CN104284283A - 静电电容换能器、探测器和被检体信息获取装置 - Google Patents

静电电容换能器、探测器和被检体信息获取装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及静电电容换能器、探测器和被检体信息获取装置。一种静电电容换能器包括：多个元件，每个元件具有部件，所述部件包含第一电极和包含跨着与第一电极的间隙形成的第二电极的振动膜；具有多个第一线的第一柔性印刷电路；和具有多个第二线的第二柔性印刷电路。多个元件中的一部分被分组为第一元件组，其每一个与第一线中的不同的线电连接。多个元件中除了第一元件组以外的一部分被分组为第二元件组，其每一个与第二线中的不同的线电连接。多个第一和第二线中的至少一部分中的相邻的线之间的间隔在线被连接到了多个元件的连接侧的相对侧处比在连接侧处宽。

Description

静电电容换能器、探测器和被检体信息获取装置
技术领域
本发明涉及静电电容换能器、探测器和被检体信息获取装置，更特别地，涉及与进行声波的传送和接收中的至少一种的技术有关的静电电容换能器，并涉及包括它的探测器和被检体信息获取装置。
背景技术
作为压电元件的替代，作为一种类型的静电电容换能器的电容微加工超声换能器(CMUT)正在得到研究。如“Capacitivemicromachined ultrasonic transducers:fabrication technology,”Ultrasonics,Ferroelectrics and Frequency Control,IEEETransactions on,vol.52,no.12,pp.2242-2258,Dec.2005描述的那样，通过使用利用半导体处理的微机电系统(MEMS)过程来制造CMUT。
CMUT部件(cell)是如下配置，其中，包含跨着用作空腔的间隙相互面对的一对电极中的一个的振动膜被支撑以能够振动。包含一个或更多个部件并且电气独立的配置单元被称为元件。以这样的元件为单位传送和接收声波(一般是超声)。
具体地，当在两个电极之间存在电势差的状态中接收声波(一般是超声)时，振动膜振动，这改变两个电极之间的距离，由此导致静电电容的改变。通过静电感应产生的电流从各元件被输出到接收电路。接收电路将电流值转换成电压值，并且输出为接收信号。
并且，当从传送电路在各元件中跨着两个电极施加AC电压的传送信号时，振动膜振动，由此可以从各元件传送声波。
在多个元件被设置为形成元件阵列的布置中，对于各元件铺设用于与传送/接收电路电连接的布线。常常针对布线使用柔性印刷电路，各电极在设置元件的元件基板的端面处通过电极焊盘与柔性印刷电路的布线连接。使用柔性印刷电路使得能够以柔性的方式引出多个线。
发明内容
但是，简单地在元件基板的边缘处连接柔性印刷电路上的多个线和多个元件导致相邻线之间的间隔窄，这可导致线之间的寄生电容。这然后可导致传送/接收性能(转换效率)低下。
已发现希望提供一种通过减少线之间的寄生电容来抑制转换效率劣化的静电电容换能器。
一种静电电容换能器包括：多个元件，每个元件具有部件，所述部件包含第一电极和包括跨着与第一电极的间隙形成的第二电极的振动膜；具有多个第一线的第一柔性印刷电路；和具有多个第二线的第二柔性印刷电路。多个元件中的一部分被分组为第一元件组，第一元件组中的元件和第一线分别被电连接。多个元件中除了第一元件组以外的一部分被分组为第二元件组，第二元件组中的元件和第二线分别被电连接。多个第一和第二线中的至少一部分中的相邻的线之间的间隔在线被连接到了元件的连接侧的相对侧更宽。
参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。
附图说明
图1A～1C是用于描述根据第一实施例的静电电容换能器的示意图。
图2A和图2B是示出元件的配置的示意图。
图3A～3D是示出驱动电路的电路图。
图4是用于描述根据第一实施例的静电电容换能器的示意图。
图5A～5C是用于描述根据第二实施例的静电电容换能器的示意图。
图6是用于描述根据第三实施例的柔性印刷电路的示意图。
图7是用于描述根据第四实施例的静电电容换能器的示意图。
图8A和图8B是用于描述根据第五实施例的静电电容换能器的示意图。
图9是用于描述根据第六实施例的静电电容换能器的示意图。
图10是用于描述根据第七实施例的静电电容换能器的示意图。
图11是用于描述根据第八实施例的静电电容换能器的示意图。
图12A和图12B是用于描述被检体信息获取装置的示意图。
具体实施方式
将参照附图描述本发明的实施例。实施例的主要特征在于，对于各元件组设置柔性印刷电路，并且柔性印刷电路上的线之间的间隔在线与元件连接的一侧的相对侧更大。
第一实施例
静电电容换能器的配置
将参照图1A～1C描述根据第一实施例的静电电容换能器的总体配置。图1A是静电电容换能器的透视图，图1B和图1C是元件芯片的透视图。根据本实施例的静电电容换能器能够进行声波(一般是超声)的传送和接收中的至少一种。
根据本实施例的静电电容换能器包括元件芯片101、第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103。元件芯片101包含设置在基板2上的多个元件201。多个元件201可诸如图1B所示的那样被二维阵列状布置，或者诸如图1C所示的那样被一维阵列状布置。多个元件201包含与第一电极焊盘203连接的第一元件组(图1A上侧的11个元件)和与第二电极焊盘204连接的第二元件组(图1A下侧的11个元件)。将在后面参照图2A和图2B描述元件201的详细配置。
元件芯片101上的第一电极焊盘203和第一柔性印刷电路102上的布线焊盘211通过导线205被电连接。元件芯片101上的第二电极焊盘204和第二柔性印刷电路103上的布线焊盘211也通过导线205被电连接。第二柔性印刷电路103和第一柔性印刷电路102的一个边缘被固定于其上固定有元件芯片101的支撑构件100上。
第一柔性印刷电路102具有与多个布线焊盘211连接的多个第一线212。第一线212通过布线焊盘214被插入到设置在第一电路基板104上的连接器221中。第一线212通过布线焊盘214与设置在第一电路基板104上的连接器221连接。第二柔性印刷电路103具有与多个布线焊盘211连接的多个第二线224。第二线224通过布线焊盘214被插入到设置在第二电路基板106上的连接器221中。第二线224通过布线焊盘214与设置在第二电路基板106上的连接器221连接。第一线212和第二线224被绝缘材料包围，使得相邻的线相互绝缘。
对于第一电路基板104设置作为第一驱动电路的第一传送/接收电路223，并且对于第二电路基板106设置作为第二驱动电路的第二传送/接收电路225。第一和第二传送/接收电路223和225分别通过线222与连接器221连接。
这样，元件芯片上的多个元件201被分成第一元件组和第二元件组，并且，对于各元件组连接柔性印刷电路。相邻的第一柔性印刷电路102上的第一线212和第二柔性印刷电路103上的第二线224之间的间隔在电路基板104和106处比在元件芯片101处宽。与以与元件芯片101处相同的间隔铺设线的配置相比，该配置使得能够减少线之间的寄生电容。
可以进行如下配置，其中，元件芯片101上的多个元件201不被分成第一元件组和第二元件组，对于多个元件201设置一个柔性印刷电路，并且，元件201与柔性印刷电路上的线连接。同样在这种情况下，只要柔性印刷电路上的线以比元件芯片101处宽的间隔被铺设，就可获得减少线之间的寄生电容的优点。
元件配置
将参照图2A和图2B描述根据本实施例的元件201的配置。图2A是示出元件芯片101内的元件201的一部分的平面图，图2B是沿图2A中的IIB-IIB切取的断面图。根据本实施例的元件201包含相互电连接的部件1。虽然图2A示出部件1的数量为9个，但该数量可以仅仅为1个或者可以为任意数量。只要为两个或更多个，元件201的数量可以为任意数量。部件的形状在图2A中被示为圆形，但可替代性地为正方形、六边形或任何其它形状。注意，用于连接部件和元件的布线、电极焊盘等在图2A中的示图中被省略。
各部件1是最小单位结构，其中，包含跨着用作空腔的间隙相互面对的一对电极中的一个的振动膜被支撑以能够振动。具体而言，在图2B中，部件1包含第一电极5和跨着间隙与第一电极5相对的第二电极4。在元件基板2上形成第一电极5，并且在第一电极5上形成绝缘膜7。第二电极4与膜片6一起用作振动膜。膜片6被膜片支撑构件8支撑，并且从绝缘膜7跨着空腔3被设置。
各元件201是包含一个或更多个部件的电气独立的结构单元。也就是说，当考虑一个部件为一个电容时，元件内的多个部件的电容被并联连接，并且以元件为单位输入和输出信号。多个元件201通过使用对膜片6具有绝缘性能的绝缘膜相互电气分离。
在本实施例中，元件基板侧的第一电极5用作在多个元件之中电连接的共用电极，并且振动膜侧的第二电极4在元件中的每一个处被电气分割，由此用作引出来自各元件的输出的单独电极。但应注意，可以在本发明中进行布置以使得第一电极5在元件中的每一个处被电气分割为单独电极，并且振动膜侧的第二电极4用作在元件之间导通的共用电极。
虽然振动膜在图2中被示为由膜片6和第二电极4构成，但可以进行其中振动膜由至少由第二电极4构成并能够振动的配置。例如，第二电极4可被配置为单独地包括第二电极4，或者，可以进行其中第二电极4被夹在多个膜片之间的配置。
并且，第一电极5在本实施例中被直接设置在基板2上，但可以进行其中绝缘膜被设置在第一电极5与基板2之间的布置。并且，绝缘膜7在本实施例中被设置在第一电极5上，但可以进行其中不设置绝缘膜7且露出第一电极5的布置。
可对于元件基板2使用硅基板、玻璃基板等。可对于第一电极5和第二电极4使用诸如钛、铝等的金属或铝硅合金等。可对于绝缘膜7和膜片6使用硅氮化物膜或硅氧化物膜等。可使用诸如通过蚀刻牺牲层形成空腔的牺牲层蚀刻、使用绝缘体上硅(SOI)基板的活性层作为膜片的结合蚀刻等的已知方法来制造元件201。
驱动静电电容换能器
返回图1A～1C，将描述根据本实施例的驱动静电电容换能器的原理。在本实施例中，在第一传送/接收电路223与元件芯片101上的第一元件组之间交换信号。也在第二传送/接收电路225与第二元件组之间交换信号。现在将详细描述传送和接收超声波时的驱动方法的细节。
在静电电容换能器处接收超声波的情况下，第一电极5和第二电极4均被固定为预定的电压值，以在第一和第二电极之间产生电势差。具体地，向用作共用电极的第一电极5施加DC电压Va，并向第二电极4施加接地电势Vg。注意，在本发明中，接地电势Vg意味着传送/接收电路具有的DC基准电压。这在第一与第二电极之间产生Vbias＝Va-Vb的电势差。在这种状态下接收超声波导致包含作为独立电极的第二电极4的振动膜振动。该振动导致第二电极4与第一电极5之间的距离改变，并且静电电容因此改变。根据静电电容的这种变化，从第二电极4对于各元件输出信号(电流)。
电流通过第一和第二柔性印刷电路102和103上的第一和第二线212和224被输入到第一和第二传送/接收电路223和225。第一和第二传送/接收电路223和225将电流转换成电压，该电压被传送到外部信号处理单元作为接收信号。
当传送超声波时，在第一电极5与第二电极4之间产生电势差的状态下，作为传送信号的AC电压从传送/接收电路223和225被供给到第二电极4。作为替代方案，通过在DC电压上叠加AC电压获得的电压(即，不存在正/负反转的AC电压)作为传送信号从传送/接收电路223和225被供给到第二电极4。振动膜通过AC电压的静电力振动，并因此静电电容换能器可单独地对于各元件201传送超声波。
虽然图1A仅示出与第二电极4连接的布线和电极焊盘，但元件芯片101实际上还包含连接DC电压与第一电极5的布线和电极焊盘。除了第一和第二导线以外，柔性印刷电路102和103还可包含第三导线，以从设置在电路基板上或外部的DC电压供给单元(示图中被忽略)向第一电极5供给DC电压。
下面，将描述本实施例中的用作驱动电路的传送/接收电路的例子。注意，根据本实施例的静电电容换能器可执行传送超声波和接收超声波中的至少一种。因此，虽然传送/接收电路的例子将被描述为驱动元件的驱动电路，但本发明不限于此。具体而言，电路可以是仅传送的电路或者仅接收的电路。
传送/接收电路
图3A～3D示出传送/接收电路的具体配置例子。图3A和图3B是AC电压作为传送信号从外部被供给的配置的电路。
首先，将关于传送操作进行描述。传送信号从外部被输入到传送/接收电路(从图中右边缘的端子)。保护电路12和13正常使输入/输出线连接(导通)，但具有使得当施加几伏特或更大的电压时保护电路12和13断开输入/输出线(关断)的性质。传送信号是几十到约一百伏特的量级的高电压AV电压，因此，保护电路13关断以避免高电压被施加到接收电路侧，这种施加会导致破坏。另一方面，二极管11在大于等于二极管11的阈值电压的电压被施加时接通，由此将传送信号传送到元件芯片侧。保护电路12检测高电压AC电压传送信号，并且关断。
下面，将关于接收操作进行描述。微小电流从元件芯片侧(图中左侧的端子)被输入到传送/接收电路。元件芯片侧的端子处的电势比二极管的阈值值低并因此关断，并且保护电路12接通，因此电流被输入到接收电路。图3A示出使用电阻器Rin和场效应晶体管(FET)放大电路以将输入电流转换成电压并输出电压的配置。对于该接收电路，可以使用图3B所示的使用跨阻放大器电路的电压电流转换电路，该跨阻放大器电路使用运算放大器18。
虽然用图3A和图3B关于从外面供给AC电压作为传送信号的情况进行了描述，但可以进行诸如图3C和图3D所示的从内部产生AC电压作为传送信号的配置。图3C和图3D中的附图标记19和20表示高电压开关。当通过关断高电压开关20并接通高电压开关19以与高电压Vhigh连接、并然后关断高电压开关19并接通高电压开关20传送时，可产生脉冲AC电压。此时，保护电路12在产生高电压的时段期间关断，因此不存在向接收电路侧施加高电压并出现破坏的担心。
当接收时，高电压开关19和20两者关断，因此输入电流穿过保护电路12，并被输入到接收电路。可对该接收电路使用图3A和图3B所示的使用电阻器Rin和FET放大电路的电流电压转换电路、或利用运算放大器18的跨阻放大器电路。
如上所述，本实施例被配置有具有多个元件组的元件芯片101以及与各元件组连接的柔性印刷电路。柔性印刷电路上的线被设置为使得相邻的线之间的间隔在电路基板104和106处比在元件芯片101处宽。线之间的距离越小，则线之间的电容越大，因此这种线的节距在途中加宽的配置允许线之间的平均距离被加长。
因此，例如，与元件芯片101上的元件不分组为元件组且线简单地以与元件芯片101上相同的线间隔从多个元件延伸到单个柔性印刷电路的情况相比，该配置允许线之间的电容减小。对柔性印刷电路上的线而言，电路基板侧的所有位置处的更宽的线间隔是优选的，但是甚至部分加宽也产生减小寄生电容的效果。
并且，在本实施例中，如图1A所示，在电路基板侧的区域的至少一部分中，柔性印刷电路沿其厚度方向重叠。将详细描述该配置。
可从元件引出线的宽度受其上排列元件的元件基板2的宽度和排列的元件的数量限制。但是，简单地增加柔性印刷电路上的线之间的间隔以减小寄生电容将增加静电电容换能器的总体尺寸。因此，本实施例在电路基板侧的区域处重叠多个柔性印刷电路，由此使得能够在不增加电路基板侧的宽度的情况下加宽线之间的间隔。如果与元件芯片101的前面的一侧连接的柔性印刷电路的数量为N，那么这使得电路基板侧的导线间隔能够为元件芯片侧的导线间隔约N倍。
并且，如图4所示，本实施例使得柔性印刷电路能够根据任何形状柔性弯曲和设置(使得柔性印刷电路关于元件芯片的前面呈现角度)。第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103不在弯曲区域(柔性印刷电路关于元件芯片的前面具有连续的角度变化的区域)处重叠。该配置允许在弯曲区域不变厚的情况下柔性弯曲，因此，可以提供甚至更小的静电电容换能器。
可对元件芯片101设置的元件组的数量不限于两个，并且，只要是多个，就可以是任何数量。柔性印刷电路的数量可与元件组的数量对应。并且，柔性印刷电路可从元件芯片101的两侧而不仅仅是一端(一侧)延伸。
第二实施例
将参照图5描述第二实施例。本实施例涉及元件芯片与柔性印刷电路之间的电连接的配置。其它的配置与第一实施例相同，并将因此省略描述。
本实施例的特征在于，使用各向异性导电膜(ACF)电连接元件芯片101以及第一和第二柔性印刷电路102和103。图5A是根据本实施例的静电电容换能器的示意图，图5B和图5C是元件芯片101的平面图。
在本实施例中，元件芯片101以及第一和第二柔性印刷电路102和103在元件芯片101的端部被连接。排列在元件芯片101的端部处的第一和第二电极焊盘203和204通过ACF301与第一和第二柔性印刷电路102和103上的布线焊盘211电连接。
ACF是包含微小导电金属粒子的绝缘热固性树脂，该绝缘热固性树脂可通过在电极处施加压紧力在电极之间电连接。也就是说，第一和第二电极焊盘203和204以及布线焊盘211在ACF301在其间被垂直压紧的部分处被电连接，而不压紧(即，在电极之间)的部分通过ACF301的绝缘性质电气绝缘。在电极附近在这种状态下施加热导致ACF硬化，由此保持电极之间的连接状态。
与使用导线的配置相比，对于电连接使用ACF301减小电连接部分的高度。因此，元件芯片101上的电连接部分的高度较低，因此，可以提供更小的静电电容换能器。
并且，本实施例使得第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103能够独立地与元件芯片101连接，不限于交替固定于其。因此，柔性印刷电路可容易地、精确地且单独地定位于元件芯片101上的第一和第二电极焊盘203和204处，因此，布线连接部分可高度可靠。
当然，可以进行第一和第二柔性印刷电路102和103被首先一体化固定并然后与元件芯片101连接的布置。但是，注意，在这种情况下，在没有位置偏差的情况下精确地连接第一和第二布线层与排列在元件芯片101上的电极焊盘203是困难的。
并且，第一和第二柔性印刷电路102和103在不相互连接的情况下与元件芯片101连接，并由此可根据任何形状柔性弯曲和定位。这使得能够实现甚至更小的静电电容换能器。
现在将描述用于电连接的处理。首先，ACF301被设置在排列在元件芯片101上的第二电极焊盘204之上。然后，第二柔性印刷电路103的布线焊盘211和元件芯片101上的第二电极焊盘204被定位和暂时固定。然后对第一柔性印刷电路102也以相同的方式执行这一过程。然后，施加热压。该过程压碎在电极焊盘203和204与布线焊盘211之间压紧的ACF301，使得电极焊盘203和204与布线焊盘211被电连接。另一方面，相邻的第一电极焊盘203和第二电极焊盘204之间的ACF301不被压碎，因此，ACF自身具有的绝缘性质使其间电气绝缘。这种加热使树脂硬化，并且，构件的位置关系被保持。使用上述的本实施例使得能够通过简单的过程电连接多个柔性印刷电路与元件芯片101上的电极焊盘。
在本实施例中，如图5B所示，排列在元件芯片101的端部处的电极焊盘203和204呈直线状。与同一柔性印刷电路连接的电极焊盘203和电极焊盘204以相同的间隔X被设置，并且与不同的元件组连接的电极焊盘203和电极焊盘204被设置为具有比X大的间隔Y。因此，即使在排列多个柔性印刷电路的情况下，也可在柔性印刷电路的端部处的绝缘区域不表现相互干涉的情况下执行ACF连接。
但是，注意，本实施例不限于此。例如，如图5C所示，不同的电极焊盘203和204可在引出线的方向上在位置上偏移。因此，对于如图5B所示的那样比间隔X宽的间隔Y的空间是不需要的，因此可抑制排列电极焊盘203和204的宽度，并且可以提供小的静电电容换能器。
第三实施例
将参照图6描述第三实施例。该实施例涉及多个柔性印刷电路上的布线。其它配置与第一和第二实施例中相同，因此将省略其描述。
本实施例的特征在于，当在第一和第二柔性印刷电路的厚度方向上观察时，第一柔性印刷电路102的第一导线241和第二柔性印刷电路103的第二导线242处于偏移区域中。图6是从柔性印刷电路上面观察的多个柔性印刷电路的透视图。
在图6中，第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103在电路基板侧的区域处重叠。在电路基板侧的该区域内，第二柔性印刷电路103上的第二导线242在排列布线焊盘214的方向上，以布线间隔的大约一半关于第一柔性印刷电路102上的第一导线241偏移。也就是说，第一线241到第二柔性印刷电路103上的正交投影被定位为使得第一线241在其正交投影中位于相邻的第二线242之间。第二线242和第一线241的正交投影优选地使得第一线241和第二线242被交替排列。该配置使得能够增加第一线241与第二线242之间的距离，并因此减小第一和第二柔性印刷电路之间的寄生电容。
并且，在除了第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103以外还存在第三柔性印刷电路或者甚至更多的柔性印刷电路的情况下，线的位置优选地在至少相邻的柔性印刷电路之间偏移。
本实施例优选地与第二实施例组合。第二实施例使得第一和第二柔性印刷电路102和103的布线焊盘211位于元件芯片101上的电极焊盘203和204处，因此，可以高精度地设定位置关系。因此，可以高精度地定位第一和第二柔性印刷电路102和103的布线焊盘211之间的位置关系，因此可以减少第一和第二线241与242之间的寄生电容。
第四实施例
将参照图7描述第四实施例。本实施例的特征在于，绝缘片(sheet)被设置在多个柔性印刷电路之间。其它的配置与第一到第三实施例中相同，因此将省略其描述。
图7是根据本实施例的静电电容换能器的示意图。在图7中，绝缘片(隔板401)被设置在第一柔性印刷电路102与第二柔性印刷电路103之间。该隔板401使第一柔性印刷电路102与第二柔性印刷电路103之间的距离(空间)保持于恒定的距离，该恒定的距离等于或大于隔板401的厚度。因此，对第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103中的每一个设置的线之间的寄生电容可被抑制到小的值。
隔板401优选地被固定于第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103中的仅一个。被固定于仅一个柔性印刷电路使得能够容易地吸纳位置偏移，并且使得柔性印刷电路能够更加柔性地弯曲。
第五实施例
将参照图8A和图8B描述第五实施例。本实施例的特征在于，多个柔性印刷电路与单个电路基板连接。其它的配置与第一到第四实施例中相同，并因此将省略其描述。
图8A和图8B是根据本实施例的静电电容换能器的示意图。图8A示出与电路基板104的两个面电连接的第一和第二柔性印刷电路102和103。电路基板104具有在相互不同的面上形成的用于与柔性印刷电路连接的连接器221和226。第一柔性印刷电路102通过布线焊盘214与在电路基板104的一个面(前面)上形成的连接器221电连接。第二柔性印刷电路103通过布线焊盘214与在电路基板104的另一面(后面)形成的连接器226电连接。与对于各柔性印刷电路设置电路基板的配置相比，该配置使得能够减小电路基板104的厚度，并且可提供甚至更小的静电电容换能器。
将参照图8B描述本实施例的另一例子。图8B示出在电路基板104的一个面上沿两行排列的连接器221和227，使得存在在与导线延伸方向正交的方向上排列的两行的布线焊盘。在导线延伸的方向上排列连接器221和227。连接器221通过线222在设置连接器221的面上与第一传送/接收电路223电连接。另一方面，连接器227通过通路布线在设置连接器227的面的后侧与未示出的传送/接收电路电连接。
该配置使得电路基板104与柔性印刷电路之间的连接部分位于仅一个面上。与图8A所示的在两个面上形成连接器的配置相比，这允许减小连接器部分的高度，并因此可提供更小的静电电容换能器。并且，在电路基板104的一个面上排列连接器有利于组装，因此，可以提供在关于电路基板的布置方面具有很少限制的静电电容换能器。
虽然本实施例描述了关于对电路基板104与第一和第二柔性印刷电路102和103之间的电连接使用连接器的配置，但本实施例不限于此，并且也可进行通过ACF或导线的连接。在使用导线的情况下，可减小电路基板104与第一和第二柔性印刷电路102和103的连接部分的高度。使用ACF可进一步显著减小电路基板104与第一和第二柔性印刷电路102和103的连接部分的高度，并因此可提供甚至更小的静电电容换能器。
第六实施例
将参照图9描述第六实施例。本实施例的特征在于，存在与第一和第二柔性印刷电路不同的第三柔性印刷电路。其它的配置与第一到第五实施例中相同，并因此将省略其描述。
图9是根据本实施例的静电电容换能器的示意图。图9示出设置在第一和第二柔性印刷电路下面的第三柔性印刷电路105。第三柔性印刷电路105上的第三线230通过布线焊盘215与作为元件芯片101的共用电极的第二电极4电连接。第三柔性印刷电路105上的第三线230还通过布线焊盘232与和对电路基板104设置或在外面设置的未示出的DC电压供给单元连接的连接器231电连接。即，第三线230向元件芯片101的共用电极供给DC电压Va。
并且，在传送/接收信号(传送信号和接收信号中的一个)到达第一和第二线212和224时，与传送/接收信号对应的返回信号被输入到第三线230。为了使得传送/接收信号在没有劣化的情况下被传送，优选地，相互远离地铺设传送该信号的第一和第二线212和224以及用作返回信号线的第三线230。
本实施例的该配置使得第三线230能够被设置为面对传送/接收信号穿过的第一和第二线212和224。因此，可以抑制元件芯片101与第一和第二传送/接收电路223和225之间的传送/接收信号的传送特性的劣化。
第三柔性印刷电路105的位置在图9中被示为处于第一和第二柔性印刷电路102和103下面，但本实施例不限于此。第三柔性印刷电路105可被设置在第一和第二柔性印刷电路102和103上面，或者可被设置在第一和第二柔性印刷电路102和103之间。
第七实施例
将参照图10描述第七实施例。本实施例在第一和第二柔性印刷电路之间具有第四柔性印刷电路。其它配置与第一到第六实施例中相同，因此将省略其描述。
图10是根据本实施例的静电电容换能器的示意图。图10示出第一柔性印刷电路102与第二柔性印刷电路103之间的第四柔性印刷电路107。第四柔性印刷电路107具有覆盖整个面的相同电势的第四线237，并被绝缘膜覆盖。
第四柔性印刷电路107上的第四线237通过元件芯片101上的焊盘217与元件基板连接。第四线237通过布线焊盘247和连接器257与第一电路基板104的预定基准电势(一般是接地电势Vg)连接。
该第四柔性印刷电路107通过固定于预定基准电势的第四线237在第一柔性印刷电路102与第二柔性印刷电路103之间静电屏蔽。因此，第一柔性印刷电路102上的第一线212与第二柔性印刷电路103上的第二线224之间的寄生电容可几乎被完全去除。因此，可以抑制元件芯片101与传送/接收电路223和225之间的传送/接收信号的传送特性的劣化。
第八实施例
将参照图11描述第八实施例。本实施例与第一到第七实施例的不同在于，在元件芯片101的不同的端面(侧面)上设置第一柔性印刷电路102和第二柔性印刷电路103。其它配置与第一到第七实施例中相同，因此将省略其描述。
图11是根据本实施例的静电电容换能器的示意图。如图11所示，第一柔性印刷电路102的第一线212在元件芯片101的第一端面侧与第一元件组的第一电极焊盘203电连接。以相同的方式，第二柔性印刷电路103的第二线224在元件芯片101的第二端面侧与第二元件组的第二电极焊盘204电连接。
本实施例还使得能够加宽第一线212之间以及第二线224之间的间隔，由此减小线之间的寄生电容。并且，可在排列第一和第二电极焊盘203和204的方向上减小电路基板的宽度，并因此可提供小的静电电容换能器。
第九实施例
在以上的第一到第八实施例中描述的静电电容换能器可被应用于使用包含超声波的声波的被检体信息获取装置。来自被检体的声波在静电电容换能器处被接收，并且，使用从静电电容换能器输出的电信号以获得被检体信息。可获得的被检体信息包含诸如光学吸收系数的反映被检体的光学性能值的信息、和反映声阻差的信息。
图12A是示出使用光声效应的被检体信息获取装置的示意图。从光源2010发射的脉冲光穿过诸如透镜、镜子、光纤等的光学构件2012，并且，被检体2014被该脉冲光照射。被检体2014内的光学吸收体2016吸收脉冲光的能量，并产生作为声波的光声波2018。
静电电容换能器2010接收光声波2018。注意，静电电容换能器2020容纳于外壳2022内，并且，探测器被配置为至少包含外壳2022和静电电容换能器2020。探测器与信号处理单元2024连接。从静电电容换能器2020输出的电信号被传送到信号处理单元2024。
信号处理单元2024对输入的电信号执行诸如A/D转换等的信号处理，并且将处理的信号输出到数据处理单元2026。数据处理单元2026使用输入信号以获取作为图像数据的被检体信息(反映被检体的光学性能值的性能信息，诸如光学吸收系数)。注意，信号处理单元2024和数据处理单元2026可被统称为“处理单元”。显示单元2028基于从数据处理单元2026输入的图像数据显示图像。
图12B示出使用声波反射的诸如超声回声诊断设备的被检体信息获取装置。基于来自信号处理单元2124的传送信号从探测器内的静电电容换能器2020传送到被检体2114的声波从反射体2116被反射掉。静电电容换能器2120接收反射的声波118，将其转换成电信号，并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诸如A/D转换和放大等的信号处理，并且将处理的信号输出到数据处理单元2126。数据处理单元2126使用输入信号以获取作为图像数据的被检体信息(反映声阻差的性能)。注意，信号处理单元2124和数据处理单元2126可被统称为“处理单元”。显示单元2128基于从数据处理单元2126输入的图像数据显示图像。
探测器可以为诸如医生或技师等的用户在被检体上移动的手持型或机械扫描型。在如图12B的情况那样利用反射波的情况下，可以与接收探测器分开地设置传送声波的探测器。
并且，可以进行包括图12A和图12B所示的装置的两种功能的布置，使得可以获取反映被检体的声学性能值的被检体信息和反映声阻差的被检体信息两者。在这种情况下，图12A所示的静电电容换能器2020可传送声波并接收反射波，而不是仅仅接收光声波。
因此，根据第一到第八实施例的静电电容换能器可被应用于使用光声效应和超声回声的设备。从根据第一到第八实施例的静电电容换能器传送并被其接收的信号的性能劣化得到了抑制，因此可获取高度精确的被检体信息。
探测器的尺寸减小，因此可以提供处理性和操作性良好并易于使用的被检体信息获取装置。
根据本发明，可以提供线之间的电容被减小且转换效率劣化被抑制的静电电容换能器。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应遵循最宽泛的解释以包含所有这样的修改方式以及等同的结构和功能。

Claims (20)

1.一种静电电容换能器，包括：
多个元件，每个元件具有部件，所述部件包含第一电极，和
包括跨着与第一电极的间隙形成的第二电极的振动膜；
具有多个第一线的第一柔性印刷电路；和
具有多个第二线的第二柔性印刷电路；
其中，所述多个元件中的一部分被分组为第一元件组，第一元件组中的每个元件与第一线中的不同的线电连接；
其中，所述多个元件中除了第一元件组以外的一部分被分组为第二元件组，第二元件组中的每个元件与第二线中的不同的线电连接；
并且其中，所述多个第一线和所述多个第二线中的至少一部分中的相邻线之间的间隔在线被连接到了元件的连接侧的相对侧处比在所述连接侧处更宽。
2.根据权利要求1所述的静电电容换能器，
其中，第一柔性印刷电路和第二柔性印刷电路的所述相对侧处的区域中的至少一部分在第一柔性印刷电路和第二柔性印刷电路的厚度方向上重叠。
3.根据权利要求2所述的静电电容换能器，
其中，第一柔性印刷电路和第二柔性印刷电路具有弯曲区域，
并且其中，第一柔性印刷电路和第二柔性印刷电路在弯曲区域处不在厚度方向上重叠。
4.根据权利要求2或3所述的静电电容换能器，
其中，第一线到第二柔性印刷电路上的正交投影和第二线到第二柔性印刷电路上的正交投影被定位为使得第一线在所述相对侧处的区域中的至少一部分中位于第二线之间。
5.根据权利要求2所述的静电电容换能器，还包括：
设置在第一柔性印刷电路与第二柔性印刷电路之间的绝缘片。
6.根据权利要求1所述的静电电容换能器，还包括：
其上设置所述多个元件的元件基板；
其中，第一柔性印刷电路与元件基板的第一端面侧连接，并且第二柔性印刷电路与元件基板的第二端面侧连接，元件基板的第二端面侧与元件基板的第一端面侧不同。
7.根据权利要求1所述的静电电容换能器，
其中，第一电极和第二电极中的一个电极是对于各元件电气分离的单独电极，
并且其中，第一电极和第二电极中的另一电极是在元件之间电连接的共用电极。
8.根据权利要求7所述的静电电容换能器，
其中，第一柔性印刷电路和第二柔性印刷电路中的至少一个还包含用于向所述共用电极供给DC电压的第三线。
9.根据权利要求7所述的静电电容换能器，还包括：
具有用于向所述共用电极供给DC电压的第三线的第三柔性印刷电路。
10.根据权利要求7所述的静电电容换能器，还包括：
具有用于将其上设置所述多个元件的元件基板连接到接地电势的第四线的第四柔性印刷电路，第四柔性印刷电路被设置在第一柔性印刷电路与第二柔性印刷电路之间。
11.根据权利要求1所述的静电电容换能器，
其中，第一元件组和所述多个第一线、以及第二元件组和所述多个第二线通过各向异性导电膜或通过导线被电连接。
12.根据权利要求1所述的静电电容换能器，还包括：
与所述多个第一线电连接的第一驱动电路；
与所述多个第二线电连接的第二驱动电路；和
其上设置第一驱动电路和第二驱动电路的电路基板；
其中，电路基板被设置在元件基板的设置有元件的面的后面侧。
13.根据权利要求12所述的静电电容换能器，
其中，第一驱动电路被设置在电路基板的一个面上，并且第二驱动电路被设置在电路基板的另一面上。
14.一种静电电容换能器，包括：
多个元件，每个元件具有部件，所述部件包含
第一电极，和
包括跨着与第一电极的间隙形成的第二电极的振动膜；
具有多个线的柔性印刷电路；
其中，所述多个元件中的每一个与所述多个线中的不同的线电连接；
并且其中，所述多个线中的至少一部分中的相邻线之间的间隔在线被连接到了元件的连接侧的相对侧处比在所述连接侧处更宽。
15.根据权利要求14所述的静电电容换能器，
其中，第一电极和第二电极中的至少一个电极是对于各元件电气分割的单独电极，
并且其中，第一电极和第二电极中的另一电极是在元件之间电连接的共用电极。
16.根据权利要求15所述的静电电容换能器，
其中，柔性印刷电路还包含用于向所述共用电极供给DC电压的线。
17.根据权利要求15所述的静电电容换能器，还包括：
与柔性印刷电路分开的具有用于向所述共用电极供给DC电压的线的柔性印刷电路。
18.根据权利要求14所述的静电电容换能器，还包括：
与所述多个线电连接的驱动电路；和
其上设置驱动电路的电路基板；
其中，电路基板被设置在元件基板的设置有元件的面的后面侧。
19.一种探测器，包括：
根据权利要求1所述的静电电容换能器；和
被配置为容纳静电电容换能器的外壳；
其中，所述多个元件执行超声波的传送和接收中的至少一种。
20.一种被检体信息获取装置，包括：
根据权利要求19所述的探测器；和
处理单元；
其中，处理单元使用从静电电容换能器输出的电信号获取被检体信息。
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