[发明专利]具有双平面外和平面内致动和位移的显微机械加工超声换能器

说明书

本文提供了一种电容式换能器(200)。该电容式换能器(200)包括：板(202)，该板包括突出的中心质量块(203)；和基底(204)，该基底具有中心凹入部(205)，该中心凹入部被配置为接纳中心质量块(203)。该电容式换能器(200)还包括耦接到中心质量块(203)的非水平边缘表面的第一电极(210)和耦接到中心凹入部(205)的非水平边缘表面的第二电极(211)。该电容式换能器(200)还包括耦接到中心质量块(203)的水平边缘表面的第三电极(216)和耦接到中心凹入部(205)的水平边缘表面的第四电极(218)。板(202)至少沿板(202)和基底(204)的外周边区域耦接到基底(204)。

背景技术

本文公开的主题涉及换能器，并且具体地涉及具有双平面外和平面内致动和位移的显微机械加工超声波换能器。

超声设备可用于对目标诸如人体中的器官和软组织以及非人目标进行成像。例如，除了对人、动物等进行超声成像之外，超声设备还可以用于应用诸如超声/声学感测、无损评估(NDE)、超声治疗(例如，高强度聚焦超声(HIFU))等。

超声设备可使用实时的、非侵入性高频声波来产生一系列二维(2D)图像和/或三维(3D)图像。声波可由发射换能器发射，并且所发射的声波的反射可由接收换能器接收。然后可处理所接收的声波以显示目标的图像。用作发射换能器和/或接收换能器的常规电容式显微机械加工的超声换能器(CMUT)可包括顶部电极和底部电极，其中顶部电极可由于用于生成声波的电信号而移动，或者由于接收到用于生成可被处理的电信号的声波而移动。顶部电极和底部电极可由间隙隔开，其中该间隙可包括一定程度的真空或者该间隙可填充有例如空气。然而，常规的CMUT和传统的CMUT可能具有某些限制或缺点。

发明内容

下文概述了与最初要求保护的主题范围相称的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制要求保护的主题的范围，而是这些实施方案仅旨在提供该主题的可能形式的简要概述。实际上，该主题可包括多种形式，这些形式可类似于或不同于下文所述的实施方案。

根据第一实施方案，提供了一种电容式换能器。该电容式换能器包括：板，该板包括突出的中心质量块；和基底，该基底具有中心凹入部，该中心凹入部被配置为接纳中心质量块。该电容式换能器包括耦接到中心质量块的非水平边缘表面的第一电极和耦接到中心凹入部的非水平边缘表面的第二电极。该电容式换能器还包括耦接到中心质量块的水平边缘表面的第三电极和耦接到中心凹入部的水平边缘表面的第四电极。板至少沿板和基底的外周边区域耦接到基底。

根据第二实施方案，提供了一种系统。该系统包括电容式换能器。该电容式换能器包括：板，该板包括突出的中心质量块；和基底，该基底具有中心凹入部，该中心凹入部被配置为接纳中心质量块。该电容式换能器还包括布置在电容式换能器的非水平表面上的第一对电极和布置在电容式换能器的水平表面上的第二对电极。该系统还包括电路，该电路被配置为通过向第一对电极施加直流(DC)信号并向第二对电极施加交流(AC)信号来致动电容式换能器。

根据第三实施方案，提供了一种电容式换能器。该电容式换能器包括：板，该板包括突出的中心质量块；和基底，该基底具有中心凹入部，该中心凹入部被配置为接纳中心质量块。该电容式换能器还包括耦接到中心质量块的非水平边缘表面的第一电极和耦接到中心凹入部的非水平边缘表面的第二电极。该电容式换能器还包括耦接到中心质量块的水平边缘表面的第三电极和耦接到中心凹入部的水平边缘表面的第四电极。该电容式换能器甚至还进一步包括设置在第三电极的一部分上的第一绝缘层、设置在第四电极的一部分上的第二绝缘层或设置在第三电极的一部分上的第一绝缘层和设置在第四电极的一部分上的第二绝缘层两者。

附图说明

参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明主题的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的符号在整个附图中表示相同的部分，其中：

图1是根据各种实施方案的可用于超声成像的示例性超声系统的框图；