[发明专利]探头和使用该探头的被检体信息获取装置

说明书

技术领域

本发明涉及用作用于接收光声波的光声探头并且包括电容性机电换能器的探头、以及使用该探头的被检体信息获取装置，其中光声波是因照射被检体的光而由被检体产生的。

背景技术

传统地，采用由压电材料制成的换能器（即机电换能器）的超声探头已经被使用。近年来，使用半导体工艺制造的电容性的微机械加工的超声换能器（CMUT）已经备受瞩目。例如，电容性的微机械加工的超声换能器具有多个单元（cell），每个单元包括两个平行的平面电极和腔，并且该电容性的微机械加工的超声换能器能够通过允许在一侧上的且能振动的振动膜（隔膜（membrane））振动来发送和接收声波。尤其是在声介质中，优秀的宽带特性能够容易地实现。在本说明书中，声波（acoustic wave）是音波（sound wave）、超声波和光声波中的任一种。例如，光声波是通过用诸如可见光或红外光之类的光（电磁波）照射被检体内部而产生的。

在以上技术情形下，日本专利申请特开第2010-075681号提出了一种接收光声波的探头，在其配置中，用于反射对被检体进行照射的光的光反射部件被设置为比探头的接收表面更大。日本专利申请特开第2009-272824号提出了一种电容性超声探头，其在振动膜上包括保护层。该探头具有如下的配置，该配置在上部电极上包括保护层并且在该配置中绝缘有机材料被布置为保护层材料。在本说明书中，隔膜的振动膜和上部电极有时被总的称作振动膜。

发明内容

当用以产生光声波的光进入电容性光声探头时，光声波作为噪声出现在探头的接收表面上。因此，需要光反射层来防止光入射在接收表面上。然而光反射层的形成可能改变探头中的机电换能器的振动膜的弹簧常数和变形量；此改变应当避免。因此，光反射层不直接形成在振动膜上。作为替代，光反射层形成在支撑层上。使得振动膜和具有光反射层的支撑层彼此粘合。在此情况下，可以适当地使得振动膜和具有光反射层的支撑层经由声匹配层（用于使振动膜和支撑层间的声阻抗一致（conformity）的层）而彼此粘合。

然而，在声介质中使用包括经由声匹配层而堆叠的振动膜和具有光反射层的支撑层的探头的情况下，应力被施加到支撑层，并且溶剂裂缝（solvent crack）时有发生。溶剂裂缝的发生进而导致具有光反射层的支撑层上的裂缝。光通过裂缝进入以产生光声波，从而增大噪声。溶剂裂缝也称作环境应力裂缝，这已知为产生受应力和环境因素（化学剂）影响的裂缝的一种现象。实际上，不仅溶剂而且某些化学剂（比如油和表面活性剂）都施加类似的副作用。

因为具有上述配置的探头使用粘合剂来使得振动膜粘合到具有光反射层的支撑层，所以遗憾地，应力被施加到支撑层。因为要求光反射层允许光声波透过，所以该层适当地是薄膜。然而，针孔有时被形成。此外，光反射层有时被刮伤（scratch）。刮痕是因探头制作中的不小心以及在扫描探头的同时测量被检体所导致的。

通过在声介质中使用包括具有针孔或刮痕的光反射层的探头，声介质可能渗透到被施加了应力的支撑层中，从而导致溶剂裂缝。溶剂裂缝的发生使得光反射层上的针孔和刮痕变宽，并增大光的透过量，这在探头接收表面上产生光声波。因此，噪声可能增大。

为了解决这些问题，本发明的探头包括：包括具有至少一个单元的元件的元件，在该单元中，包含两个电极中的一个电极的振动膜被可振动地支撑，该两个电极被设置为在其间夹有间隙；布置在所述振动膜上的支撑层；以及布置在所述支撑层上的光反射层。针对声介质的保护层被形成在所述光反射层上。

通过参考附图对示例性实施例进行如下的描述，本发明的更多特征将变得清楚明了。

附图说明

图1是用于描述本发明的光声探头的截面图。

图2是根据本发明的示例1的光声探头的截面图。

图3是根据本发明的示例2的光声探头的截面图。

图4A是使用电容性机电换能器的探头的俯视图。图4B是使用电容性机电换能器（牺牲层型）的探头的、沿线4B-4B取得的截面图。

图5是使用电容性机电换能器（接合型）的探头的截面图。

图6是根据本发明的示例2的光声探头的截面图。

图7是示出使用本发明的探头的被检体信息获取装置的示图。

具体实施方式

现将根据附图来详细描述本发明的优选实施例。