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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201310098290.3 (22)申请日 2013.03.26 2012-083415 2012.03.31 JP A61B 8/00(2006.01) (73)专利权人 佳能株式会社 地址 日本东京 (72)发明人 渡辺信一郎 香取笃史 虎岛和敏 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 欧阳帆 (54) 发明名称 探头和使用该探头的被检体信息获取装置 (57) 摘要 本发明公开了探头和使用该探头的被检体信 息获取装置。 提供了一种探头， 在该探头中声介质 通过光反射层上的针孔或刮痕进入到光反。
2、射部件 的支撑层中的渗透被抑制， 溶剂裂缝的发生被抑 制， 并且因出现在接收表面上的光声波所致的噪 声可被抑制。该探头包括 ： 具有至少一个单元的 元件， 在该单元中， 包含被设置为夹有间隙的两个 电极中的一个电极的振动膜被可振动地支撑。该 探头还包括布置在所述振动膜上的支撑层、 和布 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。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 审查员 赵秋芬 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 (10)授权公告号 CN 103356231 B (45)授权公告日 2015.04。
3、.08 CN 103356231 B 1/1 页 2 1. 一种探头， 包括 ： 具有至少一个单元的元件， 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， 所述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 ； 布置在所述支撑层上并且透过声波的光反射层 ； 以及 形成在所述光反射层上的针对声介质的保护层。 2. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 用于所述振动膜和所述支撑层之间的声阻抗一 致的声匹配层被形成在所述振动膜上， 并且所述支撑层被布置在所述声匹配层上。 3. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述保护层与所述光反射层相比具有更低的声 介质透。
4、过率。 4. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述保护层对于所述声介质的膨润程度比所述 支撑层对于所述声介质的膨润程度更低。 5. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述光反射层是由 Au， Ag， Al， 以及包括 Au、 Ag 或 Al的材料中的一种制成的金属膜， 并且具有等于或大于0.05m且等于或小于0.2m的膜 厚度。 6. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述支撑层的主要成分是烯烃树脂、 环氧树脂、 丙烯酸树脂、 硅树脂、 聚酯树脂、 聚碳酸酯树脂、 聚氨基甲酸乙酯树脂、 和对位二甲苯树脂中 的任一种。 7. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述声介质。
5、是蓖麻油、 癸二酸二异癸酯 DIDS、 聚 乙二醇、 乙醇、 生理食盐溶液和水中的任一种。 8. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述保护层对于所述声介质的膨润程度等同于 或低于所述支撑层对于所述声介质的膨润程度， 并且所述保护层的应力小于所述支撑层的 应力。 9. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述保护层允许声波通过， 并且在所使用的光的 波长区域中的光透过率是至少 85。 10. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述保护层具有等于或小于 10m 的厚度。 11. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述保护层的主要成分是烯烃树脂、 环氧树脂、 丙烯酸树脂、 硅。
6、树脂、 聚酯树脂、 聚碳酸酯树脂、 聚氨基甲酸乙酯树脂、 和对位二甲苯树脂中 的任一种。 12. 根据权利要求 1 所述的探头， 其中， 所述保护层是通过化学气相沉积方法形成的。 13. 一种被检体信息获取装置， 包括 ： 根据权利要求 1-12 中的任一项所述的探头 ； 光 源 ； 和数据处理设备， 其中， 所述探头接收通过用从光源发出的光照射在所述被检体上而产 生的声波， 并且将所述声波转换为电信号， 并且 所述数据处理设备利用所述电信号来获取与所述被检体有关的信息。 权 利 要 求 书 CN 103356231 B 2 1/7 页 3 探头和使用该探头的被检体信息获取装置 技术领域 00。
7、01 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 0002 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。
8、。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。 0003 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。
9、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 0004 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 （。
10、conformity） 的层） 而彼此粘合。 0005 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。 0006 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。
11、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 说 明 书 CN 103356231 B 3 2/7 页 4 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。 0007 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。 0008 为了解决这些问题， 本发明的探头包括 ： 包括具。
12、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。 0009 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 0010 图 1 是用于描述本发明的光声探头的截面图。 0011 图 2 是根据本发明的示例 1 的光声探头的截面图。 0012 图 3 是根据本发明的示例 2 的光声探头的截面图。 0013 图 4A 是使用电容性机电换能器的探头的俯视图。图 4B 。
13、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。 0014 图 5 是使用电容性机电换能器 （接合型） 的探头的截面图。 0015 图 6 是根据本发明的示例 2 的光声探头的截面图。 0016 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 0017 现将根据附图来详细描述本发明的优选实施例。 0018 在本发明的探头中， 支撑层和此支撑层上的光反射层被设在单元的作为声波接收 表面的振动膜上， 并且针对声介质的保护层被设在光反射层上。探头在相对于被检体被固 定或被移动的同时在声介质介于光反射层和被检体之间的情况下被使用。 例如， 单。
14、元包括 ： 经由间隙形成在与衬底接触形成的第一电极上的第二电极 ； 其上设置了第二电极的振动 膜 ； 以及支撑振动膜以使得在第一电极和振动膜之间形成间隙的振动膜支撑部。单元可根 据制造所谓的牺牲层型和接合型的类型中的任一种的方法来制造。随后将描述的图 4A 和 图 4B 的示例包括可根据制造牺牲层型的方法来制造的结构。随后将描述的图 5 的示例包 括可根据制造接合型的方法来制造的结构。本发明的探头、 光源和数据处理设备可构成被 检体信息获取装置。 这里， 探头接收通过用从光源发出的光照射被检体而产生的声波， 将该 波转换为电信号。数据处理设备利用电信号来生成被检体的图像数据。 0019 下文中。
15、将描述本发明的实施例。图 4A 和图 4B 示出包括含有多个单元的元件的电 容性机电换能器的示例。此实施例的探头至少包括机电换能器和外壳 （211、 311） 。图 4A 是 俯视图。图 4B 是图 4A 的沿线 4B 4B 获取的截面图。机电换能器包括含有单元 7 的多个 元件 8。在图 4A 和 4B 中， 四个元件 8 中的每个包括九个单元 7。然而， 单元数目可以是任 意的。 说 明 书 CN 103356231 B 4 3/7 页 5 0020 如图4B所示， 此实施例中的单元7包括衬底1、 第一电极2、 第一电极2上的绝缘膜 3、 诸如腔之类的间隙 5、 振动膜 4 以及振动膜 4。
16、 上的第二电极 6。在单元中， 包括夹有间隙 的两个电极中的一个电极的振动膜以允许该振动膜振动的方式被支撑。衬底 1 由硅制成。 作为替代， 此衬底可以是由玻璃制成的绝缘衬底。第一电极 2 是由钛和铝中任一种制成的 金属膜。在衬底 1 由具有低电阻的硅制成的情况下， 衬底自身可用作第一电极 2。绝缘膜 3 可通过堆叠由硅氧化物制成的薄膜来形成。支撑着振动膜 4 和绝缘膜 3 的振动膜支撑部 9 是通过堆叠由硅氮化物制成的薄膜来形成的。第二电极 6 可由由钛和铝中的任一种制成的 金属膜形成。图 4A 和图 4B 示出声匹配层 10、 光反射部件 11、 和保护层 12。这些组件将在 随后描述。 。
17、0021 此实施例的机电换能器可利用制造接合型的方法来形成。在图 5 中示出的具有接 合型配置的单元 7 适于将诸如腔之类的间隙 5、 振动膜 4、 振动膜支撑部 9 和第二电极 6 设 在硅衬底 1 上。这里， 具有低电阻的硅衬底 1 也用作第一电极。作为替代， 衬底可以是绝缘 玻璃衬底。在此情况下， 用作第一电极 2 的金属膜 （钛和铝之一） 被形成在衬底 1 上。振动 膜 4 是由结硅衬底 （junction silicon substrate） 形成的。这里， 振动膜支撑部 9 由硅氧 化物制成。作为替代， 此支撑部可通过堆叠由硅氮化物制成的薄膜来形成。第二电极 6 由 由铝制成的金属。
18、膜形成。 0022 将描述驱动此实施例的探头的原理。单元由夹有间隙 5 的第一电极 2 和振动膜形 成。因此， 为了接收声波， 直流电压被施加到第一电极 2 和第二电极 6 中的一个。当声波被 接收到时， 声波使振动膜变形以改变间隙的距离 （高度） 。因此， 电极间的电容改变。从第一 电极 2 和第二电极 6 中的一个检测电容改变， 从而允许检测声波。元件还可通过将交流电 压施加到第一电极 2 和第二电极 6 中的一个以使振动膜振动来发送声波。 0023 接下来， 将参考图 1 来描述根据此实施例的光声探头的振动膜上的层配置。探头 的配置包括堆叠在包含接收部的光声探头衬底 101 上的声匹配层。
19、 102、 支撑层 103、 光反射 层 104 和保护层 105。支撑层 103 和光反射层 104 构成光反射部件。保护层 105 与传播光 声波的声介质 100 接触。声介质 100 可以是能够传输光声波的材料中的任一种 ； 该介质可 以是蓖麻油、 DIDS（sebacic acid diisodecyl ester， 癸二酸二异癸酯） 、 聚乙二醇、 乙醇、 生理食盐溶液和水。如上所述， 探头衬底 101 包括 ： 接收部以及电极， 该接收部被设置有在 形成在单晶硅衬底上的腔上的由单晶硅和硅氮化物之一制成的隔膜 （振动膜） 。 0024 声匹配层 102 形成在接收部的隔膜上。声匹配层。
20、 102 可适当地由不大幅改变机械 特性 （比如隔膜的弹簧常数） 的杨氏模量低的材料制成。更具体而言， 适当的杨氏模量为等 于或大于 0MPa 且等于或小于 100MPa。等于或小于 100MPa 的杨氏模量减轻因光反射层 104 的应力所致的对振动膜的不利影响。因为刚性 （杨氏模量） 足够低， 所以振动膜 7 的大体机 械特性不被改变。另外， 声匹配层 102 适当地由声阻抗与隔膜的声阻抗相等的材料制成。 更具体地， 适当的声阻抗范围为从 1MRayls 到 2MRayls。声匹配层 102 可以由例如桥联的 （bridged） 聚二甲基硅氧烷 （PDMS） 的硅橡胶之类的材料制成。PDMS。
21、 具有约 1MPa 的小的杨 氏模量， 以及 1 到 2MRayls 的声阻抗 （1MRayls=1106kg m-2 s-1。下文中将使用 MRayls） ， 这等于隔膜的声阻抗。 因此， 在振动膜和声匹配层102间的界面处的声波反射可被抑制。 可 通过向 PDMS 添加硅石粒子来调节声阻抗。这样， 声阻抗根据所用材料被调节， 从而允许光 声波被有效接收。 说 明 书 CN 103356231 B 5 4/7 页 6 0025 光反射层 104 是用于反射用以使得被检体发出光声波的光的膜， 并且可由在所使 用光的波长区域 （例如约700到1000nm） 中具有高反射率的材料制成。 适当的反射。
22、率在所使 用光的波长区域中为至少 80。更适当的反射率为等于或大于 90。例如， 由 Au、 Ag、 Al 及与 Au、 Ag 或 Al 形成的合金中的一种制成的金属膜可被采用。光反射层 104 的适当厚度 等于或小于 10m。在使用 Au 的情况下， Au 具有约 63MRayls 的高声阻抗。为了防止因声 阻抗失配所致的超声波反射， 厚度需要足够小。为了形成 Au 的薄膜， 诸如气相沉积和溅射 之类的形成薄膜的方法中的一种可被采用。然而， 方法不限于此。作为替代， 传统已知的方 法可被采用。在使用气相沉积和溅射中的一种的情况下， Au 膜的厚度的范围可以是从 0.05 到0.2m。 电介质。
23、多层膜可形成在金属膜上以进一步增大反射率。 电介质多层膜可用作光 反射层。 0026 光反射层 104 适当地可以是具有较小厚度的膜， 因为该层需要透过光声波。然而， 在利用气相沉积和溅射中的任一种来形成光反射层的情况下， 因制造方法致使有时出现针 孔。 在扫描光声探头的同时测量被检体的情况下， 光反射层因为膜厚较小而易于被刮伤。 光 反射层 104 可直接形成在声匹配层 102 上。然而， 此反射层可适当地形成在支撑层 103 上。 声匹配层 102 由杨氏模量低的材料制成。因此， 在直接在声匹配层上形成光反射层 104 的 情况下， 存在来自光反射层的应力使声匹配层变形的可能性。声匹配层 。
24、102 由杨氏模量低 的材料制成。因此难以降低表面粗糙度。另外， 难以增大声匹配层上的光反射层的反射率。 因此， 光反射层 104 可适当地形成在刚性比声匹配层 102 更高的支撑层 103 上。支撑层 103 的材料可以是主要成分为烯烃 （olefi n） 树脂、 环氧树脂、 丙烯酸树脂、 硅树脂、 聚酯树脂、 聚 碳酸酯树脂、 聚氨基甲酸乙酯树脂、 和对位二甲苯树脂中的任一种的树脂膜。支撑层 103 适 当地具有与声匹配层 102 的声阻抗接近的声阻抗以防止超声波因声阻抗不一致而反射。更 具体而言， 支撑层 103 的适当的杨氏模量是等于或大于 100MPa 且等于或小于 20GPa。声阻。
25、 抗可以大约是在 1MRayls 到 5MRayls 之间， 包含 1MRayls 和 5MRayls。支撑层 103 的声阻抗 被配置为接近声匹配层 102 的声阻抗的值， 从而允许声波反射的量在支撑层 103 和声匹配 层 102 间的界面处被减小。 0027 例如， 在将 PDMS 用作声匹配层 102 的情况下， 支撑层 103 可适当地由烯烃树脂中 的任一种制成， 在烯烃树脂中， 聚甲基戊烯树脂 （Polymethylpentene resin） 可更适当地被 使用。在这种情况下， PDMS 可用作超声探头衬底 101 和支撑层 103 的粘合层。然而， 此用 途并不对范围造成限制。。
26、作为替代， 这些组件可利用粘合剂来彼此粘合。然而， 在使得超声 探头衬底 101 和支撑层 103 经由声匹配层 102 和粘合剂彼此粘合的情况下， 应力可被施加 给支撑层103。 即使在形成光反射层时形成了针孔和刮痕中的任意一种， 在光反射层104上 形成保护层 105 也防止声介质渗透到支撑层中。保护层 105 的形成可防止光反射层在光声 探头被扫描时被刮伤。也就是说， 本发明的保护层 105 形成在光反射层 104 上， 并且防止声 介质 100 的渗透 （透过） 。与光反射层 104 相比， 保护层 105 适当地具有更低的声介质 100 的透过率。更具体地， 声介质的适当透过率等于或。
27、小于 10-3g/(m2day)。更适当的速率为 10-5g/(m2day) 或更少。因此， 刮痕数不增大， 并且， 如果针孔和刮痕中的任一种形成在光 反射层上， 则裂缝不变宽。因此， 可防止噪声增大。 0028 在保护层 105 对于声介质 100 的膨润 （swelling） 程度 （从干燥状态吸水到膨胀的 特性的程度） 高的情况下， 声介质倾向于渗透到支撑层103中并在应力保持在支撑层中的状 说 明 书 CN 103356231 B 6 5/7 页 7 态下引起裂缝。作为不引起溶剂裂缝的有利条件， 保护层 105 对于声介质 100 的膨润程度 可适当地等同于或小于支撑层 103 对于声。
28、介质 100 的膨润程度。也就是说， 保护层 105 对 于声介质 100 的适当的膨润程度等于或小于支撑层 103 的膨润程度。更具体地， 在保护层 105 浸泡在声介质中的情况下保护层 105 的质量变化率等于或小于 1。此外， 保护层 105 可适当地被形成以使得保护层105的内部应力或者施加到保护层105的应力低于施加到支 撑层 103 的应力。施加到保护层 105 的应力的减小进而可减小溶剂裂缝的发生率。施加到 保护层 105 的应力可适当地小于因声介质引起裂缝时的裂缝的阈值应力。保护层 105 的膜 厚度可适当地等于或小于 10m。 0029 保护层 105 允许光声波透过， 并且。
29、光透过率可以是所使用光的波长区域 （例如 700 800nm） 中的至少 85。例如， 保护层 105 可由诸如烯烃树脂、 环氧树脂、 丙烯酸树 脂、 硅树脂、 聚酯树脂、 聚碳酸酯树脂、 聚氨基甲酸乙酯树脂、 和对位二甲苯树脂之类的材料 中的一种形成。形成树脂的方法可以是浸渍涂敷、 旋转涂敷、 溶胶 - 凝胶法、 喷涂法、 和化学 气相沉积。然而， 方法不限于此， 可采用公知的制造方法。对位二甲苯可通过根据化学气相 沉积方法以低应力形成保护层 105 的适当方法形成。使用化学气相沉积方法可将对位二甲 苯树脂在光反射层 104 上形成为具有低应力的保形 （conformal） 且无针孔的薄膜。。
30、通过使 用化学气相沉积方法， 对位二甲苯树脂可被形成为具有若干微米的膜厚度。 因此， 光声波的 衰减较低。膜由对位二甲苯树脂制成， 其是分子量约为 50 万的高分子膜。因此， 对于声介 质的膨润程度较小。 0030 因此， 在此实施例的光声探头中， 即使在形成光反射层时引起了针孔和刮痕的情 况下， 在光反射层上形成保护层也可防止声介质渗透到支撑层中。 此外， 形成保护层可防止 光反射层在扫描的同时使用探头期间被刮伤。因此， 声介质通过光反射层的针孔或刮痕进 入到支撑层中的渗透可被抑制， 并且溶剂裂缝的发生进而可被抑制。具有比支撑层更低应 力并且具有比声介质进入支撑层中的膨润程度更低的膨润程度的。
31、保护层可适当地形成在 光反射层上。此配置可抑制溶剂裂缝的发生。结果， 光反射层上的刮痕数不增大， 并且， 即 使针孔或刮痕存在于光反射层上， 裂缝也不变宽。因此， 可防止噪声增大。 0031 下文中将描述示例。 0032 （示例 1） 0033 参考图 2， 将描述本发明的示例 1 的探头。在此示例中， 保护层由对位二甲苯树脂 （帕利灵 （parylene） ） 形成。 探头衬底201包括 ： 接收部， 其包括在单晶硅衬底上形成的腔上 的、 由单晶硅和硅氮化物中的任一种制成的隔膜 ； 以及电极。 探头衬底201被固定于设备板 208， 并且通过导线接合而电连接到设备板 208 上的焊盘 （未示。
32、出） 。导线和焊盘受密封部件 206 的保护。接收光声波的接收部具有 30mm20mm 的尺寸， 并且形成在两个密封部件 206 之间。从探头衬底 201 的接收部接收光声波的信号通过柔性衬底 209 连接到电路 210。通 过电路 210 的信号通过线缆 212 被连接到信号处理器 （未示出） 。 0034 探头衬底 201 上的声匹配层 202 由聚二甲基硅氧烷 （PDMS）形成。PDMS 具有约 为 1MPa 的小的杨氏模量， 以及等于接收部的隔膜的声阻抗的值的 1 到 2MRayls 的声阻抗。 PDMS 还用作使得其上形成了光反射层 204 的支撑层 203 粘合到探头衬底 201 。
33、的材料。如果 PDMS 的膜厚度太小， 则粘合力减小。因此， 厚度为 50 到 500m。支撑层 203 由烯烃树脂之 中的聚甲基戊烯树脂制成， 并且膜厚度为 100m。聚甲基戊烯树脂具有比 PDMS 更高的刚 说 明 书 CN 103356231 B 7 6/7 页 8 性。因此， 光反射层 204 的应力不使支撑层 203 变形。光反射层 204 具有 Au/Cr/SiO2（厚 度 150nm/10nm/100nm） 的三层配置。SiO2被用来增大针对溶剂的阻挡性能。Cr 被用来 增大 Au 和 SiO2之间的紧密接触性能。支撑层 203 的在探头衬底 201 的接收表面上以及上 方的部分。
34、经由粘合剂层 207 粘合到外壳 211。此配置防止声介质 200 渗透到外壳 211 中。 0035 由帕利灵制成的保护层 205 利用化学气相沉积方法被形成在光反射层 204 上。保 护层205的膜厚度为3m。 对位二甲苯树脂可通过利用化学气相沉积在光反射层204上被 形成为保形且无针孔的低应力膜。在其上形成了光反射层 204 的、 由聚甲基戊烯树脂制成 的支撑层 203 利用 PDMS 粘合到探头衬底 201 的情况下， 根据有限元方法的计算表明 60MPa 的应力被施加到支撑层 203。同时， 在利用化学气相沉积方法形成对位二甲苯树脂的情况 下， 应力是若干兆帕， 其很难通过声介质 2。
35、00 引起溶剂裂缝。因此， 对位二甲苯树脂被形成 为分子量约为 50 万的高分子膜。因此， 保护层对于声介质的膨润程度低于支撑层 203 的膨 润程度。 0036 因此， 在示例1的光声探头中， 形成由对位二甲苯树脂制成的保护层205防止了声 介质通过光反射层204上的针孔或刮痕渗透到支撑层203中。 因此， 不引起溶剂裂缝。 即使 在光反射层 204 上存在针孔或刮痕的情况下， 也因此防止裂缝变宽， 从而允许噪声降低。在 扫描光声探头的同时测量被检体的情况下， 形成保护层 205 防止了光反射层被重新刮伤。 因此， 防止了溶剂裂缝发生， 并且能够制造具有低噪声的光声探头。在示例 1 中， 形。
36、成了一 个保护层 205。该层的数量不限于此。可形成多个层。例如， 适于防止刮伤发生的层和适于 防止溶剂裂缝发生的层可彼此分离。这样， 用于各个功能的多个保护层可被采用。 0037 （示例 2） 0038 参考图 3， 将描述根据本发明的示例 2 的光声探头。在示例 2 中， 保护层是使用喷 涂法形成的。示例 2 具有基本上等同于示例 1 的配置的配置。在图 3 中， 指派有后两位与 图 2 所示 200 系列数字的后两位相同的 300 系列数字的组件指示功能与图 2 中所示那些类 似的组件。在此示例中， 喷涂方法被采用为形成保护层 305 的方法。喷涂方法可将聚氨基 甲酸乙酯形成为厚度为等于。
37、或小于 10m 的膜。这种方法同样可实现与示例 1 中的那些有 利效果相等同的有利效果。 0039 （示例 3） 0040 参考图6， 将描述根据本发明的示例3的光声探头。 此示例的探头具有如图6所示 的振动膜上的层配置。探头具有如下的配置， 在该配置中具有应力减轻功能且用于声学一 致的应力减轻层 402、 支撑层 403、 气体阻挡层 404、 光反射层 405 和保护层 406 堆叠在包括 接收部的光声探头衬底 401 上。应力减轻层 402 由 PDMS 形成并且例如具有约 1.5MRayls 的声阻抗。支撑层 403 由聚甲基戊烯 （TPX） 制成并且例如具有约 1.8MRayls 的。
38、声阻抗。气 体阻挡层 404 由 SiO2制成并且具有气体阻挡性能和防潮性。光反射层 405 由 Au/Cr 形成。 气体阻挡层 404 和光反射层 405 较薄。因此其声阻抗基本上不影响声学一致性。与声介 质 400 接触的保护层 406 由帕利灵形成， 其是对位二甲苯系列的聚合体并且具有例如约 2.8MRayls的声阻抗。 支撑层、 气体阻挡层和光反射层构成光反射部件。 这种配置同样可实 现与示例 1 的那些有利效果相等同的有利效果。 0041 （示例 4） 0042 包括在实施例和示例中描述的机电换能器的探头可应用于使用声波的被检体信 说 明 书 CN 103356231 B 8 7/7。
39、 页 9 息获取装置。来自被检体的声波被机电换能器接收。通过使用输出电信号， 其中反映出被 检体的光学特性值 （诸如光吸收系数） 的被检体信息可被获取。 0043 图 7 示出根据该示例的利用光声效果的被检体信息获取装置。经由光学元件 54 （比如透镜、 反射镜和光纤） 用从光源 51 发出的脉冲光 52 照射被检体 53。被检体 53 中的光 吸收体 55 吸收脉冲光的能量并生成作为声波的光声波 56。包括用于容纳机电换能器的外 壳的探头 57 接收光声波 56， 将该波转换为电信号并将信号输出到信号处理器 59。信号处 理器59对输入信号执行诸如A/D转换和放大之类的信号处理， 并且将信号。
40、输出到数据处理 器50。 数据处理器50利用输入信号来获取作为图像数据的被检体信息 （其中反映出诸如光 吸收系数之类的被检体的光学特性值的被检体信息） 。显示器 58 基于从数据处理器 50 输 入的图像数据来显示图像。 探头可以是相对于被检体、 被机械地扫描的类型和被用户 （比如 医生和技师中的任一种） 移动的类型 （手持类型） 中的任一种。 0044 本发明的探头包括在光反射层上的针对声介质的保护层。因此， 声介质通过光反 射层上的针孔或刮痕进入到支撑层中的渗透被抑制， 并且溶剂裂缝的发生可被抑制。即使 在光反射层上存在针孔或刮痕的情况下， 因此也可防止光反射层上的刮痕变宽。 因此， 因光。
41、 声波出现在探头的接收表面上所致的噪声可被防止增大。 即使在扫描探头的同时测量被检 体的情况下， 形成保护层也抑制了光反射层上的新刮痕的出现。 因此， 支撑层上的溶剂裂缝 的发生可被抑制。 0045 虽然参考示例性实施例描述了本发明， 但是应理解本发明不限于所公开的示例性 实施例。 以下权利要求的范围与最宽解释一致以包括所有这样的修改以及等同的结构和功 能。 说 明 书 CN 103356231 B 9 1/3 页 10 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103356231 B 10 2/3 页 11 图 4A 图 4B 图 5 说 明 书 附 图 CN 103356231 B 11 3/3 页 12 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103356231 B 12 。