CN115251834A - 一种光声成像探头 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光声成像探头，该光声成像探头包括承载单元，在承载单元的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在第一换能单元旁设有光纤单元；然后，在承载单元内部设有分声单元，该分声单元倾斜的置于第一换能单元和声窗单元之间的第一传播路径上；即，本申请实施例通过在承载单元内部设置分声单元，该分声单元对不同频率的光声信号分别具有透射和反射功能，这样即可将激发的该光声信号通过不同的传播路径进行分离，进而再通过不同的换能单元分别对分离的光声信号按频率分类接收，从而实现对光声信号在较宽频率的有效接收，实现了对光声信号的宽频段接收并提高光声成像质量的技术效果。

Description

一种光声成像探头

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种光声成像探头。

背景技术

光声成像是一种非入侵式和非电离式的新型生物医学成像方法，其在医学中得到了越来越广泛的应用。

在光声成像中，目标生物体受到脉冲激光的照射后，由于目标生物体对激光吸收同时可产生瞬间的局域热膨胀并产生超声信号(光声信号)，通过对该超声信号的接收及分析即可重建目标生物体中的光吸收分布图像，进而进行相关的医学诊断。

由于上述光声信号的频谱宽度较宽，现有的光声成像探头并不能对其进行有效接收，造成成像效果不佳。

发明内容

针对上述技术问题的至少一个方面，本申请实施例提供了一种光声成像探头，该光声成像探头包括承载单元，在承载单元的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在第一换能单元旁设有光纤单元；然后，在承载单元内部设有分声单元，该分声单元倾斜的置于第一换能单元和声窗单元之间的第一传播路径上；

这样，光纤单元发出的光沿第一传播路径照射到目标生物体并激发产生光声信号，在该光声信号沿第一传播路径反向传播到分声单元时，该分声单元能够将该光声信号按照频率划分为第一光声信号和第二光声信号，其中，该第一光声信号从分声单元透射后被第一换能单元接收，该第二光声信号从分声单元反射后被装设于承载单元的第二换能单元接收；

也就是说，本申请实施例中，通过在承载单元内部设置分声单元，该分声单元对不同频率的光声信号分别具有透射和反射功能，这样即可将激发的该光声信号通过不同的传播路径进行分离，进而再通过不同的换能单元分别对分离的光声信号按频率分类接收，，从而实现对光声信号在较宽频率的有效接收，解决了由于光声频谱宽度较大导致的换能器不能有效接收、进而造成成像效果不佳的技术问题，实现了对光声信号的宽频段接收并提高光声成像质量的技术效果。

本申请实施例提供一种光声成像探头，所述光声成像探头包括：

承载单元，所述承载单元相对的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在所述第一换能单元和所述声窗单元之间形成第一传播路径；

分声单元，置于所述承载单元内部，并装设于所述第一传播路径；

光纤单元，外接于所述承载单元，所述光纤单元旁设于所述第一换能单元；

其中，所述光纤单元发出的光沿所述第一传播路径照射到目标生物体并激发产生光声信号，所述光声信号沿所述第一传播路径传播到所述分声单元；

所述分声单元与所述第一传播路径呈预定角度倾斜设置，所述分声单元用于将所述光声信号按照频率划分为第一光声信号和第二光声信号；并且，

所述第一光声信号经所述分声单元透射后继续沿所述第一传播路径传播到所述第一换能单元，所述第一换能单元用于接收所述第一光声信号；

所述第二光声信号经所述分声单元反射后沿第二传播路径传播到第二换能单元，所述第二换能单元用于接收所述第二光声信号，所述第二换能单元装设于所述承载单元。

本公开实施例中，所述第一换能单元包括第一超声换能器，所述第一超声换能器用于接收所述第一光声信号，在所述第一换能单元和所述承载单元之间还设有第一声透镜，所述第一声透镜用于汇聚所述第一光声信号；

所述第二换能单元包括第二超声换能器，所述第二超声换能器用于接收所述第二光声信号，在所述第二换能单元和所述承载单元之间还设有第二声透镜，所述第二声透镜用于汇聚所述第二光声信号。

本公开实施例中，所述分声单元用于将所述光声信号按照预定频率值划分为所述第一光声信号和所述第二光声信号；其中，

当所述第一光声信号的频率低于所述预定频率值同时所述第二光声信号的频率高于所述预定频率值时，所述第二超声换能器还用于产生超声波；或者，

当所述第一光声信号的频率高于所述预定频率值同时所述第二光声信号的频率低于所述预定频率值时，所述第一超声换能器还用于产生超声波。

本公开实施例中，所述承载单元包括承载外壳和置于所述承载外壳内部的声学耦合剂；其中，所述声窗单元包括声窗开口和封闭所述声窗开口的声窗板，所述声窗开口开设于所述承载外壳上，所述第一换能单元和所述第二换能单元分别通过第一安装口和第二安装口装设于所述承载外壳上。

本公开实施例中，所述光纤单元为双光纤束，所述双光纤束分列于所述第一换能单元的两侧。

本公开实施例中，所述分声单元采用具有声波分频功能的材料制成，所述分声单元相对所述承载单元固定设置。

本公开实施例中，所述光声成像探头还包括声反射镜，所述声反射镜固定置于所述承载单元内部，所述声反射镜与所述分声单元平行设置；并且，所述第二换能单元和所述第一换能单元位于所述承载单元的同一端。

本申请实施例还提供一种光声成像探头，所述光声成像探头包括：

承载单元，所述承载单元相对的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在所述第一换能单元和所述声窗单元之间形成第一传播路径；

第一声反射镜，置于所述承载单元内部，并装设于所述第一传播路径；

光纤单元，外接于所述承载单元，所述光纤单元旁设于所述第一换能单元；

其中，所述光纤单元发出的光沿所述第一传播路径照射到目标生物体并激发产生光声信号，所述光声信号包括按照频率划分的第一频段光声信号和第二频段光声信号；

所述第一声反射镜用于反射所述光声信号，所述第一声反射镜连接有动力单元，以使所述第一声反射镜在第一位置和第二位置之间运动；并且，

所述第一位置对应所述第一声反射镜避开所述第一传播路径，以使所述光声信号沿所述第一传播路径传播到所述第一换能单元，所述第一换能单元用于接收所述第一频段光声信号；

所述第二位置对应所述第一声反射镜阻挡所述第一传播路径，以使所述光声信号反射到第二换能单元，所述第二换能单元用于接收所述第二频段光声信号，所述第二换能单元装设于所述承载单元。

本公开实施例中，所述光声成像探头还包括第二声反射镜，所述第二声反射镜固定置于所述承载单元内部，所述第二声反射镜与位于所述第二位置时的所述第一声反射镜平行设置；并且，所述第二换能单元和所述第一换能单元位于所述承载单元的同一端。

本公开实施例中，所述第一换能单元包括第一超声换能器，所述第一超声换能器用于接收所述第一频段光声信号，在所述第一换能单元和所述承载单元之间还设有第一声透镜，所述第一声透镜用于汇聚所述第一频段光声信号；

所述第二换能单元包括第二超声换能器，所述第二超声换能器用于接收所述第二频段光声信号，在所述第二换能单元和所述承载单元之间还设有第二声透镜，所述第二声透镜用于汇聚所述第二频段光声信号。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供了一种光声成像探头，该光声成像探头包括承载单元，在承载单元的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在第一换能单元旁设有光纤单元；然后，在承载单元内部设有分声单元，该分声单元倾斜的置于第一换能单元和声窗单元之间的第一传播路径上；

这样，光纤单元发出的光沿第一传播路径照射到目标生物体并激发产生光声信号，在该光声信号沿第一传播路径反向传播到分声单元时，该分声单元能够将该光声信号按照频率划分为第一光声信号和第二光声信号，其中，该第一光声信号从分声单元透射后被第一换能单元接收，该第二光声信号从分声单元反射后被装设于承载单元的第二换能单元接收；

也就是说，本申请实施例中，通过在承载单元内部设置分声单元，该分声单元对不同频率的光声信号分别具有透射和反射功能，这样即可将激发的该光声信号通过不同的传播路径进行分离，进而再通过不同的换能单元分别对分离的光声信号按频率分类接收，从而实现对光声信号在较宽频率的有效接收，解决了由于光声频谱宽度较大导致的换能器不能有效接收、进而造成成像效果不佳的技术问题，实现了对光声信号的宽频段接收并提高光声成像质量的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中所述光声成像探头的结构示意图。

图2为本申请实施例中所述光声成像探头的剖视图。

图3为本申请另一实施例中所述光声成像探头的剖视图。

图4为本申请另一实施例中所述光声成像探头的剖视图。

其中，附图标记：

10-承载单元，11-声窗单元，

20-分声单元，

30-第一换能单元，31-第一声透镜，

40-第二换能单元，41-第二声透镜，

50-光纤单元，

60-第一传播路径，

70-第二传播路径，

80-声反射镜，81-第一声反射镜，82-第二声反射镜，

90-动力单元，

101-第一信号线，102-第二信号线，103-探头壳体。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参考附图详细地描述本申请的示例实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例性实施例的限制。

本申请实施例提供一种光声成像探头，该光声成像探头包括承载单元10、分声单元20、第一换能单元30、光纤单元50和第二换能单元40；其中，承载单元10相对的两端分别设有第一换能单元30和声窗单元11，在第一换能单元30和声窗单元11之间形成第一传播路径60；分声单元20置于承载单元10内部，并装设于该第一传播路径60；光纤单元50外接于承载单元10，光纤单元50旁设于第一换能单元30；并且，该光纤单元50发出的光沿第一传播路径60照射到目标生物体并激发产生光声信号，该光声信号沿第一传播路径60传播到分声单元20；该分声单元20与第一传播路径60呈预定角度倾斜设置，该分声单元20用于将光声信号按照频率划分为第一光声信号和第二光声信号；其中，第一光声信号经分声单元20透射后继续沿第一传播路径60传播到第一换能单元30，第一换能单元30用于接收第一光声信号；第二光声信号经分声单元20反射后沿第二传播路径70传播到第二换能单元40，第二换能单元40用于接收第二光声信号，该第二换能单元40装设于承载单元10。

请结合图1、2，图1、2分别示出了本申请光声成像探头的外观结构图和剖视图。

本实施例中，该承载单元用于承载光、超声波和超声信号(光声信号)等的传播，即承载单元同时作为光和声波的传播介质，在承载单元相对的两端分别开设有第一安装口和声窗开口，例如图2中在承载单元的上端开设有第一安装口(图中未示出)，在承载单元的下端开设有声窗开口，第一安装口和声窗开口在竖直方向对齐，在第一安装口和声窗开口之间形成例如沿竖直方向的第一传播路径。

然后，例如呈片状的该分声单元置于承载单元内部，并且，分声单元设置在第一传播路径上，同时该分声单元与第一传播路径呈预定角度倾斜设置；其中，该预定角度例如相对竖直方向为30度、45度、60度等。

第一换能单元通过第一安装口装设在承载单元上，声窗单元包括由透光透声材料制作的声窗板，声窗板通过声窗开口装设在承载单元上；并且，在第一换能单元的例如周向方向设有光纤单元，光纤单元与承载单元联通，即，光纤单元发出的光是从第一换能单元的周向发出，这样，光纤单元发出的光大致从第一换能单元的位置沿第一传播路径照射到声窗板，并经声窗板照射到下方的目标生物体，该目标生物体为待光声成像检测的生物体组织等。

从而，当光纤发出的光沿第一传播路径向下照射到目标生物体后，由光声成像原理，该光激发目标生物体产生光声信号，该光声信号为一种频谱宽度可达10MHz的宽频超声信号；然后，该光声信号在承载单元内沿第一传播路径向上传播到分声单元；在该分声单元处，该分声单元能够针对光声信号频率的不同对其分别透射和反射；例如频率低的光声信号从分声单元透射，频率高的光声信号从分声单元反射，或者反过来，频率低的光声信号从分声单元反射，频率高的光声信号从分声单元透射。

也就是说，该分声单元将宽频的光声信号按照频率的高低划分为透射的第一光声信号和反射的第二光声信号；其中，第一光声信号从分声单元处透射并继续沿第一传播路径向上传播到第一换能单元并被第一换能单元接收，第二光声信号从分声单元处反射并沿第二传播路径传播到第二换能单元并被第二换能单元接收；方便理解的，该第二换能单元应通过第二安装口(图中未示出)安装在承载单元上；需要说明的是，上述的第一换能单元和第二换能单元应为将声波信号转化为电信号的装置，例如换能器阵列等；这样，通过在承载单元内部设置分声单元，并且该分声单元置于光声信号的传播路径上，从而，通过该分声单元的设置可将光声信号按照频率的不同进行分别接收，例如第一光声信号对应低频光声信号，第二光声信号对应高频光声信号，此时，该第一换能单元对应为适宜接收低频光声信号的低频换能器阵列，该第二换能单元对应为适宜接收高频光声信号的高频换能器阵列；或者，第一光声信号对应高频光声信号，第二光声信号对应低频光声信号，此时，该第一换能单元对应为适宜接收高频光声信号的高频换能器阵列，该第二换能单元对应为适宜接收低频光声信号的低频换能器阵列。

从而，本实施例通过对高低频光声信号的分类接收，大大扩展了光声信号的接收范围，解决了现有的压电陶瓷/聚合换能器不能接收宽频光声信号的困扰。

本实施例中，结合图1、2，第一换能单元30连接有第一信号线101，第二换能单元40连接有第二信号线102，在第一换能单元和第二换能单元接收到对应的光声信号后，分别通过第一信号线和第二信号线将电信号传输到计算装置，然后合成从而进行光声成像。

本实施例中，结合图1，方便理解的，上述承载单元、光纤单元、第一信号线和第二信号线可通过探头壳体103装配。

本实施例中，方便理解的，该分声单元即可使光声信号自动实现高低频的声路分离功能，无需额外的控制系统，简单便捷、节省空间并且易于实现。

本申请实施例提供了一种光声成像探头，该光声成像探头包括承载单元，在承载单元的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在第一换能单元旁设有光纤单元；然后，在承载单元内部设有分声单元，该分声单元倾斜的置于第一换能和声窗单元之间的第一传播路径上；

这样，光纤单元发出的光沿第一传播路径照射到目标生物体并激发产生光声信号，在该光声信号沿第一传播路径反向传播到分声单元时，该分声单元能够将该光声信号按照频率划分为第一光声信号和第二光声信号，其中，该第一光声信号从分声单元透射后被第一换能单元接收，该第二光声信号从分声单元反射后被装设于承载单元的第二换能单元接收；

也就是说，本申请实施例中，通过在承载单元内部设置分声单元，该分声单元对不同频率的光声信号分别具有透射和反射功能，这样即可将激发的该光声信号通过不同的传播路径进行分离，进而再通过不同的换能单元分别对分离的光声信号按频率分类接收，从而实现对光声信号在较宽频率的有效接收，解决了由于光声频谱宽度较大导致的换能器不能有效接收、进而造成成像效果不佳的技术问题，实现了对光声信号的宽频段接收并提高光声成像质量的技术效果。

一种可能实施方式中，第一换能单元30包括第一超声换能器，第一超声换能器用于接收第一光声信号，在第一换能单元30和承载单元10之间还设有第一声透镜31，第一声透镜31用于汇聚第一光声信号；第二换能单元40包括第二超声换能器，第二超声换能器用于接收第二光声信号，在第二换能单元40和承载单元10之间还设有第二声透镜41，第二声透镜41用于汇聚第二光声信号。

具体的，结合上述，该第一换能单元例如为第一超声换能器，第一超声换能器用于对应接收第一光声信号，类似的，第二换能单元例如为第二超声换能器，第二超声换能器用于对应接收第二光声信号；并且，本实施例在第一换能单元和承载单元之间设有第一声透镜，在第二换能单元和承载单元之间设有第二声透镜；本领域能够理解，上述第一声透镜和第二声透镜能对光声信号产生汇聚作用，有利于第一光声信号和第二光声信号的接收；此外，该第一声透镜和第二声透镜采用不吸收光的材料制作，避免产生干扰信号。

更具体的，该第一超声换能器和第二超声换能器的PCB板和压电陶瓷周围设有电磁屏蔽网，电学噪声屏蔽性能良好。

一种可能实施方式中，分声单元20用于将光声信号按照预定频率值划分为第一光声信号和第二光声信号；其中，当第一光声信号的频率低于预定频率值同时第二光声信号的频率高于预定频率值时，该第二超声换能器还用于产生超声波；或者，当第一光声信号的频率高于预定频率值同时第二光声信号的频率低于预定频率值时，该第一超声换能器还用于产生超声波。

本实施例中，一方面，该分声单元是按照预定频率值将频率范围较宽的光声信号划分为第一光声信号和第二光声信号的；其中，该预定频率值可根据实际需要确定，并且，该预定频率值可以为一个特定的频率数值，或者为一个特定的频率范围；

另一方面，对应接收较高频率光声信号的超声换能器还用于产生高频的超声波；例如，结合图2，该第一光声信号的频率低于预定频率值，第二光声信号的频率高于预定频率值，即，分声单元对低频的光声信号透射同时对高频的光声信号反射；此时，该第二超声换能器对应接收高频的光声信号，该第二超声换能器可以产生高频超声波，高频超声波沿第二传播路径传播到分声单元，被分声单元反射后经声窗单元传播到目标生物体，在与目标生物体作用后激发产生超声回波，然后，与光声信号类似的，该超声回波传播到分声单元后，低频的超声回波从分声单元透射并沿第一传播路径传播到第一换能单元，高频的超声回波从分声单元反射并沿第二传播路径传播到第二换能单元。

能够理解，当第一光声信号的频率高于预定频率值，第二光声信号的频率低于预定频率值时，即，分声单元对低频的光声信号反射同时对高频的光声信号透射时，此时，该第一超声换能器对应接收高频的光声信号，该第一超声换能器可以产生高频超声波，高频超声波沿第一传播路径传播到分声单元，被分声单元透射后经声窗单元传播到目标生物体，在与目标生物体作用后激发产生超声回波，然后，与光声信号类似的，该超声回波传播到分声单元后，高频的超声回波从分声单元透射并沿第一传播路径传播到第一换能单元，低频的超声回波从分声单元反射并沿第二传播路径传播到第二换能单元。

也就是说，本实施例中，在上述对光声信号进行高低频分类接收的基础上，进一步使对应接收较高频率光声信号的超声换能器产生高频的超声波，从而同时实现了超声信号的高低频分类接收；进而，本实施例的光声成像探头可以实现宽频光声/超声双模态成像，大大提高了探头成像的质量，有利于对目标生物体的医学诊断。

此外，该光声成像和超声成像均是通过同一声窗单元对同一位置进行的双模态成像。

一种可能实施方式中，承载单元10包括承载外壳和置于承载外壳内部的声学耦合剂，其中，声窗单元包括声窗开口和封闭声窗开口的声窗板，声窗开口开设于承载外壳上，第一换能单元30和第二换能单元40分别通过第一安装口和第二安装口装设于承载外壳上。

具体的，请参看图2，该承载单元例如为一种声学耦合垫，承载单元包括承载外壳和置于承载外壳内部的声学耦合剂，然后，上述的第一安装口、第二安装口和声窗开口开设于承载外壳上；其中，该承载外壳仅在开口处透光和透声，在其它位置不透光不透声；该声学耦合剂透光和透声，并具有一定的光散射功能，能够使光纤发出的光束能量均匀，同时弱化光束的边界，以免产生表面边界信号。

一种可能实施方式中，光纤单元50为双光纤束，双光纤束分列于第一换能单元30的两侧。

请参看图2，该光纤单元例如为双光纤束，其中两束光纤分列在第一换能单元的两侧，便于提高成像质量。

一种可能实施方式中，分声单元20采用具有声波分频功能的材料制成，分声单元20相对承载单元10固定设置。

本实施例中，该分声单元为采用具有声波分频功能的材料制成，举例来说，该分声单元可具体为一种声子晶体，声子晶体对不同频率的声波可以同时产生透射和反射的效果，并且，该声子晶体对声波的透射和反射的固有属性可以根据实际需要确定。

此外，对应两个换能单元在承载单元上的固定设置，该分声单元应相对承载单元固定设置。

一种可能实施方式中，光声成像探头还包括声反射镜80，声反射镜80固定置于承载单元10内部，声反射镜80与分声单元20平行设置；并且，第二换能单元40和第一换能单元30位于承载单元10的同一端。

参看图2，为了便于信号的接收和传输以及探头的装配，第二换能单元应与第一换能单元位于承载单元的同一端(例如图2中上端)为宜；此时，本实施例中，在承载单元内部再固定设置一个声反射镜，该声反射镜位于光声信号从分声单元的反射路径(第二传播路径)上，并且，声反射镜与分声单元平行设置；这样，能够理解，从分声单元反射的光声信号首先到达声反射镜，然后经声反射镜反射后到达与第一换能单元并排设置的第二换能单元。

本实施例中，该声反射镜为对声波具有反射作用的声学器件。

在上述实施例的基础上，本申请还公开了一种光声成像探头，该光声成像探头包括承载单元10、第一声反射镜81、第一换能单元30、第二换能单元40、光纤单元50和动力单元90；其中，承载单元10相对的两端分别设有第一换能单元30和声窗单元11，在第一换能单元30和声窗单元11之间形成第一传播路径60；第一声反射镜81置于承载单元10内部，并装设于第一传播路径60；光纤单元50外接于承载单元10，光纤单元50旁设于第一换能单元30；其中，光纤单元50发出的光沿第一传播路径60照射到目标生物体并激发产生光声信号，该光声信号包括按照频率划分的第一频段光声信号和第二频段光声信号；第一声反射镜81用于反射光声信号，第一声反射镜81连接有动力单元90，以使第一声反射镜81在第一位置和第二位置之间运动；并且，该第一位置对应第一声反射镜81避开第一传播路径60，以使光声信号沿第一传播路径60传播到第一换能单元30，第一换能单元30用于接收第一频段光声信号；该第二位置对应第一声反射镜81阻挡第一传播路径，以使光声信号反射到第二换能单元40，第二换能单元40用于接收第二频段光声信号，第二换能单元40装设于承载单元10。

具体的，结合图3，在上述实施例基础上，本实施例将上述的分声单元20替换为第一声反射镜81，并且，该第一声反射镜81连接有动力单元90，该动力单元90可驱动第一声反射镜81在第一位置和第二位置之间运动；其中，该第一位置(图3中竖直的虚线位置)对应第一声反射镜避开第一传播路径，该第二位置对应第一声反射镜阻挡第一传播路径。

例如，一种具体实施方式中，动力单元90为设在第一声反射镜端部的驱动马达，驱动马达可驱动第一声反射镜顺时针或逆时针转动；其中，第一位置为驱动马达驱动第一声反射镜转动呈竖直方向，从而避开第一传播路径，第二位置为驱动马达驱动第一声反射镜转动呈45度方向，从而阻挡第一传播路径；然后，第一换能单元和第二换能单元分别用于接收不同频段的光声信号，例如，第一换能单元为适宜接收频率较低的第一频段光声信号，第二换能单元为适宜接收频率较高的第二频段光声信号。

然后，当需要接收低频的光声信号时，动力单元驱动第一声反射镜运动到第一位置，此时，光声信号沿第一传播路径传播到第一换能单元，并且低频部分的第一频段光声信号被第一换能单元接收；当需要接收高频的光声信号时，动力单元驱动第一声反射镜运动到第二位置，此时，光声信号被第一声反射镜反射后沿第二传播路径传播到第二换能单元，并且高频部分的第二频段光声信号被第二换能单元接收。

也就是说，本实施例中，通过在承载单元内部设置第一声反射镜，并且第一声反射镜可以在避开第一传播路径的第一位置和阻挡第一传播路径的第二位置之间运动，从而可使光纤单元激发的光声信号分别沿第一传播路径和第二传播路径传播，进而分别到达对光声信号按照频率选择接收的第一换能单元和第二换能单元，从而实现对光声信号按照高低频的分类接收，大大扩展了光声信号的接收范围，解决了现有的压电陶瓷/聚合换能器不能接收宽频光声信号的困扰。

本实施例中，可理解的，该动力单元驱动第一声反射镜在第一位置和第二位置之间运动，除了驱动第一声反射镜转动之外，还可以是这样的设置：结合图4，动力单元90驱动与第一传播路径60呈预定角度倾斜设置的第一声反射镜81沿水平方向移动，其中，第一位置(图4中虚线位置)对应第一声反射避开第一传播路径，第二位置对应第一声反射镜阻挡第一传播路径。

一种可能实施方式中，光声成像探头还包括第二声反射镜82，第二声反射镜82固定置于承载单元10内部，第二声反射镜82与位于第二位置时的第一声反射镜81平行设置；并且，第二换能单元40和第一换能单元30位于承载单元10的同一端。

同样的，为了便于信号的接收和传输以及探头的装配，第二换能单元应与第一换能单元位于承载单元的同一端(例如图4中上端)为宜；此时，本实施例中，在承载单元内部再固定设置一个第二声反射镜，其中，该第二声反射镜应与在第二位置时的第一声反射镜平行设置，这样，能够理解，当第一声反射镜在第二位置时，从第一声反射镜反射的光声信号首先到达第二声反射镜，然后经第二声反射镜反射后到达与第一换能单元并排设置的第二换能单元。

一种可能实施方式中，第一换能单元30包括第一超声换能器，第一超声换能器用于接收第一频段光声信号，在第一换能单元30和承载单元10之间还设有第一声透镜31，第一声透镜31用于汇聚第一频段光声信号；第二换能单元40包括第二超声换能器，第二超声换能器用于接收第二频段光声信号，在第二换能单元40和承载单元10之间还设有第二声透镜41，第二声透镜41用于汇聚第二频段光声信号。

一种可能实施方式中，承载单元10包括承载外壳和置于承载外壳内部的声学耦合剂，其中，声窗单元11包括声窗开口和封闭声窗开口的声窗板，声窗开口开设于承载外壳上，第一换能单元30和第二换能单元40分别通过第一安装口和第二安装口装设于承载外壳上。

一种可能实施方式中，光纤单元50为双光纤束，双光纤束分列于第一换能单元30的两侧。

一种可能实施方式中，当第一频段光声信号的频率低于第二频段光声信号的频率时，该第二超声换能器还用于产生超声波；或者，当第一频段光声信号的频率高于第二频段光声信号的频率时，该第一超声换能器还用于产生超声波。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光声成像探头，其特征在于，所述光声成像探头包括：

承载单元，所述承载单元相对的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在所述第一换能单元和所述声窗单元之间形成第一传播路径；

分声单元，置于所述承载单元内部，并装设于所述第一传播路径；

光纤单元，外接于所述承载单元，所述光纤单元旁设于所述第一换能单元；

其中，所述光纤单元发出的光沿所述第一传播路径照射到目标生物体并激发产生光声信号，所述光声信号沿所述第一传播路径传播到所述分声单元；

所述分声单元与所述第一传播路径呈预定角度倾斜设置，所述分声单元用于将所述光声信号按照频率划分为第一光声信号和第二光声信号；并且，

所述第一光声信号经所述分声单元透射后继续沿所述第一传播路径传播到所述第一换能单元，所述第一换能单元用于接收所述第一光声信号；

所述第二光声信号经所述分声单元反射后沿第二传播路径传播到第二换能单元，所述第二换能单元用于接收所述第二光声信号，所述第二换能单元装设于所述承载单元。

2.根据权利要求1所述的光声成像探头，其特征在于，

所述第一换能单元包括第一超声换能器，所述第一超声换能器用于接收所述第一光声信号，在所述第一换能单元和所述承载单元之间还设有第一声透镜，所述第一声透镜用于汇聚所述第一光声信号；

所述第二换能单元包括第二超声换能器，所述第二超声换能器用于接收所述第二光声信号，在所述第二换能单元和所述承载单元之间还设有第二声透镜，所述第二声透镜用于汇聚所述第二光声信号。

3.根据权利要求2所述的光声成像探头，其特征在于，所述分声单元用于将所述光声信号按照预定频率值划分为所述第一光声信号和所述第二光声信号；其中，

当所述第一光声信号的频率低于所述预定频率值同时所述第二光声信号的频率高于所述预定频率值时，所述第二超声换能器还用于产生超声波；或者，

当所述第一光声信号的频率高于所述预定频率值同时所述第二光声信号的频率低于所述预定频率值时，所述第一超声换能器还用于产生超声波。

4.根据权利要求1所述的光声成像探头，其特征在于，所述承载单元包括承载外壳和置于所述承载外壳内部的声学耦合剂；其中，所述声窗单元包括声窗开口和封闭所述声窗开口的声窗板，所述声窗开口开设于所述承载外壳上，所述第一换能单元和所述第二换能单元分别通过第一安装口和第二安装口装设于所述承载外壳上。

5.根据权利要求1所述的光声成像探头，其特征在于，所述光纤单元为双光纤束，所述双光纤束分列于所述第一换能单元的两侧。

6.根据权利要求1所述的光声成像探头，其特征在于，所述分声单元采用具有声波分频功能的材料制成，所述分声单元相对所述承载单元固定设置。

7.根据权利要求1、6中任一项所述的光声成像探头，其特征在于，所述光声成像探头还包括声反射镜，所述声反射镜固定置于所述承载单元内部，所述声反射镜与所述分声单元平行设置；并且，所述第二换能单元和所述第一换能单元位于所述承载单元的同一端。

8.一种光声成像探头，其特征在于，所述光声成像探头包括：

承载单元，所述承载单元相对的两端分别设有第一换能单元和声窗单元，在所述第一换能单元和所述声窗单元之间形成第一传播路径；

第一声反射镜，置于所述承载单元内部，并装设于所述第一传播路径；

光纤单元，外接于所述承载单元，所述光纤单元旁设于所述第一换能单元；

其中，所述光纤单元发出的光沿所述第一传播路径照射到目标生物体并激发产生光声信号，所述光声信号包括按照频率划分的第一频段光声信号和第二频段光声信号；

所述第一声反射镜用于反射所述光声信号，所述第一声反射镜连接有动力单元，以使所述第一声反射镜在第一位置和第二位置之间运动；并且，

所述第一位置对应所述第一声反射镜避开所述第一传播路径，以使所述光声信号沿所述第一传播路径传播到所述第一换能单元，所述第一换能单元用于接收所述第一频段光声信号；

所述第二位置对应所述第一声反射镜阻挡所述第一传播路径，以使所述光声信号反射到第二换能单元，所述第二换能单元用于接收所述第二频段光声信号，所述第二换能单元装设于所述承载单元。

9.根据权利要求8所述的光声成像探头，其特征在于，所述光声成像探头还包括第二声反射镜，所述第二声反射镜固定置于所述承载单元内部，所述第二声反射镜与位于所述第二位置时的所述第一声反射镜平行设置；并且，所述第二换能单元和所述第一换能单元位于所述承载单元的同一端。

10.根据权利要求8所述的光声成像探头，其特征在于，

所述第一换能单元包括第一超声换能器，所述第一超声换能器用于接收所述第一频段光声信号，在所述第一换能单元和所述承载单元之间还设有第一声透镜，所述第一声透镜用于汇聚所述第一频段光声信号；

所述第二换能单元包括第二超声换能器，所述第二超声换能器用于接收所述第二频段光声信号，在所述第二换能单元和所述承载单元之间还设有第二声透镜，所述第二声透镜用于汇聚所述第二频段光声信号。

Images