本发明涉及一种包括要经由声学匹配液体声学地耦合到被检体的探测器阵列的声学波接收设备。
背景技术：
已知有一种包括用于接收来自被检体的声学波的多个探测器的探测器阵列，以及经由储存在容器中的声学匹配液体接收来自被检体的声学波以获得被检体的声学波图像的声学波接收设备。
日本专利公开第2016-55159号讨论了一种声学波接收设备，其通过用近红外线照射被检体来接收在被检体中产生的声学波，以便获得作为被检体的乳房的光声图像。日本专利公开第2016-55159号中讨论的声学波接收设备包括：支撑受检者并具有插入开口的支撑基座，以及储存声学匹配液体直到使得从插入开口插入的被检体可以被声学地耦合到探测器阵列的耦合液位的容器。
日本专利公开第2016-55159号还讨论了，容器连接到可以供应声学匹配液体的液体供应系统，并且通过向声学匹配液体添加表面活性剂来减少声学匹配液体中的气泡。
技术实现要素：
在日本专利公开第2016-55159号中讨论的声学波接收设备中，有时观察到问题。问题是：气泡粘附到探测器阵列的接收表面，接收特性在构成探测器阵列的探测器之间变化，并且在重建的声学波图像中产生伪影。
此外，由于即使在经过1分钟至数小时之后，粘附的气泡仍留在接收表面上，因此有时会发生声学波接收设备的停机时间，从而降低了设备的运行率。
本发明旨在一种减少在声学匹配液体中产生的气泡的粘附的探测器阵列以及包括该探测器阵列的声学波接收设备。
本发明的声学波接收设备包括探测器阵列，该探测器阵列包括多个探测器和支撑部分，每个探测器都具有与储存在容器中的声学匹配液体形成接触的接收表面，所述支撑部分与所述声学匹配液体形成接触，具有与所述接收表面相邻的邻接表面并支撑所述多个探测器。接收表面在相对于声学匹配液体的接触角方面等于或小于邻接表面。
根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本发明的另外的特征将变得清楚。
附图说明
图1a和图1b是示出根据本发明第一示例性实施例的容器和探测器阵列的局部放大图。
图1c和图1d是示出根据本发明一个或多个实施例的探测器阵列中的接收表面和支撑部分的液滴接触角的局部放大图。
图2a和图2b是示出根据本发明示例性实施例的探测器阵列中的声学匹配液体相对于接收表面和支撑部分的接触角的局部放大图。
图2c和图2d是示出根据本发明一个或多个实施例的声学匹配液体中的气泡相对于接收表面和支撑部分的接触角的局部放大图。
图3a和图3b是在另一个探测器阵列中示出根据本发明示例性实施例的探测器阵列中的表现出减少气泡粘附的作用和机理的接收表面和支撑部分的局部放大图。
图3c是示出根据本发明一个或多个实施例的另一探测器阵列中的容器的局部放大图。
图4a和图4b分别是根据本发明示例性实施例的声学波接收设备的横截面和平面图。
图5a和图5b是示出根据本发明附加的示例性实施例的探测器阵列的局部放大图。
图6a、图6b、图6c、图6d和图6e是示出根据本发明附加的示例性实施例的探测器阵列的局部放大图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例。
<探测器阵列>
下面将描述第一示例性实施例。下面将参照图1a至图1d、图2a至图2d和图3a至图3c描述作为本发明的元件的探测器阵列。
图1a是示出在容器42的底部包括探测器阵列44的容器42的横截面示意图。图1c是示出滴落在水平设置的探测器阵列44的接收表面440a上的声学匹配液体2的固液接触角的横截面示意图。类似地，图1d是示出滴落在水平设置的探测器阵列44的支撑部分45上的声学匹配液体2的固液接触角的横截面示意图。
如图1a所示，根据本示例性实施例的探测器阵列44包括多个排列的探测器(44a，44b，......)和支撑探测器的半球形阵列支撑部分45。探测器阵列44设置在容器42的底部。换句话说，探测器阵列44构成容器42的一部分。
如图1a所示，容器42包括容器部分42v，该容器部分42v可以储存声学匹配液体2(2b)到有被检体201的耦合液位以上(lc以上)。耦合液位表示最低液位，在该最低液位处被检体201声学地耦合到探测器阵列44。换句话说，耦合液位表示最低液位，在该最低液位处被检体201声学地耦合到声学匹配液体2(2b)。容器42通过声学匹配液体2(2b)确保来自被检体201的声学波传播通过探测器阵列44。
在本示例性实施例中，被检体201由保持部分25(如图4a所示)保持，该保持部分25具有用于使得能够储存声学匹配液体的半容器形状，并且由用于使得能够传播声学波的材料制成。然而，被检体201可以绕过保持部分25而直接浸泡在声学匹配液体2(2b)中。
探测器阵列44在与声学匹配液体2(2b)接触的一侧包括接收表面440(440a，440b，......)和与接收表面440相邻的邻接表面450。在接收表面440a、440b......之间建立比表面张力(specificsurfacetension)的关系。
根据本示例性实施例的探测器44a、44b、44i、......各自包括：未示出的电容型探测器电容式微机械超声换能器(cmut)，由分散有钨细粉的弹性体制成的声学匹配层74，以及由声学匹配层74支撑的铝/氧化铝层。电容型探测器cmut可以由具有另一压电元件的压电探测器代替。
探测器44a、44b、44i......彼此间隔开以输出取决于电极面积的信号强度的声学波信号，或者每个探测器都包括将压电体保持在其间的成对电极。此外，接收表面440(440a，440b，……)是与成对电极中的接近同声学匹配液体2(2b)接触的一侧的电极的面积相对应的区域。
在本示例性实施例中，从100nm的铝层中的与声学匹配液体2(2b)接触的一侧的表面将铝/氧化铝层(金属层)72阳极化处理至30nm的深度，以成为氧化的构成接收表面440(440a，440b，……)的氧化铝。接收表面440(440a，440b，……)包括金属和金属的氧化物层，并且，氧化物层设置在与声学匹配液体2(2b)接触的一侧。
另一方面，支撑部分45是通过在方位角方向上耦接十六分之一半球形铝的八个十六分之一半球部分而构成的。八个十六分之一半球部分中的每一个都具有用于安装探测器(接收表面440(440a，440b，……))的通孔。支撑部分45被配置成使得与声学匹配液体2(2b)接触的邻接表面450被阳极化处理至距离表面15nm的深度。
在根据本示例性实施例的探测器阵列44中，由于氧化铝层设置在接收表面440(440a，440b，……)和邻接表面450上，所以这两个表面都具有亲水性。然而，基于氧化铝层厚度的差异，如图1c和图1d所示，接收表面440(440a，440b，……)在厚度上大于邻接表面450，因此具有更好的亲水性。
氧化铝层被称为钝化层，这是因为通过紧密覆盖铝的表面来抑制氧化铝下方的铝的氧化和氧化层的厚度的增大，因此层构造被化学稳定化。形成钝化层的金属可以包括铝、铬、锌、钛、钽、铌、锆石及其组合以及其衍生品等。
以下面的方式测量图1c和图1d中所示的接触角。将预定体积的液滴滴在目标固体表面上。滴下后过去10秒时，测定液滴与固体表面的固液界面的接触角。1/2θ方法可用于测量固液界面的接触角。用于测量固液界面的接触角的1/2θ方法是用于解决在液滴和固体之间的界面周围形成为圆形形状的边缘2p处限定固液界面的接触角的切线的低测量精度的问题的测量方法。该方法对于具有高润湿性的固体样品特别有效。如下理论被用于使用1/2θ法的固液界面的接触角的测量中：该理论使得在固体表面和连接滴下的液滴的顶点2v和边缘2p的线段之间形成的角度是固液界面的接触角的二等分角。在图1c和图1d中，各自被点表示的两个角度对应于固液界面的接触角θdmr或θdmp。
在本说明书中，后缀d、m、r和p分别是指液滴(d)、声学匹配液体(m)、接收表面(r)和邻接表面(p)。
在声学匹配液体主要包含水的情况下，测量其中声学匹配液体2用作液滴的固液界面的接触角的量值关系可以用测量其中使用纯水(去离子水)作为液滴的固液界面的接触角的量值关系代替。对于在使用纯水作为液滴来测量接触角的情况下的接触角θ，使用后缀“w”(水)。此外，代替后缀d，后缀b(气泡)用于下述的液体中的气泡与固体表面之间的接触角θ。
通常，固液界面的接触角不是物理性质值而是测量值。在固液界面的接触角θ的测量中出现误差，因为固液界面的接触角θ与要滴落的液滴的直径φ的平方成反比例地过小，并且，固液界面的接触角θ与要滴落的液滴的直径φ的立方成比例地过小。前一种测量误差是由从液滴表面的蒸发引起的体积减小，并且该误差影响其中表面积/体积变大的小直径液滴。此外，后一种测量误差是由液滴的重量引起的液滴边缘的变形，并且该误差影响表面积/体积比率变小的大直径液滴。
因此，为了使这些误差最小化，优选的是，获得可以使误差的影响最小化并使明显测量的接触角最大化的液滴尺寸。在本说明书中，由于主要使用具有低蒸气压的水性声学匹配液体，所以前一种影响小。因此，相对较小的直径φ被设置在0.1mm至0.5mm之间。通常，要滴落的液滴的直径φ选自于在0.1mm以上和2mm以下之间的范围中。
然而，确定本发明的示例性实施例是否可实施是为了在共同的测量环境下测量接收表面(接收表面440(440a，440b，……))和支撑部分(邻接表面450)，因此不需要识别精确的物理属性值。
图1a和图1b中所示的容器42包括用近红外线照射被检体201的照射单元47。其中支撑部分45和接收表面440(探测器44a)被设置在与声学匹配液体2(2b)接触的一侧的铝/氧化铝层，反射从被检体201反射或散射的近红外线，以减少探测器阵列44变成产生光声学波的噪声源的情况。照射单元47与产生近红外线的光源(未示出)光学地耦合并用近红外线照射被检体201。光源连续地发光或由q开关控制以产生脉冲光。光源具有从可见光区域到近红外区域的发光波长范围。因此，其发光波长可以在例如600nm以上和1500nm以下之间的波长范围内。
下面将参照图2a至图2d和图3a至图3c描述固液界面的接触角的控制与气泡粘附的控制有联系的效果。
图2a和图2b分别示出了在声学匹配液体2(2b)被滴落到根据第一示例性实施例的探测器阵列44的接收表面440(440a)和邻接表面450上的情况下的固液界面的接触角θdmr和θdmp。图2a和图2b分别对应于用于描述1/2θ方法的图1c和图1d。此外，在图2c和图2d中，根据第一示例性实施例的探测器阵列44的接收表面440(440a)和邻接表面450水平地面朝下放置，浸入声学匹配液体2(2b)中，并且，观察与各自具有约1mm的直径的气泡接触的状态。图2c和图2d示出了固气界面的接触角θdbr和θdbp。
作为图1a和图1c中所示的固体表面的接收表面440在与声学匹配液体2(2b)的亲和力上高于邻接表面450，并且为表面提供亲水性。结果，接触角θdbp和接触角θdbr由以下通式1表达。
0≤接触角θdmr≤接触角θdmp通式1
此时，邻接表面450与液体中的气泡15的亲和力高于与声学匹配液体2(2b)的亲和力，并且，气泡15与邻接表面450之间的固气界面的接触角θdbp小于接触角θdbr。
结果，接触角θsmr和接触角θsmp满足以下通式2，并且，分别建立关于接触角θsmr和接触角θsmp的补充关系的接触角θdbr和接触角θdbp由以下通式3表达。
0≤接触角θsmr≤接触角θsmp通式2
接触角θdbr≥接触角θdbp≥0通式3
由这些式子可理解，固液界面的接触角的量值关系与固气界面的接触角的量值关系负相关。
因此，如图3b所示，可以理解的是，相对于固体表面的接触面积大于相对于接收表面440(440a)的接触面积，因此在声学匹配液体2(2b)中已产生并已粘附到邻接表面450的气泡15更稳定地粘附到固体表面。粘附到邻接表面450的气泡15通过声学匹配液体2(2b)的浮力和流体压力从界面分离，并然后变成气泡17。然而，从邻接表面450分离比从接收表面440(440a)分离需要相对更长的时间。
另一方面，如图3a所示，可以理解的是，相对于固体表面的接触面积小于相对于邻接表面450的接触面积，因此在声学匹配液体2(2b)中已产生并已粘附到接收表面440(440a)的气泡14更不稳定地粘附到固体表面。粘附到接收表面440(440a)的气泡15通过声学匹配液体2(2b)的浮力和流体压力容易地从界面分离，并然后变成气泡16。
由于声学匹配液体2(2b)的流量、探测器阵列44的梯度等，提供固气界面的高接触角的不稳定气泡14难以保留在接收表面440(440a)上。气泡14因此移动到其中由探测器44a接收的声学波的传播路径不受干扰的区域。
如图3c所示，分离的气泡16的移动目的地是近端表面450。可替代地，气泡16可以从探测器阵列44分离，以由于声学匹配液体2(2b)的浮力或流量而升高到声学匹配耦合液体2(2b)的液位lc。
通过将根据第一示例性实施例的探测器阵列44应用于包括容器的声学波接收设备，可以降低由气泡粘附到接收表面引起的成像质量的降低以及气泡分离所需的停机时间。
支撑部分45在本示例性实施例中具有半球形形状，但是可以具有诸如旋转椭圆面、旋转抛物面或旋转双曲面之类的旋转二次曲面。
<接触角，和表面张力的控制>
在根据本示例性实施例的探测器阵列44中，如图1c和图1d所示，接收表面440(440a)(接收表面)和邻接表面450(支撑部分)被控制为使得相对于声学匹配液体2(2b)的接触角在它们之间相等或者在接收表面440(440a)上小于在邻接表面450上。换句话说，接收表面440被控制成在表面张力方面等于或大于邻接表面450。
此外，换句话说，在声学匹配液体2(2b)主要包含水的情况下，接收表面440(440a)在亲水性方面等于或高于邻接表面450。
换句话说，具有大表面张力的固体材料在结晶学上在其原子之间具有大的键能。通常，从最大能量到最小能量的键合排序是共价键合、离子键合和金属键合。因此，银(ag)、铜(cu)或铝(al)的碳化物、氧化物和氮化物的金属合金比纯金属或包含ag、cu或al的金属合金提供更高的表面张力。
另外，从材料工程的观点来看，具有高表面张力的固体材料具有高弹性常数和高刚性模量。这对应于陶瓷材料或玻璃材料比具有延性和展性的金属具有更高的弹性常数。此外，在表面包括厚度为1e-6m的薄层的情况下，表面张力的分布可以有代表性地由支撑薄层且厚度大于薄层的支撑层的弹性模量形成。
此外，可以理解的是，具有高亲水性的固体材料包括许多亲水基团比如氢(h)或羟基(oh)作为表面组合物，或者，包括少量疏水基团，比如显示出疏水性的烃。
此外，可以理解的是，具有高亲水性的固体材料包括许多在固体材料的表面上形成水合物的材料。
因此，优选的是，接收表面440(440a)比邻接表面450具有更高的结合能量。类似地，在接收表面440(440a)和邻接表面450包含相同类型的金属元素的情况下，使得接收表面440(440a)在氧化物的表面浓度方面等于或高于邻接表面450，从而接收表面440(440a)表现出比邻接表面450高或与其相等的表面张力。
此外，优选的是，在接收表面440(440a)和邻接表面450各自在其表面上具有厚度为1e-6m或更小的薄层的情况下，支撑薄层的支撑材料的弹性高。在接收表面440(440a)和邻接表面450各自在其表面上具有厚度为1e-6m或更小的薄层，并且由具有比薄层的弹性低的弹性的弹性材料支撑的情况下，通过减薄支撑接收表面440(440a)的材料的厚度，使得接收表面440(440a)表现出比邻接表面450更高的表面张力。
此外，在声学匹配液体2(2b)的主要液体组合物是水的情况下，通过使接收表面440(440a)中的亲水基团的表面浓度高于邻接表面450中的亲水基团的表面浓度，使得接收表面440(440a)表现出比邻接表面450高或与其相等的亲水性。类似地，在声学匹配液体2(2b)的主要液体组合物是水的情况下，通过使接收表面440(440a)中的水合物形成材料的表面浓度高于邻接表面450中的水合物形成材料的表面浓度，使得接收表面440表现出比邻接表面450高或与其相等的亲水性。水合物形成材料的例子包括氧化的铝(氧化铝)、氧化铬和氧化钛。
与液体的表面张力不同，固体表面的表面张力不能直接定量确定，但该问题通过zisman绘图方法来得以解决。在zisman绘图方法中，使用其中通过针对一种目标固体表面使用不同类型的液体来测量接触角的图，将由cosθ＝1(完全湿态)的截距给出的临界表面张力确定为固体表面的表面张力。
<声学波接收设备>
下面将描述第二示例性实施例。图4a和图4b分别是示出根据第二示例性实施例的声学波接收设备100的截面图和平面图，该声学波接收设备100包括根据本发明第一示例性实施例的探测器阵列44。图4a是在虚拟观察沿着图4b中的平面a-a'的配置的情况下的垂直截面。为了便于理解，平面a-a'是异常弯曲的表面。图4b是从z轴方向俯视图4a所示的声学波接收设备100的情况下的平面图。
根据第二示例性实施例的声学波接收设备100包括支撑基座20、具有探测器阵列44的容器42、对容器42进行扫描的二维扫描单元46、和温度控制机构57，该温度控制机构57调节储存在容器42中的声学匹配液体2(2b)的温度。下面将描述每个元件。
如图4a所示，支撑基座20包括用于插入作为受检者200的一部分的被检体201的插入部分22和支撑受检者200的支撑部分24。
如图4a所示，根据本示例性实施例的支撑基座20还包括：保持部分25，保持被检体201在与插入部22重叠的位置上；座位27，受检者200坐在座位27上；以及侧板29，在顶板上与在支撑部分24周围的四个边连续。如图4b所示，支撑基座20还包括对支撑部分24进行支撑的四个支柱28。
座位27设置在支撑部分24上，使得受检者200的成像定向稳定。此外，侧板29设置成围绕在图像拍摄期间移动的容器42、x台460、y台462和照射单元47，并且从设备的内部分离受检者200和操作者(未示出)的移动空间。可以在支撑部分24和座位27上设置缓冲垫(未示出)，以减少在图像拍摄期间受检者200的负担。
插入部分22是设置在支撑部分24中的开口，以使得能够将作为受检者200一部分的被检体201插入。未被插入到插入部分22中的受检者200的一部分可以被放置在支撑部分24上，使得受检者200的成像定向可以被稳定。待成像的部分包括受检者200的上肢、下肢、头部和胸部。然而，图4a示出了当作为被检体201的受检者200的左腿插入到插入部分22中并且他/她的右腿(未示出)被放置在支撑部分24的安装部分上时的就座位置的成像定向。
由于在图像拍摄期间稳定被检体201的意图，保持部分25在与插入部分22重叠的位置处被固定到支撑部分24。保持部分25从支撑部分24向下突出，即具有半容器形状，并且使得能够将被检体201保持在支撑部分24的下方。
保持部分25由具有声学波的传播属性(低衰减属性)的声学匹配材料制成。传播属性使得探测器阵列44能够接收从被检体201传播的声学波。使用允许在红外区域中透射的诸如异戊二烯橡胶(ir)、硅树脂橡胶或聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的树脂材料作为保持部分25的材料。本发明的示例性实施例还包括这样的形式：其中材料是柔性的并且具有比柔性构件的刚性高的刚性的网状树脂材料被组合用于补偿保持位置的下端。
希望的是，保持部分25具有用于分隔空间使得储存在容器42中的声学匹配液体2(2b)不直接与被检体201接触的气密性。这使得可以确保储存在容器42中的声学匹配液体2(2b)的卫生属性。具有气密性和半容器形状突起的保持部分25储存声学匹配液体2(2a)，并且可以确保保持部分25与被检体201之间的声学耦合。
扶手或防护栏(未示出)可以适当地设置在支撑基座20上，以减少受检者200的焦虑感。
接收扫描单元40包括探测器阵列44和二维扫描单元46，探测器阵列44接收从经由插入部分22插入的被检体201传播的声学波，二维扫描单元46与水平面平行地、二维地移动探测器阵列44。接收扫描单元40被设置在支撑部分24的下方。
如图4a和图4b所示，二维扫描单元46包括x台460，该x台460设置在支撑部分24下方，并且可以在第一方向d1上移动探测器阵列44。根据本示例性实施例的x台460移动容器42，由此在x方向上移动探测器阵列44。
如图4a和图4b所示，二维扫描单元46包括y台462，该y台462设置在x台460下方，并且可以在与第一方向d1相交的y方向上移动x台460。
换句话说，x台460和y台462是xy台，其相对于插入部分22与水平面平行地、二维地相对移动探测器阵列44。基于从扫描控制电路466(将在下面描述)输出的扫描信号，x台460和y台462可以按任何二维扫描图案扫描探测器阵列44，所述二维扫描图案包括旋转扫描、螺旋扫描、boustrophedon扫描和光栅扫描。换句话说，容器42连接到对探测器阵列44进行扫描使得相对于被检体201的相对位置发生偏移的二维扫描单元46。
二维扫描单元46包括：将扫描信号输出到x台460和y台462的扫描控制电路466，以及将x台460、y台462和扫描控制电路466连接的扫描信号线缆468。
扫描控制电路466设置在支撑基座20的外部，并且通过经由设置在侧板29上的线缆开口29a而布线的扫描信号线缆468向x台460和y台462中的每一个输出扫描信号。扫描信号的无线传输可以省略扫描信号线缆468。
本发明的说明书中的“水平状态”是指可以使用水平仪或激光位移计观察到的物理量。在根据本示例性实施例的声学波接收设备100中，在水平状态下存在有效梯度余量，并且相对于与垂直方向正交的完全水平状态，梯度角tanθ的上限和下限在±0.5mm/m内。梯度角tanθ的上限和下限优选在±0.1mm/m以内，或者，更优选在±0.04mm/m以内。
在包括与探测器阵列44和声学匹配液体2(2b)一起要被二维扫描的容器42的根据本示例性实施例的声学波接收设备100中，流量、波的产生、和气泡的保持是由根据扫描而被储存的声学匹配液体2(2b)中的惯性引起的。
特别优选的是，其中与根据本示例性实施例的声学匹配液体2(2b)的亲和力受到控制的探测器阵列被应用于这样的声学波接收设备100，该声学波接收设备100包括连接到二维扫描单元46的容器42。
此外，根据本示例性实施例的容器42连接到液体供应机构(未示出)。液体供应机构包括储液罐、泵和管道，并将声学匹配液体供应到容器42中。液体供应机构可以是阻挡空气的密封系统。但是，这样的系统结构复杂且维护困难。因此，通常使用开放式液体供应机构。在开放式液体供应机构中，气体成分溶解在声学匹配液体中以被供应到容器42，因此在将液体供应到容器42的同时产生气泡。
特别优选的是，其中与根据本示例性实施例的声学匹配液体2(2b)的亲和力受到控制的探测器阵列被应用于这样的声学波接收设备100：该声学波接收设备100包括连接到开放式液体供应机构的容器42。液体供应机构具有使声学匹配液体与空气接触的表面，并且连接到容器42以将声学匹配液体供应到容器42。
根据本示例性实施例的声学波接收设备100包括温度控制机构57，其控制储存在容器42中的声学匹配液体2(2b)的温度。温度控制机构57设置在容器42中，并且包括：具有加热器、珀耳帖元件和热管的热辐射/吸收设备576，温度调节线缆574和温度控制电路572。
温度控制机构57被提供来将声学匹配液体2(2b)的声速管理在预定范围内或者减小声学匹配液体2和被检体201之间的温度差。在温度受到控制的声学匹配液体2(2b)中，在降温过程中气体的溶解得到改善，并且在升温过程中产生源于溶解的气体的气泡。
特别优选的是，其中与根据本示例性实施例的声学匹配液体2(2b)的亲和力受到控制的探测器阵列被应用于这样的声学波接收设备100：该声学波接收设备100包括根据本示例性实施例的温度控制机构57。
根据本示例性实施例的声学波接收设备还包括多条信号线60和信号继电器80，所述信号线60传输从多个探测器(44a，44b，44i......)分别输出的声学波信号，所述信号继电器80经由多条信号线60与探测器阵列44电连接。
根据本示例性实施例的探测器阵列44输出接收到的声学波作为模拟声学波信号。因此，多条信号线60构成具有数量与探测器阵列44中的多个探测器(44a，44b，44i)的数量相等的信道并并行地传输各个信道的(模拟)声学波信号的并行传输线缆62。并行传输线缆62是其中多条信号线60中的一些或全部被捆绑成束的线缆组。
信号继电器80包括ad转换器82，其将从探测器阵列44并行传输的模拟声学波信号转换为数字声学波信号。信号继电器80经由串行线缆64将转换后的数字声学波信号串行传输到具有信号处理电路(未示出)的集成控制单元90。串行线缆64是用于按时间顺序传输数字信号的线缆。
因此，换句话说，信号继电器80是对并行传输模拟信号的电缆组(并行电缆62)与按时间顺序传输数字信号的电缆(串行电缆64)进行中继的继电器。
集成控制单元90的信号处理电路重建从信号继电器80输出的数字声学波信号，并将拍摄的图像输出到存储介质(未示出)或显示单元92。此外，作为本发明中的示例性实施例，包括其中集成控制单元90包括存储介质(未示出)的形式。集成控制单元90可以向扫描控制电路466、液体供应机构(未示出)和温度控制机构57输出控制命令。
此外，如图3c和图5a所示，根据本示例性实施例的探测器阵列44包括照射单元47。照射单元47与传输从输出近红外线区域中的脉冲光的光源49输出的近红外线的光纤48光学地连接。探测器阵列44接收由从照射单元47朝向被检体201发出的近红外线在被检体201内产生的光声学波。
下面将描述第三和第四示例性实施例。根据图5a和图5b中所示的第三和第四示例性实施例的探测器阵列44与根据第一示例性实施例的探测器阵列44的不同之处在于，提供金属层72以由接收表面440(440a，440b，......)和邻接表面450共享。
金属层72具有用于控制与声学匹配液体2(2b)的亲和力均匀的功能。根据第三和第四示例性实施例的探测器阵列44包括支撑金属层72的声学匹配层74。
根据第三示例性实施例的探测器阵列44的探测器44a(44b，......)通过平板型凸缘构件45a(45b，......)安装到支撑部分45。换句话说，凸缘构件45a、45b，.....展开在整个支撑部分45上。
声学匹配层74被设置成填充半球形金属层72和展开的凸缘构件45a、45b、......之间的间隙。优选的是，声学匹配层74由弹性体制成，以便减少横波的产生。声学匹配层74是通过将金属微粒比如钨分散在橡胶中而获得的。
在与声学匹配液体2(2b)接触的一侧上设置厚度为100nm的金薄层作为金属层72的情况下，根据本示例性实施例的探测器阵列44由于支撑金属层72的声学匹配层74的贡献差异而表现出金薄层表面的润湿性分布。
与包括由弹性体制成的薄声学匹配层74的接收表面440(440a)相对应的金属层72在表面张力方面大于与包括薄声学匹配层74的邻接表面450相对应的金属层72。此外，接收表面440(440a)的金属层72相对于声学匹配液体2(2b)具有小的固液接触角。
换句话说，金属层72是把从被检体反射的近红外线朝向被检体进一步反射的反射层。
图5b中所示的根据第四示例性实施例的探测器阵列44与根据第三示例性实施例的探测器阵列44的不同之处在于：不使用凸缘构件，并且多个探测器44a、44b、44i、......设置成朝向半球阵列支撑部分45的内侧突出。根据本示例性实施例的探测器阵列44与根据第三示例性实施例的探测器阵列44的类似之处在于：声学匹配层74设置为填充半球形金属层72和支撑部分45或者多个突出的探测器44a、44b、44i、......之间的间隙，并且，声学匹配层74具有厚度分布。
由于对金属层72支撑的声学匹配层74的贡献差异，根据本示例性实施例的探测器阵列44表现出金薄层的表面的润湿性分布。
由于探测器阵列44和容器42中的微生物出现而导致的探测器阵列44中的二次污染的增加，可以通过对金属层72使用表现出抗菌效果的诸如银、铜或金之类的金属来得以减少。与包括由弹性体制成的薄声学匹配层74的接收表面440(440a)相对应的金属层72在表面张力方面大于与包括薄声学匹配层74的邻接表面450相对应的金属层72。另外，与接收表面440(440a)相对应的金属层72具有相对于声学匹配液体2(2b)的小固液接触角。
下面将描述第五、第六、第七、第八和第九示例性实施例。根据第一至第四示例性实施例的探测器阵列44具有半球形内表面，并且多个探测器44a、44b、44i、......被三维地设置。图6a至图6c中所示的一维阵列以及图6d和图6e中所示的二维阵列适用于本发明的探测器阵列。
分别在图6a至图6e中示出的根据第五至第九示例性实施例的探测器阵列44包括：对应于多个探测器44a、44b、44i、......的多个接收表面(未示出)，以及对应于与多个探测器44a、44b、44i、......相邻的支撑部分45的邻接表面(未示出)。
虽然参照示例性实施例描述了本发明，但是，应该理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以便涵盖所有这类修改以及等效的结构和功能。