JP2016047186A - 光音響内視鏡および光音響内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】光源構造の小型化および光の伝達経路の構造の簡素化を図ることが可能な光音響内視鏡を提供する。
【解決手段】この光音響内視鏡１００は、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体１に設けられ、ＬＥＤ素子１０ｃを含む光源部１０ａ（１０ｂ）と、内視鏡本体１の光源部１０ａ（１０ｂ）の近傍に設けられ、光源部１０ａ（１０ｂ）から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための検出面１１ｂを含む検出部１１と、内視鏡本体１に設けられ、内視鏡本体１のＬＥＤ素子１０ｃから発生された光を検出面１１ｂに対向する検出対象物側の方向に反射する反射面１１ｂを含む反射部１２とを備える。
【選択図】図５

Description

この発明は、光音響内視鏡および光音響内視鏡システムに関し、特に、光源部から照射された光を吸収した検出対象物から発生する音響波を検出するための検出部を備えた光音響内視鏡および光音響内視鏡システムに関する。

従来、光源部から照射された光を吸収した検出対象物から発生する音響波を検出するための検出部を備えた光音響内視鏡が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体と、内視鏡本体とは離間して配置されていると考えられる固体レーザなどの光源部と、光源部から内視鏡本体の検出部近傍の光照射部まで光を導く光ファイバーなどの導光手段と、内視鏡本体に設けられた検出部とを備えた光音響内視鏡が開示されている。検出部は、光源部により発生された光ファイバーなどを介して内視鏡本体の光照射部から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するように構成されている。

上記特許文献１の光音響内視鏡は、内視鏡本体の光を出射する先端部分が、内部が水で満たされたバルーンにより覆われている。このバルーンは、ゴムなどから形成されている。また、バルーンの内側には、検出部が配置されている。また、バルーンの表面には、検出対象物に対してバランスよくレーザ光を照射するために、レーザ光を散乱させる散乱面が設けられている。

特開２０１２−２４９７３９号公報

しかしながら、上記特許文献１の光音響内視鏡では、内視鏡本体とは離間して設けられた固体レーザなどの光源部から発生したレーザ光を光ファイバーなどの導光手段により内視鏡本体の光照射部に導く構造であるので、光の伝達経路の構造が複雑になるという問題点がある。また、光源として固体レーザを用いる場合には、光源の構造が大型になってしまうという問題点もある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、光源構造の小型化および光の伝達経路の構造の簡素化を図ることが可能な光音響内視鏡および光音響内視鏡システムを提供することである。

この発明の第１の局面による光音響内視鏡は、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体に設けられ、光放出半導体素子を含む光源部と、内視鏡本体の光源部の近傍に設けられ、光源部から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための検出面を含む検出部と、内視鏡本体に設けられ、内視鏡本体の光放出半導体素子から発生された光を検出面に対向する検出対象物側の方向に反射する反射面を含む反射部とを備える。

この発明の第１の局面による光音響内視鏡では、上記のように、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体に、内視鏡本体の光放出半導体素子から発生された光を検出面に対向する検出対象物側の方向に反射する反射面を含む反射部を設ける。これにより、内視鏡本体の光放出半導体素子から発生された光を直接被検体に向けて出射することができるので、従来のように内視鏡本体とは離間して設けられた光源部から光を内視鏡本体まで導く構造が不要となり、光の伝達経路の構造の簡素化を図ることができる。また、発光ダイオード素子などの光放出半導体素子を用いるので、従来のように固体レーザを用いる場合と比べて、光源構造の小型化を図ることができる。また、内視鏡本体に反射面を含む反射部を設けることによって、反射面で検出対象物の方向に出射されていない光を、検出対象物に向けて反射させることができるので、検出対象物に対して効率的に光を照射することができる。

上記第１の局面による光音響内視鏡において、好ましくは、反射部は、検出部および光源部の側方に配置される側壁を含み、側壁の検出部および光源部側の面に反射面が設けられている。このように構成すれば、光が拡散しやすい発光ダイオードなどの光放出半導体素子を用いる場合にも、反射面という簡素な構成を設けることのみによって、光を検出対象物にバランスよく照射することができる。すなわち、簡素な光の伝達経路の構造を維持しながら、光を検出対象物にバランスよく照射することを実現することができる。

上記第１の局面による光音響内視鏡において、好ましくは、光源部からの光を被検体に導光する導光部をさらに備え、光源部は、光放出半導体素子を封止する封止部を含み、導光部は、封止部に対して、検出対象物側に配置されている。このように構成すれば、導光部を介して封止部からの光を被検体に導光することができるので、封止部から被検体の間における光エネルギーの損失を抑制することができる。

この場合において、好ましくは、封止部は、光放出半導体素子からの光を導光部に向けて集光するレンズ形状に形成された外表面を有する。このように構成すれば、光放出半導体素子から導光部に光を集光することができるので、光放出半導体素子から導光部に光が到達するまでの間における光エネルギーの損失を抑制することができる。

上記導光部を備える構成において、好ましくは、検出部は、光を透過可能な圧電素子を含み、圧電素子は、導光部内に配置されており、平面視において、光放出半導体素子に重なるように配置されている。このように構成すれば、平面視において、圧電素子の位置を避けて光放出半導体素子を配置する必要がないので、平面視において、光放出半導体素子と圧電素子とが重ならない場合と比べて、光放出半導体素子の配置領域を広く確保することができる。その結果、光源部の光量を大きくすることができる。

上記一の局面による光音響内視鏡において、好ましくは、光源部は、複数の光放出半導体素子を含み、反射面は、複数の光放出半導体素子を取り囲むように設けられている。このように構成すれば、複数の光放出半導体素子を取り囲む反射面によって、光放出半導体素子から周囲に拡散する光を検出対象物に向けて反射させることができるので、検出対象物に対して効率的に光を照射することができる。

上記一の局面による光音響内視鏡において、好ましくは、光源部の光放出半導体素子は、発光ダイオード素子により構成されている。このように構成すれば、光源部が固体レーザ光源部である場合に比べて、光源部の消費電力を低減するとともに、装置を小型化することができる。

上記一の局面による光音響内視鏡において、好ましくは、光源部の光放出半導体素子は、有機発光ダイオード素子により構成されている。このように構成すれば、光源部が固体レーザ光源部である場合に比べて、光源部の消費電力を低減するとともに、装置を小型化することができる。また、薄型化が容易な有機発光ダイオード素子を用いることにより、光放出半導体素子が設けられる光源部を容易に小型化することができる。

この発明の第２の局面による光音響内視鏡システムは、被検体の内部に挿入可能な光音響内視鏡と、被検体の外部に配置される音響画像化部とを備え、光音響内視鏡は、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体に設けられ、被検体の内部から光を照射する光放出半導体素子を有する第１光源部と、内視鏡本体の第１光源部の近傍に設けられ、第１光源部から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための検出面を有する第１検出部と、内視鏡本体に設けられ、内視鏡本体の光放出半導体素子から発生された光を検出面に対向する検出対象物側の方向に反射する反射部とを含み、光音響画像化部は、被検体の外部から光を照射する第２光源部と、第２光源部から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための第２検出部とを含む。

この発明の第２の局面による光音響内視鏡システムでは、上記のように、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体に設けられ、被検体の内部から光を照射する光放出半導体素子を有する第１光源部と、内視鏡本体の第１光源部の近傍に設けられ、第１光源部から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための検出面を有する第１検出部と、内視鏡本体に設けられ、内視鏡本体の光放出半導体素子から発生された光を検出面に対向する検出対象物側の方向に反射する反射部とを含む光音響内視鏡を設けるとともに、被検体の外部から光を照射する第２光源部と、第２光源部から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための第２検出部とを含む光音響画像化部を設ける。これにより、内視鏡本体の光放出半導体素子から発生された光を直接被検体に向けて出射することができるので、従来のように内視鏡本体とは離間して設けられた光源部から光を内視鏡本体まで導く構造が不要となり、光の伝達経路の構造の簡素化を図ることができる。また、発光ダイオード素子などの光放出半導体素子を用いるので、従来のように固体レーザを用いる場合と比べて、光源構造の小型化を図ることができる。また、第２光源部を第１光源部の補助光源として使用することができるので、第１光源部のみから光を照射する場合と比べて、検出対象物に強い光を照射することができる。したがって、第１光源部のみから光を照射する場合と比べて、より大きな音響波を発生させることができるので、より鮮明な画像を得ることができる。また、被検体の内部の第１検出部と、被検体の外部の第２検出部とから、それぞれ画像が得られるので、被検体のより広範囲の画像を得ることができる。また、内視鏡本体に反射部を設けることによって、反射部で検出対象物の方向に出射されていない光を、検出対象物に向けて反射させることができるので、検出対象物に対して効率的に光を照射することができる。

上記第２の局面による光音響内視鏡システムにおいて、好ましくは、第１光源部と第２光源部とは、被検体への光の照射タイミングが同期されている。このように構成すれば、第１光源部および第２光源部の一方のみから光を照射する場合よりも、検出対象物に大きな光を照射することができるので、より一層大きな音響波を発生させることができる。その結果、より一層鮮明な画像を得ることができる。

上記第２の局面による光音響内視鏡システムにおいて、好ましくは、信号処理部をさらに備え、信号処理部は、第１検出部および第２検出部によりそれぞれ検出された音響波に基づく画像を重畳するように構成されている。このように構成すれば、異なる２つの検出部においてそれぞれ検出された音響波により得られる画像を重畳することにより、検出信号中で画像を構成する信号成分に対してノイズ成分を相対的に小さくすることができるので、より一層鮮明な画像を得ることができる。

本発明によれば、上記のように、光源構造の小型化および光の伝達経路の構造の簡素化を図ることができる。

本発明の第１実施形態による光音響内視鏡の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による光音響内視鏡の内視鏡本体を被検体の内部へ挿入した状態を示した模式図である。 本発明の第１実施形態による光音響内視鏡の内視鏡本体を示した平面図である。 図３の５００−５００線に沿った断面図である。 図３の６００−６００線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態による光音響内視鏡の内視鏡本体を示した平面図である。 図６の７００−７００線に沿った断面図である。 図６の８００−８００線に沿った断面図である。 本発明の第３実施形態による光音響内視鏡システムの全体構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例による光音響内視鏡の内視鏡本体を示した平面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による光音響内視鏡１００の構成について説明する。

本発明の第１実施形態による光音響内視鏡１００は、図１に示すように、内視鏡本体１と、信号処理部２と、表示部３とを備えている。

図２に示すように、内視鏡本体１は、管部１ａと、管部１ａの先端に設けられる先端部１ｂとから構成されている。また、内視鏡本体１は、先端部１ｂから被検体（人体）Ｐの内部に挿入されるように構成されている。

ここで、第１実施形態では、図３に示すように、内視鏡本体１の先端部１ｂには、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子１０ｃを含む光源部１０ａおよび１０ｂと、音響波ＡＷ（図２参照）を検出するための検出部１１と、光の反射面１２ｂを含む反射部１２とが設けられている。検出部１１は、検出面１１ｂを有する圧電素子１１ａを含んでいる。反射部１２は、反射面１２ｂによりＬＥＤ素子１０ｃからの光を検出面１１ｂに対向する検出対象物Ｑ（図２参照）の方向（Ｚ１方向）に反射するように構成されている。詳細については後述する。なお、ＬＥＤ素子１０ｃは、本発明の「光放出半導体素子」の一例である。

光音響内視鏡１００は、光源部１０ａおよび１０ｂから人体などの被検体Ｐ（図２参照）に光を照射するとともに、照射された光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生する音響波ＡＷを検出部１１により検出するように構成されている。また、光音響内視鏡１００は、検出部１１により検出された音響波ＡＷに基づいて、検出対象物Ｑを画像化することが可能なように構成されている。また、光音響内視鏡１００は、圧電素子１１ａから被検体Ｐに超音波を発射するとともに、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑにより反射された超音波を検出部１１（圧電素子１１ａ）により検出するように構成されている。また、光音響内視鏡１００は、検出部１１により検出された反射された超音波に基づいて、検出対象物Ｑを画像化することが可能なように構成されている。

なお、本明細書中で超音波とは、正常な聴力を持つ人に聴感覚を生じないほど周波数が高い音波（弾性波）のことであり、約１６０００Ｈｚ以上の音波（弾性波）のこととする。また、本明細書では、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑが光を吸収することにより発生する超音波を「音響波」とし、検出部１１（圧電素子１１ａ）により発生されるとともに、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑに反射される超音波を「超音波」として、説明の都合上、区別して記載している。

次に、光音響内視鏡１００の各部の詳細な構成について説明する。

図１に示すように、信号処理部２は、電力および信号を伝達する信号線２１により、光源部１０ａおよび１０ｂに接続されている。また、信号処理部２は、電力および信号を伝達する信号線２２により、検出部１１に接続されている。また、信号処理部２は、ＣＰＵ（図示せず）や、ＲＯＭおよびＲＡＭなどの記憶部（図示せず）を含み、検出部１１により検出された音響波または超音波に対応する信号を処理するように構成されている。また、信号処理部２は、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生し、検出部１１により検出された音響波または超音波に対応する信号に基づいて、検出対象物Ｑを特定して画像化するように構成されている。

表示部３は、信号処理部２による制御に基づいて、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑの画像や各種の画面（操作画面、通知画面など）を表示可能に構成されている。

内視鏡本体１の管部１ａは、人体などの被検体Ｐの内部に挿入可能とするために、細長いチューブ形状に形成されている。また、管部１ａは、可撓性を有している。また、管部１ａには、先端部１ｂが設けられている先端とは逆側の基端の近傍に、内視鏡本体１の挿入時における管部１ａおよび先端部１ｂの操作を行う操作部（図示せず）が設けられている。なお、管部１ａの基端は、被検体Ｐの内部に挿入されることはない。

図３に示すように、内視鏡本体１の先端部１ｂには、上記の通り、光源部１０ａおよび１０ｂと、検出部１１と、反射部１２とが設けられている。

光源部１０ａおよび１０ｂは、検出部１１のＹ方向の両側に一対設けられている。また、光源部１０ａおよび１０ｂは、検出部１１に近接して配置されている。なお、光源部１０ａおよび１０ｂは、検出部１１を挟んで略対称に構成されている。そこで、以下では、Ｙ２方向側の光源部１０ａのみについて説明する。また、光源部１０ａおよび１０ｂのそれぞれに対応する被検体Ｐ（図２参照）側に光を反射および導光する構成も、検出部１１を挟んで略対称に構成されている。そこで、以下では、光源部１０ａに対応するＹ２方向側の光を反射および導光する構成のみについて説明する。なお、先端部１ｂおよび管部１ａが並ぶ方向を、先端部１ｂの長手方向（Ｘ方向）とする。また、検出部１１の検出面１１ｂに直交する方向を、先端部１ｂの厚み方向（Ｚ方向）とする。また、先端部１ｂの長手方向（Ｘ方向）および厚み方向（Ｚ方向）のそれぞれに直交する方向を、先端部１ｂの幅方向（Ｙ方向）とする。

図１に示すように、光源部１０ａは、被検体Ｐに光を照射して被検体Ｐ内の検出対象物Ｑに光を吸収させることにより、検出対象物Ｑから音響波ＡＷを発生させるように構成されている。また、図４に示すように、光源部１０ａは、Ｘ方向に延びるように形成されている。

また、光源部１０ａは、複数のＬＥＤ素子１０ｃと、複数のＬＥＤ素子１０ｃを一体的に封止する封止部１０ｄとを含んでいる。また、内視鏡本体１の先端部１ｂには、光源部１０ａからの光を被検体Ｐ（図２参照）に導光する導光部１３が設けられている。

導光部１３は、図５に示すように、ＹＺ面における断面が略矩形状を有するとともに、図４に示すように、Ｘ方向に延びる棒形状に形成されている。また、導光部１３は、封止部１０ｄに対して、検出対象物（図２参照）側（Ｚ１方向側）に配置されている。また、図４および図５から分かるように、導光部１３は、平面視において（Ｚ１方向から見て）、封止部１０ｄと重なるように配置されている。

複数のＬＥＤ素子１０ｃは、Ｘ方向に一列に配列されることにより、単一のＬＥＤ素子列を構成している。また、複数のＬＥＤ素子１０ｃは、Ｚ１方向を中心とする所定の配向角の範囲で光を被検体Ｐに向けて出射するように構成されている。

封止部１０ｄは、複数のＬＥＤ素子１０ｃ（単一のＬＥＤ素子列）を一体的に封止している。また、図５に示すように、封止部１０ｄはＬＥＤ素子１０ｃからの光を導光部１３に向けて集光するレンズ形状に形成された外表面１０ｅを有している。詳細には、封止部１０ｄは、Ｘ方向から見て、Ｚ１方向に凸となる半円弧形状に形成された外表面１０ｅを有している。また、半円弧形状の外表面１０ｅは、Ｘ方向に延びている。なお、導光部１３の下面（Ｚ２方向側の面）は、ＸＹ方向に延びる平坦状に形成されている。

また、封止部１０ｄは、光透過性の大きい材料から形成されている。たとえば、封止部１０ｄは、シリコーンから形成されている。また、封止部１０ｄと導光部１３との間には、空気層が設けられている。また、封止部１０ｄは、空気層との屈折率の違い（空気層よりも屈折率が大きいこと）から、外表面１０ｅにおいてＬＥＤ素子１０ｃからの光を屈折させることにより、光の進行方向を導光部１３の下面に直交する方向（Ｚ１方向）に近づけるように構成されている。すなわち、封止部１０ｄは、光の進行方向が圧電素子１１ａの検出面１１ｂに対向する検出対象物Ｑ（図２参照）の方向（Ｚ１方向）に近づくように、外表面１０ｅで光を屈折させるように構成されている。また、封止部１０ｄは、Ｚ１方向側の頂部で導光部１３の下面（Ｚ２方向側の面）と線接触している。

検出部１１は、Ｙ方向の両側に配置される一対の光源部１０ａおよび１０ｂに挟まれた状態で、Ｘ方向に延びるように形成されている。また、検出部１１は、Ｚ１方向側を向く検出面１１ｂを有する圧電素子１１ａと、圧電素子１１ａを覆う樹脂部１１ｃとを備えている。

圧電素子１１ａは、多数の圧電素子１１ａがアレイ状に配列されているものであり、検出面１１ｂにおいて、全体としてＸ方向に延びる矩形形状をなすように構成されている。なお、各図では、圧電素子１１ａのアレイ全体の外形形状のみを概略的に示している。また、図１に示すように、圧電素子１１ａは、音響波（超音波）ＡＷを検出することが可能であるとともに、被検体Ｐに対して超音波を照射することが可能に構成されている。また、圧電素子１１ａは、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生した音響波ＡＷ、および、被検体Ｐ内で反射された超音波を検出し、信号線２２を介して検出信号を信号処理部２に出力するように構成されている。また、圧電素子１１ａは、信号線２２を介して送られる信号処理部２の制御信号に基づき、被検体Ｐに超音波を照射するように構成されている。

図５に示すように、樹脂部１１ｃは、ＹＺ面における断面が略矩形状を有するとともに、Ｘ方向に延びるように形成されている。また、樹脂部１１ｃは、光源部１０ａ側の全面に光の反射面１１ｄを有している。反射面１１ｄは、光源部１０ａおよび導光部１３のＹ１方向側の面に当接している。

図３に示すように、反射部１２は、検出部１１および光源部１０ａの側方に配置される側壁１２ａと、側壁１２ａの検出部１１および光源部１０ａ側の面に設けられた反射面１２ｂとを含んでいる。詳細には、反射部１２は、光源部１０ａの複数のＬＥＤ素子１０ｃ（ＬＥＤ素子列）のＸ１方向側、Ｘ２方向側およびＹ２方向側に配置されることにより、平面視において（Ｚ１方向から見て）、Ｘ方向に延びるＵ字形状に形成される側壁１２ａを有している。また、反射部１２は、光源部１０ａおよび導光部１３のＸ１方向側、Ｘ２方向側およびＹ２方向側の面に当接する反射面１２ｂを有している。

したがって、樹脂部１１ｃの反射面１１ｄおよび反射部１２の反射面１２ｂは、光源部１０ａのＬＥＤ素子１０ｃを取り囲むように設けられている。すなわち、光源部１０ａのＬＥＤ素子１０ｃ（ＬＥＤ素子列）は、反射部１２の反射面１２ｂおよび検出部１１の反射面１１ｄにより、側方（Ｘ方向の両側およびＹ方向の両側）が取り囲まれている。

第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体１に、内視鏡本体１のＬＥＤ素子１０ｃから発生された光を検出面１１ｂに対向する検出対象物側の方向に反射する反射面１２ｂを含む反射部１２を設ける。これにより、内視鏡本体１のＬＥＤ素子１０ｃから発生された光を直接被検体に向けて出射することができるので、従来のように内視鏡本体とは離間して設けられた光源部から光を内視鏡本体まで導く構造が不要となり、光の伝達経路の構造の簡素化を図ることができる。また、ＬＥＤ素子１０ｃを用いるので、従来のように固体レーザを用いる場合と比べて、光源構造の小型化を図ることができる。また、内視鏡本体１に反射面１２ｂを含む反射部１２を設けることによって、反射面１２ｂで検出対象物の方向に出射されていない光を、検出対象物に向けて反射させることができるので、検出対象物に対して効率的に光を照射することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、反射部１２に、検出部１１および光源部１０ａ（１０ｂ）の側方に配置される側壁１２ａを設け、側壁１２ａの検出部１１および光源部１０ａ（１０ｂ）側の面に反射面１２ｂを設ける。これにより、光が拡散しやすい発光ダイオードなどの光放出半導体素子を用いる場合にも、反射面１２ｂという簡素な構成を設けることのみによって、光を検出対象物にバランスよく照射することができる。すなわち、簡素な光の伝達経路の構造を維持しながら、光を検出対象物にバランスよく照射することを実現することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、光源部１０ａ（１０ｂ）からの光を被検体に導光する導光部１３を設けるとともに、光源部１０ａ（１０ｂ）に、ＬＥＤ素子１０ｃを封止する封止部１０ｄを設け、導光部１３を、封止部１０ｄに対して、検出対象物側に配置する。これにより、導光部１３を介して封止部１０ｄからの光を被検体に導光することができるので、封止部１０ｄから被検体の間における光エネルギーの損失を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、封止部１０ｄに、ＬＥＤ素子１０ｃからの光を導光部１３に向けて集光するレンズ形状に形成された外表面１０ｅを設ける。これにより、ＬＥＤ素子１０ｃから導光部１３に光を集光することができるので、ＬＥＤ素子１０ｃから導光部１３まで光が到達しないなどの光エネルギーの損失を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、光源部１０ａ（１０ｂ）に、複数のＬＥＤ素子１０ｃを設け、反射面１１ｄおよび１２ｂを、複数のＬＥＤ素子１０ｃを取り囲むように設ける。これにより、複数のＬＥＤ素子１０ｃを取り囲む反射面１１ｄおよび１２ｂによって、ＬＥＤ素子１０ｃから周囲に拡散する光を検出対象物に向けて反射させることができるので、検出対象物に対して効率的に光を照射することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、光源部１０ａ（１０ｂ）に、ＬＥＤ素子１０ｃを設ける。これにより、光源部１０ａ（１０ｂ）が固体レーザ光源部である場合に比べて、光源部１０ａ（１０ｂ）の消費電力を低減するとともに、装置を小型化することができる。

（第２実施形態）
次に、図６〜図８を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、検出部１１の側方（Ｙ１方向およびＹ２方向）に光源部１０ａおよび１０ｂを配置した上記第１実施形態とは異なり、検出部２１１の検出対象物とは反対方向（Ｚ２方向）に光源部２１０を配置する例について説明する。なお、第２実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

第２実施形態による光音響内視鏡２００では、図６〜図８に示すように、検出部２１１が、光を透過することが可能な圧電素子２１１ａと、導光樹脂部２１１ｃとを含んでいる。また、圧電素子２１１ａは、導光樹脂部２１１ｃ内に配置されており、平面視において（Ｚ１方向から見て）、ＬＥＤ素子１０ｃに重なるように配置されている。導光樹脂部２１１ｃは、音響波および超音波を伝達する機能を有するとともに、ＬＥＤ素子１０ｃからの光を被検体Ｐ（図１参照）に導光する機能を有している。なお、圧電素子２１１ａは、透過性および圧電性を有する材料からなり、一例として、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）から形成されている。また、導光樹脂部２１１ｃは、本発明の「導光部」の一例である。

光音響内視鏡２００は、複数のＬＥＤ素子１０ｃと、複数のＬＥＤ素子１０ｃを封止する封止部２１０ｄとを含む光源部２１０を備えている。光源部２１０は、圧電素子２１１ａの下側（Ｚ２方向側）に配置されている。複数のＬＥＤ素子１０ｃは、Ｘ方向が７列およびＹ方向が４列のアレイ状に配列されており、これらのＬＥＤ素子１０ｃが全体として面光源を構成している。

検出部２１１および光源部２１０は、側壁２１２ａと反射面２１２ｂとを含む反射部２１２により側方側（Ｘ方向の両側およびＹ方向の両側）が取り囲まれている。詳細には、反射部２１２は、上下に重ねられた検出部２１１および光源部２１０の周囲を全周にわたって取り囲んでいる。したがって、反射面２１２ｂが検出部２１１および光源部２１０の全周を取り囲むように形成されている。

第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体１に、内視鏡本体１のＬＥＤ素子１０ｃから発生された光を検出面１１ｂに対向する検出対象物側の方向に反射する反射面２１２ｂを含む反射部２１２を設ける。これにより、光の伝達経路の構造の簡素化を図ることができる。また、光源構造の小型化を図ることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、検出部２１１に、光を透過可能な圧電素子２１１ａを設け、圧電素子２１１ａを、導光樹脂部２１１ｃ内に配置するとともに、平面視において、ＬＥＤ素子１０ｃに重なるように配置する。これにより、平面視において、圧電素子２１１aの位置を避けてＬＥＤ素子１０ｃを配置する必要がないので、平面視において、ＬＥＤ素子１０ｃと圧電素子２１１ａとが重ならない場合と比べて、ＬＥＤ素子１０ｃの配置領域を広く確保することができる。その結果、光源部２１０の光量を大きくすることができる。

（第３実施形態）
次に、図９を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、光音響内視鏡１００により、被検体Ｐの内部から光を照射するとともに、被検体Ｐの内部で音響波を検出するように構成した上記第１実施形態に加えて、光音響画像化部３００ａにより、被検体Ｐの外部から光を照射するとともに、被検体Ｐの外部で音響波を検出するように構成する例について説明する。なお、第３実施形態において、上記第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。また、図９では、第１実施形態の説明で使用した光源部１０ａ（１０ｂ）および検出部１１という名称を、光音響画像化部３００ａの構成と区別するために、第１光源部１０ａ（１０ｂ）および第１検出部１１という名称に変更しているが、第１光源部１０ａ（１０ｂ）および第１検出部１１は、第１実施形態と同じ構成であるため、第１実施形態と同じ符号を付している。

第３実施形態による光音響内視鏡１００は、図９に示すように、被検体Ｐの外部に配置される光音響画像化部３００ａとともに、被検体Ｐの内外から光を照射および音響波ＡＷを検出することが可能な光音響内視鏡システム３００を構成している。

光音響画像化部３００ａは、被検体Ｐの外部から光を照射する第２光源部３１０と、第２光源部３１０から照射された光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生する音響波ＡＷを検出するための第２検出部３１１とを含んでいる。また、光音響画像化部３００ａは、第２検出部３１１から超音波を発生させることが可能に構成されている。

第２光源部３１０は、信号線３２１により、信号処理部２に接続されている。また、第２検出部３１１は、信号線３２２により、信号処理部２に接続されている。

信号処理部２は、第１光源部１０ａ（１０ｂ）と第２光源部３１０との被検体Ｐへの光の照射タイミングを同期させるように構成されている。すなわち、第１光源部１０ａ（１０ｂ）と第２光源部３１０とは、それぞれ、第１検出部１１および第２検出部３１１で音響波ＡＷを検出するために、同時に、被検体Ｐに光を照射するように構成されている。

また、信号処理部２は、第１検出部１１および第２検出部３１１において、それぞれ検出された音響波ＡＷに基づく画像を重畳するように構成されている。なお、第１検出部１１および第２検出部３１１は、画像の重畳処理を行う前に、第１光源部１０ａ（１０ｂ）および第２光源部３１０のいずれか一方から超音波を発生させることにより、互いの相対的な位置が調整されるように構成されている。

第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体１に、内視鏡本体１のＬＥＤ素子１０ｃから発生された光を検出面１１ｂに対向する検出対象物側の方向に反射する反射面１２ｂを含む反射部１２を設ける。これにより、光の伝達経路の構造の簡素化を図ることができる。また、光源構造の小型化を図ることができる。

また、第３実施形態では、上記のように、被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体１に設けられ、被検体の内部から光を照射するＬＥＤ素子１０ｃを有する第１光源部１０ａ（１０ｂ）と、内視鏡本体１に設けられ、第１光源部１０ａ（１０ｂ）から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための検出面１１ｂを有する第１検出部１１と、内視鏡本体１に設けられ、ＬＥＤ素子１０ｃからの光を検出面１１ｂに対向する検出対象物側の方向に反射する反射部１２とを含む光音響内視鏡１００を設けるとともに、被検体の外部から光を照射する第２光源部３１０と、第２光源部３１０から照射された光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための第２検出部３１１とを含む光音響画像化部３００ａを設ける。これにより、第２光源部３１０を第１光源部１０ａ（１０ｂ）の補助光源として使用することができるので、第１光源部１０ａ（１０ｂ）のみから光を照射する場合と比べて、検出対象物に強い光を照射することができる。したがって、第１光源部１０ａ（１０ｂ）のみから光を照射する場合と比べて、より大きな音響波を発生させることができるので、より鮮明な画像を得ることができる。また、被検体の内部の第１検出部１１と、被検体の外部の第２検出部３１１とから、それぞれ画像が得られるので、被検体のより広範囲の画像を得ることができる。

また、第３実施形態では、上記のように、第１光源部１０ａ（１０ｂ）と第２光源部３１０との、被検体への光の照射タイミングが同期する。これにより、第１光源部１０ａ（１０ｂ）および第２光源部３１０の一方のみから光を照射する場合よりも、検出対象物に大きな光を照射することができるので、より一層大きな音響波を発生させることができる。その結果、より一層鮮明な画像を得ることができる。

また、第３実施形態では、上記のように、信号処理部２を設け、信号処理部２を、第１検出部１１および第２検出部３１１によりそれぞれ検出された音響波に基づく画像を重畳するように構成する。これにより、異なる２つの検出部においてそれぞれ検出された音響波により得られる画像を重畳することにより、検出信号中で画像を構成する信号成分に対してノイズ成分を相対的に小さくすることができるので、より一層鮮明な画像を得ることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、本発明の光源部の光放出半導体素子として、ＬＥＤ素子を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、図１０に示す第１変形例のように光放出半導体素子として、有機発光ダイオード素子９１０ｃを用いてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、ＬＥＤ素子を取り囲むように反射面を設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＬＥＤ素子を取り囲むことなく、ＬＥＤ素子の所定方向の一部が開放される状態で反射面を設けてもよい。

また、上記第１および第３実施形態では、光源部を１列に配列したＬＥＤ素子を含むように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光源部を複数列に配列したＬＥＤ素子を含むように構成してもよい。

また、上記第１および第３実施形態では、導光部または導光樹脂部と、封止部とを互いに接触させた状態で配置した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、導光部または導光樹脂部と、封止部とを離間させた状態で、配置してもよい。

１ 内視鏡本体
２ 信号処理部
１０ａ、１０ｂ、２１０ 光源部
１０ｃ、９１０ｃ ＬＥＤ素子（光放出半導体素子）
１０ｄ、２１０ｄ 封止部
１０ｅ 外表面
１１、２１１ 検出部
２１１ａ 圧電素子
１１ｂ 検出面
１２ 反射部
１２ａ 側壁
１２ｂ 反射面
１３ 導光部
１００、２００ 光音響内視鏡
２１１ｃ 導光樹脂部
３００ａ 光音響画像化部
３００ 光音響内視鏡システム
３１０ 第２光源部
３１１ 第２検出部
Ｐ 被検体
Ｑ 検出対象物
ＡＷ 音響波

Claims (11)

1. 被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体に設けられ、光放出半導体素子を含む光源部と、
   前記内視鏡本体の前記光源部の近傍に設けられ、前記光源部から照射された光を吸収した前記被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための検出面を含む検出部と、
   前記内視鏡本体に設けられ、前記内視鏡本体の前記光放出半導体素子から発生された光を前記検出面に対向する前記検出対象物側の方向に反射する反射面を含む反射部とを備える、光音響内視鏡。
2. 前記反射部は、前記検出部および前記光源部の側方に配置される側壁を含み、前記側壁の前記検出部および前記光源部側の面に前記反射面が設けられている、請求項１に記載の光音響内視鏡。
3. 前記光源部からの光を前記被検体に導光する導光部をさらに備え、
   前記光源部は、前記光放出半導体素子を封止する封止部を含み、
   前記導光部は、前記封止部に対して、前記検出対象物側に配置されている、請求項１または２に記載の光音響内視鏡。
4. 前記封止部は、前記光放出半導体素子からの光を前記導光部に向けて集光するレンズ形状に形成された外表面を有する、請求項３に記載の光音響内視鏡。
5. 前記検出部は、光を透過可能な圧電素子を含み、
   前記圧電素子は、前記導光部内に配置されており、平面視において、前記光放出半導体素子に重なるように配置されている、請求項３または４に記載の光音響内視鏡。
6. 前記光源部は、複数の前記光放出半導体素子を含み、
   前記反射面は、前記複数の光放出半導体素子を取り囲むように設けられている、請求項１〜５に記載の光音響内視鏡。
7. 前記光源部の前記光放出半導体素子は、発光ダイオード素子により構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光音響内視鏡。
8. 前記光源部の前記光放出半導体素子は、有機発光ダイオード素子により構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光音響内視鏡。
9. 被検体の内部に挿入可能な光音響内視鏡と、
   被検体の外部に配置される音響画像化部とを備え、
   前記光音響内視鏡は、
   被検体の内部に挿入可能な内視鏡本体に設けられ、前記被検体の内部から光を照射する光放出半導体素子を有する第１光源部と、
   前記内視鏡本体の前記第１光源部の近傍に設けられ、前記第１光源部から照射された光を吸収した前記被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出するための検出面を有する第１検出部と、
   前記内視鏡本体に設けられ、前記内視鏡本体の前記光放出半導体素子から発生された光を前記検出面に対向する前記検出対象物側の方向に反射する反射部とを含み、
   前記光音響画像化部は、
   前記被検体の外部から光を照射する第２光源部と、
   前記第２光源部から照射された光を吸収した前記被検体内の前記検出対象物から発生する音響波を検出するための第２検出部とを含む、光音響内視鏡システム。
10. 前記第１光源部と前記第２光源部とは、前記被検体への光の照射タイミングが同期されている、請求項９に記載の光音響内視鏡システム。
11. 信号処理部をさらに備え、
    前記信号処理部は、前記第１検出部および前記第２検出部によりそれぞれ検出された音響波に基づく画像を重畳するように構成されている、請求項９または１０に記載の光音響内視鏡システム。
    

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