JP2015112141A - 静電容量型トランスデューサおよび被検体情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】漏れパルスがマッチング回路により吸収され、共通電極の端部などで反射する量が減少して、エレメント間のクロストークを小さくすることができる静電容量型トランスデューサなどを提供する。
【解決手段】静電容量型トランスデューサは、間隙１１０を隔てて形成された一対の電極１０５、１１３のうちの一方の電極を含む振動膜が振動可能に支持された構造のセル１０４を有するエレメントを備える。一対の電極のうち、バイアス電位が与えられる電極１１３に電気的に繋がる少なくとも１か所のパッド１０８ｂにマッチング回路１０３が接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断装置などに使用される超音波変換素子などとして用いられる静電容量型トランスデューサ、それを用いた被検体情報取得装置等に関する。

超音波画像診断では、体内での超音波などの音響波（以下、超音波で代表することもある）の伝播の様子から体内の組織構造のイメージングなどを行う。尚、本明細書において、音響波とは、音波、超音波、光音響波と呼ばれるものを含み、光音響波は、被検体内部に可視光線や赤外線等の光（電磁波）を照射して被検体内部で発生するものである。例えば、体表より体内に向けて超音波を送信し、生体内での反射波を体表にて受信する超音波診断装置がある。診断装置は、受信した超音波信号の振幅や到達時刻をもとに画像を構成する。超音波診断装置の要である超音波の送信操作や受信動作には、超音波プローブが使用される。超音波プローブの内部には、超音波トランスデューサが配置されていて、電気信号を超音波に変換する機能、あるいは超音波を電気信号に変換する機能を担う。

超音波トランスデューサには、従来、圧電効果を利用したものが利用されてきたが、近年、静電容量型の研究開発も盛んである。静電容量型超音波トランスデューサは、キャビティと呼ばれる略真空に維持された空間とその空間を挟むように設けられた２つの電極などで構成される。２つの電極のうち一方の電極は、メンブレンに固定され振動可能に保持されている。超音波振動によってメンブレンが振動して、２つの電極間の距離が変化すると、静電容量の変化が生じる。２つの電極間に電圧を印加しておくと、静電容量の変化を電流信号として取り出すことができる（超音波受信動作）。また、２つの電極間に電圧を加えると、２つの電極間に静電引力が生じる。加える電圧の大きさを時間で変化させることでメンブレンを振動させることができる（超音波送信動作）。１つのキャビティと２つの電極からなる静電容量型トランスデューサの構成単位を、セルと呼ぶ。複数のセルは、ある一定数毎に電気的に並列接続される。接続された複数のセルは、１つの変換素子として働く。この電気的な構成単位を、エレメントと呼ぶ。

静電容量型超音波トランスデューサのうち、半導体微細加工技術を応用して作製したものを、ＣＭＵＴ（Ｃａｐａｓｉｔｉｖｅ−Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ−Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ−Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と呼ぶ。特許文献１は、ＣＭＵＴに係る技術を開示している。ＣＭＵＴは複数のエレメントを高密度に配置することが可能であり、超音波診断装置のニーズである高画質化の手段に適している。

超音波診断装置の高画質化のためには、超音波プローブより送信される超音波の音圧分布が、超音波の送信信号に対して忠実であることが重要である。超音波診断装置では、観察する体内の位置や必要な空間分解能に応じて超音波の送信音圧分布を適切に調整する必要がある。しかし、実際の音圧分布を直接的に測ることは困難であるため、超音波プローブの特性から逆算した送信パルスを入力することで音圧分布を決定している。超音波プローブの送信特性が逆算時と異なる場合は、必要な音圧分布が得られないことになり、これらは、アーチファクト（虚像）の一因となる。

米国特許６９５８２５５号

忠実な音圧分布を再現するためには、送信パルスに対する超音波プローブ内でのエレメント間のクロストークを低くする必要がある。エレメント間のクロストークによって、あるエレメントに入力された送信パルスが他のエレメントにも伝播して超音波となり、音圧分布を乱すからである。エレメント間のクロストークの経路の１つに、信号電極（エレメント毎に絶縁されている側の電極）から入力された信号が共通電極側に漏れて（漏れパルスと記す）共通電極を伝播するものがある。共通電極の端面に達した漏れパルスは、反射して再び共通電極内を伝播することがある。これによって、漏れパルスは増大して、クロストークを大きくすることがある。

上述の課題に鑑み、本発明の静電容量型トランスデューサは、間隙を隔てて形成された一対の電極のうちの一方の電極を含む振動膜が振動可能に支持された構造のセルを有するエレメントを備えた静電容量型トランスデューサであって、前記一対の電極のうち、バイアス電位が与えられる電極に電気的に繋がる少なくとも１か所のパッドにマッチング回路が接続されている。

本発明によって、共通電極（バイアス電位が与えられる電極）の端面などに達した漏れパルスは、マッチング回路により吸収され、共通電極の端部などで反射する量が減少する。従って、電気エレメント間のクロストークを小さくすることができる。

本発明の実施例１を説明する図。 本発明の実施例１の電気回路を説明する図。 本発明の実施例２を説明する図。 本発明の実施例３を説明する図。 本発明の静電容量型トランスデューサを使った被検体情報取得装置の説明図。

本発明では、セルの一対の電極のうち、バイアス電位（基準電位）が与えられる電極に電気的に繋がる少なくとも１か所のパッドにマッチング回路が接続されている。こうして、共通電極の少なくとも１か所を、マッチング回路を使って基準電位に接続する。例えば、超音波プローブの送信動作において、送信パルスに対して忠実な音圧分布を再現するためには、前述した様に、送信パルスに対する超音波プローブ内でのエレメント間のクロストークを低くする必要がある。エレメント間のクロストークの経路の１つに、信号電極から入力された信号が、共通電極側に漏れて共通電極を伝播するものがある。共通電極の端面に達した漏れパルスは、反射して再度共通電極内を伝播することによって、漏れパルスは増大して、クロストークを大きくすることがある。本発明の構成は、こうした課題を解決するものである。マッチング回路は、典型的には、静電容量型トランスデューサの駆動周波数において、該トランスデューサの複素インピーダンスとマッチング回路の複素インピーダンスとが互いに共役の関係となるように、その複素インピーダンスを決定する。例えば、マッチング回路は、抵抗、容量、コイルのうちすくなくとも１つ以上を含む回路であり、更に具体的には、抵抗、容量、コイルのうちすくなくとも２つ以上の直列または並列接続（例えば、コイルと抵抗との直列接続）からなる。ただし、マッチング回路としては、静電容量型トランスデューサの駆動周波数において、該トランスデューサの複素インピーダンスとマッチング回路の複素インピーダンスとが互いにほぼ共役の関係となるように、その複素インピーダンスを決定したものでもよい。

以下、図と共に本発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
図１（ａ）および（ｂ）は本発明の実施例１を説明する図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）はＡ―Ａ’断面図である。図１（ａ）は、説明のため、一部の構成要素（上部電極１０５等）を透視図とした。なお、以降の説明では、同一機能の個所あるいは同一機能の構成要素には同一の番号を付す。また、同一機能の構成要素が複数あるもので、対応が明らかな構成要素には付番を省略する。

図１は、プリント配線基板１０１、チップ１０２、マッチング回路１０３を含む構成を示す。プリント配線基板１０１の上面に、チップ１０２とマッチング回路１０３とが実装されている。チップ１０２は、静電容量型超音波トランスデューサのチップであり、図１（ａ）の平面上の縦方向に２つのエレメント、横方向に３つのエレメントを配置した例を示す。それぞれのエレメントには、縦横３つのセル１０４が２次元配置されている。また、チップ１０２は、上電極１０５ａ〜１０５ｆ（それぞれを区別しない場合は上電極１０５と記す。その他の構成要素も同様に記す）、上電極パッド１０６ａ〜１０６ｆ、基板電極パッド１０７ａ、１０７ｂ、下電極パッド１０８ａ、１０８ｂを含む。

チップ１０２の断面は、図１（ｂ）に示すように積層構造となっており、断面図下方向より、基板１１５、第１の絶縁層１１４、下電極１１３、第２の絶縁層１１２、メンブレン層１１１、キャビティ（間隙）１１０、上部電極１０５が設けられる。チップ１０２の静電容量型超音波トランスデューサは、基板１１５の上に形成される。基板１１５は例えば単結晶シリコン基板である。第１の絶縁層１１４は、下電極１１３と基板１１５とを絶縁するための絶縁層であり、基板１１５が単結晶シリコンの場合は、熱酸化膜が好適である。なお、基板１１５がガラス基板などの非導電性材料で構成される場合は、第１の絶縁層１１４は不要である。

本実施例では、キャビティ１１０は、略真空に維持された空間であり、第２の絶縁層１１２と第３の絶縁層（メンブレン層１１１）との間の一部に設けられる。キャビティ１１０が設けられた箇所のメンブレン層１１１と上部電極１０５は振動膜を構成し、断面図の上下方向に振動可能に支持されるため、背景技術で説明した超音波送信動作および超音波受信動作が可能となる。なお、このような構造は、Ｃｒなどの金属材料を成膜して、これをキャビティ１１０の形状にパターニングしておき、その上にＣＶＤ（化学気相成長法）を使ってシリコン窒化膜を成膜した後に、前記金属材料を除去することで作製することができる。

基板電極パッド１０７は、基板１１５と電気的な接続を取るためのパッドである。例えば、レジストマスクを使った部分的エッチングにより、基板１１５の表面を部分的に露出させた箇所に、Ａｌ等の金属材料を表面に成膜してパターニングすることで、このような電極パッドを形成することができる。なお、基板１１５がガラス基板などの非導電性材料で構成される場合は、基板電極パッド１０７は省略される。下電極パッド１０８ａと下電極パッド１０８ｂは、下電極１１３と電気的な接続を取るためのパッドである。下電極パッド１０８は、基板電極パッド１０７と同様の技術によって形成することができる。

プリント配線基板１０１には、チップ１０２の送信動作や受信動作を行うための、信号処理回路や、電気的な基準電位の配線が設けられる。電気パッド１１６ａ〜１１６ｆは、送受信動作を行う回路が接続される（回路の図示は省略する）。配線１１７には、チップ１０２の一方の電極（ここでは下電極１１３）に供給する電位が与えられている。配線１１８はグランド電位である。電気パッド１１６とチップ１０２の上部電極パッド１０６とは、ワイヤボンディング１０９を介して電気的に接続される。同様に、配線１１７と下電極パッド１０８とが、配線１１８と基板電極１０７とが、ワイヤボンディング１０９を介して電気的に接続される。なお、これらの電気的な接続は、ワイヤボンディングに限る必要はなく、電気的に接続が確保できればよい。例えば、金属の薄膜による接続であったり、導電性のペーストによる接続であったり、異方性の導電ペーストや異方性の導電シートなども利用可能である。

マッチング回路１０３には２つの端子があり、その一端がプリント配線基板１０１上の電極パッド１１２を介してチップ１０２の下電極パッド１０８ｂに電気的に接続される（電極パッド１１２上の接続点を点Ｂ’と記す）。他端は、プリント配線基板１０１上の配線１１７に電気的に接続されている（接続点を点Ｂと記す）。図２に示すように、点Ｂ’の電気接続を開放としたときの、点Ｂ−点Ｂ’からチップ１０２側をみた場合のインピーダンスをＺｏｕｔ１とする。インピーダンスＺｏｕｔ１は周波数に依存した複素数であるから、実部をＲｅＺｏｕｔ１（ｆ）、虚部をＩｍＺｏｕｔ１（ｆ）と記す。ｆは周波数［Ｈｚ］である。同様に点Ｂ−点Ｂ’からマッチング回路１０３側をみた場合のインピーダンスをＺｉｎ１として、実部をＲｅＺｉｎ１（ｆ）、虚部をＩｍＺｉｎ１（ｆ）と記す。インピーダンスＺｏｕｔ１は、プリント配線基板１０１やチップ１０２内の構造、ワイヤボンディング１０９の形状により定まる。実際には、インピーダンスアナライザを使った実測により求めることができる。

以下の説明では、本発明者が実測により得た値を使用する。
ＲｅＺｏｕｔ１（８ＭＨｚ）＝２４０Ω … （１）
ＩｍＺｏｕｔ１（８ＭＨｚ）＝−１５０００Ω … （２）
マッチング回路１０３の点Ｂ−点Ｂ’から見たインピーダンスＺｉｎ１は、Ｚｏｕｔ１の共役複素数となるように設定する。
ＲｅＺｉｎ１（８ＭＨｚ）＝２４０Ω … （３）
ＩｍＺｉｎ１（８ＭＨｚ）＝１５０００Ω … （４）
この条件を満たす回路の例を図２に示す。図２はマッチング回路１０３をインダクタ１２０と抵抗１２１とを直列接続して構成している。図１の点Ｂ−点Ｂ’と、図２の点Ｂ−点Ｂ’とは、電気的に等価である。インダクタンスＬｓと抵抗Ｒは次の通りである。
Ｌｓ＝１５０００／（２×π×８００００００） … （５）
＝２９７μＨ … （６）
Ｒ＝２４０Ω … （７）

これにより、一対の電極のうちバイアス電位が与えられる電極（ここでは下電極）に電気的に繋がる少なくとも１か所の部分（パッド）がマッチング回路に接続され、これを介して、バイアス電位の部分（ここでは配線１１７）に電気的に接続されている。マッチング回路は、前記バイアス電位が与えられる電極を含むエレメントないしエレメント群とマッチングしている。典型的には、マッチング回路の複素インピーダンスは、前記バイアス電位が与えられる電極を含むエレメントないしエレメント群の複素インピーダンスとほぼ共役の関係にある。

以下、本実施例の動作について説明する。いま、上電極１０５ｂの電圧を時間変化させて（以下、この電圧変化を送信パルスと記す）、超音波を送信する場合を考える。送信パルスは、プリント基板１０１の電気パッド１１６ｂから供給され、ワイヤボンディング１０９、上電極パッド１０６ｂを介して上電極１０５ｂに印加される。送信パルスは、キャビティ１１０の断面上方向の第３の絶縁層と上電極１０５ｂを振動させるだけでなく、一部は上電極１０５ｂと下電極１１３との間の容量性の結合を介して下電極１１３に伝播する。下電極１１３に伝播した送信パルスを漏れパルスと記す。

漏れパルスは下電極１１３を伝播し、その一部はチップ１０２の下電極パッド１０８ｂに達して、マッチング回路１０３へ入力される。このとき、漏れパルスの出力インピーダンスＺｏｕｔとマッチング回路１０３の入力インピーダンスＺｉｎとは、マッチングが取れているため、点Ｂ’にて反射する漏れパルスは小さい。また、漏れパルスはマッチング回路１０３から下電極配線１１７に伝播する際に抵抗１２１にて損失する。従って、チップ１０２の下電極パッド１０８ｂが開放の場合と比較して、下電極１１３を伝播する漏れパルスが小さくなる。また、下電極パッド１０８ｂを下電極配線１１７に直接電気接続した場合に比べて、漏れパルスが下電極配線１１７に伝播する量が小さくなる。特に、下電極１１３のチップ１０２の辺縁部においては、下電極１１３が開放端になるため、漏れパルスが反射しやすい。従って、下電極パッド１０８ｂをチップ１０２の辺縁部に設けると、漏れパルスを低減させる効果が大きい。

なお、図１では、マッチング回路１０３が１つの場合で説明したが、複数設けることもできる。また、マッチング回路１０３を接続するために、チップ１０２に設ける下電極パッドの場所も自由である。例えば、複数あるエレメントの間に、設けることも可能である。この場合は、エレメント間を伝播する漏れパルスを低減する効果がある。また、一つのチップ１０２内の下電極１１３が電気的な絶縁により複数に分かれている場合、複数の下電極１１３の全てをマッチング回路に接続しない場合でも、漏れパルスを低減させることがある。例えば、複数の下電極が、送信エレメントと受信エレメントとに分かれている場合は、送信エレメントにのみマッチング回路１０３を接続することにより、漏れパルスを低減させることができる。その理由は、漏れパルスは送信パルスの反射によるものであり、下電極にマッチング回路を設けることで、送信パルスの反射を低減でき、漏れパルスも低減するからである。また、例えば、下電極が３つに分割されている場合、２つの下電極だけマッチング回路に繋ぎ、１つは繋がない場合でも、全体として見たら、ある程度漏れパルスを低減できる。

（実施例２）
図３（ａ）および（ｂ）は本発明の、実施例２を説明する図である。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）はＣ―Ｃ’断面図である。ここでも、図３（ａ）は、説明のため、一部の構成要素を透視図とした。また、以降の説明では、同一個所あるいは同一の構成要素には同一の番号を付し、同一の構成要素が複数あるもので、対応が明らかな構成要素には番号を省略する。

図３は、プリント配線基板１０１、チップ２０２、マッチング回路１０３を含む構成を示す。プリント配線基板１０１の上面に、チップ２０２とマッチング回路１０３とが実装されている。チップ２０２は、静電容量型超音波トランスデューサであり、図３（ａ）の平面上の縦方向に２つのエレメント、横方向に３つのエレメントを配置した例である。それぞれのエレメントには、縦横３つのセルが２次元配置されている。セル２０４、上電極２０５ａ〜２０５ｆ（それぞれを区別しない場合は上電極２０５と記す。その他の構成要素も同様に記す）、上電極パッド２０６ａ〜２０６ｆ、基板電極パッド２０７ａ、２０７ｂが示されている。また、チップ２０２は断面方向に積層構造となっており、図３（ｂ）に示すように、断面図下方向より、基板２１５、絶縁層２１４、キャビティ２１０、メンブレン層２１１、上部電極２０５で構成される。チップ２０２の静電容量型超音波トランスデューサは、基板２１５の上に形成される。基板２１５は導電性の単結晶シリコン基板が好適である。基板２１５は、下電極としても機能するため、以下の説明では、基板２１５と等価な構成要素として、下電極２１３と記す。メンブレン層２１１は、単結晶シリコンの薄膜である。メンブレン層２１１は、ＳＯＩウエハのデバイス層の面と絶縁膜２１４の面とを直接接合した後に、ＳＯＩウエハのハンドル層とボックス層を除去することで、形成することができる。

絶縁層２１４は、下電極２１３とメンブレン層２１１ならびに上電極２０５とを絶縁するための絶縁層であり、熱酸化膜が好適である。また、絶縁層２１４には、キャビティ２１０が形成されている。キャビティ２１０が設けられた箇所のメンブレン層２１１と上部電極２０５は、断面図の上下方向に振動可能に支持されるため、背景技術で説明した超音波送信動作および超音波受信動作が可能となる。下電極パッド２０７は、下電極２１３と電気的な接続を取るためのＡｌ等の金属材料で形成されたパッドである。プリント配線基板１０１には、チップ２０２の送信動作や受信動作を行うための、信号処理回路や、電気的な基準電位の配線が設けられる。下電極配線１１７とチップ２０２の下電極パッド２０７ａとはワイヤボンディング１０９を介して、電気的に接続される。以下、プリント配線基板１０１の詳細は実施例１と同等であるため、説明は省略する。

マッチング回路１０３は２つの端子がある。その一端が基板１０１上の電極パッド１１２を介してチップ２０２の下電極パッド２０７ｂに電気的に接続され（接続点を点Ｄ’と記す）、他端はプリント配線基板１０１上の配線１１７に電気的に接続されている（接続点を点Ｄと記す）。点Ｄ’の電気接続を開放としたときの、点Ｄ−点Ｄ’からチップ２０２側をみた場合のインピーダンスをＺｏｕｔ２とする。同様に点Ｄ−点Ｄ’からマッチング回路１０３側をみた場合のインピーダンスをＺｉｎ２とする。本実施例においても、Ｚｏｕｔ２ならびにＺｉｎ２は周波数に依存した複素数である。Ｚｏｕｔ２に対して、Ｚｉｎ２が共役複素数となるように、マッチング回路の定数を調整する。以下、マッチング回路の構成や、マッチング回路の動作原理やその効果は、実施例１と同等であるため、説明を省略する。

（実施例３）
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の、実施例３を説明する図である。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）はＣ―Ｃ’断面図、図４（ｃ）はＥ―Ｅ’断面図である。ここでも、図４（ａ）は、説明のため、一部の構成要素を透視図とした。また、以降の説明では、同一個所あるいは同一の構成要素には同一の番号を付し、同一の構成要素が複数あるもので、対応が明らかな構成要素には番号を省略する。

図４は、プリント配線基板３０１、チップ２０２、マッチング回路３０３を含む構成を示す。プリント配線基板３０１の上面に、チップ２０２とマッチング回路３０３とが実装されている。チップ２０２は、静電容量型超音波トランスデューサであり、図４（ａ）の平面上の縦方向に２つのエレメント、横方向に３つのエレメントを配置した例である。それぞれのエレメントには、縦横３つのセルが２次元配置されている。チップ２０２には、実施例２で説明した構成要素に加えて、基板２１５の静電容量型超音波トランスデューサが形成された面と対向する反対側の面に、下電極パッド２１６が１つ以上設けられている。下電極パッド２１６は基板２１５と電気的な接続をとるためのパッドであるが、下電極パッド２１６が複数ある場合でも、基板２１５は下電極パッド２１６ごとに電気的に絶縁されている必要はない。

図４は、下電極パッド２１６を各エレメントの４辺に配置した例を示す。そのうちのＥ―Ｅ’断面に含まれるものを、２１６ａ〜２１６ｄとする。プリント配線基板３０１には、チップ２０２の送信動作や受信動作を行うための、信号処理回路や、電気的な基準電位の配線が設けられる。下電極配線３１７とチップ２０２の下電極パッド２０７ａとはワイヤボンディング１０９を介して、電気的に接続される。図４（ｃ）に示すように、電極パッド３１２はプリント配線基板３０１上の、チップ２０２の下電極パッド２１６に対向する位置に設けられる。下電極パッド２１６ａ〜２１６ｄに対向する電極パッドを、それぞれ、３１２ａ〜３１２ｄとする。下電極パッド２１６ａ〜２１６ｄと電極パッド３１２ａ〜３１２ｄとは、配線２１７ａ〜２１７ｄを介して接続される。配線２１７は、例えば、半田であったり、金バンプであったりする。それぞれの電極パッド３１２はマッチング回路３０３に電気接続される。以下、プリント配線基板３０１の詳細は実施例１と同等であるため、説明は省略する。

マッチング回路３０３は２つの端子があり、その一端が基板３０１上の電極パッド３１２ａ〜３１２ｄを介してチップ２０２の下電極パッド２１６ａ〜２１６ｄの点Ｆａ’〜点Ｆｄ’にて電気的に接続されている。他端はプリント配線基板３０１上の配線３１８ａ〜配線３１８ｄを介して、配線３１７の点Ｆａ−点Ｆｄにて電気的に接続されている。点Ｆａ’〜点Ｆｄ’の電気接続を開放としたときの、点Ｆａ−点Ｆａ’からチップ２０２側をみた場合のインピーダンスをＺｏｕｔ３ａとする。同様に点Ｆａ−点Ｆａ’からマッチング回路３０３側をみた場合のインピーダンスをＺｉｎ３ａとする。本実施例においても，Ｚｏｕｔ３ａならびにＺｉｎ３ａは周波数に依存した複素数である。Ｚｏｕｔ３ａに対して、Ｚｉｎ３ａが共役複素数となるように、マッチング回路の定数を調整する。以下、マッチング回路の構成や、マッチング回路の動作原理やその効果は、実施例１と同等であるため、説明を省略する。

本実施例では、下電極パッド２１６を複数設けた場合でも、静電容量型超音波トランスデューサの配置面積が制限されない。従って、図４（ａ）で示すように、エレメントの配置密度を下げることなくエレメント間に下電極パッド２１６を設けることができる。マッチング回路３０３が配置されたエレメント間では、互いのエレメントから発生する漏れパルスは、マッチング回路３０３に伝播して、マッチング回路３０３の抵抗にて損失する。従って、エレメント間を伝播する漏れパルスを低減させる効果がある。

（実施例４）
上記実施例で説明した静電容量型トランスデューサは、音響波を用いた被検体情報取得装置に適用することができる。静電容量型トランスデューサを用いて被検体内に送信された超音波は、その一部が被検体内にて反射する。反射した超音波は静電容量型トランスデューサにて受信され、電気信号に変換され出力される。この電気信号には、被検体の音響インピーダンスの違いを反映した被検体情報が含まれているため、これを使った生体内のイメージングが可能である。

図５は、音響波の反射を利用した超音波エコー診断装置等の被検体情報取得装置を示したものである。超音波プローブ内の静電容量型トランスデューサ５０１から被検体５０２へ送信された音響波は、反射体５０３により反射される。静電容量型トランスデューサ５０１は、反射された音響波５０４（反射波）を受信して電気信号に変換し、信号処理部５０５に出力する。信号処理部５０５は、入力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換や増幅等の信号処理を行い、データ処理部５０６へ出力する。データ処理部５０６は、入力された信号を用いて被検体情報（音響インピーダンスの違いを反映した特性情報）を画像データとして取得する。ここで、信号処理部５０５とデータ処理部５０６を含めて、処理部といった場合、本被検体情報取得装置は、本発明の静電容量型トランスデューサと処理部を有する。そして、該トランスデューサは、被検体からの超音波を受信して電気信号に変換し、処理部は、電気信号を用いて被検体の情報を取得する。表示部５０７は、データ処理部５０６から入力された画像データに基づいて、画像を表示する。なお、プローブは、機械的に走査するものであっても、医師や技師等のユーザが被検体に対して移動させるもの（ハンドヘルド型）であってもよい。また、音響波を送信するプローブは受信するプローブと別に設けても良い。

本発明は、主に超音波診断装置に使用される超音波探触子などに利用できる。

１０１・・プリント配線基板、１０２・・チップ、１０３・・マッチング回路、１０４・・セル、１０５、１１３・・一対の電極（上電極、下電極）、１０８ｂ・・パッド（下電極パッド）、１１０・・キャビティ（間隙）、１１３・・バイアス電位が与えられる電極

Claims (8)

1. 間隙を隔てて形成された一対の電極のうちの一方の電極を含む振動膜が振動可能に支持された構造のセルを有するエレメントを備えた静電容量型トランスデューサであって、
   前記一対の電極のうち、バイアス電位が与えられる電極に電気的に繋がる少なくとも１か所のパッドにマッチング回路が接続されていることを特徴とする静電容量型トランスデューサ。
2. 前記マッチング回路を介して前記バイアス電位が前記パッドに与えられることを特徴とする請求項１に記載の静電容量型トランスデューサ。
3. 前記マッチング回路は、前記バイアス電位が与えられる電極を含むエレメントないしエレメント群とマッチングしていることを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量型トランスデューサ。
4. 前記マッチング回路は、抵抗、容量、コイルのうちすくなくとも１つ以上を含む回路であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサ。
5. 前記マッチング回路は、抵抗、容量、コイルのうちすくなくとも２つ以上の直列または並列接続からなることを特徴とする請求項４に記載の静電容量型トランスデューサ。
6. 前記マッチング回路は、前記バイアス電位が与えられる電極の辺縁部に電気的に接続されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサ。
7. 前記マッチング回路は、当該トランスデューサが形成されている基板の面と対向する反対側の面で、電気的に接続されることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサ。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載の静電容量型トランスデューサと、処理部とを有し、
   前記トランスデューサは、被検体からの音響波を受信して電気信号に変換し、前記処理部は、前記電気信号を用いて前記被検体の情報を取得することを特徴とする被検体情報取得装置。