【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及透明超声波波探头模块及设置该模块的光学装置。
技术介绍
1、超声波传感器(ultrasonic sensor或ultrasonic transducer)是通过利用压电物质的特点来将电能转换成声能后，将该能量传递给对象物体并将反射的声能再次转换成电信号的原理，以能够实现与物体之间的物理距离的测定及物体影像的获取的传感器。
2、与核磁共振成像(mri)或x射线(x-ray)、电子计算机断层扫描(ct)相比，基于光学和超声波的影响拍摄技术具有安全、容易接近、可实时确认影像的优点，因此在医疗诊断中一直被使用。
3、因此，以往已经进行了研究，例如结合超声波成像系统和光学成像系统，或者结合超声波成像系统和光干涉断层扫描成像系统，或者结合超声波成像系统和荧光成像系统。
4、图1为图示通过常规的不透明超声波传感器和光学设备来扫描对象的状态的示意图。常规的超声波传感器20以不透明状态使用，因此，当超声波传感器20和光学设备30一起使用时，如图1所示，光学设备30不能投射不透明的超声波传感器20，因此被设置于超声波传感器的轴之外(un-axis insertion)。
5、由于各种原因，这种轴外设置在拍摄影像方面存在缺点。例如，存在系统排列不良、复杂度增加、系统大小增加、信噪比(signal noise ratio，snr)降低、视角受限等问题。
6、另外，光学扫描数据与超声波扫描数据不一致，因此难以进行准确诊断。
7、例如，参照图1，样品500内部存在的第一物
8、对于利用常规的不透明超声波传感器及光学设备来扫描对象的光学装置，光源不能透射超声波传感器。因此，为了分离光学路径和超声波信号路径，不可避免地需要设置棱镜、硅油等附带因素。因此，还出现系统尺寸变得非常大的问题。
9、另外，为了解决不透明超声波传感器的问题，在美国专利us8784321号中，通过对不透明超声波传感器的部分截面进行穿孔以形成光学路径，从而使光学路径和超声波路径位于同一轴。然而，在这种情况下，由于光只能够在超声波传感器的部分截面进行透射，因此无法充分解决因超声波传感器的非透光性引起的问题。
10、另外，近年来一直在开发用于解决因不透明的超声波传感器引起的影像拍摄问题的透明超声波传感器。然而，对于一些透明超声波传感器，由于透明度低、灵敏度低或聚焦宽，在获得高snr和高分辨率光声影像的方面仍然存在局限。
11、本专利技术人在韩国公开专利第10-2021-0034466号(“透明超声波传感器及其制造方法”)等中提出了基于铌酸锂(lithium niobate，lno)的单晶透明超声波传感器结构及其制造方法，以此为基础，在韩国公开专利第10-2022-0029003号(“基于透明超声波传感器的超声波光学复合成像系统”)等中提出了有关单一元件形态的透明超声波传感器的光学复合成像系统。
12、但是，所述超声波传感器结构由单一元件构成，因此用每个元件每小时可处理的数据量有限。由此，通过采用多元件结构的透明超声波传感器，以在保持可实时处理的透明超声波传感器的优点的同时，提高数据量，提高图像品质，能够提供更广视角的光学装置的必要性正在增大。
13、现有技术文献
14、专利文献
15、专利文献0001：韩国公开专利第10-2021-0034466号
16、专利文献0002：韩国公开专利第10-2022-0029003号。
技术实现思路
1、技术问题
2、本专利技术的目的在于，提供利用可实现超声波路径和光路径的同轴化的透明超声波传感器来改善snr并可使设备小型化的光学装置。
3、本专利技术的再一目的在于，提供设置具有高透明度和灵敏度的超声波传感器的光学装置。
4、本专利技术的另一目的在于，提供通过采用多压电元件来提高图像品质并能够提供广视角的光学装置。
5、本专利技术的课题不限于上述课题，本专利技术所属
的普通技术人员可从以下记载清楚理解未提及的其他另一课题。
6、解决问题的方案
7、根据本专利技术的一方面，提供透明超声波波探头模块，作为设置于光学装置的外壳内部的透明超声波波探头模块包括：透镜，设置于所述外壳内部的一侧，由透明材料形成并以一侧面暴露于外壳外部的方式设置；第一匹配层，由透明材料形成，设置于所述透镜的另一侧面；压电元件层，设置于所述第一匹配层，包括能够相互转换电信号和机械信号的多个透明压电元件；第一电极层及第二电极层，由透明材料形成，分别设置于所述压电元件层的一侧面和另一侧面并传输电信号；电路基板，与所述第一电极层及第二电极层相连接，由能够弯曲的材料形成，并能够与所述压电元件交换电信号；以及块层，设置于所述第二电极层，由透明材料形成并用于消除超声波噪声。
8、此时，在所述第一匹配层与所述透镜之间还可设置由透明材料形成的第二匹配层。
9、此时，所述电路基板可由透明材料形成。
10、此时，所述电路基板可由接地基板(ground fpcb)和信号基板(signal fpcb)构成。
11、此时，所述接地基板可在第一电极层与所述第一匹配层之间与所述第一电极层相连接，所述信号基板可在所述第二电极层与所述块层之间与所述第二电极层相连接。
12、此时，所述电路基板可由负责接地功能的金箔板和信号基板(signal fpcb)构成。
13、此时，所述金箔板可在第一电极层与所述第一匹配层之间与所述第一电极层相连接，所述信号基板可在所述第二电极层与所述块层之间与所述第二电极层相连接。
14、此时，所述块层可形成为具有比所述压电元件层和所述第二电极层更宽的表面，所述信号基板可设置于所述块层的上表面中从所述压电元件层和所述第二电极层突出的一部分上，并可通过所述第二电极层及导电材料进行连接。
15、此时，构成所述压电元件层的多个压电元件可排列成一列。
16、此时，所述多个压电元件可排列成一列，且能够以向上凸起的拱形排列。
17、此时，所述多个压电元件可排列成一列，且能够以向上凹陷的“u”字形排列。
18、此时，构成所述压电元件层的多个压电元件能够以横向和纵向的格子状设置。
19、此时，构成所述压电元件层的多个压电元件能够以圆形设置。
20、此时，所述多个压电元件分别可形成为直径不同的环状并呈同心圆状设置。
21、此时，所述多个压电元件能够以具有预定曲率的半球状设置。
22、此时，所述匹配层和所述块层可由塑料、硅、玻璃、环氧树脂中至少一种材料形成，或者可由在所述材料中掺入具有几纳米本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种设置于光学装置的外壳内部的透明超声波波探头模块，其中，包括：
2.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，在所述第一匹配层与所述透镜之间还设置有由透明材料形成的第二匹配层。
3.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述电路基板由透明材料形成。
4.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述电路基板由接地基板和信号基板构成。
5.根据权利要求4所述的透明超声波波探头模块，其中，
6.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述电路基板由负责接地功能的金箔板和信号基板构成。
7.根据权利要求6所述的透明超声波波探头模块，其中，
8.根据权利要求7所述的透明超声波波探头模块，其中，
9.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，构成所述压电元件层的多个压电元件排列成一列。
10.根据权利要求9所述的透明超声波波探头模块，其中，所述多个压电元件排列成一列，且以向上凸起的拱形排列。
11.根据权利要求9所述的透明超声波波
12.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，构成所述压电元件层的多个压电元件以横向和纵向的格子状设置。
13.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，构成所述压电元件层的多个压电元件以圆形设置。
14.根据权利要求13所述的透明超声波波探头模块，其中，所述多个压电元件分别形成为直径不同的环状并呈同心圆状设置。
15.根据权利要求13所述的透明超声波波探头模块，其中，所述多个压电元件以具有预定曲率的半球状设置。
16.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述匹配层和所述块层由塑料、硅、玻璃、环氧树脂中至少一种材料形成，或者由在所述材料中掺入具有几纳米至数百微米直径的粉末的复合物形成。
17.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述透镜具有凹透镜、凸透镜、平面透镜中的任一种形状。
18.一种光超声波光学装置，其中，包括：
19.根据权利要求18所述的光超声波光学装置，其中，所述装置还包括光学透镜，该光学透镜设置于所述外壳内部，并设置于所述光学设备与所述透明超声波波探头模块之间。
20.根据权利要求18所述的光超声波光学装置，其中，所述光学设备为照相机。
21.根据权利要求18所述的光超声波光学装置，其中，所述光学设备为照射光的光源。
...【技术特征摘要】
1.一种设置于光学装置的外壳内部的透明超声波波探头模块，其中，包括：
2.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，在所述第一匹配层与所述透镜之间还设置有由透明材料形成的第二匹配层。
3.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述电路基板由透明材料形成。
4.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述电路基板由接地基板和信号基板构成。
5.根据权利要求4所述的透明超声波波探头模块，其中，
6.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，所述电路基板由负责接地功能的金箔板和信号基板构成。
7.根据权利要求6所述的透明超声波波探头模块，其中，
8.根据权利要求7所述的透明超声波波探头模块，其中，
9.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，构成所述压电元件层的多个压电元件排列成一列。
10.根据权利要求9所述的透明超声波波探头模块，其中，所述多个压电元件排列成一列，且以向上凸起的拱形排列。
11.根据权利要求9所述的透明超声波波探头模块，其中，所述多个压电元件排列成一列，且以向上凹陷的“u”字形排列。
12.根据权利要求1所述的透明超声波波探头模块，其中，构...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴正愚，金哲弘，金亨咸，刘镇熙，
申请(专利权)人：浦项工科大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：
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