JP2015211708A - 被検体情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持部の端部での光の蹴られを抑制可能な光音響装置を提供する。【解決手段】光源１０１と、光源からの光を伝送し出射端から出射する伝送部１０３と、出射端から被検体に照射される光束を調整する調整部１０４と、被検体を保持する保持部１０６と、音響波を受信して電気信号を出力する複数の受信素子１１０と、複数の受信素子の少なくとも一部の受信素子の最も受信感度の高い方向と少なくとも一部の受信素子とは異なる受信素子の最も受信感度の高い方向とが異なり且つ特定の領域に向かうように複数の受信素子を支持する支持部１１１と、保持部に対する出射端および支持部の位置を移動させる走査部１１３とを有し、調整部は、出射端の保持部に対する位置に応じて光束を調整する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、被検体情報取得装置に関する。

被検体（例えば生体）内の光学特性値を求める方法の１つとして、光音響トモグラフィー（ＰＡＴ：Ｐｈｏｔｏ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）がある。光源から発生したパルス光が生体に照射されると、光は生体内を拡散しながら伝搬する。生体内の光吸収体は、伝搬してきた光を吸収して光音響波を発生させる。これを光音響効果と呼ぶ。この光音響波を受信素子で受信し、受信した信号を解析することにより、生体内の光吸収体に起因した初期音圧分布を取得できる。この初期音圧分布に対して生体内の光の分布を考慮した計算を行うことで、吸収係数分布を取得できる。

光吸収体の形状が血管のように円筒である場合、光吸収体から発せられた光音響波は、円筒の軸と垂直な向きに伝搬する。従って、様々な角度に走行する血管からの光音響波を受信するためには、受信素子を様々な角度に向ける必要がある。そこで特許文献１では、光照射部と複数の受信素子とをお椀型の支持体上に配置し、被検体に対して支持体を走査させることにより、様々な角度に走行する血管からの光音響波を受信する例が記載されている。

米国特許出願公開第２０１３／０２１７９９５号公報

しかしながら、特許文献１の装置を考えた場合、被検体全域からの光音響信号を様々な角度に向けられた受信素子で受信するためには、被検体の周辺部まで支持体を走査しなければならない。このため、支持体が被検体の周辺部を走査したときに、被検体を保持する保持部の端部（お椀の縁の近傍）で光の一部が蹴られている。

ここで蹴られとは、保持部の端部付近のような、曲率が急激にあるいは不連続に変化する部分で、照射光の挙動が変化する現象を指す。例えば、端部付近で光が当たらない影の領域が生じること、複雑な反射が起こって光量分布が不規則になること、被検部位以外の位置に光が当たって想定外の光音響波が発生することなどである。蹴られが発生すると、光の利用効率が低くなる、保持部の周辺で測定に不要な光音響波が発生する、保持部の周辺で反射した光により予期せぬ光音響波が発生する、という課題が起きる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、お椀型の保持部を有する光音響装置において、保持部の端部での光の蹴られを抑制することである。

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
光源と、
前記光源からの光を伝送し出射端から出射する伝送部と、
前記出射端から被検体に照射される光束を調整する調整部と、
前記被検体を保持する保持部と、
音響波を受信して電気信号を出力する複数の受信素子と、
前記複数の受信素子の少なくとも一部の受信素子の最も受信感度の高い方向と前記少なくとも一部の受信素子とは異なる受信素子の最も受信感度の高い方向とが異なり且つ特定の領域に向かうように前記複数の受信素子を支持する支持部と、
前記保持部に対する前記出射端および前記支持部の位置を移動させる走査部と、
を有し、
前記調整部は、前記出射端の前記保持部に対する位置に応じて前記光束を調整する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。

本発明によれば、お椀型の保持部を有する光音響装置において、保持部の端部での光の蹴られを抑制することができる。

実施例１の装置の構成図 実施例２の装置の構成図 実施例３の装置の構成図 実施例４の装置の構成図 実施例５の装置の構成図 実施例６の装置の構成図

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

本発明は、被検体の測定を行う装置や方法に関するものであり、好適な測定対象として被検者の乳房が挙げられる。よって本発明は、乳房検査装置やその制御方法、あるいは乳房検査方法として捉えられる。被検体に音響波に関する測定を行う場合、本発明は、音響波測定装置またはその制御方法、あるいは音響波測定方法として捉えられるし、被検体情報取得装置またはその制御方法、あるいは被検体情報取得方法としても捉えられる。本発明はまた、これらの方法をＣＰＵ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。

本発明の被検体情報取得装置は、被検体に光（電磁波）を照射し、光音響効果に従って被検体内または被検体表面の特定位置で発生して伝搬した音響波を受信（検出）する、光音響トモグラフィー技術を利用した装置を含む。このような被検体情報取得装置は、光音響測定に基づき被検体内部の特性情報（光学特性値）を画像データ等の形式で得ることから、光音響装置とも呼べる。

光音響装置における特性情報とは、光照射によって生じた音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布を示す。組織を構成する物質とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などの血液成分、あるいは脂肪、コラーゲン、水分などである。

本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。光音響効果により発生した音響波のことを、光音響波または光超音波と呼ぶ。受信素子により音響波から変換された電気信号を音響信号とも呼ぶ。光音響波に由来する音響信号から生成された被検体内部の画像を光音響波画像、超音波に由来する音響信号から生
成された画像を超音波画像とも呼ぶ。

（光音響装置）
以下に、本発明に係る光音響装置（以下、単に「装置」とも記す）について説明する。
本実施形態の光音響装置は、光源、光伝送部、光束調整部、被検体を保持する保持部、被検体内で発生した光音響波を受信する複数の受信素子、複数の受信素子を支持する支持体を有する。支持体は、複数の受信素子の少なくとも一部を、それぞれの受信指向性の最も感度の高い方向が交わるように支持するお椀型の部材である。支持体が受信素子を支持した状態で探触子として機能する。装置はまた、保持部と受信素子とを音響的に接続する音響整合部、支持体越しに被検体に光を照射するために支持体に設けられた光透過部、保持部に対して光伝送部と支持体とが共に走査する走査ステージ、走査ステージを制御するステージ制御部を有する。支持体は本発明の支持部に相当し、走査ステージおよび走査制御部は本発明の走査部に相当する。

光源から発せられたパルス光は、光伝送部により光透過部へ伝送される。光透過部を透過する際の光束は光束調整部により制御される。光透過部を透過した光は、保持部で保持された被検体に保持部越しに照射される。照射された光は被検体内部を拡散、伝搬する。伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体（結果的に音源となる）に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により光音響波が発生する。被検体内で発生した光音響波は、保持部及び音響整合部越しに受信素子で受信される。光伝送部と受信部は保持部に沿って走査ステージ上を走査し、その座標はステージ制御部により制御される。

（光源）
被検体が生体の場合、光源からは、生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される波長のパルス光が照射される。本発明において使用する光は、被検体内部まで光が伝搬する波長を有することが望ましい。具体的には、被検体が生体の場合、６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下である。また効率的に光音響波を発生させるために、パルス幅は１０〜１００ナノ秒程度が好適である。光源としては大出力が得られるレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることもできる。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用できる。照射のタイミング、波形、強度等は光源制御部によって制御される。なお、この光源制御部は光源と一体化されていても良い。

（光伝送部）
光伝送部としては、光ファイバによる伝送や、多関節アームによる伝送、レンズやミラー、拡散板を用いた空間伝送、あるいはこれらを組み合わせたものが考えられる。光源からの光を直接光伝送部に入射させても良いし、レンズや拡散板等を用いて光を適切な密度や形状に変えてから光伝送部に入射させても良い。

（光束調整部）
光束調整部は光透過部を透過する光束を制御する。光束調整部は、拡散板やレンズ、ミラーなどの光学素子で構成され、光学素子の配置を制御する光学素子制御部を含んでも良い。光学素子は、光源と光伝送部との間に設けられていても良いし、光伝送部と光透過部との間に設けられていても良い。光学素子が光伝送部と光透過部との間に設けられている場合には、光学素子は固定されていて、光伝送部が走査することで光束を制御しても良い。あるいは、光学素子が光伝送部と一緒に走査して、光学素子制御部により光学素子の配置が変わることで光束を制御しても良い。

（光透過部）
光透過部は、光伝送部からの光を支持体越しに被検体に導くために支持体に設けられる
。光透過部の材質としてはガラスや樹脂などが考えられるが、光を透過するものであれば何でも良い。また、光透過部の表面に反射コーティングが施されていても良い。

（被検体及び光吸収体）
これらは本発明の光音響装置の一部を構成するものではないが、以下に説明する。光音響効果を用いた本発明の光音響装置は、血管の撮影、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とする。被検体内部の光吸収体としては、使用する光の波長にもよるが、被検体内で相対的に吸収係数が高いものである。具体的には水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどが挙げられる。

（保持部）
被検体に照射する光を透過するために、光の透過率が高い部材が保持部として使われる。さらに、被検体からの光音響波を透過させるために、被検体と音響インピーダンスが近い材料が望ましい。このような保持部の一例としてはポリメチルペンテンが挙げられる。また、光音響波を効率よく受信素子で受信するために、水などの液体あるいはジェルなどを介して保持部と被検体とを接触させることが好ましい。

（受信素子）
受信素子は、パルス光により生体表面及び生体内部で発生する光音響波を受信して、アナログ信号である電気信号に変換する。圧電現象を用いた受信素子、光の共振を用いた受信素子、静電容量の変化を用いた受信素子など、光音響波信号を受信できるものであればどのような受信素子を用いてもよい。被検体や保持部の表面で反射した光や、被検体内部を散乱して被検体から出てきた光を再び被検体に戻すために、受信素子の表面に金膜などの反射膜を設けていても良い。

（支持体）
支持体は、複数の受信素子の少なくとも一部を、それぞれの受信指向性の最も感度の高い方向が交わるように支持するお椀状の部材である。言い換えると支持体は、複数の受信素子の少なくとも一部の受信素子の最も受信感度の高い方向と、前記少なくとも一部の受信素子とは異なる受信素子の最も受信感度の高い方向とが異なり、且つ特定の領域に向かうように前記複数の受信素子を支持する。支持体には受信素子を装着する穴が空けられている。支持体は剛性が高いものが望ましく、その材質として例えば金属が考えられる。被検体や保持部の表面で反射した光や、被検体内部を散乱して被検体から出てきた光を再び被検体に戻すために、支持体の被検体側の表面に金膜などの反射膜を設けていても良い。

（音響整合部）
音響整合部は、保持部と受信素子とを音響的に接続するために、支持体を充填するように配置される。音響整合部は、光透過部からの光を透過し、保持部と受信素子との音響インピーダンスが近いことが望ましい。音響整合部の材料としては、水、ジェル、油などが考えられる。

（走査ステージ、ステージ制御部）
走査ステージは、光伝送部と共に支持体を保持部に対して走査させる。走査ステージはステージ制御部により制御され、任意の位置座標での測定や、光伝送部と支持体を１次元または２次元に走査させながら測定することが可能となる。

＜実施例１＞
実施例１は、光伝送部と支持体との間に光束調整部が配置され、光束調整部が光伝送部と一緒に走査せずに固定されている例である。本実施例では、光束調整部は光学素子のみで構成されている。本実施例の構成を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は保持部の中
央部を光伝送部と支持体とが走査しているときの図、図１（ｂ）は保持部の周辺部を光伝送部と支持体とが走査しているときの図である。

図１（ａ）と（ｂ）において、符号１０１は光源、符号１０２は光、符号１０３は光伝送部、符号１０４ａと１０４ｂとは光学素子、符号１０５は光透過部、符号１０６は保持部、符号１０７は被検体、符号１０８は光吸収体、符号１０９は光音響波を示す。また、符号１１０は受信素子、符号１１１は支持体、符号１１２は音響整合部、符号１１３は走査ステージ、符号１１４はステージ制御部である。ここで、光束調整部１０４は拡散板である。その中でも、光束調整部の中央部１０４ａは拡散角の大きい拡散板であり、光束調整部の周辺部１０４ｂは拡散角の小さな拡散板である。

光源１０１はアレキサンドライトレーザーである。このアレキサンドライトレーザーの波長は７５５ｎｍ、出力は３００ｍＪ、周波数は２０Ｈｚ、パルス幅は５０ナノ秒である。光源１０１から出た光１０２は、複数の光ファイバを束ねたバンドルファイバである光伝送部１０３によって伝送される。光伝送部１０３から出た光は、光束調整部１０４により制御され、光透過部１０５を透過して、保持部１０６越しに被検体１０７に照射される。ここで、光透過部１０５はポリカーボネートの板である。

被検体１０７内を拡散した光は、光吸収体１０８に吸収される。すると光音響効果により、光吸収体１０８から光音響波１０９が発生する。光音響波１０９は、被検体１０７と保持部１０６、音響整合部１１２を伝搬し、受信素子１１０で受信される。ここで、音響整合部１１２は水である。また、受信素子１１０は、圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）である。受信素子１１０の素子幅はΦ３ｍｍ、素子数は５１２個である。受信素子１１０の少なくとも一部は、それぞれの受信指向性の最も感度の高い方向が交わるようにお椀状の支持体１１１に配置されている。光伝送部１０３と支持体１１１は走査ステージ１１３上を走査する。その走査パターンはステージ制御部１１４によって制御される。本実施例においてステージ制御部１１４は、光伝送部１０３と支持体１１１とをＸＹ面内に螺旋状に走査させる。

光束調整部１０４は拡散板であり、拡散角が大きい拡散板１０４ａと、拡散角が小さい拡散板１０４ｂとで構成されている。ここで、光束調整部１０４は固定されている。すなわち光束調整部１０４は、走査ステージ１１３による走査とは連動しない。そのため、図１（ａ）のように光伝送部１０３と支持体１１１とが保持部１０６の中央部を走査するときは、光伝送部１０３からの出射光は拡散角が大きい拡散板１０４ａを通る。一方、図１（ｂ）のように光伝送部１０３と支持体１１１とが保持部１０６の周辺部を通るときは拡散角が小さい拡散板１０４ｂを通る。別の言い方をすると、支持体１１１の中央の光透過部１０５、および、光伝送部１０３の出射端が、保持部１０６の中央部に対向している場合は、光の照射角が比較的広い。また、支持体１１１の光透過部１０５、および、光伝送部１０３の出射端が、保持部１０６の端部の付近に対向している場合は、光の照射角が比較的狭い。

こうすることで、光伝送部１０３と支持体１１１とが保持部１０６の周辺部を走査する際の光の広がりが、保持部１０６の中央部を走査する際の広がりよりも小さくなる。この結果、光伝送部１０３と支持体１１１とが保持部１０６の周辺部を走査する際に、保持部１０６の端部で蹴られる光が減少する。

以上のように、光伝送部と支持体との間に光学素子が配置され、光学素子が固定され、光伝送部と共に移動しないような装置構成とすることで、光伝送部と支持体とが保持部の周辺部を走査する際に、保持部の端部で蹴られる光を減らすことができる。

なお上記の説明では、走査ステージの動作により照射端が保持部の端部（被検者を支持する部材との接続部）に対向することが原因となって蹴られが発生した。しかし本実施例および本発明の各実施例は、照射位置が変化して蹴られが発生するあらゆる場合に適用できる。例えば照射端を傾けて光照射位置を変える構成や、複数の照射端から実際に照射するものを選択する構成でも、本発明は適用可能である。また、光源や伝送部材、受信素子や走査機構などは、上述の種類に限らず様々な構成を利用し得る。

＜実施例２＞
実施例２は、光束調整部が光学素子と光学素子制御部とで構成され、光伝送部と支持体との間に光学素子が配置され、光伝送部と支持体との位置座標に基づいて光学素子が走査する例である。また本実施例では、光束調整部は光透過部を透過する光の角度を制御する。

本実施例の構成を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は保持部の中央部を光伝送部と支持体とが走査しているときの図、図２（ｂ）は保持部の周辺部を光伝送部と支持体とが走査しているときの図である。

図２（ａ）と（ｂ）において、符号２０１は光源、符号２０２は光、符号２０３は光伝送部、符号２０４ａは光学素子、符号２０４ｂは光学素子制御部、符号２０５は光透過部、符号２０６は保持部である。また、符号２０７は被検体、符号２０８は光吸収体、符号２０９は光音響波、符号２１０は受信素子、符号２１１は支持体、符号２１２は音響整合部、符号２１３は走査ステージ、符号２１４はステージ制御部である。

ここで、光学素子２０４ａ、光学素子制御部２０４ｂ以外の構成物は実施例１と同じであるため、説明を省略する。光学素子２０４は凹レンズであり、光学素子制御部によりその配置を制御される。光学素子制御部が、光伝送部２０３と支持体２１１との位置座標をステージ制御部２１３から受け取って、凹レンズを所定の位置座標に配置させる。

光伝送部２０３と支持体２１１とが保持部２０６の中央部を走査する際には、光照射部２０３から出射する光の中心と凹レンズの中心と光透過部２０５の中心とが一直線上に並ぶように、光学素子制御部が凹レンズの配置を制御する。一方、光伝送部２０３と支持体２１１とが保持部２０５の周辺部を走査する際には、保持部２０６の中心に対して、光照射部２０３から出射する光の中心と光透過部２０５との中心を結ぶ線の外側に凹レンズの中心をシフトさせる。

この結果、光伝送部２０３と支持体２１１の中央部が、保持部２０６の周辺部に対向する位置を走査する際に、光束調整部は、光が照射される領域が保持部２０６の中央部に追従するように光の角度を変化させる。その結果、保持部２０６の端部で蹴られる光を減らすことができる。

以上のように本実施例では、光伝送部と支持体との間に光学素子が配置され、光学素子が光伝送部と共に走査し、光伝送部と支持体との位置座標に基づいて光学素子制御部により配置され、光透過部を透過する光の角度を制御する。このような装置構成とすることで、保持部の端部における蹴られが減少する。なお、本実施例では光束調整部として凹レンズと光学素子制御部とを用いたが、これに限定されることはない。具体的には、ポリゴンミラー、ガルバノミラー、ＭＥＭＳスキャナ等を用いることもできる。

＜実施例３＞
実施例３は、光束調整部が光学素子と光学素子制御部とで構成され、光学素子が光伝送部及び支持体と共に走査する例である。また本実施例では、保持部の端部で光が蹴られる
のを光検出部が検知すると、光学素子が光伝送部に対して移動することにより光透過部を透過する光の角度を制御する。

本実施例の構成を、図３を用いて説明する。図３（ａ）は保持部の中央部を光伝送部と支持体と光学素子とが走査しているときの図、図３（ｂ）は保持部と近接する位置に設けられた光検出部で光を検出したときの図、図３（ｃ）は光学素子が光伝送部に対して移動したときの図である。

図３（ａ）と（ｂ）、（ｃ）において、符号３０１は光源、符号３０２は光、符号３０３は光伝送部、符号３０４ａは光学素子、符号３０４ｂは光学素子制御部、符号３０５は光透過部、符号３０６は保持部である。また、符号３０７は被検体、符号３０８は光吸収体、符号３０９は光音響波、符号３１０は受信素子、符号３１１は支持体、符号３１２は音響整合部、符号３１３は走査ステージ、符号３１４はステージ制御部、符号３１５は光検出部である。

ここで、光学素子３０４ａ、光学素子制御部３０４ｂ、光検出部３１５以外の構成物は実施例１、２と同じであるため、説明を省略する。光学素子３０４ａは凹レンズである。光検出部はフォトダイオードである。図３（ａ）の光検出部３１５は、保持部３０６の端部に光が照射されたことを検知する。ただし光検出の方法はこれに限られず、保持部における光強度分布を取得するようにしてもよいし、光出射端から保持部までの光経路のいずれかで光を検知してもよい。光学素子３０４ａは光伝送部３０３及び支持体３１１と共に走査しても良いが、少なくともこれらとは独立に移動可能である。

図３（ａ）のように光検出部３１５が光を検出しない間は、光学素子３０４ａは光伝送部３０３に対して移動しない。図３（ｂ）のように光検出部３１５が光を検出すると、光学素子制御部３０４ｂは、光伝送部３０２に対して、光照射部３０３から出射する光の中心と光透過部３０５との中心を結ぶ線の外側に光学素子３０４ａの中心をシフトさせる。なお、光の検出値の判断基準は、光が有りか無しかに限られず、光検出部３１５による検出値が所定の閾値を超えた場合に光束調整を開始するようにしても良い。この結果、光伝送部３０３と支持体３１１とが保持部３０６の周辺部を走査する際に、保持部３０６の端部で蹴られる光を減らすことができる。

以上のように、保持部に近接して配置された光検出部が光を検出すると、光学素子が光伝送部に対して移動する装置構成とすることで、保持部の端部で蹴られる光を減らすことができる。なお、光検出部が光を検出する閾値は自由に決めることができる。また、光検出部に入射する光量を適切にするために、光検出部の前にＮＤフィルターを挿入することもできる。

＜実施例４＞
実施例４は、光伝送部と支持体との間に光束調整部が配置され、光束調整部が光伝送部及び支持体と共に走査する例である。本実施例では、光伝送部と支持体との位置座標（位置情報）に応じて光束調整部が光透過部を透過する光の広がりを制御する。

本実施例の構成を、図４を用いて説明する。図４（ａ）は保持部の中央部を光伝送部と支持体と光束調整部とが走査しているときの図、図４（ｂ）は保持部の周辺部を光伝送部と支持体と光束調整部とが走査しているときの図である。

図４（ａ）と（ｂ）において、符号４０１は光源、符号４０２は光、符号４０３は光伝送部、符号４０４ａは光学素子、符号４０４ｂは光学素子制御部、符号４０５は光透過部、符号４０６は保持部である。また、符号４０７は被検体、符号４０８は光吸収体、符号
４０９は光音響波、符号４１０は受信素子、符号４１１は支持体、符号４１２は音響整合部、符号４１３は走査ステージ、符号４１４はステージ制御部である。

ここで、光学素子４０４ａ、光学素子制御部４０４ｂ以外の構成物は実施例１、２、３と同じであるため、説明を省略する。光束調整部４０４は、凹レンズおよび凸レンズを含む光学素子４０４ａと、光学素子制御部４０４ｂとで構成されている。光学素子４０４ａは光伝送部４０３および支持体４１１と共に走査する。

光学素子制御部４０４ｂは、光伝送部４０３と支持体４１１との位置座標をステージ制御部４１３から受け取って、その値に応じて、凹レンズと凸レンズをその間隔が所定の値となるように移動させる。所定の間隔は、設定したい照射領域の広さに応じて定められる。図４（ａ）では、光伝送部４０３と支持体４１１とが保持部４０６の中央部を走査する。この場合、光照射部４０３から出射する光の中心と凹レンズ及び凸レンズの中心と光透過部４０５の中心とが一直線上に並び、かつ照射される範囲が比較的広くなるように、凹レンズと凸レンズが位置制御される。

一方、図４（ｂ）では、光伝送部４０３と支持体４１１とが保持部４０６の周辺部を走査する。この場合、光学素子制御部４０４ｂは、凹レンズの位置を固定したまま凸レンズを凹レンズから遠ざけて、照射範囲が比較的狭くなるようにする。この結果、光伝送部４０３と支持体４１１とが保持部４０６の周辺部を走査する際に、保持部４０６の端部で蹴られる光を減らすことができる。

以上のように本実施例では、光伝送部と支持体との位置座標に基づいて、光学素子と光学素子制御部とが光透過部を透過する光の広がりを制御する。これにより、光伝送部と支持体とが保持部の周辺部を走査する際に保持部の端部で蹴られる光を減らすことができる。

＜実施例５＞
実施例５は、光伝送部と支持体との間に光束調整部が配置され、光束調整部が光伝送部及び支持体と共に走査する例である。本実施例では、光伝送部と支持体との位置座標に応じて光束調整部が光透過部を透過する光の面積を制御する。

本実施例の構成を、図５を用いて説明する。図５（ａ）は保持部の中央部を光伝送部と支持体と光束調整部とが走査しているときの図、図５（ｂ）は保持部の周辺部を光伝送部と支持体と光束調整部とが走査しているときの図である。

図５（ａ）と（ｂ）において、符号５０１は光源、符号５０２は光、符号５０３は光伝送部、符号５０４ａは光学素子、符号５０４ｂは光学素子制御部、符号５０５は光透過部、符号５０６は保持部である。また、符号５０７は被検体、符号５０８は光吸収体、符号５０９は光音響波、符号５１０は受信素子、符号５１１は支持体、符号５１２は音響整合部、符号５１３は走査ステージ、符号５１４はステージ制御部である。

ここで、光伝送部５０３、光学素子５０４ａ、光学素子制御部５０４ｂ以外の構成物は実施例１、２、３、４と同じであるため、説明を省略する。光伝送部５０３にはプリズムを用いた。ただし、光音響装置の構成に合わせて、多数のプリズムを組み合わせて用いても良いし、プリズムの代わりにミラーを用いても良い。光学素子５０４ａは凹レンズである。光学素子制御部５０４ｂは、光伝送部５０３と支持体５１１との位置座標をステージ制御部５１３から受け取る。その値に応じて、凹レンズのＺ座標が所定の値となるように凹レンズを移動させる。

図５（ａ）では、光伝送部５０３と支持体５１１とが保持部５０６の中央部を走査する。このとき、光学素子制御部５０４ｂは、凹レンズを光照射部５０３の出射端の近くに移動させる。この場合、保持部の比較的広い範囲に光が照射される。一方、図５（ｂ）では、光伝送部５０３と支持体５１１とが保持部５０５の周辺部を走査する。このとき、ステージ制御部動作機構は、凹レンズを光照射部５０３の出射端から遠ざける。この結果、光伝送部５０３と支持体５１１とが保持部５０６の周辺部を走査する際に、光透過部５０５を透過する光の面積及び保持部５０６に照射される光の面積が小さくなる。その結果、保持部５０６の端部で蹴られる光を減らすことができる。

以上のように、光伝送部と支持体との位置座標に基づいて、光学素子と光学素子制御部とが光透過部を透過する光の面積を制御する装置構成とすることで、光伝送部と支持体とが保持部の周辺部を走査する際に保持部の端部で蹴られる光を減らすことができる。

＜実施例６＞
実施例６は、光源と光伝送部との間に光学素子が配置され、光学素子が走査しない例である。本実施例では、光伝送部と支持体との位置座標に応じて光学素子と光学素子制御部とが光透過部を透過する光の面積を制御する。

本実施例の構成を、図６を用いて説明する。図６（ａ）は保持部の中央部を光伝送部と支持体とが走査しているときの図、図６（ｂ）は保持部の周辺部を光伝送部と支持体とが走査しているときの図、図６（ｃ）は本実施例で光伝送部として用いる多関節アームを説明するための図である。

図６（ａ）と（ｂ）と（ｃ）において、符号６０１は光源、符号６０２は光、符号６０３は光伝送部、符号６０４ａは光学素子、符号６０４ｂは光学素子制御部、符号６０５は光透過部、符号６０６は保持部である。また、符号６０７は被検体、符号６０８は光吸収体、符号６０９は光音響波、符号６１０は受信素子、符号６１１は支持体、符号６１２は音響整合部、符号６１３はステージ制御部である。ここで、光伝送部６０３、光学素子６０４ａ、光学素子制御部６０４ｂ以外の構成物は実施例１、２、３、４、５と同じであるため、説明を省略する。

光伝送部６０３は多関節アームであり、入射端６０３ａおよび出射端６０３ｂを含む。入射端６０３ａと出射端６０３ｂは固定されており、図６（ｃ）中に点線で示した３本の軸がそれぞれ回転軸となり、２本のアームが回転する。各アームの両端にはプリズムが内蔵されており、入射端６０３ａから入射した光は、各プリズムを全反射しながら伝送され、出射端６０３ｂから出射される。光学素子６０４ａは、凹レンズと凸レンズとで構成され、光源６０１と光伝送部６０３との間に固定されている。

図６（ａ）では、光伝送部６０３と支持体６１１とが保持部６０６の中央部を走査する。このとき、光学素子制御部６０４ａは、光伝送部６０３と支持体６１１との位置座標をステージ制御部６１３から受け取って、凹レンズと凸レンズの間隔を小さくする。一方、図６（ｂ）では、光伝送部６０３と支持体６１１とが保持部６０６の周辺部を走査する。このとき、光学素子制御部が凹レンズの位置を固定したまま、凹レンズと凸レンズとの間隔を大きくする。この結果、光伝送部６０３と支持体６１１とが保持部６０６の周辺部を走査する際に、保持部６０６の端部で蹴られる光を減らすことができる。

以上のように本実施例では、光伝送部と支持体との位置座標に基づいて、光学素子と光学素子制御部とが光透過部を透過する光の広がりを制御する装置構成とする。これにより、光伝送部と支持体とが保持部の周辺部を走査する際に保持部の端部で蹴られる光を減らすことができる。

１０１：光源，１０３：光伝送部，１０６：保持部，１１０：受信素子，１１１：支持部，１１３：走査ステージ，１１４：ステージ制御部

Claims (11)

1. 光源と、
   前記光源からの光を伝送し出射端から出射する伝送部と、
   前記出射端から被検体に照射される光束を調整する調整部と、
   前記被検体を保持する保持部と、
   音響波を受信して電気信号を出力する複数の受信素子と、
   前記複数の受信素子の少なくとも一部の受信素子の最も受信感度の高い方向と前記少なくとも一部の受信素子とは異なる受信素子の最も受信感度の高い方向とが異なり且つ特定の領域に向かうように前記複数の受信素子を支持する支持部と、
   前記保持部に対する前記出射端および前記支持部の位置を移動させる走査部と、
   を有し、
   前記調整部は、前記出射端の前記保持部に対する位置に応じて前記光束を調整する
   ことを特徴とする被検体情報取得装置。
2. 前記調整部は、前記出射端が前記保持部の中央部に光を出射する場合と、前記保持部の周辺部に光を出射する場合で、異なる調整を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
3. 前記調整部は、前記出射端が前記保持部の周辺部に光を出射する場合、前記保持部の中央部に光を出射する場合よりも、光が照射される領域が小さくなるように調整を行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の被検体情報取得装置。
4. 前記調整部は、拡散角の異なる複数の拡散板を含み、前記出射端が前記保持部の周辺部に光を出射する場合、前記保持部の中央部に光を出射する場合よりも、拡散角の小さい拡散板を用いる
   ことを特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
5. 前記調整部は、凹レンズと凸レンズを含む光学素子を有し、前記凹レンズと前記凸レンズの間隔を変更することで光が照射される領域の広さを変化させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
6. 前記伝送部は、凹レンズを含む光学素子を有し、前記凹レンズと前記出射端の間隔を変更することで光が照射される領域の広さを変化させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
7. 前記調整部は、光の角度を制御する光学素子を含む
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の被検体情報取得装置。
8. 前記光学素子は、凹レンズであり、前記出射端および前記支持部の中央部が前記保持部の周辺部に対向する位置にある場合、光が照射される領域が前記保持部の中央部に追従するように光の角度を変化させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の被検体情報取得装置。
9. 前記保持部に近接して配置された光検出部をさらに有し、
   前記調整部は、前記光検出部による検出値が所定の閾値を超えると前記光束の調整を行う
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
10. 前記走査部は、前記出射端および前記支持部の位置情報を取得し、
    前記調整部は、前記位置情報に基づいて前記光束を調整する
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
11. 光源と、
    前記光源からの光を伝送し出射端から出射する伝送部と、
    前記出射端から被検体に照射される光束を調整する調整部と、
    前記被検体を保持する保持部と、
    音響波を受信して電気信号を出力する複数の受信素子と、
    前記複数の受信素子を支持する支持部と、
    前記保持部に対する前記出射端および前記支持部の位置を移動させる走査部と、
    を有し、
    前記調整部は、前記出射端から光が照射される位置が前記保持部の端部により蹴られる位置である場合、前記光束を調整する
    ことを特徴とする被検体情報取得装置。

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