JP5943677B2 - 探触子、及びそれを用いた被検体情報取得装置 - Google Patents
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Description
Transducer)が注目されている。静電容量型超音波トランスデューサは、例えば、空隙のある2つの平行平板電極をセル(キャビティ)構造とし、一方の振動可能な振動膜(メンブレン)を振動させることにより、音響波の送受信が可能である。特に音響媒体中においては優れた広帯域特性を容易に得ることができる。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む。例えば、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光音響波を含む。
(実施例1)
図2を用いて、本発明の探触子の実施例1を説明する。本実施例では、パリレンで保護層を形成する。探触子基板201は、単結晶シリコン基板上に形成されたキャビティ上に単結晶シリコンや窒化シリコンなどからなるメンブレンを備えた受信部や電極などで構成されている。探触子基板201はデバイスボード208に固定され、デバイスボード208上のパッド(図示せず)とワイヤーボンディングによって電気的にも接続されている。ワイヤーとパッドは封止材206によって保護されている。光音響波を受信する受信部は30mm×20mmの大きさで、2つの封止材206の間に形成されている。探触子基板201の受信部からの光音響波の受信信号は、フレキ基板209を通って回路210に接続されている。回路210を通った信号はケーブル212を通って、信号処理装置(図示せず)に接続されている。
図3を用いて、本発明の光音響探触子の実施例2を説明する。実施例2では、スプレー法によって保護層を形成する。実施例2は、上記実施例1とほぼ同様の構成である。図3において、図2で示す2百番台の数字と下2桁が同じ3百番台の数字は、図2で示す部分とそれぞれ同様な機能を有する部分を示す。本実施例では、保護層305の形成方法としてスプレー法を用いている。スプレー法によりポリウレタンを膜厚10μm以下で形成することができる。このような方法でも、実施例1と同様な効果を奏することができる。
図6を用いて、本発明の光音響探触子の実施例3を説明する。本実施例の探触子は、図6で示す様な振動膜上の層構成を有する。探触子は、受信部を有する光音響探触子基板401上に、応力緩和や音響整合などの役割を有する応力緩和層402、支持層403、ガスバリア層404、光反射層405、保護層406を積層した構成になっている。応力緩和層402は、PDMSなどで形成され、例えば1.5MRayls程度の音響インピーダンスを有する。支持層403はポリメチルペンテン(TPX)等で形成され、例えば1.8MRayls程度の音響インピーダンスを有する。ガスバリア層404はSiO2などで形成され、ガスバリア性や耐湿性などを有する。光反射層405は、Au/Crなどで形成される。ガスバリア層404と光反射層405は薄いので、これらの音響インピーダンスは音響整合には殆ど関係しない。音響媒体400と接触する保護層406は、パラキシリレン系ポリマーであるパリレン等で形成され、例えば2.8MRayls程度の音響インピーダンスを有する。支持層とガスバリア層と光反射層で光反射部材が構成され、こうした構成によっても実施例1と同様な効果を奏することができる。
上記実施形態や実施例で説明した電気機械変換装置を備える探触子は、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。被検体からの音響波を電気機械変換装置で受信し、出力される電気信号を用い、光吸収係数などの被検体の光学特性値を反映した被検体情報を取得することができる。
Claims (12)
- 間隙を挟んで設けられた2つ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セル構造を少なくとも1つ含む素子を備え、前記振動膜上に配置された支持層と前記支持層上に配置された光反射層を有する探触子であって、
前記光反射層の上に音響媒体に対する保護層が形成されていることを特徴とする探触子。 - 前記振動膜上に、該振動膜と前記支持層との音響インピーダンスを整合させるための音響整合層が形成され、前記支持層は前記音響整合層の上に配置されることを特徴とする請求項1に記載の探触子。
- 前記保護層は、前記光反射層よりも前記音響媒体の透過率が低いことを特徴とする請求項1又は2に記載の探触子。
- 前記保護層は、前記音響媒体に対する膨潤度が、前記支持層の膨潤度以下であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の探触子。
- 前記光反射層は、Au、Ag、Alあるいはこれらを含む金属薄膜からなり、その膜厚が0.05μm〜0.2μmの範囲にあることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の探触子。
- 前記支持層は、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、パラキシリレン樹脂の何れかを主成分とすることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の探触子。
- 前記音響媒体は、ひまし油、DIDS(セバシン酸ジイソデシルエステル)、ポリエチレングリコール、エタノール、生理食塩水、水の何れかであることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の探触子。
- 前記保護層は、前記音響媒体に対する膨潤度が、前記支持層のそれと同等ないし小さく、且つ、前記保護層の応力が、前記支持層の応力よりも小さいことを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の探触子。
- 前記保護層は、音響波を透過し、且つ、使用する光の波長領域での光透過率が85%以上であることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の探触子。
- 前記保護層は、厚みが10μm以下であることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の探触子。
- 前記保護層は、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、パラキシリレン樹脂の何れかを主成分とすることを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の探触子。
- 請求項1及至11の何れか1項に記載の探触子と、光源と、データ処理装置と、を有し、
前記探触子は、前記光源から出射した光が被検体に照射されることにより発生する音響波を受信して電気信号に変換し、
前記データ処理装置は、前記電気信号を用いて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。
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