超聲檢測設備和超聲診斷設備的製作方法

2023-10-17 13:30:49 1

專利名稱：超聲檢測設備和超聲診斷設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及超聲檢測設備和超聲診斷設備，更具體地，涉及電容式超聲檢測設備和使用它的超聲診斷設備。
背景技術：
到目前為止，已經知道了包含具有以一定間隔布置的電極的單元的電容式超聲檢測設備(參見美國專利No. 6430109)。具體地,近年來,使用微加工(micromachining)技術的電容式微加工超聲換能器(CMUT)得到積極研究。CMUT藉助於輕型振動膜片發射或接收超聲波，並且即使換能器位於液體和氣體中，也可很容易地獲得優異的寬帶特性。作為有希望的技術的、具有比現有技術的醫療診斷形式更高精度的利用CMUT的超聲診斷已經受到越來越多的關注。通過電容式機電換能器和在後級處設置的電路來執行CMUT的超聲接收功能。由靜電電容的時間變化引起前級的電容式機電換能器的輸出，由此，輸出是電流輸出。因此，一般在後級處使用電流-電壓轉換和放大電路。另一方面，到目前為止，壓電材料主要被用於實際的超聲換能器。壓電型裝置的解析度與頻率成比例，由此，超聲換能器一般在3MHz IOMHz的範圍中具有中心靈敏度。與壓電型裝置相比，CMUT具有寬頻帶的特徵。但是，壓電型要被現有技術的一般的超聲診斷傳感器替代，由此，該傳感器的中心頻率也一般為約3MHz 10MHz。但是，為了有效地使用寬頻帶，後級的電路也需要寬帶。CMUT的超聲接收功能的頻率特性一般被配置為在電容式機電換能器的截止頻率與放大器電路的截止頻率之間的帶通型。因此，經常使用具有比接收帶足夠大的截止頻率的放大器電路。關於這一點，「IEEE Translations on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Freq uency Control, Vol. 55,No. 2,Feb. 2008」 公開了具有反饋電阻和作為寄生地存在於MOS電晶體電路中的電容的反饋電容的放大器電路。結果，在上述公開文件中公開的CMUT的頻帶落在2MHz 7MHz的範圍內。

發明內容
技術問題在上述技術環境下，在樣本試驗中，近年來越來越多地開發了不僅顯示配置圖像而且顯示功能圖像的超聲換能器。作為這種類型的超聲換能器中的一種，存在使用光聲光譜法的超聲換能器。與在超聲回聲中使用的超聲波的頻帶相比，在光聲光譜法中使用的光聲波的頻帶一般較低。例如，光聲波的頻帶分布於200KHz 2MHz的範圍內，這比在超聲回聲中使用的超聲波的中心頻率3. 5MHz低。出於這種原因，需要開發能夠以高的靈敏度檢測相對較低的頻帶的超聲換能器。問題的解決方案鑑於上述問題，根據本發明的超聲檢測設備包括電容式機電換能器、電壓源和電路並具有以下特徵。該電容式機電換能器包括具有被設置為相對且隔開一空間的第一電極和第二電極的單元。該電壓源用於在第一電極與第二電極之間產生電勢差。該電路用於將由於第二電極的振動導致的第一電極與第二電極之間的靜電電容的變化引起的電流轉換成電壓。電容式機電換能器提供具有高通特性的輸出電流，該高通特性關於某一頻率具有第一截止頻率，並且，該電路提供具有低通特性的輸出，該低通特性關於所述頻率具有第二截止頻率。此外，第二截止頻率比第一截止頻率小。此外，鑑於上述問題，根據本發明的超聲診斷設備包括上述超聲檢測設備、光源和處理由超聲檢測設備檢測的信號的信號處理系統。此外，從光源發射的光被施加到待試驗對象，由於向待試驗對象施加的光導致的由光聲效應產生的彈性波由超聲檢測設備檢測到，此外，檢測結果由信號處理系統處理以獲取關於待試驗對象的信息。本發明的有益效果根據本發明，電流-電壓轉換和放大電路的截止頻率被設置為大於電容式機電換能器的截止頻率，並且，為了提供超聲檢測設備的頻率特性的目的，使這些頻率特性彼此一致。因此，可以實現具有比現有技術的超聲探針的頻帶低的頻帶作為帶的超聲檢測設備。並且，可通過超聲檢測設備、光源和信號處理系統提供適於光聲光譜法的超聲診斷設備。


通過參照附圖對示例性實施例的以下說明，本發明的其它特徵將變得明顯。圖1A、圖IB和圖IC是顯示設置在根據本發明的超聲檢測設備的前級處的電容式機電換能器、設置在其後級處的電路及其整個設備的各頻率特性的圖；圖2是示出根據本發明的實施例的超聲檢測設備的配置的圖；圖3A和圖3B是根據本發明的另一實施例的超聲檢測設備的配置圖；圖4A和圖4B是根據本發明的又一實施例的超聲檢測設備的配置圖；圖5是根據本發明的實施例的超聲診斷設備的配置圖；圖6A、圖6B和圖6C是顯示現有技術的頻率特性的圖。
具體實施例方式以下，描述根據本發明的實施例的超聲檢測設備和超聲診斷設備。根據本發明的設備的主要特徵在於，使得來自電路的輸出的低通特性的頻率特性的第二截止頻率比來自電容式機電換能器的輸出電流的高通特性的頻率特性的第一截止頻率小。將描述這些截止頻率、高通特性和低通特性的定義。如後面描述的那樣，在真空中， 來自電容式機電換能器的輸出的頻率特性在振動膜片的共振頻率處最大。即，當振動膜片在共振頻率下振動時，獲得輸出的最大值。本發明的頻率特性是從在比最大頻率低的頻率側低約3dB的頻率(第一截止頻率)通過共振頻率的反共振頻率之間的帶通特性的頻率特性。在實際製造的設備中，可以使用接近最大輸出的頻率的範圍中的平均值來定義第一截止頻率。這種情況下的電容式機電換能器的頻率特性是具有第一截止頻率的高通特性。即， 本發明中的高通特性具有如下分布其具有相對於在比截止頻率低的頻域中的頻率以基本上給定的斜率增加的增益，並且在比截止頻率高的頻域中平坦。另一方面，後級電流-電壓轉換和放大電路具有低通特性的頻率特性，其具有根據反饋電阻和反饋電容的值確定的第二截止頻率。本發明中的低通特性具有以下分布其具有相對於在比截止頻率高的頻域中的頻率以基本上給定的斜率減小的增益，並且在比截止頻率低的頻域中平坦。在這種情況下，第二截止頻率意味著指示比低帶中的增益低約3dB的增益的頻率。特別地，低通特性在比截止頻率低的域中變得「平坦」，並且在比截止頻率高的域中具有「以給定的斜率減小的增益」。類似地，高通特性在比截止頻率低的域中具有「以給定的斜率增加的增益」，並且在比截止頻率高的域中變得「平坦」。在本發明中，「平坦的分布」意味著給定的增益，但是，不僅包含分布完全平坦的情況，而且包含增益相對於頻率特性的斜率小到在設備設計中可以忽略的情況。基於以上概念，根據本發明的超聲檢測設備和超聲診斷設備具有以上描述的基本配置。可基於該基本配置實現以下描述的實施例。例如，電容式機電換能器包括布置於基板上的第一電極、面對第一電極的第二電極、保持在第一電極和第二電極之間的絕緣體和空間、以及可垂直振動地支撐第二電極的振動膜片(參見後面描述的實施例I)。此外，在超聲檢測設備中，包括第一電極和第二電極的電容器包含多個空間和多個第二電極或多個振動膜片。電容式機電換能器的輸出電流的特性根據包含多個第二電極或多個振動膜片的機械特性的平均值和電容器的靜電電容的因子被確定(參見後面描述的實施例2)。在超聲檢測設備中，電容器被二維布置，並且，第二電極或振動膜片的振動信息可被二維檢測(參見後面描述的實施例3)。將描述本發明的原理。在電容式機電換能器中，從設計的觀點，不容易將中心頻帶設為約1MHz。這是由於，為了將中心頻帶設為約1MHz，第二電極或作為膜片的振動膜片的硬度需要被軟化(減小彈簧常數)，並且存在靈敏度隨著膜片的軟化而劣化的不利效果，結果是設計的自由度受到限制。即，膜片偏轉變大，從而使得難以製造高靈敏度的窄的空間結構。此外，需要降低施加於電極的電壓，因此降低了靈敏度。在這些情況下，本發明提供如下系統在電容式機電換能器被設計為在高於約IMHz的頻率側具有中心頻率的狀態下，後級電路的截止頻率被調整使得中心頻帶整體上為約1MHz。在這種想要的相對較低的頻帶中， 調整電路的截止頻率同時在一定程度上保持高的放大增益相對容易，同時對於其它特性幾乎沒有不利的影響。相反，增加截止頻率同時保持電路的高放大增益等效於減小反饋電阻或減小反饋電容。這導致S/N比的劣化或整個靈敏度的劣化。可替換地，存在電路性能的限制。進一步參照圖1A、圖IB和圖IC描述以上配置。當靜電電容的變化經受平行平面近似時，電容式機電換能器的輸出電流I對輸入聲壓(輸入彈性波的壓力)的頻率特性I 由下式⑴表達。I = P/ [ (Zm+Zr) / ( ε A * Vb/d2+j ω C] (I)這裡，e是真空的介電常數，A是機電換能器的電極(指的是後面描述的上電極7) 的面積，Vb是在電極之間施加的偏壓電壓，d是電極之間的真空等效距離，P是輸入聲壓，Zm 是振動膜片(指的是後面描述的振動膜片8)的機械阻抗，Zr是機電換能器周圍的介質的聲學阻抗，ω是輸入聲壓的角頻率，C是總體靜電電容。在該表達式中，由於總體靜電電容相對較小，因此，可以說頻率函數是振動膜片的機械阻抗Zm。Zm由下式⑵表達。Zm = j * km * {(ω / ω 02) -I/ ω } (2)這裡，km是振動膜片的彈簧常數，並且振動膜片在比共振角頻率Coci(接近第一截止頻率2 ;參見圖1A)低的頻率的域中與壓力P成比例地位移。Zm與從低頻域到共振頻率
5的範圍中的頻率成反比地接近O。從該事實，在比振動膜片的共振頻率小的頻域中，輸出電流頻率特性I變為頻率的一次特性。圖IA IC中的頻率特性的曲線被簡化，並且在視覺上有利於原理的描述。事實上，例如，形狀有些變形並且在肩部附近是逐漸變化的，並且，截止頻率不總是如圖所示的那樣位於肩部的角上。圖IA的橫軸代表對數表達的頻率，上述一次特性意味著相對於對數表達頻率的一次特性。類似地，上述反比意味著與對數表達的頻率成反比。此外，從上式(I)可以理解，輸出電流頻率特性I不僅取決于振動膜片的機械阻抗 Zm，而且取決於使用環境中的聲學阻抗Zr常數。一般地，電容式機電換能器在使用中經常被浸入液體中。液體的聲學阻抗比振動膜片的機械阻抗大。在這種情況下，液體的聲學阻抗在頻率特性I上是主導性的。如上所述，振動膜片的機械阻抗Zm為O的頻率是振動膜片的共振頻率。在這種情況下，輸出電流頻率特性I為最大值。振動膜片的機械阻抗原本是振動膜片的反共振頻率，並且變為無窮大。但是，當在比共振頻率低的域的附近使用電容式機電換能器時，由於反共振頻率是不相關的，因此，在圖IA的輸出電流頻率特性I中省略反共振頻率的附近的域。綜合考慮上述事項，由上式(I)表示的輸出電流頻率特性I顯示圖 IA中。另一方面，在下式⑶中表達電流-電壓轉換和放大電路(參見圖1B)的頻率特性3，並且，由下式(4)表達第二截止頻率4。G = Rf/(l+jQRf * Cf) (3)f = 1/(2 Rf * Cf) (4)這裡，G是電路的增益,Rr是反饋電阻,Cf是反饋電容，f和ω是輸入電流的頻率和角頻率。在本發明的配置中使用的電路希望由具有由式(3)表達的相對於頻率的一次特性(與上述頻率特性I同樣與對數表達的頻率有關的頻率)的電路來配置，並且不優選由具有高次特性的電路來配置。在本實施例中，將電容式機電換能器的輸出電流的頻率特性I與電路的輸出的頻率特性3組合在一起，以實現具有比常規的超聲探針的頻帶低的頻率帶作為帶的超聲檢測設備。在組合中，為了實現具有想要的特性5(參見圖1C)的超聲檢測設備，使得電路的輸出的頻率特性3的第二截止頻率4比電容式機電換能器的輸出電流的頻率特性I的第一截止頻率2小。原因如上所述。以這種方式，電容式機電換能器的輸出電流頻率特性I與電流-電壓轉換和放大電路的頻率特性3組合，以提供超聲檢測設備的輸出頻率特性5。如圖IC所示，有效頻帶在低帶側截止頻率101和高帶側截止頻率102之間。在這種情況下，低帶側截止頻率101和高帶側截止頻率102不總是分別與第二截止頻率4和第一截止頻率3 —致。這是由於，當第一截止頻率3和第二截止頻率4彼此接近時，超聲檢測設備的輸出頻率特性5難以在低帶側截止頻率101與高帶側截止頻率102之間的分布中變得基本上平坦。頻率特性I和頻率特性3可被設計為提供基本上平坦的分布同時保持在低帶側截止頻率101與高帶側截止頻率102之間的給定的大小。為了實現這一點，例如，優選頻率特性I的傾斜部分的斜率與頻率特性3的傾斜部分的斜率的符號彼此相反並且絕對值儘可能相等。此外，優選頻率特性3的增益增大。從以上的觀點，優選在具有寬帶和高靈敏度的超聲檢測設備中，例如作為截止頻率2與截止頻率4的幾何平均值的頻率處於O. 4MHz到I. OMHz的範圍中並具有圖IC所示的頻率特性5。在通過將頻率特性5的平坦的頻帶除以其中心值獲得的值為130%的情況下，當截止頻率2與截止頻率4的幾何平均值被設為O. 4MHz時，可以檢測O. 2MHz的超聲波。 類似地，當截止頻率2與截止頻率4的幾何平均值被設為I. OMHz時，可以檢測2. OMHz的超聲波。到目前為止，當使用正常的半導體或微加工有關材料時，在來自活體的超聲波很容易穿過的液體中，電容式機電換能器的頻率特性在約3MHz或更高的頻率下飽和並且穩定。但是，如上所述，難以獲得在IMHz附近具有中心並且具有高的靈敏度的CMUT。根據利用上述原理的本發明，也可消除這種困難。為了比較，在圖6A、圖6B和圖6C中表示常規的電容式機電換能器的頻率特性、常規的電路的頻率特性和常規的超聲檢測設備的頻率特性。圖6A的頻率特性與圖IA的頻率特性沒有實質性不同。但是，在圖6B的頻率特性中， 截止頻率4處於高頻率側，並且，與圖IB的頻率特性相比，增益總體較低。結果，在圖6C的頻率特性中，低帶側截止頻率101和高帶側截止頻率102的範圍在高頻率側，例如，為3MHz 到 IOMHz。以下，參照附圖描述具有基於上述原理實現的電容式機電換能器和電流-電壓轉換和放大電路的配置的實施例。(實施例I)描述根據實施例I的超聲檢測設備。在圖2中示出根據本實施例的電容式機電換能器6(以下，也稱為「單元」)和電路14的配置。被指示為一個單元的電容式機電換能器 6包含上電極7、振動膜片8、空腔9、絕緣層10、支撐振動膜片8的支撐部件11、下電極12 和支撐這些部件的基板13。電路14包含與上電極7和下電極12連接的電阻器Rl和具有反饋電阻器Rf與反饋電容器Cf的運算放大器。換能器6和電路14被配置為具有上述頻率特性。圖2是該配置的例子。當振動膜片8由絕緣體製成時，可以提供或者可以不提供絕緣層10。在這種情況下，振動膜片8和支撐部件11可由相同的材料製成。絕緣層10和支撐部件11可由相同的材料製成。在結構上,上電極7和振動膜片8相互接合併且整體振動。從提高靈敏度的觀點，希望空腔9保持在比大氣壓力低的壓力下。當基板13由諸如由矽製成的半導體基板之類的導電基板形成時，基板13和下電極12可集成在一起。輸出電流頻率特性I取決于振動膜片8的機械阻抗和使用環境的聲學阻抗。一般地，電容式機電換能器在使用中被經常浸入液體18中。液體18的聲學阻抗比振動膜片8的機械阻抗大。 特別地，液體為水、超聲診斷油脂或諸如蓖麻油之類的油。一般地，希望上電極7和下電極12由金屬製成，但可由低阻抗的半導體製成。例如，作為第二電極的上電極7可由選自Al、Cr、Ti、Au、Pt、Cu、Ag、W、Mo、Ta和Ni的電導體、 諸如Si的半導體和選自AlSi、AlCu、AlTi、MoW、AlCr、TiN和AlSiCu的合金中的至少一種材料製成。此外，上電極7被設置在振動膜片8的上表面、後表面和內部中的至少一部分上。 作為替代方案，當振動膜片8由電導體或半導體製成時，振動膜片8可被構建為還用作上電極7。作為第一電極的下電極12可由與上電極7相同的電導體或半導體製成。下電極12 和上電極7的電極材料可以彼此不同。本實施例中的各部件的尺寸被例示如下。例如，空腔9的高度為約lOOnm，但可以在IOnm到500nm的範圍中。一個空腔9的長度在例如IOym到200 μ m的範圍中。振動膜片8由例如SiN製成，但可由其它的絕緣材料製成。空腔9被保持在相對於大氣壓的減壓狀態中，並且，振動膜片8稍微內陷。振動膜片和電極為例如正方形，但是可以為圓形或多邊形。單元的空腔9的形狀也例如為正方形，但可以為其它的形狀。在接收操作期間，由電壓源15施加DC電壓V，以便在超聲檢測設備的單元6的上電極7與下電極12之間產生電勢差。在接收超聲波時，振動膜片8振蕩，並且引起電流流動，電流量與由振動引起的電容的變化一樣大。電流通過電流-電壓轉換和放大電路14被放大。(實施例2)描述根據實施例2的超聲檢測設備。在圖3A和圖3B中示出本實施例的配置。圖 3A示出超聲檢測設備的概念斷面圖，圖3B示出元件20的平面圖。由圖3A和圖3B中的虛線表示的部分表示，除了單元6的透視部分以外，省略結構的示圖。在本實施例中，在基板 13上配置多個單元6。每個單元6和電路14的結構與在第一實施例I中描述的那些相同。 分別通過電極耦合布線部件16和17電連接多個單元6的上電極7和下電極12，使得多個單元6相互導電。如圖3B所示，以規定的間隔二維配置單元6以形成一個元件20。例如在元件20的上電極7與在超聲波的傳播方面優良的液體18接觸的狀態下使用該設備。從檢測靈敏度和信號處理的便利性的觀點，希望在多個單元6中振動膜片8的機械特性和空腔9的深度是均一的。在元件20內，單元6的配置在示出的例子中為正方形格子，但可以為鋸齒形狀或六方密排形狀。可根據情況需要適當地確定元件20內的單元6的配置形式和數量。在示出的例子中，振動膜片8的形狀是圓形，但可以是多邊形。以這種方式，在本實施例中，每個由下電極12 (第一電極)和上電極7 (第二電極)構成的電容器都包含多個空間9和多個第二電極或振動膜片8。根據包含多個第二電極或振動膜片8的機械特性的平均值和電容器的靜電電容的因子確定元件20的輸出電流的頻率特性。在本實施例中，使得多個上電極7相互導通的域形成超聲檢測域，並且，與包含一個單元的實施例I相比，靈敏度增大。在本實施例中，可以說，包含多個單元的元件20構成一個電容式機電換能器。在這種情況下，根據多個振動膜片8的機械特性的平均值，確定電容式機電換能器(參見圖1A)的頻率特性1，如上所述。此外，元件20的電流輸出的大小基本上與多個振動膜片8上的上電極7的總面積成比例。其它的配置與實施例I相同。(實施例3)描述根據實施例3的超聲檢測設備。在圖4A和圖4B中示出本實施例的配置。作為頂視圖的圖4A是示出超聲檢測設備32的整個配置的概念斷面圖，並且還示出包含布線 31和電流-電壓轉換和放大電路14的電氣耦合。圖4B是超聲檢測設備32的平面圖。在圖4B中，布線31和電流-電壓轉換和放大電路14被隱藏在下面。但是，這些部件可被橫向配置。類似地，在圖4A和圖4B中，由虛線表示的部分表示結構的示圖被省略。根據本實施例的超聲檢測設備30被配置為使得實施例2的元件20被二維配置。在元件20中的每一個中，通過布線部件16連接的上電極7和通過布線部件17連接的下電極12中的任一個在電氣上是分開的。類似地，在本實施例中，上電極16與在超聲波的傳播方面優良的液體 18接觸。每個元件20的輸出通過每個布線31被傳送到每個電流-電壓轉換和放大電路 14，以進行電壓轉換。結果，超聲信號可被檢測為二維分布。類似地，在本例子中，根據多個振動膜片8的機械特性的平均值確定每個元件20的頻率特性I。此外，每個元件20的電流輸出的幅度基本上與多個上電極7的總面積成比例。在根據本實施例的超聲檢測設備中， 電容器被二維配置，並且，第二電極或振動膜片8的振動信息可被二維檢測。其它的配置與實施例I相同。順便說一句，可以使用上述實施例的配置作為產生聲波的設備。通過由電壓源15 在上電極7(或上電極耦合布線部件16)和下電極12(或下電極耦合布線部件17)之間施加通過在DC電壓上疊加微小的AC電壓獲得的電壓，以強制振動振動膜片8以便產生聲波。 在這種情況下，頻率特性主要具有與電容式機電換能器的輸出電流頻率特性I相同的傳輸特性。聲波產生設備如上述實施例2或3那樣二維配置振動膜片8，以產生更大的聲波。此外，當增大產生面積時，可以增加聲波的方向性，並且可以減小衍射。(實施例4)描述根據實施例4的超聲診斷設備。在圖5中示出本實施例的配置。從光源40 發射的光41傳播並被施加到體組織42上，由此產生稱為「光聲波」的超聲波43。即，光被在體組織內存在的光吸收係數大的部分吸收，並且該部分被加熱。然後，加熱的部分膨脹， 並且，通過膨脹產生彈性波。超聲波43雖然根據配置體組織的材料或個體而不同，但是為例如約200kHz到2MHz，如上所述。超聲波(光聲波)43穿過在超聲波的傳播方面優良的液體18，並且由超聲檢測設備32檢測到。電流-電壓轉換和放大後的信號通過信號總線44 被傳送到信號處理系統45。檢測結果的信號由信號處理系統45處理以提取體信息。當如上述實施例3那樣配置超聲檢測設備32時，可以檢測二維的超聲分布，並且可通過掃描超聲檢測設備32來捕獲寬範圍的分布。由於超聲波具有聲速，因此，可以分析到達波(時間波形)的時間差以獲得時間信息，並且可以獲取深度方向的信息。在這種情況下，可向信號處理系統45提供重構函數，以提取三維體信息。此外，接收的信號可經受傅立葉變換，以獲得頻率特性以獲取圖像等。如上所述，通過利用光聲效應獲取樣本(待試驗對象)的斷面圖像或三維圖像的技術一般被稱為光聲斷層照相技術，並且，按其詞首字母被稱為「PAT技術」。雖然已參照示例性實施例說明了本發明，但應理解，本發明不限於公開的示例性實施例。以下的權利要求的範圍應被賦予最寬的解釋以包含所有的此類修改和等同的結構和功能。本申請要求在2009年11月6日提交的日本專利申請No. 2009-254752的優先權， 其內容通過引入而被全部併入於此。
權利要求
1.一種超聲檢測設備,包括電容式機電換能器，包括具有被設置為相對且隔開一空間的第一電極和第二電極的單元;電壓源，用於在該第一電極與第二電極之間產生電勢差；和電路，用於將由由於第二電極的振動導致的第一電極與第二電極之間的靜電電容的變化引起的電流轉換成電壓，其中，該電容式機電換能器提供具有相對於某一頻率具有第一截止頻率的高通特性的輸出電流，其中，該電路提供具有相對於所述頻率具有第二截止頻率的低通特性的輸出，以及， 其中，該第二截止頻率比第一截止頻率小。
2.根據權利要求I所述的超聲檢測設備，其中，該電容式機電換能器包含配置於基板上的第一電極、被設置為與第一電極相對的第二電極、保持在第一電極與第二電極之間的絕緣體和空間、以及能夠垂直振動地支撐第二電極的振動膜片。
3.根據權利要求I所述的超聲檢測設備，其中，在超聲檢測設備的頻率特性中，該第一截止頻率和第二截止頻率的幾何平均值處於O. 4MHz到I. OMHz的範圍中。
4.根據權利要求I所述的超聲檢測設備，其中，該第一電極和第二電極構成包含多個空間和多個第二電極或多個振動膜片的各個電容器，以及，其中，該電容式機電換能器的輸出電流的特性根據包含多個第二電極或多個振動膜片的機械特性的平均值和電容器的靜電電容的因子來確定。
5.根據權利要求4所述的超聲檢測設備，其中，所述電容器被二維配置，以及，其中該第二電極或振動膜片的振動信息能夠被二維檢測。
6.一種超聲診斷設備，包括根據權利要求I所述的超聲檢測設備；光源；和處理由該超聲檢測設備檢測的信號的信號處理系統，其中，從光源發射的光被施加到待試驗對象，由於向待試驗對象施加的光引起的由光聲效應產生的彈性波由該超聲檢測設備檢測，並且檢測結果由該信號處理系統處理以獲取關於該待試驗對象的信息。
全文摘要
提供一種超聲檢測設備，該超聲檢測設備包括電容式機電換能器，包括具有被設置為相對且隔開一空間的第一電極和第二電極的單元；電壓源，用於在第一電極與第二電極之間產生電勢差；和電路，用於將由由於第二電極的振動導致的第一電極與第二電極之間的靜電電容的變化引起的電流轉換成電壓，其中，該電容式機電換能器提供具有相對於某一頻率具有第一截止頻率的高通特性的輸出電流，該電路提供具有相對於所述頻率具有第二截止頻率的低通特性的輸出，以及，該第二截止頻率比第一截止頻率小。
文檔編號B06B1/02GK102596429SQ20108004900
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月28日 優先權日2009年11月6日
發明者水谷英正, 秋山貴弘, 藤井一成, 高木誠 申請人:佳能株式會社