WO2013114878A1 - Photoacoustic device, probe for photoacoustic device, and method for obtaining photoacoustic detection signal - Google Patents

Photoacoustic device, probe for photoacoustic device, and method for obtaining photoacoustic detection signal Download PDF

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Abstract

[Problem] To sufficiently widen the band of a probe for a photoacoustic device. [Solution] A probe for a photoacoustic device, said probe detecting photoacoustic waves emitted from a body to be tested after the body to be tested has been irradiated with light. The probe for a photoacoustic device is provided with: an inorganic transducer that comprises a lower electrode (52), an inorganic piezoelectric thin film (53), and an upper electrode (54), and that detects photoacoustic waves in a predetermined first frequency domain; and an organic transducer that comprises a lower electrode (56), an organic piezoelectric thin film (57), and an upper electrode (58), that is formed so that the area of the signal electrode is larger than the inorganic transducer, and that detects photoacoustic waves in a second frequency domain that includes a domain of a lower frequency than the first frequency domain.

Description

光音響装置、光音響装置用プローブおよび音響波検出信号の取得方法Photoacoustic apparatus, probe for photoacoustic apparatus, and method for acquiring acoustic wave detection signal
　本発明は光音響装置すなわち、生体組織等の被検体に光を照射し、光照射に伴って発生する音響波に基づいて被検体を画像化する等の処理を行う装置に関するものである。 The present invention relates to a photoacoustic apparatus, that is, an apparatus that performs processing such as irradiating a subject such as a biological tissue with light and imaging the subject based on an acoustic wave generated by the light irradiation.
　また本発明は、その種の光音響装置において用いられるプローブ、並びにそのようなプローブを用いて音響波検出信号を取得する方法に関するものである。 The present invention also relates to a probe used in such a photoacoustic apparatus and a method for acquiring an acoustic wave detection signal using such a probe.
　従来、例えば特許文献１や非特許文献１に示されているように、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響画像化装置が知られている。この光音響画像化装置においては、例えばパルスレーザ光等のパルス光が生体内に照射される。このパルス光の照射を受けた生体内部では、パルス光のエネルギーを吸収した生体組織が熱によって体積膨張し、音響波（音響信号）を発生する。そこで、この音響波を超音波プローブなどで検出し、その検出信号に基づいて生体内部を可視像化することが可能となっている。 Conventionally, as shown in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, for example, a photoacoustic imaging apparatus that images the inside of a living body using a photoacoustic effect is known. In this photoacoustic imaging apparatus, pulsed light such as pulsed laser light is irradiated into the living body. Inside the living body that has been irradiated with the pulsed light, the living tissue that has absorbed the energy of the pulsed light undergoes volume expansion due to heat and generates an acoustic wave (acoustic signal). Therefore, it is possible to detect this acoustic wave with an ultrasonic probe or the like and visualize the inside of the living body based on the detection signal.
　他方、特許文献２や特許文献３に示されるように、超音波プローブを用いる超音波画像化装置も従来公知となっている。この種の超音波プローブは、先端に超音波トランスデューサを備えたものであり、多くの場合、バッキング材、圧電体およびこれを挟む電極、音響整合層、並びに音響レンズ等から構成されている。超音波画像化装置においては、超音波トランスデューサから人体等の被検体に超音波が照射され、被検体からの反射超音波が超音波トランスデューサで受信される。そして、この反射超音波の検出信号を電気的に処理することによって、超音波画像が得られる。 On the other hand, as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, an ultrasonic imaging apparatus using an ultrasonic probe has been conventionally known. This type of ultrasonic probe is provided with an ultrasonic transducer at the tip, and is often composed of a backing material, a piezoelectric body and electrodes sandwiching the piezoelectric material, an acoustic matching layer, an acoustic lens, and the like. In the ultrasonic imaging apparatus, ultrasonic waves are irradiated from a ultrasonic transducer to a subject such as a human body, and reflected ultrasonic waves from the subject are received by the ultrasonic transducer. An ultrasonic image is obtained by electrically processing the reflected ultrasonic detection signal.
　上述のような超音波プローブは、超音波と同様に音響波も検出可能であることから、光音響画像と超音波画像の双方を取得できる装置も提案されている。すなわちその種の装置では、超音波プローブに、被検体に向けて光を照射する光照射部が付加され、そこからの光を受けて被検体から発せられた音響波が、超音波プローブの超音波トランスデューサによって検出されるようになっている。 Since the ultrasonic probe as described above can detect an acoustic wave as well as an ultrasonic wave, an apparatus capable of acquiring both a photoacoustic image and an ultrasonic image has been proposed. That is, in such an apparatus, a light irradiation unit that irradiates light toward the subject is added to the ultrasonic probe, and the acoustic wave emitted from the subject that receives the light from the light irradiation unit is superposed on the ultrasonic probe. It is to be detected by a sonic transducer.
特開２００５－２１３８０号公報JP 2005-21380 A 国際公開ＷＯ２００９／０６９３７９号International Publication No. WO2009 / 069379 特開２０１１－１０８２７号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-10828
　ところで、光音響画像化装置において被検体から発生する音響波は、超音波画像化装置における反射超音波よりも極めて広い周波数領域に亘るものであるので、光音響画像化装置用プローブに対しては広帯域化の要求が広く存在する。 By the way, since the acoustic wave generated from the subject in the photoacoustic imaging apparatus extends over a frequency range much wider than the reflected ultrasonic wave in the ultrasonic imaging apparatus, for the probe for the photoacoustic imaging apparatus, There is a wide demand for broadband.
　特許文献２には、複数の無機系圧電素子に対して、高周波対応の１つの有機圧電層を貼り付けてなる超音波探触子（プローブ）が示されている。また特許文献３には、アレイ状の圧電素子を２層積層するプローブにおいて、高周波対応のものは素子を細かくし、低周波対応のものは素子を粗く形成することが記載されている。しかしこれら従来のプローブは、広帯域化の要求に十分に応え得るものではない。 Patent Document 2 discloses an ultrasonic probe (probe) in which one organic piezoelectric layer corresponding to a high frequency is attached to a plurality of inorganic piezoelectric elements. Patent Document 3 describes that, in a probe in which two layers of arrayed piezoelectric elements are stacked, a high-frequency probe has a finer element and a low-frequency probe has a rougher element. However, these conventional probes cannot sufficiently meet the demand for wider bandwidth.
　本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、十分な広帯域化を実現できる光音響装置、光音響装置用プローブ、および音響波検出信号の取得方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a photoacoustic apparatus, a probe for a photoacoustic apparatus, and a method for acquiring an acoustic wave detection signal that can realize a sufficiently wide band.
　本発明による光音響装置用プローブは、
　光の照射を受けた被検体から発せられた音響波を検出する光音響装置用プローブにおいて、
　所定の第一の周波数領域にある音響波を検出する無機系トランスデューサと、
　この無機系トランスデューサと比べて信号電極の面積がより広く形成されて、前記第一の周波数領域よりも低周波側の領域を含む第二の周波数領域の音響波を検出する有機系トランスデューサとを備えたことを特徴とするものである。 A probe for a photoacoustic apparatus according to the present invention comprises:
In a probe for a photoacoustic apparatus for detecting an acoustic wave emitted from a subject irradiated with light,
An inorganic transducer for detecting an acoustic wave in a predetermined first frequency range;
And an organic transducer for detecting an acoustic wave in a second frequency region including a region on a lower frequency side than the first frequency region, the signal electrode having a larger area than the inorganic transducer. It is characterized by that.
　なお、本発明の光音響装置用プローブにおいては、
　前記無機系トランスデューサおよび有機系トランスデューサがそれぞれトランスデューサアレイを構成しており、
　それらのトランスデューサアレイが、複数の無機系トランスデューサに対して複数の有機系トランスデューサが対面する状態にして、互いに積層して配設されていることが望ましい。 In the photoacoustic device probe of the present invention,
The inorganic transducer and the organic transducer each constitute a transducer array,
It is desirable that these transducer arrays are stacked on each other with a plurality of organic transducers facing each other with respect to a plurality of inorganic transducers.
　上記の望ましい構成が採用される場合、より具体的には、
　無機系トランスデューサおよび有機系トランスデューサがそれぞれ、１対の電極の間に圧電薄膜を挟んだ構造を有し、
　有機系トランスデューサの信号電極の面積が、この信号電極に対して前記積層の方向に離れている無機系トランスデューサの信号電極の面積よりも広く形成されることがより好ましい。 When the above desirable configuration is adopted, more specifically,
Each of the inorganic transducer and the organic transducer has a structure in which a piezoelectric thin film is sandwiched between a pair of electrodes,
It is more preferable that the area of the signal electrode of the organic transducer is formed wider than the area of the signal electrode of the inorganic transducer that is separated from the signal electrode in the stacking direction.
　また、上記の望ましい構成が採用される場合、より具体的には、無機系トランスデューサからなるトランスデューサアレイがバッキング材の上に形成され、その上に有機系トランスデューサからなるトランスデューサアレイが積層されることがより好ましい。 In addition, when the above-described desirable configuration is adopted, more specifically, a transducer array made of an inorganic transducer is formed on a backing material, and a transducer array made of an organic transducer is laminated thereon. More preferred.
　また、本発明の光音響装置用プローブにおいて、無機系トランスデューサを構成する無機圧電薄膜には、ＰＺＴ（登録商標）等のチタン酸ジルコン酸鉛（Pb(Zr,Ti)O3）系材料からなるものを好適に用いることができる。 In the photoacoustic apparatus probe of the present invention, the inorganic piezoelectric thin film constituting the inorganic transducer is made of a lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O3) material such as PZT (registered trademark). Can be suitably used.
　さらに本発明の光音響装置用プローブにおいて、有機系トランスデューサを構成する有機圧電薄膜には、フッ化系材料からなるものを好適に用いることができる。 Furthermore, in the photoacoustic device probe of the present invention, a material made of a fluorinated material can be suitably used as the organic piezoelectric thin film constituting the organic transducer.
　また、本発明の光音響装置用プローブにおいて、前記第一の周波数領域は７～１５ＭＨｚの領域であり、前記第二の周波数領域は７ＭＨｚ以下の領域を含む領域であることが望ましい。 In the probe for a photoacoustic apparatus according to the present invention, it is preferable that the first frequency region is a region of 7 to 15 MHz and the second frequency region is a region including a region of 7 MHz or less.
　他方、本発明による光音響装置は、上に述べた本発明の光音響装置用プローブを備えたことを特徴とするものである。 On the other hand, a photoacoustic apparatus according to the present invention is characterized by including the above-described probe for a photoacoustic apparatus of the present invention.
　また本発明による音響波検出信号の取得方法は、
　光音響画像化装置等の光音響装置において、上に述べた本発明の光音響装置用プローブにより音響波検出信号を取得する方法であって、
　所定の第一の周波数領域にある音響波を前記無機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得し、
　前記第一の周波数領域よりも低周波側の領域を含む第二の周波数領域の音響波を前記有機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得することを特徴とするものである。 An acquisition method of an acoustic wave detection signal according to the present invention is as follows.
In a photoacoustic apparatus such as a photoacoustic imaging apparatus, an acoustic wave detection signal is obtained by the above-described probe for a photoacoustic apparatus of the present invention,
An acoustic wave in a predetermined first frequency region is detected by the inorganic transducer to obtain an acoustic wave detection signal,
The acoustic wave detection signal is obtained by detecting the acoustic wave in the second frequency region including the region on the lower frequency side than the first frequency region by the organic transducer.
　本発明による光音響装置用プローブによれば、所定の第一の周波数領域にある音響波を検出する無機系トランスデューサと、この無機系トランスデューサと比べて信号電極面積がより広く形成されて、第一の周波数領域よりも低周波側の領域を含む第二の周波数領域の音響波を検出する有機系トランスデューサとを備えているので、無機系トランスデューサにより比較的高周波領域の音響波を検出する一方、この無機系トランスデューサでは検出できない比較的低周波領域の音響波は有機系トランスデューサで検出することにより、広帯域化の要求に応えることが可能になる。特に有機系トランスデューサは上述の通り無機系トランスデューサと比べて信号電極の面積がより広く形成されているので、十分低い周波数領域まで音響波を検出可能であり、それにより、本発明の光音響装置用プローブは十分な広帯域化を実現できるものとなる。 According to the photoacoustic apparatus probe of the present invention, an inorganic transducer that detects an acoustic wave in a predetermined first frequency region and a signal electrode area that is wider than the inorganic transducer are formed. And an organic transducer that detects acoustic waves in the second frequency region including the region on the lower frequency side than the frequency region of the above, so that while detecting acoustic waves in a relatively high frequency region by an inorganic transducer, By detecting an acoustic wave in a relatively low frequency region that cannot be detected by an inorganic transducer with an organic transducer, it is possible to meet the demand for a wider band. In particular, since the organic transducer has a wider signal electrode area than the inorganic transducer as described above, it can detect an acoustic wave up to a sufficiently low frequency region, and thus can be used for the photoacoustic apparatus of the present invention. The probe can realize a sufficiently wide band.
　また本発明による光音響装置は、上述した通りの本発明による光音響装置用プローブを備えたものであるから、これも、十分な広帯域化の要求に応えることができるものとなる。 Further, since the photoacoustic apparatus according to the present invention is provided with the photoacoustic apparatus probe according to the present invention as described above, this can also meet the demand for a sufficiently wide band.
本発明の一実施形態による光音響装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the photoacoustic apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の光音響装置の外形形状の例を示す斜視図The perspective view which shows the example of the external shape of the photoacoustic apparatus of this invention 本発明の一実施形態によるプローブを概略的に示す一部破断斜視図1 is a partially broken perspective view schematically showing a probe according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態による光音響装置の一部構成を示すブロック図The block diagram which shows the partial structure of the photoacoustic apparatus by another embodiment of this invention.
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による光音響装置である光音響画像化装置１０の基本構成を示すブロック図である。この光音響画像化装置１０は、超音波探触子（プローブ）１１、超音波ユニット１２、レーザ光源ユニット１３、および画像表示手段１４を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a photoacoustic imaging apparatus 10 which is a photoacoustic apparatus according to an embodiment of the present invention. The photoacoustic imaging apparatus 10 includes an ultrasonic probe (probe) 11, an ultrasonic unit 12, a laser light source unit 13, and an image display unit 14.
　上記レーザ光源ユニット１３は、例えば中心波長８００ｎｍのレーザ光を発するものとされている。レーザ光源ユニット１３から出射したパルスレーザ光は被検体に照射される。このレーザ光は、例えば複数の光ファイバなどの導光手段を用いてプローブ１１まで導光され、プローブ１１の部分から被検体に向けて照射されるのが望ましい。 The laser light source unit 13 emits laser light having a central wavelength of 800 nm, for example. The subject is irradiated with the pulsed laser light emitted from the laser light source unit 13. The laser light is preferably guided to the probe 11 using light guide means such as a plurality of optical fibers, and irradiated from the probe 11 portion toward the subject.
　プローブ１１は、被検体内の観察対象物が上記パルスレーザ光を吸収することで生じた超音波（音響波）を検出する。そのためにプローブ１１は、例えば後述する手操作による走査方向と交わるアジマス方向に並設された複数の超音波振動子からなる超音波トランスデューサアレイ（以下、ＵＴアレイと称する）を有する。なお、以下では上記アジマス方向をＡＺ方向、それと直交するエレベーション方向をＥＬ方向と称する。プローブ１１は、上記音響波を検出して音響波検出信号を出力する。 The probe 11 detects an ultrasonic wave (acoustic wave) generated when the observation object in the subject absorbs the pulse laser beam. For this purpose, the probe 11 has an ultrasonic transducer array (hereinafter referred to as a UT array) including a plurality of ultrasonic transducers arranged in parallel in the azimuth direction intersecting with the scanning direction by manual operation described later, for example. In the following, the azimuth direction is referred to as AZ direction, and the elevation direction orthogonal thereto is referred to as EL direction. The probe 11 detects the acoustic wave and outputs an acoustic wave detection signal.
　なお、このプローブ１１に前述した導光手段が結合される場合は、その導光手段の端部つまり複数の光ファイバの先端部等が、上記のように並設された複数の超音波振動子の周囲を囲む状態に配設され、そこから被検体に向けてレーザ光が照射される。以下では、このように導光手段がプローブ１１に結合される場合を例に取って説明する。なお、光ファイバの先端部等は、上記のように配設するのに加えて、複数の超音波振動子が配列されている面内において十字状や格子状に配設してもよい。そのようにすれば、レーザ光の光学的照射均一性がより向上するので好ましい。 When the above-described light guide means is coupled to the probe 11, a plurality of ultrasonic transducers in which the end of the light guide means, that is, the tips of a plurality of optical fibers, are arranged in parallel as described above. Is disposed in a state surrounding the periphery of the lens, and laser light is irradiated from there toward the subject. Hereinafter, the case where the light guide means is coupled to the probe 11 as described above will be described as an example. In addition to the arrangement of the tip of the optical fiber as described above, the optical fiber may be arranged in a cross shape or a lattice shape in a plane where a plurality of ultrasonic transducers are arranged. This is preferable because the optical irradiation uniformity of the laser beam is further improved.
　被検体の光音響画像を取得する際、プローブ１１は上記エレベーション方向に移動され、それにより被検体がレーザ光によって二次元走査される。この走査は、検査者が手操作でプローブ１１を動かして行ってもよく、あるいは、走査機構を用いてより精密な二次元走査を実現するようにしてもよい。 When acquiring the photoacoustic image of the subject, the probe 11 is moved in the elevation direction, and the subject is two-dimensionally scanned with laser light. This scanning may be performed by an inspector moving the probe 11 manually, or a more precise two-dimensional scanning may be realized using a scanning mechanism.
　超音波ユニット１２は、受信回路２１、ＡＤ変換手段２２、受信メモリ２３、データ分離手段２４、画像再構成手段２５、検波・対数変換手段２６、画像構築手段２７を有している。画像構築手段２７の出力は、例えばＣＲＴや液晶表示装置等からなる画像表示手段１４に入力される。さらに超音波ユニット１２は、送信制御回路３０、および超音波ユニット１２内の各部等の動作を制御する制御手段３１を有している。 The ultrasonic unit 12 includes a receiving circuit 21, AD conversion means 22, reception memory 23, data separation means 24, image reconstruction means 25, detection / logarithm conversion means 26, and image construction means 27. The output of the image construction unit 27 is input to the image display unit 14 including, for example, a CRT or a liquid crystal display device. Further, the ultrasonic unit 12 includes a transmission control circuit 30 and a control unit 31 that controls the operation of each unit in the ultrasonic unit 12.
　上記受信回路２１は、プローブ１１が出力した音響波検出信号を受信する。ＡＤ変換手段２２はサンプリング手段であり、受信回路２１が受信した音響波検出信号をサンプリングして、デジタル信号である光音響データに変換する。このサンプリングは、例えば外部から入力されるＡＤクロック信号に同期して、所定のサンプリング周期でなされる。 The receiving circuit 21 receives the acoustic wave detection signal output from the probe 11. The AD conversion means 22 is a sampling means, which samples the acoustic wave detection signal received by the receiving circuit 21 and converts it into photoacoustic data that is a digital signal. This sampling is performed at a predetermined sampling period in synchronization with, for example, an externally input AD clock signal.
　レーザ光源ユニット１３は、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザや、アレキサンドライトレーザ等からなるＱスイッチパルスレーザ３２と、その励起光源であるフラッシュランプ３３とを含むものである。このレーザ光源ユニット１３には、前記制御手段３１から光出射を指示する光トリガ信号が入力されるようになっており、該光トリガ信号を受けると、フラッシュランプ３３を点灯させてＱスイッチパルスレーザ３２を励起する。制御手段３１は、例えばフラッシュランプ３３がＱスイッチパルスレーザ３２を十分に励起させると、Ｑスイッチトリガ信号を出力する。Ｑスイッチパルスレーザ３２は、Ｑスイッチトリガ信号を受けるとそのＱスイッチをオンにし、波長８００ｎｍのパルスレーザ光を出射させる。 The laser light source unit 13 includes a Q switch pulse laser 32 made of a Ti: Sapphire laser, an alexandrite laser, or the like, and a flash lamp 33 as an excitation light source. The laser light source unit 13 is supplied with a light trigger signal for instructing light emission from the control means 31. When the light trigger signal is received, the flash lamp 33 is turned on and the Q switch pulse laser is turned on. 32 is excited. For example, when the flash lamp 33 sufficiently excites the Q switch pulse laser 32, the control means 31 outputs a Q switch trigger signal. When receiving the Q switch trigger signal, the Q switch pulse laser 32 turns on the Q switch and emits a pulse laser beam having a wavelength of 800 nm.
　ここで、フラッシュランプ３３の点灯からＱスイッチパルスレーザ３２が十分な励起状態となるまでに要する時間は、Ｑスイッチパルスレーザ３２の特性などから見積もることができる。なお、上述のように制御手段３１からＱスイッチを制御するのに代えて、レーザ光源ユニット１３内において、Ｑスイッチパルスレーザ３２を十分に励起させた後にＱスイッチをオンにしてもよい。その場合は、Ｑスイッチをオンにしたことを示す信号を超音波ユニット１２側に通知してもよい。 Here, the time required from when the flash lamp 33 is turned on until the Q-switch pulse laser 32 is sufficiently excited can be estimated from the characteristics of the Q-switch pulse laser 32 and the like. In place of controlling the Q switch from the control means 31 as described above, the Q switch may be turned on after the Q switch pulse laser 32 is sufficiently excited in the laser light source unit 13. In that case, a signal indicating that the Q switch is turned on may be notified to the ultrasonic unit 12 side.
　本発明の光音響装置は、光音響画像の他に、反射超音波による超音波画像を取得するように構成されてもよい。以下、そのようにした場合について説明する。制御手段３１は、送信制御回路３０に、超音波送信を指示する超音波トリガ信号を入力する。送信制御回路３０は、この超音波トリガ信号を受けると、プローブ１１から超音波を送信させる。制御手段３１は、先に前記光トリガ信号を出力し、その後、超音波トリガ信号を出力する。光トリガ信号が出力されることで被検体に対するレーザ光の照射、および音響波の検出が行われ、その後、超音波トリガ信号が出力されることで被検体に対する超音波の送信、および反射超音波の検出が行われる。ここで、プローブ１１から超音波を送信させるためには、音響波検出用のＵＴアレイを兼用してもよいし、あるいはそのＵＴアレイとは別のものが用いられてもよい。 The photoacoustic apparatus of the present invention may be configured to acquire an ultrasonic image by reflected ultrasonic waves in addition to the photoacoustic image. Hereinafter, the case of doing so will be described. The control means 31 inputs an ultrasonic trigger signal instructing ultrasonic transmission to the transmission control circuit 30. When receiving the ultrasonic trigger signal, the transmission control circuit 30 transmits an ultrasonic wave from the probe 11. The control means 31 outputs the optical trigger signal first, and then outputs an ultrasonic trigger signal. The light trigger signal is output to irradiate the subject with laser light and the acoustic wave is detected, and then the ultrasonic trigger signal is output to transmit the ultrasonic wave to the subject and the reflected ultrasonic wave. Is detected. Here, in order to transmit an ultrasonic wave from the probe 11, a UT array for acoustic wave detection may be used, or a different one from the UT array may be used.
　制御手段３１はさらに、ＡＤ変換手段２２に対して、サンプリング開始を指示するサンプリングトリガ信号を出力する。このサンプリングトリガ信号は、前記光トリガ信号が出力された後で、かつ超音波トリガ信号が出力される前、より好ましくは被検体に実際にレーザ光が照射されるタイミングで出力される。そのためにサンプリングトリガ信号は、例えば制御手段３１がＱスイッチトリガ信号を出力するタイミングに同期して出力される。ＡＤ変換手段２２は上記サンプリングトリガ信号を受けると、プローブ１１が出力して受信回路２１が受信した音響波検出信号のサンプリングを開始する。 The control means 31 further outputs a sampling trigger signal for instructing the AD conversion means 22 to start sampling. The sampling trigger signal is output after the optical trigger signal is output and before the ultrasonic trigger signal is output, more preferably at the timing when the subject is actually irradiated with the laser light. Therefore, the sampling trigger signal is output in synchronization with the timing at which the control means 31 outputs the Q switch trigger signal, for example. When receiving the sampling trigger signal, the AD conversion means 22 starts sampling the acoustic wave detection signal output from the probe 11 and received by the receiving circuit 21.
　制御手段３１は、光トリガ信号を出力した後、音響波の検出を終了するタイミングで超音波トリガ信号を出力する。このとき、ＡＤ変換手段２２は音響波検出信号のサンプリングを中断せず、サンプリングを継続して実施する。言い換えれば、制御手段３１は、ＡＤ変換手段２２が音響波検出信号のサンプリングを継続している状態で、超音波トリガ信号を出力する。超音波トリガ信号に応答してプローブ１１が超音波送信を行うことで、プローブ１１の検出対象は、音響波から反射超音波に変わる。ＡＤ変換手段２２は、検出された超音波検出信号のサンプリングを継続することで、音響波検出信号と超音波検出信号とを、連続的にサンプリングする。 The control means 31 outputs an ultrasonic trigger signal at the timing of ending the detection of the acoustic wave after outputting the optical trigger signal. At this time, the AD conversion means 22 continues the sampling without interrupting the sampling of the acoustic wave detection signal. In other words, the control unit 31 outputs the ultrasonic trigger signal in a state where the AD conversion unit 22 continues sampling the acoustic wave detection signal. When the probe 11 transmits ultrasonic waves in response to the ultrasonic trigger signal, the detection target of the probe 11 changes from acoustic waves to reflected ultrasonic waves. The AD conversion unit 22 continuously samples the acoustic wave detection signal and the ultrasonic wave detection signal by continuously sampling the detected ultrasonic wave detection signal.
　ＡＤ変換手段２２は、サンプリングして得られた光音響データおよび超音波データを、共通の受信メモリ２３に格納する。受信メモリ２３に格納されたサンプリングデータは、ある時点までは光音響データであり、ある時点からは超音波データとなる。データ分離手段２４は、受信メモリ２３に格納された光音響データと超音波データとを分離する。 The AD conversion means 22 stores photoacoustic data and ultrasonic data obtained by sampling in a common reception memory 23. The sampling data stored in the reception memory 23 is photoacoustic data up to a certain point, and becomes ultrasonic data from a certain point. The data separation unit 24 separates the photoacoustic data and the ultrasonic data stored in the reception memory 23.
　以下、光音響画像あるいは反射超音波画像の生成および表示について説明する。図１のデータ分離手段２４には、受信メモリ２３から読み出された超音波データおよび、波長８００ｎｍのパルスレーザ光を被検体に照射して得られた光音響データが入力される。データ分離手段２４は、光音響画像の生成時には光音響データのみを後段の画像再構成手段２５に入力する。画像再構成手段２５はこの光音響データに基づいて、光音響画像を示すデータを再構成する。 Hereinafter, generation and display of a photoacoustic image or a reflected ultrasonic image will be described. 1 is input with ultrasonic data read from the reception memory 23 and photoacoustic data obtained by irradiating the subject with pulsed laser light having a wavelength of 800 nm. The data separation unit 24 inputs only the photoacoustic data to the subsequent image reconstruction unit 25 when generating the photoacoustic image. The image reconstruction means 25 reconstructs data indicating a photoacoustic image based on the photoacoustic data.
　検波・対数変換手段２６は上記光音響画像を示すデータの包絡線を生成し、次いでその包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げる。検波・対数変換手段２６はこれらの処理後のデータを画像構築手段２７に入力する。画像構築手段２７は入力されたデータに基づいて、パルスレーザ光により走査された断面に関する光音響画像を構築し、その光音響画像を示すデータを画像表示手段１４に入力する。それにより画像表示手段１４には、上記断面に関する光音響画像が表示される。 The detection / logarithm conversion means 26 generates an envelope of data representing the photoacoustic image, and then logarithmically converts the envelope to widen the dynamic range. The detection / logarithm conversion means 26 inputs these processed data to the image construction means 27. Based on the input data, the image construction unit 27 constructs a photoacoustic image related to the cross section scanned by the pulse laser beam, and inputs data indicating the photoacoustic image to the image display unit 14. Thereby, the photoacoustic image regarding the said cross section is displayed on the image display means 14. FIG.
　なお、前述したようにプローブ１１を移動して被検体をレーザ光によって二次元走査し、その走査に伴って得られた複数の断面に関する画像データに基づいて、被検体の所望部位例えば血管等を三次元表示する光音響画像を生成、表示することも可能である。 As described above, the probe 11 is moved to scan the subject two-dimensionally with laser light, and a desired part of the subject, such as a blood vessel, is detected based on the image data regarding a plurality of cross sections obtained by the scanning. It is also possible to generate and display a photoacoustic image for three-dimensional display.
　また、データ分離手段２４が分離した超音波データに基づいて、被検体の超音波画像を生成、表示することも可能である。その超音波画像の生成、表示は、従来公知の方法によって行えばよく、本発明とは直接関連が無いので詳しい説明は省略するが、そのような超音波画像と光音響画像とを重ね合わせて表示させることも可能である。 Also, it is possible to generate and display an ultrasonic image of the subject based on the ultrasonic data separated by the data separation means 24. The generation and display of the ultrasonic image may be performed by a conventionally known method, and since it is not directly related to the present invention, a detailed description is omitted, but such an ultrasonic image and a photoacoustic image are superimposed. It can also be displayed.
　また以上述べた実施形態においては、被検体に照射する音響波として超音波を用いているが、この音響波は超音波に限られるものではなく、被検対象や測定条件等に応じて適切な周波数を選択してさえいれば、可聴周波数域の音響波を用いてもよい。 Further, in the embodiment described above, an ultrasonic wave is used as an acoustic wave to be applied to the subject. However, this acoustic wave is not limited to the ultrasonic wave, and is appropriate depending on the test object, measurement conditions, and the like. As long as the frequency is selected, an acoustic wave in the audible frequency range may be used.
　次に、プローブ１１について詳しく説明する。なお、ここでは一例として、光音響装置が図２に示すような携帯型超音波観測器として構成されるものとし、そこで用いられるプローブ１１について説明する。まず、図２の携帯型超音波観測器について説明する。この携帯型超音波観測器は、装置本体１１２とカバー１１３とを備えている。装置本体１１２の上面には、携帯型超音波観測器に種々の操作指示を入力するための複数のボタンやトラックボール等が設けられた操作部１１４が配されている。カバー１１３の内面には、光音響画像や超音波画像、さらには様々な操作画面を表示するモニタ１４（図１の画像表示手段１４に対応する）が設けられている。 Next, the probe 11 will be described in detail. Here, as an example, it is assumed that the photoacoustic apparatus is configured as a portable ultrasonic observer as shown in FIG. 2, and the probe 11 used there will be described. First, the portable ultrasonic observing device shown in FIG. 2 will be described. This portable ultrasonic observation device includes an apparatus main body 112 and a cover 113. On the upper surface of the apparatus main body 112, an operation unit 114 provided with a plurality of buttons, a trackball and the like for inputting various operation instructions to the portable ultrasonic observation device is arranged. An inner surface of the cover 113 is provided with a monitor 14 (corresponding to the image display unit 14 in FIG. 1) that displays a photoacoustic image, an ultrasonic image, and various operation screens.
　カバー１１３は、ヒンジ１１６を介して装置本体１１２に取り付けられており、操作部１１４とモニタ１４とを露呈させる図示の開き位置と、装置本体１１２の上面とカバー１１３の内面を対面させて、操作部１１４とモニタ１４を覆って保護する閉じ位置（図示せず）との間で回動自在である。装置本体１１２の側面には、グリップ（図示せず）が取り付けられており、装置本体１１２とカバー１１３を閉じた状態にして携帯型超音波観測器を持ち運ぶことができる。装置本体１１２のもう一方の側面には、プローブ１１が着脱自在に接続されるプローブ接続部１１７およびレーザユニット接続部１７２が設けられている。 The cover 113 is attached to the apparatus main body 112 via a hinge 116, and the illustrated opening position for exposing the operation unit 114 and the monitor 14, the upper surface of the apparatus main body 112, and the inner surface of the cover 113 face each other to operate the cover 113. It is rotatable between a portion 114 and a closed position (not shown) that covers and protects the monitor 14. A grip (not shown) is attached to a side surface of the apparatus main body 112, and the portable ultrasonic observation device can be carried with the apparatus main body 112 and the cover 113 closed. On the other side surface of the apparatus main body 112, a probe connection portion 117 and a laser unit connection portion 172 to which the probe 11 is detachably connected are provided.
　一方例えばＱスイッチ固体レーザを内蔵したパルスレーザユニット１７０は、電源ケーブル１７１を介して上記レーザユニット接続部１７２に接続されるようになっている。このパルスレーザユニット１７０は、光音響画像を取得する際に携帯型超音波観測器の操作部１１４から発光指示がなされると、所定のトリガ信号を受けてパルスレーザ光を発する。そのパルスレーザ光はバンドルファイバ１７３を介して伝搬され、超音波プローブ１１の先端に形成された光照射部１７４から被検体に向けて照射される。なお光照射部１７４は、超音波プローブ１１と別体に構成されても構わない。 On the other hand, for example, a pulse laser unit 170 incorporating a Q-switched solid-state laser is connected to the laser unit connecting portion 172 via a power cable 171. When a light emission instruction is given from the operation unit 114 of the portable ultrasonic observing device when acquiring a photoacoustic image, the pulse laser unit 170 receives a predetermined trigger signal and emits a pulse laser beam. The pulsed laser light propagates through the bundle fiber 173 and is irradiated toward the subject from the light irradiation unit 174 formed at the tip of the ultrasonic probe 11. The light irradiation unit 174 may be configured separately from the ultrasonic probe 11.
　次にプローブ１１について説明する。このプローブ１１は、術者が把持して被検体にあてがう走査ヘッド１１８と、プローブ接続部１１７に接続されるコネクタ１１９と、これらを繋ぐケーブル１２０とからなる。走査ヘッド１１８の先端部には、前述したようなＵＴアレイ１００が内蔵されている。 Next, the probe 11 will be described. The probe 11 includes a scanning head 118 that is gripped by an operator and applied to a subject, a connector 119 connected to the probe connecting portion 117, and a cable 120 that connects them. The UT array 100 as described above is built in the tip of the scanning head 118.
　ＵＴアレイ１００は、７～１５ＭＨｚ程度の比較的高周波の音響波を受信可能なように設計された無機系トランスデューサアレイと、低周波領域から高周波領域までの音響波を幅広く良好に受信する有機系トランスデューサアレイの２種類の受信媒体から構成されたハイブリッドＵＴアレイである。無機系トランスデューサアレイは複数の無機系トランスデューサが、また有機系トランスデューサアレイは複数の有機系トランスデューサがそれぞれＡＺ方向に並設されてなるものである。ここで、有機系トランスデューサの信号電極の面積は、静電容量を高め、より低周波数領域の音響波を受信可能とするために、無機系トランスデューサの信号電極の面積よりも広く設定されている。その具体的構成については、後に詳述する。このＵＴアレイ１００の代表的な構成は、無機系トランスデューサアレイの真上に有機系トランスデューサアレイが積層されたタイプのものである。 The UT array 100 includes an inorganic transducer array designed to receive a relatively high frequency acoustic wave of about 7 to 15 MHz, and an organic transducer that receives a wide range of acoustic waves from a low frequency region to a high frequency region. It is a hybrid UT array composed of two types of receiving media in the array. The inorganic transducer array has a plurality of inorganic transducers, and the organic transducer array has a plurality of organic transducers arranged in parallel in the AZ direction. Here, the area of the signal electrode of the organic transducer is set to be larger than the area of the signal electrode of the inorganic transducer in order to increase the capacitance and to receive an acoustic wave in a lower frequency region. The specific configuration will be described in detail later. A typical configuration of the UT array 100 is a type in which an organic transducer array is stacked directly on an inorganic transducer array.
　上記構成のＵＴアレイ１００について、以下図３を参照して詳しく説明する。図３は、このＵＴアレイ１００の構成を概略的に示す一部破断斜視図である。図示されている通りＵＴアレイ１００は、ゴム等からなるバッキング材５１の上に、無機系トランスデューサの下部電極５２、無機系圧電薄膜５３、無機系トランスデューサの上部電極５４、音響整合層５５、有機系トランスデューサの下部電極５６、有機系圧電薄膜５７、有機系トランスデューサの上部電極５８がこの順に積層された構造を有する。 The UT array 100 having the above configuration will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a partially broken perspective view schematically showing the configuration of the UT array 100. As shown in the drawing, the UT array 100 includes an inorganic transducer lower electrode 52, an inorganic piezoelectric thin film 53, an inorganic transducer upper electrode 54, an acoustic matching layer 55, an organic system on a backing material 51 made of rubber or the like. The lower electrode 56 of the transducer, the organic piezoelectric thin film 57, and the upper electrode 58 of the organic transducer are stacked in this order.
　無機系トランスデューサの下部電極５２、無機系圧電薄膜５３および上部電極５４は、各々がＥＬ方向に延びる溝をＡＺ方向に所定ピッチで複数形成するダイシングにより、ＡＺ方向に並ぶ状態に複数に分割されている。なお上記溝には各々絶縁材５９が充填されている。こうして、２つの絶縁材５９の間をＥＬ方向にライン状に延びるように分割された、下部電極５２、無機系圧電薄膜５３および上部電極５４の積層体が１つの無機系トランスデューサとなり、それらが複数ＡＺ方向に並設されて無機系トランスデューサアレイを構成している。 The lower electrode 52, the inorganic piezoelectric thin film 53, and the upper electrode 54 of the inorganic transducer are divided into a plurality of rows aligned in the AZ direction by dicing in which a plurality of grooves each extending in the EL direction are formed at a predetermined pitch in the AZ direction. Yes. Each groove is filled with an insulating material 59. In this way, the laminated body of the lower electrode 52, the inorganic piezoelectric thin film 53, and the upper electrode 54 divided so as to extend in a line shape in the EL direction between the two insulating materials 59 becomes one inorganic transducer, An inorganic transducer array is configured in parallel in the AZ direction.
　上記無機系圧電薄膜５３としては、例えばＰＺＴ（登録商標）等のチタン酸ジルコン酸鉛（Pb(Zr,Ti)O3）系材料からなる薄膜が好適に用いられ得る。無機系トランスデューサアレイにおいては、無機系圧電薄膜５３の厚さおよび幅で共振周波数が決定される。本実施形態において無機系トランスデューサアレイは７～１５ＭＨｚ程度の比較的高周波数で共振するように設計され、無機系圧電薄膜５３の厚さは５０～２００μｍ程度とされる。また無機系トランスデューサの素子ピッチは一般に２００～５００μｍ程度であるが、素子の幅が広過ぎると無機系圧電体の電気機械変換係数が低くなるので、１つの素子に対して１～２本のサブダイシングを行い、１素子の中で分割を行うのが望ましい。その場合、１素子における複数の圧電体ラインの１つの幅は５０～２００μｍ程度とする。また無機系圧電薄膜５３を上下から挟み込む下部電極５２および上部電極５４は、例えばスパッタリング等で成膜された白金やイリジウムなどの薄膜から構成される。 As the inorganic piezoelectric thin film 53, for example, a thin film made of a lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O3) material such as PZT (registered trademark) can be suitably used. In the inorganic transducer array, the resonance frequency is determined by the thickness and width of the inorganic piezoelectric thin film 53. In this embodiment, the inorganic transducer array is designed to resonate at a relatively high frequency of about 7 to 15 MHz, and the thickness of the inorganic piezoelectric thin film 53 is about 50 to 200 μm. The element pitch of the inorganic transducer is generally about 200 to 500 μm. However, if the width of the element is too wide, the electromechanical conversion coefficient of the inorganic piezoelectric material becomes low. It is desirable to perform dicing and divide within one element. In that case, the width of one of the plurality of piezoelectric lines in one element is about 50 to 200 μm. The lower electrode 52 and the upper electrode 54 sandwiching the inorganic piezoelectric thin film 53 from above and below are composed of thin films such as platinum and iridium formed by sputtering, for example.
　上記無機系トランスデューサの各々において、無機系圧電薄膜５３が被検体で発生した音響波を受信すると、該無機系圧電薄膜５３が振動して電圧を発生し、この電圧が電極５２、５４を介して受信信号として出力される。なお本実施形態においては下部電極５２が信号電極とされ、この下部電極５２が図１に示した受信回路２１のアンプ回路に接続される。 In each of the inorganic transducers, when the inorganic piezoelectric thin film 53 receives an acoustic wave generated by the subject, the inorganic piezoelectric thin film 53 vibrates to generate a voltage, and this voltage is generated via the electrodes 52 and 54. Output as a received signal. In the present embodiment, the lower electrode 52 is a signal electrode, and the lower electrode 52 is connected to the amplifier circuit of the receiving circuit 21 shown in FIG.
　一方、有機系トランスデューサの下部電極５６も、ＥＬ方向に延びる溝をＡＺ方向に所定ピッチで複数形成するダイシングにより、ＡＺ方向に並ぶ状態に複数に分割されている。そして上記溝にも各々絶縁材５９が充填されている。こうして、２つの絶縁材５９の間をＥＬ方向にライン状に延びるように分割された下部電極５６と、それに対面する部分の有機系圧電薄膜５７および上部電極５８の積層体が１つの有機系トランスデューサとなり、それらが複数ＡＺ方向に並設されて有機系トランスデューサアレイを構成している。 On the other hand, the lower electrode 56 of the organic transducer is also divided into a plurality of grooves arranged in the AZ direction by dicing that forms a plurality of grooves extending in the EL direction at a predetermined pitch in the AZ direction. Each of the grooves is filled with an insulating material 59. Thus, a laminated body of the lower electrode 56 divided so as to extend in a line shape in the EL direction between the two insulating materials 59, and the organic piezoelectric thin film 57 and the upper electrode 58 in a portion facing the lower electrode 56 constitute one organic transducer. These are arranged in parallel in a plurality of AZ directions to constitute an organic transducer array.
　なお上記有機系トランスデューサの下部電極５６を分割するダイシングは、無機系トランスデューサを分割するためのダイシングのピッチに対して一例として４倍のピッチでなされている。したがって、有機系トランスデューサの信号電極である下部電極５６の面積は、無機系トランスデューサの信号電極である下部電極５２の面積よりも広い（本例では４倍）ものとなる。 The dicing for dividing the lower electrode 56 of the organic transducer is performed at a pitch four times as an example with respect to the dicing pitch for dividing the inorganic transducer. Therefore, the area of the lower electrode 56 that is the signal electrode of the organic transducer is wider (four times in this example) than the area of the lower electrode 52 that is the signal electrode of the inorganic transducer.
　なおこの信号電極の面積比は４倍に限られるものではなく、具体的には１倍を超えて１０倍以下程度が好ましい。実用上は１０倍を超えると、有機系トランスデューサの画素が粗くなってしまい、高精細な光音響画像を得ることが困難になる。 Note that the area ratio of the signal electrodes is not limited to 4 times, and specifically, more than 1 time and about 10 times or less are preferable. If it exceeds 10 times in practical use, the pixel of the organic transducer becomes coarse, and it becomes difficult to obtain a high-definition photoacoustic image.
　有機系圧電薄膜５７は、厚さが１０μｍ～１００μｍ程度であり、上部電極５８および下部電極５６によって上下から挟み込まれている。上部電極５８は、例えばスパッタリング等で成膜された金薄膜や白金薄膜からなる。有機系圧電薄膜５７には、圧電性を示す様々な有機材料が適用可能であるが、ＰＶＤＦやＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）などのフッ化系材料が特に好ましい。すなわち、これらの材料は受信定数ｇが大きく、音響波の受信感度も比較的高いものとなっている。 The organic piezoelectric thin film 57 has a thickness of about 10 μm to 100 μm, and is sandwiched from above and below by the upper electrode 58 and the lower electrode 56. The upper electrode 58 is made of, for example, a gold thin film or a platinum thin film formed by sputtering or the like. Various organic materials exhibiting piezoelectricity can be applied to the organic piezoelectric thin film 57, but fluorinated materials such as PVDF and P (VDF-TrFE) are particularly preferable. That is, these materials have a large reception constant g and a relatively high acoustic wave reception sensitivity.
　上記有機系トランスデューサの各々において、有機系圧電薄膜５７が被検体で発生した音響波を受信すると、該有機系圧電薄膜５７が振動して電圧を発生し、この電圧が電極５６、５８を介して受信信号として出力される。なおこの構成においては、分割されている下部電極５６が信号電極とされ、この下部電極５６が図１に示した受信回路２１のアンプ回路に接続される。 In each of the organic transducers, when the organic piezoelectric thin film 57 receives an acoustic wave generated by the subject, the organic piezoelectric thin film 57 vibrates to generate a voltage, and this voltage is generated via the electrodes 56 and 58. Output as a received signal. In this configuration, the divided lower electrode 56 is a signal electrode, and the lower electrode 56 is connected to the amplifier circuit of the receiving circuit 21 shown in FIG.
　本実施形態においては、無機系トランスデューサを構成する電極５２、５４と、有機系トランスデューサを構成する電極５６、５８とが互いに積層する形に形成されているが、有機系トランスデューサを構成する電極を、無機系トランスデューサを構成する電極に対してＥＬ方向の延長上に配設して、無機系トランスデューサと有機系トランスデューサとが互いにＥＬ方向に並んだ状態で、各々ＡＺ方向に延びるトランスデューサアレイを構成するようにしてもよい。本発明はその他、高周波設計の無機系トランスデューサアレイと、低周波領域から高周波領域までの広い領域で受信に優れる有機系トランスデューサアレイの組み合わせのあらゆる構成を含むものである。 In this embodiment, the electrodes 52 and 54 that constitute the inorganic transducer and the electrodes 56 and 58 that constitute the organic transducer are formed to be stacked on each other. It is arranged on the extension of the EL direction with respect to the electrodes constituting the inorganic transducer, and constitutes a transducer array extending in the AZ direction with the inorganic transducer and the organic transducer aligned in the EL direction. It may be. In addition, the present invention includes all configurations of a combination of an inorganic transducer array having a high frequency design and an organic transducer array having excellent reception in a wide region from a low frequency region to a high frequency region.
　なお、無機系トランスデューサアレイおよび有機系トランスデューサアレイからは、別々に信号を取り出す必要がある。そのためには、例えば下記の２つのような形態が考えられる。 Note that it is necessary to extract signals separately from the inorganic transducer array and the organic transducer array. For this purpose, for example, the following two forms are conceivable.
　（１）無機系トランスデューサアレイと有機系トランスデューサアレイの各配線を受信回路２１に接続し、パルスレーザ光が奇数回目に照射されたときに両トランスデューサアレイの一方が出力する音響波検出信号を受信回路２１以下で処理し、パルスレーザ光が偶数回目に照射されたときに両トランスデューサアレイの他方が出力する音響波検出信号を受信回路２１以下で処理する。 (1) Each wiring of the inorganic transducer array and the organic transducer array is connected to the receiving circuit 21, and the acoustic wave detection signal output from one of the two transducer arrays when the pulsed laser beam is irradiated an odd number of times is received by the receiving circuit. The processing is performed at 21 or less, and the acoustic wave detection signal output from the other of the two transducer arrays when the pulsed laser beam is irradiated for an even number of times is processed by the receiving circuit 21 or less.
　（２）受信回路２１から画像構築手段２７までの系統を、それぞれ無機系トランスデューサアレイ用と有機系トランスデューサアレイ用に合計２系統設け、各系統で構築された画像を合成する。この場合、無機系トランスデューサアレイから取得された画像と、有機系トランスデューサアレイから取得された画像を互いに色を変えた上で合成するようにしてもよい。 (2) A total of two systems from the receiving circuit 21 to the image construction means 27 are provided for the inorganic transducer array and the organic transducer array, respectively, and images constructed in each system are synthesized. In this case, the image acquired from the inorganic transducer array and the image acquired from the organic transducer array may be combined after changing colors.
　有機系圧電薄膜５７は、例えば１ＭＨｚ～１５ＭＨｚ程度の広帯域に渡って検出効率が高い特性を有するので、有機系トランスデューサは上記の広帯域に渡って音響波を効率良く検出することができる。本実施形態における有機系トランスデューサは、有機系トランスデューサの信号電極である下部電極５６の面積が、無機系トランスデューサの信号電極である下部電極５２の面積よりも大とされているので、上記広帯域の中でも特に低周波領域の信号取得に優れている。一方、無機系トランスデューサはより高周波数（一例として７ＭＨｚ～１５ＭＨｚ程度）で共振するように音響設計されているため、高周波領域の信号取得に優れている。これらにより本実施形態の光音響装置によれば、低周波領域から高周波領域まで幅広く光音響信号を取得し、高画質の光音響画像を生成可能となる。 Since the organic piezoelectric thin film 57 has a characteristic that the detection efficiency is high over a wide band of about 1 MHz to 15 MHz, for example, the organic transducer can efficiently detect the acoustic wave over the wide band. In the organic transducer according to this embodiment, the area of the lower electrode 56 that is the signal electrode of the organic transducer is larger than the area of the lower electrode 52 that is the signal electrode of the inorganic transducer. In particular, it is excellent for low-frequency signal acquisition. On the other hand, since the inorganic transducer is acoustically designed to resonate at a higher frequency (for example, about 7 MHz to 15 MHz), it is excellent in signal acquisition in a high frequency region. Thus, according to the photoacoustic apparatus of the present embodiment, it is possible to acquire a photoacoustic signal widely from a low frequency region to a high frequency region and generate a high-quality photoacoustic image.
　なお、有機系トランスデューサの上部電極５８の上には、音響レンズが設けられてもよい。そのような音響レンズは特に無くても構わないが、有機系圧電薄膜５７より更に人体の音響インピーダンスに近い他の有機材料、例えばエポキシ系樹脂やシリコーンゴムなどを、音響整合用と素子の保護用を兼ねて積層するのが望ましい。 Note that an acoustic lens may be provided on the upper electrode 58 of the organic transducer. There is no particular need for such an acoustic lens, but other organic materials closer to the acoustic impedance of the human body than the organic piezoelectric thin film 57, such as epoxy resin or silicone rubber, are used for acoustic matching and protection of elements. It is desirable to laminate as well.
　また、ＵＴアレイ１００の各層を積層させる際に用いる接着剤には、様々な材料を適用することができる。特にエポキシ系樹脂は、音響透過性と接合強度に優れ、またコストの面でも安価であるため好ましい。 Moreover, various materials can be applied to the adhesive used when the layers of the UT array 100 are laminated. In particular, an epoxy resin is preferable because it is excellent in sound permeability and bonding strength and is inexpensive in terms of cost.
　以下、ゴム系のバッキング材の上に無機系トランスデューサアレイを形成し、その上に有機系トランスデューサアレイを積層した実施例を、図３に即して説明する。 Hereinafter, an embodiment in which an inorganic transducer array is formed on a rubber backing material and an organic transducer array is laminated thereon will be described with reference to FIG.
　厚さ１３０μｍに研磨したチタン酸ジルコン酸鉛圧電体の両面にそれぞれ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕの順で各厚さがＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉ＝３００／１５０／３０ｎｍとなるようにそれらをＤＣスパッタリングして、下部電極５２および上部電極５４を形成した。こうして形成されたチタン酸ジルコン酸鉛圧電素子をゴム系のバッキング材５１の上に、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を挟み込むように熱硬化型のエポキシ系樹脂で接着した。 On both surfaces of the lead zirconate titanate piezoelectric body polished to a thickness of 130 μm, DC sputtering was performed so that each thickness would be Au / Pt / Ti = 300/150/30 nm in the order of Ti, Pt, and Au. Thus, the lower electrode 52 and the upper electrode 54 were formed. The lead zirconate titanate piezoelectric element formed in this way was bonded on a rubber backing material 51 with a thermosetting epoxy resin so as to sandwich an FPC (flexible printed circuit board).
　次に、バッキング材５１上に接着されたチタン酸ジルコン酸鉛圧電素子に対して、２つのダイシング溝の間の部分が幅２５０μｍの１ラインとしてＥＬ方向に延びるように、ダイサーを用いてダイシングを行った。 Next, dicing is performed on the lead zirconate titanate piezoelectric element adhered on the backing material 51 using a dicer so that a portion between two dicing grooves extends in the EL direction as one line having a width of 250 μm. went.
　次に、上記溝に熱硬化型のエポキシ樹脂を流し込み、充填して絶縁材５９を形成した。それと共に、音響インピーダンスが９Ｍｒａｙｌ（ただし、ｒａｙｌ＝Ｎ・ｓ/ｍ3）程度に調整された金属酸化物微粒子分散型の樹脂を厚さ８０μｍ程度に研磨して音響整合層５５を作製し、それをチタン酸ジルコン酸鉛圧電素子の上に熱硬化型のエポキシ系樹脂で接着した。さらに、有機系トランスデューサの下部電極５６を形成するために、音響整合層５５の上に金属膜からなるいわゆるベタ電極を形成した。この電極形成は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順に厚さＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉ＝３００／１５０／３０ｎｍとなるようにＤＣスパッタリングすることにより行った。 Next, an insulating material 59 was formed by pouring and filling a thermosetting epoxy resin into the groove. At the same time, an acoustic matching layer 55 is produced by polishing a metal oxide fine particle dispersed resin having an acoustic impedance adjusted to about 9 Mrayl (where rayl = N · s / m 3 ) to a thickness of about 80 μm. Was bonded onto the lead zirconate titanate piezoelectric element with a thermosetting epoxy resin. Furthermore, in order to form the lower electrode 56 of the organic transducer, a so-called solid electrode made of a metal film was formed on the acoustic matching layer 55. This electrode formation was performed by DC sputtering of Ti, Pt, and Au in this order so that the thickness was Au / Pt / Ti = 300/150/30 nm.
　次にダイサーを用いて、上記ベタ電極および音響整合層５５を、１つのチタン酸ジルコン酸鉛圧電素子の４ライン分の１ｍｍピッチでダイシングした。次いでこれらの溝に熱硬化型のエポキシ系樹脂を流し込み充填して、絶縁材５９を形成した。 Next, using a dicer, the solid electrode and the acoustic matching layer 55 were diced at a pitch of 1 mm for four lines of one lead zirconate titanate piezoelectric element. Next, an insulating material 59 was formed by pouring and filling a thermosetting epoxy resin into these grooves.
　次に、有機系圧電薄膜５７とするための厚さ８０μｍの有機圧電体シートを形成した。この有機圧電体シートには、音響インピーダンスが４．５Ｍｒａｙｌ（ただし、ｒａｙｌ＝Ｎ・ｓ/ｍ３）のＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）を用いた。この有機系圧電薄膜５７の片面に、金属膜からなるいわゆるベタ電極である上部電極５８を形成した。この電極形成は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順に厚さＡｕ／Ｐｔ／Ｔｉ＝３００／１５０／３０ｎｍとなるようにＤＣスパッタリングすることにより行った。 Next, an organic piezoelectric sheet having a thickness of 80 μm for forming the organic piezoelectric thin film 57 was formed. For this organic piezoelectric sheet, P (VDF-TrFE) having an acoustic impedance of 4.5 Mrayl (however, rayl = N · s / m 3 ) was used. An upper electrode 58 that is a so-called solid electrode made of a metal film was formed on one surface of the organic piezoelectric thin film 57. This electrode formation was performed by DC sputtering of Ti, Pt, and Au in this order so that the thickness was Au / Pt / Ti = 300/150/30 nm.
　そして、上記有機圧電体シートの上部電極５８と反対側の面を、上記下部電極５６の上に接着した。この接着は、下部電極５６の面に加熱硬化型のエポキシ樹脂を塗布し、デバイス全体を覆うテフロン（登録商標）板上に重りを載せて１０～１００ｋＰａ程度の圧力が面内均一にかかるように加圧しながら、８０℃以下で熱圧着することにより行った。この工程により、音響整合層５５の上に形成されていた電極ラインは有機系トランスデューサアレイの下部電極５６となり、信号読み取り電極となる。一方、前述のようなベタ電極である上部電極５８は、全素子共通でグラウンドに落とす共通グラウンド電極になる。 Then, the surface of the organic piezoelectric sheet opposite to the upper electrode 58 was bonded onto the lower electrode 56. For this adhesion, a thermosetting epoxy resin is applied to the surface of the lower electrode 56 and a weight is placed on a Teflon (registered trademark) plate covering the entire device so that a pressure of about 10 to 100 kPa is applied uniformly in the surface. It was carried out by thermocompression bonding at 80 ° C. or lower while applying pressure. By this step, the electrode line formed on the acoustic matching layer 55 becomes the lower electrode 56 of the organic transducer array and becomes a signal reading electrode. On the other hand, the upper electrode 58, which is a solid electrode as described above, becomes a common ground electrode common to all elements and dropped to the ground.
　以上のように形成されたＵＴアレイ１００を、図１の受信回路２１等を構成するＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）に接続した。この際、グラウンドとなる有機系トランスデューサアレイの上部電極５８は、ＦＰＣのグラウンドラインに接続した。ＦＰＣには図２に示すプローブ接続部１１７が接続されており、ここにコネクタ１１９を介してケーブル１２０を繋ぐことにより、プローブ１１が完成する。 The UT array 100 formed as described above was connected to an FPC (flexible printed circuit board) constituting the receiving circuit 21 of FIG. At this time, the upper electrode 58 of the organic transducer array serving as the ground was connected to the ground line of the FPC. A probe connecting portion 117 shown in FIG. 2 is connected to the FPC, and the probe 11 is completed by connecting the cable 120 to the FPC via the connector 119.
　本プローブ１１を用いて生体に波長８００ｎｍの波長のパルスレーザ光を照射し、光音響信号を受信した。７ＭＨｚから１５ＭＨｚまでの比較的高周波領域の信号は、中心周波数１０ＭＨｚで設計された無機系トランスデューサアレイで強く観測された。また７ＭＨｚ以下の比較的低周波領域の信号は、前述した通り、無機系トランスデューサの４ライン分の信号電極面積を１ラインの信号電極面積として静電容量（キャパシタンス）を稼ぎ、低周波領域から高周波領域まで広帯域で受信可能とされた有機系トランスデューサアレイにより、良好に取得することができた。 Using this probe 11, the living body was irradiated with a pulsed laser beam having a wavelength of 800 nm, and a photoacoustic signal was received. Signals in a relatively high frequency range from 7 MHz to 15 MHz were strongly observed with an inorganic transducer array designed with a center frequency of 10 MHz. In addition, as described above, a signal in a relatively low frequency region of 7 MHz or less gains capacitance by using the signal electrode area of four lines of the inorganic transducer as a signal electrode area of one line, and the high frequency from the low frequency region. It was possible to obtain well with an organic transducer array capable of receiving a wide band up to the area.
　なお、一般的な超音波診断装置においては、発信した超音波の反射信号を受信するため、反射信号の帯域は送信した超音波プローブの帯域とほぼ合致する。しかし、光音響信号の場合は受信信号の波長領域が幅広く、信号値の最大ピークの１０％までを信号と考えると、１ＭＨｚから４０ＭＨｚ程度まで広がっている。したがって、１種類の超音波プローブで全領域をカバーするのは困難となっているが、本発明のプローブによれば、光音響信号のほとんどの領域をカバーすることが可能になる。 In a general ultrasonic diagnostic apparatus, since the reflected signal of the transmitted ultrasonic wave is received, the band of the reflected signal substantially matches the band of the transmitted ultrasonic probe. However, in the case of a photoacoustic signal, the wavelength range of a received signal is wide, and when the signal value is considered to be 10% of the maximum peak of the signal value, it extends from about 1 MHz to about 40 MHz. Therefore, it is difficult to cover the entire region with one type of ultrasonic probe, but according to the probe of the present invention, it is possible to cover most regions of the photoacoustic signal.
　以上の説明では、いわゆるリニア電子走査型のプローブを例示したが、ラジアル電子走査型、あるいは１個のトランスデューサを機械的に回転あるいは揺動、もしくはスライドさせるメカニカルスキャン走査方式の超音波プローブでもよい。さらに本発明は、電子内視鏡の鉗子チャンネルに挿入される体内式のプローブや、電子内視鏡と一体化された光音響装置に対しても適用可能である。 In the above description, a so-called linear electronic scanning type probe is exemplified, but a radial electronic scanning type or a mechanical scanning scanning type ultrasonic probe that mechanically rotates, swings, or slides one transducer may be used. Furthermore, the present invention can also be applied to an in-vivo probe inserted into a forceps channel of an electronic endoscope or a photoacoustic apparatus integrated with an electronic endoscope.
　また、パルスレーザユニットを構成するレーザ光源としては、上記実施形態で用いられた固体レーザの他、発振波長が最大８００ｎｍ程度のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ、発振波長が最大９００ｎｍ程度のＩｎＧａＡｓ系半導体レーザ等も適用可能である。さらには、半導体レーザを種光源とする光増幅型レーザ光源と光波長変換素子との組み合わせからなるもの、より具体的には、波長１５６０ｎｍ程度のレーザ光を発する半導体レーザと、そのレーザ光を増幅する偏波保存型Ｅｒ（エルビウム）添加光ファイバからなるファイバ増幅器と、そこで増幅されたレーザ光を波長７８０ｎｍ程度の第２高調波に変換するＳＨＧ（第２高調波発生）素子とからなるもの等も適用可能である。 As the laser light source constituting the pulse laser unit, in addition to the solid-state laser used in the above embodiment, an AlGaAs semiconductor laser having an oscillation wavelength of up to about 800 nm, an InGaAs semiconductor laser having an oscillation wavelength of up to about 900 nm, etc. Applicable. Further, a combination of an optical amplification type laser light source that uses a semiconductor laser as a seed light source and an optical wavelength conversion element, more specifically, a semiconductor laser that emits laser light having a wavelength of about 1560 nm, and the laser light is amplified. A fiber amplifier composed of a polarization-preserving Er (erbium) -doped optical fiber and an SHG (second harmonic generation) element that converts the laser light amplified there into a second harmonic having a wavelength of about 780 nm, etc. Is also applicable.
　また本発明の光音響装置および音響波検出信号の取得方法は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正および変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。 Further, the photoacoustic apparatus and the method for acquiring the acoustic wave detection signal of the present invention are not limited to the above embodiment, and various modifications and changes from the configuration of the above embodiment are also included in the scope of the present invention. include.
　例えば、上に述べた実施形態の光音響装置は反射超音波による超音波画像も取得、表示できるように構成されたものであるが、本発明の光音響装置はそのような機能は備えないものとして構成されても構わない。 For example, the photoacoustic apparatus of the above-described embodiment is configured to be able to acquire and display an ultrasonic image by reflected ultrasonic waves, but the photoacoustic apparatus of the present invention does not have such a function. It may be configured as.
　また本発明は、デコンボリューション処理を施すようにした光音響画像化装置にも適用可能である。図４は、そのデコンボリューション処理を施すように構成された光音響画像化装置の一部を示すブロック図である。この図４の構成は、例えば図１に示した画像再構成手段２５と検波・対数変換手段２６との間に挿入されるものであり、光微分波形逆畳込み手段４０およびその後段に接続された補正手段４６とからなる。そして分波形逆畳込み手段４０は、フーリエ変換手段４１、４２、逆フィルタ演算手段４３、フィルタ適用手段４４、およびフーリエ逆変換手段４５から構成されている。 The present invention can also be applied to a photoacoustic imaging apparatus that performs a deconvolution process. FIG. 4 is a block diagram showing a part of the photoacoustic imaging apparatus configured to perform the deconvolution processing. 4 is inserted between the image reconstruction means 25 and the detection / logarithmic conversion means 26 shown in FIG. 1, for example, and is connected to the optical differential waveform deconvolution means 40 and its subsequent stage. Correction means 46. The split waveform deconvolution means 40 includes Fourier transform means 41 and 42, an inverse filter calculation means 43, a filter application means 44, and a Fourier inverse transform means 45.
　上記分波形逆畳込み手段４０は、画像再構成手段２５が出力した光音響画像を示すデータから、被検体に照射されたパルスレーザ光の光強度の時間波形を微分した光パルス微分波形をデコンボリューションする。このデコンボリューションにより、吸収分布を示す光音響画像データが得られる。 The partial waveform deconvolution means 40 deconstructs an optical pulse differential waveform obtained by differentiating the time waveform of the light intensity of the pulsed laser light irradiated to the subject from the data indicating the photoacoustic image output from the image reconstruction means 25. Volute. By this deconvolution, photoacoustic image data showing an absorption distribution is obtained.
　以下、このデコンボリューションについて詳しく説明する。光微分波形逆畳込み手段４０のフーリエ変換手段（第１のフーリエ変換手段）４１は、離散フーリエ変換により、再構成された光音響画像データを時間領域の信号から周波数領域の信号へと変換する。フーリエ変換手段（第２のフーリエ変換手段）４２は、離散フーリエ変換により、光パルス微分波形を所定のサンプリングレートでサンプリングした信号を時間領域の信号から周波数領域の信号へと変換する。フーリエ変換のアルゴリズムには、例えばＦＦＴを用いることができる。 Hereinafter, this deconvolution will be described in detail. The Fourier transform means (first Fourier transform means) 41 of the optical differential waveform deconvolution means 40 converts the reconstructed photoacoustic image data from a time domain signal to a frequency domain signal by discrete Fourier transform. . The Fourier transform means (second Fourier transform means) 42 converts a signal obtained by sampling the optical pulse differential waveform at a predetermined sampling rate from a time domain signal to a frequency domain signal by discrete Fourier transform. For example, FFT can be used as the Fourier transform algorithm.
　本実施形態においては、ＡＤ変換手段２２における音響波検出信号のサンプリングレートと、光パルス微分波形のサンプリングレートとは等しいものとする。例えば音響波検出信号はＦｓ＝４０ＭＨｚのサンプリングクロックに同期してサンプリングされており、光微分パルスも、Ｆｓ＿ｈ＝４０ＭＨｚのサンプリングレートでサンプリングされている。フーリエ変換手段４１は、４０ＭＨｚでサンプリングした結果得られた、画像再構成手段２５が出力する光音響画像データを、例えば１０２４点のフーリエ変換でフーリエ変換する。また、フーリエ変換手段４２は、４０ＭＨｚでサンプリングされた光パルス微分波形を１０２４点のフーリエ変換でフーリエ変換する。 In this embodiment, it is assumed that the sampling rate of the acoustic wave detection signal in the AD conversion means 22 is equal to the sampling rate of the optical pulse differential waveform. For example, the acoustic wave detection signal is sampled in synchronization with a sampling clock of Fs = 40 MHz, and the optical differential pulse is also sampled at a sampling rate of Fs_h = 40 MHz. The Fourier transform unit 41 Fourier transforms the photoacoustic image data output from the image reconstruction unit 25 obtained as a result of sampling at 40 MHz, for example, by 1024 points of Fourier transform. Further, the Fourier transform means 42 performs Fourier transform on the optical pulse differential waveform sampled at 40 MHz by 1024 points of Fourier transform.
　逆フィルタ演算手段４３は、フーリエ変換された光パルス微分波形の逆数を逆フィルタとして求める。例えば逆フィルタ演算手段４３は、光パルス微分波形ｈをフーリエ変換した信号をｆｆｔ＿ｈとしたとき、conj(fft_h)/abs(fft_h)2を逆フィルタとして求める。フィルタ適用手段４４は、フーリエ変換手段４１でフーリエ変換された光音響画像データに、逆フィルタ演算手段４３で求められた逆フィルタを適用する。フィルタ適用手段４４は、例えば、要素ごとに、光音響画像データのフーリエ係数と逆フィルタのフーリエ係数とを乗算する。逆フィルタが適用されることで、周波数領域の信号において、光パルス微分波形がデコンボリューションされる。フーリエ逆変換手段４５は、フーリエ逆変換により、逆フィルタが適用された光音響画像データを、周波数領域の信号から時間領域の信号へと変換する。フーリエ逆変換により、時間領域の吸収分布信号が得られる。 The inverse filter calculation unit 43 obtains the inverse of the Fourier transformed optical pulse differential waveform as an inverse filter. For example, the inverse filter calculation means 43 obtains conj (fft_h) / abs (fft_h) 2 as an inverse filter, where fft_h is a signal obtained by Fourier transforming the optical pulse differential waveform h. The filter applying unit 44 applies the inverse filter obtained by the inverse filter calculating unit 43 to the photoacoustic image data Fourier-transformed by the Fourier transform unit 41. For example, the filter application unit 44 multiplies the Fourier coefficient of the photoacoustic image data by the Fourier coefficient of the inverse filter for each element. By applying the inverse filter, the optical pulse differential waveform is deconvolved in the frequency domain signal. The Fourier inverse transform unit 45 transforms the photoacoustic image data to which the inverse filter is applied from a frequency domain signal to a time domain signal by Fourier inverse transform. An absorption distribution signal in the time domain is obtained by inverse Fourier transform.
　以上述べた処理を行うことにより、光微分項がコンボリューションされた音響波検出信号から光微分項を除去することができ、音響波検出信号から吸収分布を求めることができる。そのような吸収分布を画像化した場合には、吸収分布画像を示す光音響画像が得られる。 By performing the processing described above, the optical differential term can be removed from the acoustic wave detection signal in which the optical differential term is convoluted, and the absorption distribution can be obtained from the acoustic wave detection signal. When such an absorption distribution is imaged, a photoacoustic image showing the absorption distribution image is obtained.
　なお補正手段４６は、光パルス微分波形がデコンボリューションされたデータを補正し、光パルス微分波形がデコンボリューションされたデータから、プローブ１１における超音波振動子の受信角度依存特性の影響を除去する。また、補正手段４６は、受信角度依存特性に加えて、またはこれらに代えて、光パルス微分波形がデコンボリューションされたデータから被検体における光の入射光分布の影響を除去する。なお、このような補正を行わずに、光音響画像の生成を行ってもよい。 The correction means 46 corrects the data obtained by deconvolution of the optical pulse differential waveform, and removes the influence of the reception angle dependent characteristic of the ultrasonic transducer in the probe 11 from the data obtained by deconvoluting the optical pulse differential waveform. Further, the correction means 46 removes the influence of the incident light distribution of the light on the subject from the data obtained by deconvolution of the optical pulse differential waveform in addition to or instead of the reception angle dependent characteristics. Note that a photoacoustic image may be generated without performing such correction.

Claims (20)

  1. 　光の照射を受けた被検体から発せられた音響波を検出する光音響装置用プローブにおいて、
    　所定の第一の周波数領域にある音響波を検出する無機系トランスデューサと、
    　この無機系トランスデューサと比べて信号電極の面積がより広く形成されて、前記第一の周波数領域よりも低周波側の領域を含む第二の周波数領域の音響波を検出する有機系トランスデューサとを備えたことを特徴とする光音響装置用プローブ。     In a probe for a photoacoustic apparatus for detecting an acoustic wave emitted from a subject irradiated with light,
    An inorganic transducer for detecting an acoustic wave in a predetermined first frequency range;
    And an organic transducer for detecting an acoustic wave in a second frequency region including a region on a lower frequency side than the first frequency region, the signal electrode having a larger area than the inorganic transducer. A probe for a photoacoustic apparatus.
  2. 　前記無機系トランスデューサおよび有機系トランスデューサがそれぞれトランスデューサアレイを構成しており、
    　それらのトランスデューサアレイが、複数の無機系トランスデューサに対して複数の有機系トランスデューサが対面する状態にして、互いに積層して配設されていることを特徴とする請求項１記載の光音響装置用プローブ。     The inorganic transducer and the organic transducer each constitute a transducer array,
    2. The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 1, wherein the transducer arrays are disposed so as to be stacked on each other with a plurality of organic transducers facing each other with respect to the plurality of inorganic transducers. .
  3. 　前記無機系トランスデューサからなるトランスデューサアレイがバッキング材の上に形成され、
    　その上に前記有機系トランスデューサからなるトランスデューサアレイが積層されていることを特徴とする請求項２記載の光音響装置用プローブ。     A transducer array composed of the inorganic transducer is formed on a backing material,
    3. The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 2, wherein a transducer array made of the organic transducer is laminated thereon.
  4. 　前記無機系トランスデューサおよび有機系トランスデューサがそれぞれ、１対の電極の間に圧電薄膜を挟んだ構造を有し、
    　有機系トランスデューサの信号電極の面積が、この信号電極に対して前記積層の方向に離れている無機系トランスデューサの信号電極の面積よりも広く形成されていることを特徴とする請求項２記載の光音響装置用プローブ。     Each of the inorganic transducer and the organic transducer has a structure in which a piezoelectric thin film is sandwiched between a pair of electrodes,
    3. The light according to claim 2, wherein the area of the signal electrode of the organic transducer is formed wider than the area of the signal electrode of the inorganic transducer separated from the signal electrode in the stacking direction. Probe for sound equipment.
  5. 　前記無機系トランスデューサからなるトランスデューサアレイがバッキング材の上に形成され、
    　その上に前記有機系トランスデューサからなるトランスデューサアレイが積層されていることを特徴とする請求項４記載の光音響装置用プローブ。     A transducer array composed of the inorganic transducer is formed on a backing material,
    5. The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 4, wherein a transducer array made of the organic transducer is laminated thereon.
  6. 　前記無機系トランスデューサを構成する無機圧電薄膜が、チタン酸ジルコン酸鉛（Pb(Zr,Ti)O3）系材料からなるものであることを特徴とする請求項１記載の光音響装置用プローブ。 The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 1, wherein the inorganic piezoelectric thin film constituting the inorganic transducer is made of a lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O3) material.
  7. 　前記無機系トランスデューサを構成する無機圧電薄膜が、チタン酸ジルコン酸鉛（Pb(Zr,Ti)O3）系材料からなるものであることを特徴とする請求項２記載の光音響装置用プローブ。 3. The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 2, wherein the inorganic piezoelectric thin film constituting the inorganic transducer is made of a lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O3) material.
  8. 　前記無機系トランスデューサを構成する無機圧電薄膜が、チタン酸ジルコン酸鉛（Pb(Zr,Ti)O3）系材料からなるものであることを特徴とする請求項４記載の光音響装置用プローブ。　　 The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 4, wherein the inorganic piezoelectric thin film constituting the inorganic transducer is made of a lead zirconate titanate (Pb (Zr, Ti) O3) material. *
  9. 　前記有機系トランスデューサを構成する有機圧電薄膜が、フッ化系材料からなるものであることを特徴とする請求項１記載の光音響装置用プローブ。 2. The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 1, wherein the organic piezoelectric thin film constituting the organic transducer is made of a fluorinated material.
  10. 　前記有機系トランスデューサを構成する有機圧電薄膜が、フッ化系材料からなるものであることを特徴とする請求項２記載の光音響装置用プローブ。 3. The photoacoustic apparatus probe according to claim 2, wherein the organic piezoelectric thin film constituting the organic transducer is made of a fluorinated material.
  11. 　前記有機系トランスデューサを構成する有機圧電薄膜が、フッ化系材料からなるものであることを特徴とする請求項４記載の光音響装置用プローブ。 The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 4, wherein the organic piezoelectric thin film constituting the organic transducer is made of a fluorinated material.
  12. 　前記第一の周波数領域が７～１５ＭＨｚの領域であり、前記第二の周波数領域が７ＭＨｚ以下の領域を含む領域であることを特徴とする請求項１記載の光音響装置用プローブ。 The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 1, wherein the first frequency region is a region of 7 to 15 MHz, and the second frequency region is a region including a region of 7 MHz or less.
  13. 　前記第一の周波数領域が７～１５ＭＨｚの領域であり、前記第二の周波数領域が７ＭＨｚ以下の領域を含む領域であることを特徴とする請求項２記載の光音響装置用プローブ。 3. The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 2, wherein the first frequency region is a region of 7 to 15 MHz, and the second frequency region is a region including a region of 7 MHz or less.
  14. 　前記第一の周波数領域が７～１５ＭＨｚの領域であり、前記第二の周波数領域が７ＭＨｚ以下の領域を含む領域であることを特徴とする請求項４記載の光音響装置用プローブ。 The probe for a photoacoustic apparatus according to claim 4, wherein the first frequency region is a region of 7 to 15 MHz, and the second frequency region is a region including a region of 7 MHz or less.
  15. 　請求項１記載の光音響装置用プローブを備えてなる光音響装置。 A photoacoustic apparatus comprising the photoacoustic apparatus probe according to claim 1.
  16. 　請求項２記載の光音響装置用プローブを備えてなる光音響装置。 A photoacoustic apparatus comprising the photoacoustic apparatus probe according to claim 2.
  17. 　請求項４記載の光音響装置用プローブを備えてなる光音響装置。 A photoacoustic apparatus comprising the probe for a photoacoustic apparatus according to claim 4.
  18. 　光音響装置において、請求項１記載の光音響装置用プローブにより音響波検出信号を取得する方法であって、
    　所定の第一の周波数領域にある音響波を前記無機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得し、
    　前記第一の周波数領域よりも低周波側の領域を含む第二の周波数領域の音響波を前記有機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得することを特徴とする音響波検出信号の取得方法。     In the photoacoustic apparatus, the acoustic wave detection signal is obtained by the photoacoustic apparatus probe according to claim 1,
    An acoustic wave in a predetermined first frequency region is detected by the inorganic transducer to obtain an acoustic wave detection signal,
    Acquiring an acoustic wave detection signal, wherein an acoustic wave detection signal is acquired by detecting an acoustic wave in a second frequency region including a region on a lower frequency side than the first frequency region by the organic transducer. Method.
  19. 　光音響装置において、請求項２記載の光音響装置用プローブにより音響波検出信号を取得する方法であって、
    　所定の第一の周波数領域にある音響波を前記無機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得し、
    　前記第一の周波数領域よりも低周波側の領域を含む第二の周波数領域の音響波を前記有機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得することを特徴とする音響波検出信号の取得方法。     In the photoacoustic apparatus, the acoustic wave detection signal is obtained by the photoacoustic apparatus probe according to claim 2,
    An acoustic wave in a predetermined first frequency region is detected by the inorganic transducer to obtain an acoustic wave detection signal,
    Acquiring an acoustic wave detection signal, wherein an acoustic wave detection signal is acquired by detecting an acoustic wave in a second frequency region including a region on a lower frequency side than the first frequency region by the organic transducer. Method.
  20. 　光音響装置において、請求項４記載の光音響装置用プローブにより音響波検出信号を取得する方法であって、
    　所定の第一の周波数領域にある音響波を前記無機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得し、
    　前記第一の周波数領域よりも低周波側の領域を含む第二の周波数領域の音響波を前記有機系トランスデューサにより検出して音響波検出信号を取得することを特徴とする音響波検出信号の取得方法。     In the photoacoustic apparatus, the acoustic wave detection signal is obtained by the photoacoustic apparatus probe according to claim 4,
    An acoustic wave in a predetermined first frequency region is detected by the inorganic transducer to obtain an acoustic wave detection signal,
    Acquiring an acoustic wave detection signal, wherein an acoustic wave detection signal is acquired by detecting an acoustic wave in a second frequency region including a region on a lower frequency side than the first frequency region by the organic transducer. Method.
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