中示出了四个元件101，但是可以提供多于I个的任何数量的元件101。尽管在图2A和图2B中，单元I具有圆形形状，但是单元I可以具有矩形或六边形形状。
[0023]每个单元I是最小单位结构，在该最小单位结构中，包括被设置为彼此经由作为空隙的腔体而面对的两个电极(一对电极)之一的振动膜被可振动地支撑。更具体地，在图2B中，每个单元I包括被设置为彼此经由空隙而面对的第一电极13和第二电极4。第一电极13经由第一绝缘膜12形成在基板100上方。第二绝缘膜14形成在第一电极13上。第二电极4与膜片15—起用作振动膜。膜片15由膜片支撑构件16支撑，并且被设置为经由腔体3面对第二绝缘膜14。
[0024]每个元件101包括形成电独立组件的至少一个单元I。具体地，当把一个单元I考虑为一个电容时，元件101中的多个单元I的电容彼此并联地电连接。信号以元件101为单位输入和输出。此外，当提供多个元件101时，元件101彼此电气上独立。
[0025]在本示例性实施例中，第一电极13用作元件101之间彼此电连接的公共电极。偏置电压施加于第一电极13。第二电极4用作从其取出每个兀件101的输出信号的信号电极。具体地，在元件101之间，第一电极13经由图1中所示的偏置布线103而彼此电连接。第二电极4对于每个元件101电气上分离，并且信号布线104在元件101之间彼此不连接。
[0026]尽管在本示例性实施例中，第一电极13在换能器中所包括的多个元件101之间彼此电连接，但是第一电极13不必要求在换能器中所包括的所有元件101之间都电连接。具体地，可以将所有元件101划分为几个组，第一电极13在每个组内的多个元件101之间彼此电连接，并且第一电极13不跨组电连接。例如，这里假设换能器包括总共“m”个元件101 (m是等于或大于4的整数)，在这“m”个元件中，“η”个元件101 (η是等于或大于2并且小于m的整数)包括在第一组中，“I”个元件101 (I是等于或大于2并且小于m的整数)包括在第二组中。在这种情况下，第一组和第二组的偏置布线103可以连接到同一个端子105，使得第一组和第二组的第一电极13可以彼此连接，或者第一组和第二组的偏置布线103可以连接到不同的端子105。
[0027]尽管在本示例性实施例中，基板100侧的电极用作第一电极13 (公共电极)，并且振动膜侧的电极用作第二电极4(信号电极)，但是可以以相反的方式配置这些电极。具体地，基板100侧的电极可以用作对于每个元件101分离的信号电极，并且振动膜侧的电极可以用作在元件101之间导电的公共电极。
[0028]尽管在图2A和图2B中，振动膜由膜片15和第二电极4组成，但是仅要求振动膜至少包括第二电极4并且被可振动地配置。例如，振动膜可以仅由第二电极4组成，或者第二电极4可以被多个膜片15夹持。
[0029]在本示例性实施例中，第一电极13被经由第一绝缘膜12而设置在基板100的上方，并且第二绝缘膜14被设置在第一电极13上。然而，可以在不使用第一绝缘膜12的情况下直接将第一电极13设置在基板100上。此外，可以在不在第一电极13上设置第二绝缘膜14的情况下使第一电极13暴露。
[0030]硅基板或玻璃基板可以用作基板100。诸如钛和铝之类的金属或铝硅合金可以用作第一电极13、第二电极4、偏置布线103和信号布线104。氮化硅膜或氧化硅膜可以用作第一绝缘膜12、第二绝缘膜14和膜片15。可以通过使用公知的方法来制作换能器，所述公知的方法诸如通过蚀刻牺牲层来形成腔体的牺牲层类型、以及使用绝缘体上硅(SOI)基板的有源层(表面硅层)作为膜片的结类型。
[0031](换能器的驱动原理)
[0032]下面将描述电容型换能器的驱动原理。当电容型换能器接收到超声波时，首先在第一电极13与第二电极4之间生成电势差。更具体地，偏置电压(直流(DC)电压)从偏置电源102施加于第一电极13，并且第二电极4经由接收电路(未示出)连接到地电势。当换能器在这种状态下接收到超声波时，具有第二电极4的振动膜振动，第二电极4与第一电极13之间的距离改变，并因此电容变化。该电容变化使得从第二电极4输出信号(电流)，使得电流可以流过信号布线104。该电流被电流-电压转换单元(未示出)转换为电压，并然后被作为接收信号发送到外部的信号处理单元(未示出)，所述电流-电压转换单元如接收电路(未示出)中所包括的使用运算放大器的跨阻电路(transimpedance circuit)。
[0033]当发送超声波时，在第一电极13与第二电极4之间存在电势差的状态下，AC电压从发送电路(未示出)施加于第二电极4。具有特定数量的波或正弦波的多个脉冲作为AC电压施加于第二电极4。通过施加AC电压生成的静电力使振动膜振动，使得能够发送超声波。根据本示例性实施例的电容型换能器能够执行超声波(声学波)的发送和接收中的至少一个。
[0034](偏置布线的配置)
[0035]下面将描述根据本示例性实施例的偏置布线103的配置。首先，下面将描述元件101之间的瞬态响应变化的影响。
[0036]在其中第一电极13 (公共电极)通过偏置布线103彼此电连接的元件101之间，当特定元件101的振动膜振动时，该振动膜还受到偏置布线和连接到该偏置布线的其他元件101的影响。例如，当特定元件101接收声学波时，该元件101的振动膜振动，导致第一电极13与第二电极4之间的距离改变。为了即使在该距离改变之后也使电极之间的电势差保持为偏置电压，必须使电荷从偏置电源102在电极之间被供给或者被吸收到偏置电源102。从当电荷被供给(吸收)时、直到当电极之间的电势差返回到预定偏置电压时为止的响应时间(瞬态响应)受到电荷供给路径的布线的电阻以及连接到电荷供给路径的布线的元件101的电容的影响。通常，因为多个元件101几乎没有时间差地接收声学波，所以一些元件101的响应时间(在其期间电荷变化)短，其他元件101的响应时间长。
[0037]当多个元件101的振动膜振动时，响应时间(在其期间电荷变化)长的元件101受到对于响应时间短的元件101的电荷供给的影响，导致响应时间更长。这意味着，特定元件101 (暂称为“第一元件”)的电流瞬态响应受到该特定元件101经由偏置布线103连接的其他元件101的电流瞬态响应的影响。上面对声学波接收情况的描述也适用于声学波发送情况。元件101之间的这样的瞬态响应变化影响换能器的声学波发送和接收特性。更具体地，这样的瞬态响应变化影响发送声学波的波形、以及当接收声学波时从换能器输出的信号的波形。
[0038]第一元件的瞬态响应取决于偏置电源102与第一元件之间的时间常数。对瞬态响应的影响随着时间常数变大而增大，随着时间常数变小而减小。时间常数τ用电阻R和电容C的乘积(τ =RXC)表示。具体地，为了减小第一元件的瞬态响应，有必要减小存在于偏置电源102与第一元件之间的电阻和电容。然而,从偏置电源102通向基板100上的端子105的路径的时间常数被认为对于所有元件101都是恒定的。在基板100上的元件101中产生上述因振动而产生的电势变化。因此，当考虑元件101之间的瞬态响应变化时，必须考虑把端子105作为输入并且把多个元件101中的每个作为输出的路径的时间常数。
[0039]具体地，影响特定元件101的瞬态响应的时间常数可以用下述乘积来近似:该乘积为从端子105到该特定元件101的偏置供给路径的布线电阻和沿着上述偏置供给路径连接到上述偏置供给路径的电容(除了该特定元件101之外的元件101的总电容)的乘积。
[0040]本示例性实施例的特征在于减小时间常数变化。更具体地，可以通过减小时间常数大的元件101的时间常数来减小时间常数变化。为了减小时间常数大的特定元件101的时间常数，可以考虑以下方法:
[0041]1.减小连接到与特定元件101连接的偏置供给路径的元件101的总电容
[0042]2.减小连接到特定元件101的偏置供给路径的布线电阻。
[0043]下面将参照图3描述用于减小时间常数变化的本示例性实施例的一方面。图3示出布置多个元件101的情况下的等效电路。当脉冲波被输入到多个元件101时，在相邻元件101之间的电流相位不同。因此，当连接到布线的元件101的数量增加时，输入到每个元件101的脉冲波的波形变得畸变。
[0044]因此，为把从用作脉冲发生源的发送电路到多个元件101的范围内的偏置布线200旁路而提供另一偏置布线300。当偏置布线300连接到远离脉冲发生源的元件1lA时，从该元件1lA输出的电流的相位几乎与从最靠近脉冲发生源的元件1lB输出的电流的相位相同。通过提供电容分量小的偏置布线300，可以抑制元件101之间的瞬态特性变化，这等同于减小时间常数。
[0045]图4A和4B示出应用于二维阵列元件101的上述原理。图4A示出与图1中所示的配置相同的配置。图4B示出不提供电容分量小的路径的参考例子。参照图4A和4B，用于从端子105将偏置电压供给元件1lA的路径(在下文中，被称为偏置电压供给路径)用虚线表示。
[0046]参照图4B，脉冲波经由与多个元件101连接的偏置布线而输入到元件101A。另一方面，参照图4A，脉冲波经由几乎不与元件101连接的路径而输入到元件101A。因此，与图4B中所示的配置相比，在图4A中所示的配置中，流过端子105附近的元件101的电流与流过元件1lA的电流之间的相位差得到抑制。
[0047]如上所述，本示例性实施例具有时间常数小的路径，以减小元件101之间的时间常数变化。本示例性实施例的一方面的特征在于提供用作第一公共布线的多个偏置布线。参照图1，第一公共布线是指在水平方向上延伸的三个相应的偏置布线103。第一公共布线将在垂直方向上延伸的多个偏置布线103A彼此并联连接。预定数量的元件101 (多个元件101的一部分)连接到每个偏置布线103A。在下文中，偏置布线103A被称为“支路布线103A”。
[0048]此外，本示例性实施例具有用于将第一公共布线彼此连接的第二公共布线。参照图1，第二公共布线是指在垂直方向上延伸的不与元件101连接的两个外部布线。
[0049]因此，通过提供用于将支路布线103A彼此连接的多个第一公共布线、以及用于将第一公共布线彼此连接的第二公共布线，可以为远离端子105的元件101提供具有较少连接元件的偏置供给路径。因此，可以减小元件101之间的时间常数变化。
[0050]期望提供用作第一公共布线的偏置布线，以便将多个支路布线103A的端部彼此连接。参照图1，连接多个支路布线103A的端部的偏置布线103对应于在水平方向上延伸的三个(顶部、中间和底部)第一公共布线之中的两个(顶部和底部)第一公共布线。在下文中，特别地，连接支路布线103A的端部的顶部和底部第一公共布线被称为端部公共布线。特别地，端部公共布线可以减小连接到存在于远离端子105的列中的支路布线103A的元件101的时间常数，并因此可以减小元件101之间的时间常数变化。
[0051]期望提供多个第二公共布线。特别地，如图1中所示，期望提供至少两个第二公共布线，以便将端部公共布线的端部彼此连接。在这种情况下，包括两个端部公共布线和两个第二公共布线的偏置布线的最外周形成包围其第一电极13彼此电连接的多个元件101的闭合电路。在没有元件101连接到偏置布线103的最外周的情况下，可以进一步减小元件101之间的时间常数变化。
[0052]还期望第一和第二公共布线提供比支路布线103A小的电阻(布线电阻)，更具体地，第一和第二公共布线比支路布线103A厚。根据本示例性实施例，参照如图1中所示的顶视图，支路布线103A平行于其中多个信号布线104延伸的方向(图1的垂直方向)延伸。因为信号布线104取得每个元件101的输出，所以在更靠近端部公共布线的位置处布置更多数量的用于所述多个元件101的信号布线104。因此，元件101之间的用于支路布线103A的空间(水平宽度)减小，迫使支路布线103A的布线宽度减小。
[0053]自然地，通过在信号布线104与支路布线103A之间提供绝缘膜，可以将信号布线104和偏置布线103 (支路布线103A)布置为使得它们彼此垂直地重叠。例如，参照图2B中所示的截面图，考虑将信号布线104和偏置布线103布置为使得它们彼此经由绝缘体垂直地重叠，所述绝缘体如膜片支撑构件16。然而，在这种情况下，布线之间的寄生电容将增大。因此，为了在不增大寄生电容的情况下提供平行于其中信号布线104延伸的方向的支路布线103A，迫使支路布线103A的布线宽度减小。
[0054]然而，即使二维阵列的元件间隔相同(当元件101在垂直和水平方向上同样地二维布置时)，也可以增大第一公共布线的布线宽度。这是因为在垂直方向上在元件101之间不提供信号布线104。还期望第二公共布线在支路布线103A的外侧提供，并且比支路布线103A厚。支路布线103A “平行于其中信号布线104延伸的方向”的状态不仅包括其中支路布线103A完全平行于信号布线104的情况，而且还包括可以考虑支路布线103A基本上平行于信号布线104、但未达到与信号布线104交叉的程度的状态。
[0055]在本示例性实施例中，进一步期望形成与每个支路布线103A交叉以使每个支路布线103A分成两半的第一公共布线。在下文中，使每个支路布线103A分成两半的第一公共布线特别地被称为中央公共布线。更具体地，参照图1，提供中央公共布线以便使由偏置布线103的最外周形成的闭合电路内部的空间分成两半。因此，提供中央公共布线可以减小在每个支路布线103A的中心部分处提供的元件101的时间常数，从而减小元件间的变化。
[0056]期望在与每个支路布线103A的中心交叉并且使每个支路布线103A分成两半的位置上提供中央公共布线。为了提供中央公共布线，期望将多个信号布线104形成为朝向端部公共布线中的更靠近与信号布线104连接的相应元件101的一个端部公共布线延伸。
[0057]更具体地，参照图1，所述多个信号布线104之中的在垂直中心的上侧的每个信号布线104被形成为朝向中央公共布线上方的顶端公共布线的一侧延伸。此外，所述多个信号布线104之中的在垂直中心的下侧的每个信号布线104被形成为朝向中央公共布线下方的底端公共布线的一侧延伸。在该配置中，在垂直中心处不提供信号布线104，并且中央公共布线优选地不与任何信号布线104交叉。
[0058]期望在端部公共布线的内侧(闭合电路的内部)提供信号布线端子(未示出)，被朝向端部公共布线侧拉出的信号布线104连接到这些信号布线端子。信号布线端子通过使用导线而连接到诸如挠性布线基板之类的布线基板。可替代地，信号布线端子可以经由穿透基板100的贯通布线连接到在基板100的后表面上提供的电路基板。此外，作为被形成为被从第一电极13拉出到基板100上的替代，信号布线104本身可以是贯通布线，并且被作为贯通布线从第一电极13的底部部分拉出到基板100的后表面上。
[0059]另一方面，根据用于减小元件100之间的时间常数变化的本示例性实施例的另一方面，本示例性实施例的特征在于对于每个元件101提供多个偏置电压供给路径。尽管根据本示例性实施例的上述方面，通过提供多个第一公共布线和多个第二公共布线来减小时间常数变化，但是可以通过使用除了用公共布线的方法之外的方法来对每个元件101提供多个偏置电压供给路径。
[0060]根据本示例性实施例的又一方面，作为广泛研究的结果，本发明的发明人发现，期望每个元件101的时间常数为换能器的中心频率的倒数的1/10倍或更小。元件101的中心频率的倒数指示从元件101输出的信号的周期。具体地，在大时间常数的情况下，瞬态响应增大，从而使得不能充分再现按预定间隔从元件101输出的信号的波形。
[0061]因此，期望与公共电极电连接的每个元件101的时间常数为换能器的中心频率f的倒数的1/10倍或更小(即，τ <l/10f)。更期望每个元件101的时间常数为换能器的中心频率f的倒数的1/100倍或更小。换能器的中心频率通常大于等于IMHz并且小于等于20MHz。然而，对于用于接收通过光声效应而产生的声学波的换能器(下面描述)而言，期望中心频率大于等于IMHz且小于等于1MHz。
[0062](对象信息获取装置)
[0063]第一示例性实施例中所描述的换能器可以应用于使用包括超声波的声学波的对象信息获取装置。这样的对象信息获取装置能够通过使用换能器来从对象接收声学波，并且通过使用从换能器输出的电信号来获取反映对象的光学特性值(如光吸收系数)的对象信息、以及反映声学阻抗差异的对象信息。
[0064]图5A示出使用光声效应的对象信息获取装置。对象2014被通过光源2010产生的脉冲光经由光学构件2012照射，光学构件2012如透镜、反射镜和光纤。对象2014中所包括的光学吸收体2016吸收脉冲光的能量，并且产生作为声学波的光声波2018。探头2022中所包括的换能器2020接收光声波2018，将它转换为电信号，并且将该电信号输出到信号处理单元2024。信号处理单元2024对输入的电信号执行信号处理，如模数(A/D)转换和放大，并且将处理的信号输出到数据处理单元2026。通过使用输入的信号，数据处理单元2026获取作为图像数据的对象信息(反映对象的光学特性值(如光吸收系数)的特性信息)。在此，信号处理单元2024和数据处理单元2026统称为处理单元。显示单元2028基于从数据处理单元2026输入的图像数据来显示图像。图1中所示的偏置电源102可以被包括在图5A中所示的对象信息获取装置中，或者与对象信息获取装置分开提供。
[0065]图5B示出对象信息获取装置，诸如使用声学波的反射的超声回声诊断装置。从探头2122中所包括的换能器2120发送到对象2114的声学波被反射体2116反射。换能器2120接收反射的声学波2118，将它转换为电信号，并且将该电信号输出到信号处理单元2124。信号处理单元2124对输入的电信号执行信号处理，如A/D转换和放大，并且将处理的信号输出到数据处理单元2126。通过使用输入的信号，数据处理单元2126获取作为图像数据的对象信息(反映声学阻抗差异的特性信息)。在此，信号处理单元2124和数据处理单元2126统称为处理单元。显示单元2128基于从数据处理单元2126输入的图像数据来显示图像。图1中所示的偏置电源102可以被包括在图5B中所示的对象信息获取装置中，或者与对象信息获取装置分开提供。
[0066]探头2022和2122可以是机械扫描类型、或由用户(如医生或技术员)握持并在对象上移动的手持类型。在如图5B中所示的使用反射波的装置的情况下，可以与用于接收声学波的探头分开地提供用于发送声学波的探头。
[0067]此外，还可以组合图5A和图5B中所示的对象信息获取装置的功能来获取反映对象的光学特性值的对象信息和反映声学阻抗差异的对象信息两者。在这种情况下，图5A中所示的换能器2020不仅接收光声波，而且还发送声学波并且接收反射波。
[0068]根据本发明的示例性实施例，可以减小元件之间的瞬态响应变化对转换特性的影响。
[0069]尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围要被赋予最广泛的解释，以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
【权利要求】
1.一种换能器,包括: 多个元件,每个元件都包括至少一个单元,所述至少一个单元被构造为使得包括被设置为经由空隙而彼此面对的第一电极和第二电极中的一个电极的振动膜被能够振动地支撑； 偏置布线，所述偏置布线用于将偏置电压供给第一电极以提供第一电极与第二电极之间的电势差，并且用于将所述多个元件的第一电极彼此电连接；以及 多个信号布线，每个信号布线连接到所述多个元件中的不同的一个元件， 其中，所述偏置布线包括:多个支路布线，所述多个支路布线中的每个连接有所述多个元件中的一部分的第一电极；多个第一公共布线，用于将所述多个支路布线彼此连接；以及第二公共布线，用于将所述多个第一公共布线彼此连接。
2.根据权利要求1所述的换能器，还包括与所述偏置布线连接的端子， 其中，所述偏置布线和所述端子被设置在上面形成有所述多个元件的基板上。
3.根据权利要求1或2所述的换能器，其中，所述多个第一公共布线包括用于将所述多个支路布线的端部彼此连接的端部公共布线。
4.根据权利要求3所述的换能器，其中，所述偏置布线的最外周形成闭合电路以便包围所述多个元件，所述最外周包括多个所述端部公共布线和多个所述第二公共布线。
5.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述多个第一公共布线和第二公共布线具有比所述多个支路布线厚的布线宽度。
6.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述多个第一公共布线包括用于在使所述多个支路布线中的每个分成两半的位置处将所述多个支路布线彼此连接的中央公共布线。
7.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述多个第一公共布线包括:端部公共布线，用于将所述多个支路布线的端部彼此连接；以及中央公共布线，用于在使所述多个支路布线中的每个分成两半的位置处将所述多个支路布线彼此连接，并且 其中，所述多个信号布线被布置为从所述中央公共布线侧朝向所述端部公共布线侧延伸。
8.—种换能器,包括: 多个元件,每个元件都包括至少一个单元,所述至少一个单元被构造为使得包括被设置为经由空隙而彼此面对的第一电极和第二电极中的一个电极的振动膜被能够振动地支撑； 偏置布线，所述偏置布线用于将偏置电压供给第一电极以提供第一电极与第二电极之间的电势差，并且用于将所述多个元件的第一电极彼此电连接； 端子，所述偏置布线连接到所述端子；以及 多个信号布线，每个信号布线连接到所述多个元件中的不同的一个元件， 其中，当考虑所述端子为输入并且考虑所述多个元件中的每个为输出时，所述多个元件中的每个的时间常数是所述换能器的中心频率的倒数的1/10倍或更小。
9.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述多个元件形成二维阵列。
10.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述多个元件属于第一组，并且所述换能器还包括属于与所述第一组不同的第二组的多个元件， 其中，所述第二组中的所述多个元件的第一电极通过所述偏置布线而彼此电连接，并且 其中，所述第一组中的所述多个元件的第一电极不电连接到所述第二组中的所述多个兀件的第一电极。
11.根据权利要求1所述的换能器，其中，所述换能器的中心频率大于等于IMHZ并小于等于1MHz。
12.—种对象信息获取装置，包括: 根据权利要求1所述的换能器以及处理单元， 其中，所述换能器从对象接收声学波，并将所接收的声学波转换为电信号，以及 其中，所述处理单元通过使用所述电信号来获取关于所述对象的信息。
【文档编号】G06F19/00GK104281772SQ201410326449
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】竹内英司, 秋山贵弘, 虎岛和敏 申请人:佳能株式会社