JP2019007824A - Optical acoustic measurement probe - Google Patents

Optical acoustic measurement probe Download PDF

Info

Publication number
JP2019007824A
JP2019007824A JP2017123351A JP2017123351A JP2019007824A JP 2019007824 A JP2019007824 A JP 2019007824A JP 2017123351 A JP2017123351 A JP 2017123351A JP 2017123351 A JP2017123351 A JP 2017123351A JP 2019007824 A JP2019007824 A JP 2019007824A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cantilever
layer
photoacoustic
measurement probe
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017123351A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6996679B2 (en
Inventor
勲 下山
Isao Shimoyama
下山  勲
智之 高畑
Tomoyuki Takahata
智之 高畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Tokyo NUC
Original Assignee
University of Tokyo NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Tokyo NUC filed Critical University of Tokyo NUC
Priority to JP2017123351A priority Critical patent/JP6996679B2/en
Publication of JP2019007824A publication Critical patent/JP2019007824A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6996679B2 publication Critical patent/JP6996679B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide an optical acoustic measurement probe that can detect an optical acoustic wave more sensitively.SOLUTION: In an optical acoustic wave detection unit 14 of the optical acoustic measurement probe, a cantilever 29 is arranged. The cantilever 29 is formed into a thin film and has a piezo-resistance layer on the front surface of a silicon layer. An acoustic impedance matching material 27 is formed in the inside of the probe closer to the contact surface than to the cantilever 29, and the vibration of the cantilever 29 is detected as a change of a resistance value. The cantilever 29 is arranged between a gas layer 38 and a liquid layer 39.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、光音響測定プローブに関するものである。   The present invention relates to a photoacoustic measurement probe.

光音響測定装置は、測定対象の内部の分子が照射されたパルス光を吸収して瞬間的に熱膨張する際に発生する光音響波(弾性波)を検出し、その光音響波に基づいて、パルス光を吸収した分子の濃度を求めたりすることができる光音響測定装置が知られている(例えば、特許文献1を参照)。光音響測定装置は、光音響測定プローブを備えており、この光音響測定プローブは測定対象に対してパルス光を照射する光照射部と、測定対象の内部からの光音響波を検出する光音響波検出部を有する。   The photoacoustic measurement device detects a photoacoustic wave (elastic wave) that is generated when the molecule inside the measurement target absorbs the pulsed light that is irradiated and instantaneously expands, and based on the photoacoustic wave In addition, a photoacoustic measurement apparatus that can determine the concentration of molecules that have absorbed pulsed light is known (see, for example, Patent Document 1). The photoacoustic measurement device includes a photoacoustic measurement probe. The photoacoustic measurement probe is a light irradiation unit that irradiates a measurement target with pulsed light, and a photoacoustic that detects a photoacoustic wave from inside the measurement target. It has a wave detector.

特開2002−328116号公報JP 2002-328116 A

ところで、光音響測定プローブの光音響波検出部は、十分な検出感度があるとは言えなかった。このため、より高感度に検出できる光音響測定が望まれている。   By the way, it cannot be said that the photoacoustic wave detection part of the photoacoustic measurement probe has sufficient detection sensitivity. For this reason, photoacoustic measurement that can be detected with higher sensitivity is desired.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光音響波をより高感度に検出できる光音響測定プローブ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 thereof is to provide a photoacoustic measurement probe capable of detecting a photoacoustic wave with higher sensitivity.

本発明の光音響測定プローブは、第1筐体部に収容され、強度変調した光を測定対象に向けて照射する光照射部と、第2筐体部に収容され、前記測定対象からの光音響波を検出する光音響波検出部とを備え、前記光音響波検出部は、前記第2筐体部の内部に形成されたキャビティと、前記キャビティの内部と外部とを仕切る基部と、前記基部に形成され、前記キャビティの内部と外部とを接続する連通孔と、前記連通孔内に配され、基端が前記基部に支持された板状に形成され、前記連通孔の貫通方向に可撓性を有するとともに、表層に半導体からなる抵抗層が設けられたカンチレバーと、前記カンチレバーの第1面側に設けられた気体層と、前記カンチレバーよりも前記測定対象側に設けられた音響インピーダンス整合材とを有するものである。   The photoacoustic measurement probe of the present invention is housed in a first housing part, and is irradiated with intensity-modulated light toward the measurement object, and is housed in the second housing part, and light from the measurement object. A photoacoustic wave detection unit for detecting an acoustic wave, the photoacoustic wave detection unit, a cavity formed inside the second housing part, a base part that partitions the inside and the outside of the cavity, and A communication hole that is formed in the base and connects the inside and the outside of the cavity, and is arranged in the communication hole. The base end is formed in a plate shape that is supported by the base, and is formed in the penetrating direction of the communication hole. A cantilever having flexibility and a resistance layer made of a semiconductor on the surface layer, a gas layer provided on the first surface side of the cantilever, and an acoustic impedance matching provided on the measurement object side from the cantilever With materials That.

本発明によれば、光音響波をカンチレバーで検出するとともに、このカンチレバーと測定対象との間に音響インピーダンス整合材を設けているので、光音響波をより高感度に検出することができる。   According to the present invention, since the photoacoustic wave is detected by the cantilever and the acoustic impedance matching material is provided between the cantilever and the measurement target, the photoacoustic wave can be detected with higher sensitivity.

第1実施形態に係る光音響測定装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the photoacoustic measuring device which concerns on 1st Embodiment. 光音響測定プローブの構成を分解して示す説明図である。It is explanatory drawing which decomposes | disassembles and shows the structure of a photoacoustic measuring probe. カンチレバーが形成されたセンサ部の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the sensor part in which the cantilever was formed. 光音響波検出部の要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of a photoacoustic wave detection part. 検出回路の回路構成の例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of a circuit structure of a detection circuit. 第2実施形態の光音響測定プローブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the photoacoustic measurement probe of 2nd Embodiment. 可変焦点レンズの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a variable focus lens. 可変焦点レンズの曲率が大きな状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a state with a large curvature of a variable focus lens. 第3実施形態の光音響測定プローブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the photoacoustic measuring probe of 3rd Embodiment. 第3実施形態の光音響測定プローブの要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of the photoacoustic measurement probe of 3rd Embodiment. 第4実施形態の光音響測定プローブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the photoacoustic measuring probe of 4th Embodiment. 第5実施形態の光音響測定プローブを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the photoacoustic measuring probe of 5th Embodiment.

[第1実施形態]
図1において、光音響測定装置(以下、単に測定装置という)10は、光音響測定プローブ(以下、単にプローブという)11、回路部12を備える。プローブ11は、光照射部13と光音響波検出部14とを備え、筐体15に収容されている。回路部12は、駆動部16、検出回路17、濃度算出部18、及びこれらを統括的に制御する制御部19を備える。
[First Embodiment]
In FIG. 1, a photoacoustic measurement device (hereinafter simply referred to as a measurement device) 10 includes a photoacoustic measurement probe (hereinafter simply referred to as a probe) 11 and a circuit unit 12. The probe 11 includes a light irradiation unit 13 and a photoacoustic wave detection unit 14 and is accommodated in a housing 15. The circuit unit 12 includes a drive unit 16, a detection circuit 17, a concentration calculation unit 18, and a control unit 19 that comprehensively controls them.

測定装置10は、光照射部13から光を測定対象21に照射し、その光の照射によって測定対象21の内部で光音響効果により生じた光音響波(弾性波)を光音響波検出部14で検出する。この例では、測定対象21が生体であり、その光音響波の検出結果から、測定対象21の内部の血管22内における血中グルコース濃度を測定成分として測定する。なお、測定対象、測定成分については、これに限られるものではない。   The measuring apparatus 10 irradiates the measurement target 21 with light from the light irradiation unit 13, and the photoacoustic wave detection unit 14 generates photoacoustic waves (elastic waves) generated by the photoacoustic effect inside the measurement target 21 due to the light irradiation. Detect with. In this example, the measurement target 21 is a living body, and the blood glucose concentration in the blood vessel 22 inside the measurement target 21 is measured as a measurement component from the detection result of the photoacoustic wave. Note that the measurement target and the measurement component are not limited to this.

筐体15は、光照射部13を収容した第1筐体部15aと、光音響波検出部14を収容した第2筐体部15bとを一体にした構造であり、筐体本体24、仕切り板25、封止膜26を有している。測定時には、プローブ11の接触面11aを測定対象21の表面に密着させた状態にする。この例では、筐体15内部に収容された音響インピーダンス整合材27の漏出を防止する封止膜26の外側の面が接触面11aである。プローブ11は、例えば筐体15が数ミリ角程度で、厚みも数ミリ程度の小片状であり、例えば測定対象21の表面にプローブ11を配し、プローブ11をその上から測定対象21に押えつけるように粘着テープ等で貼り付けて使用することができる。また、例えばプローブ11と測定対象21との間に超音波検査に用いられるようなジェルを介在させることによって、プローブ11を測定対象21の表面に貼り付けるようにしてもよい。なお、以下では、便宜上、上下方向について接触面11aが存在する方をプローブ11の下として説明するが、プローブ11の向きを限定するものではない。   The housing 15 has a structure in which a first housing portion 15 a that houses the light irradiation unit 13 and a second housing portion 15 b that houses the photoacoustic wave detection unit 14 are integrated. A plate 25 and a sealing film 26 are provided. At the time of measurement, the contact surface 11 a of the probe 11 is brought into close contact with the surface of the measurement object 21. In this example, the outer surface of the sealing film 26 that prevents leakage of the acoustic impedance matching material 27 accommodated in the housing 15 is the contact surface 11a. The probe 11 is, for example, a small piece having a casing 15 of about several millimeters square and a thickness of about several millimeters. For example, the probe 11 is arranged on the surface of the measurement target 21, and the probe 11 is placed on the measurement target 21 from above. It can be used by sticking with adhesive tape or the like to hold down. For example, the probe 11 may be attached to the surface of the measurement target 21 by interposing a gel used for ultrasonic inspection between the probe 11 and the measurement target 21. In the following, for convenience, the direction in which the contact surface 11a exists in the vertical direction will be described below the probe 11, but the direction of the probe 11 is not limited.

駆動部16は、光照射部13に設けた光源28を駆動し、光源28から強度変調した光を出力させる。この例では、駆動部16は、強度変調した光としてパルス光を光源28から出力させ、1回の測定においてパルス光を複数回、例えば5回程度出力させる。強度変調した光としては、パルス光のように完全に光の出力を遮断したものに限らず、例えば所定レベル(>0)まで強度を低くするように光を変調してもよい。検出回路17は、詳細を後述するカンチレバー29(図2参照)の抵抗値の変化として検出される光音響波の検出結果を検出信号に変換して出力する。濃度算出部18は、検出信号に基づいて血中グルコース濃度を算出する。   The drive unit 16 drives the light source 28 provided in the light irradiation unit 13 and outputs light whose intensity is modulated from the light source 28. In this example, the drive unit 16 outputs pulsed light from the light source 28 as intensity-modulated light, and outputs the pulsed light a plurality of times, for example, about 5 times in one measurement. The intensity-modulated light is not limited to light that completely blocks the output of light, such as pulsed light, and for example, the light may be modulated so as to reduce the intensity to a predetermined level (> 0). The detection circuit 17 converts the detection result of the photoacoustic wave detected as a change in the resistance value of a cantilever 29 (see FIG. 2), which will be described in detail later, into a detection signal and outputs the detection signal. The concentration calculation unit 18 calculates the blood glucose concentration based on the detection signal.

図2において、筐体本体24の第1筐体部15a側の内部に第1キャビティ31が設けられ、第2筐体部15b側の内部に第2キャビティ32が設けられている。また、筐体本体24の下部に音響インピーダンス整合材27を収容する収容室33が設けられている。第1キャビティ31及び第2キャビティ32は、収容室33側にそれぞれ開口している。仕切り板25は、収容室33の上方に配置され、第1キャビティ31及び第2キャビティ32と収容室33とを仕切っている。この仕切り板25は、V字状に折り曲げた形状であり、第1筐体部15a側の第1板部25aと第2筐体部15b側の第2板部25bとからなる。収容室33は、仕切り板25により上部が画定されることで断面がV字の溝状になっている。上記仕切り板25により、音響インピーダンス整合材27が液体である場合であっても、音響インピーダンス整合材27が第1キャビティ31、第2キャビティ32内に入り込まないようにされている。   In FIG. 2, a first cavity 31 is provided inside the housing body 24 on the first housing portion 15a side, and a second cavity 32 is provided inside the second housing portion 15b side. In addition, a housing chamber 33 for housing the acoustic impedance matching material 27 is provided in the lower portion of the housing body 24. The 1st cavity 31 and the 2nd cavity 32 are each opened to the storage chamber 33 side. The partition plate 25 is disposed above the accommodation chamber 33 and partitions the first cavity 31 and the second cavity 32 from the accommodation chamber 33. The partition plate 25 is bent in a V shape and includes a first plate portion 25a on the first housing portion 15a side and a second plate portion 25b on the second housing portion 15b side. The upper portion of the storage chamber 33 is defined by the partition plate 25, so that the storage chamber 33 has a groove shape with a V-shaped cross section. The partition plate 25 prevents the acoustic impedance matching material 27 from entering the first cavity 31 and the second cavity 32 even when the acoustic impedance matching material 27 is a liquid.

光照射部13は、前述の光源28、集光部としてのレンズ34を有し、いずれも第1キャビティ31内に配されている。光源28は、第1板部25aと平行な第1キャビティ31の上面に固定されている。光源28としては、測定する成分に応じた波長の光を出力するものが用いられ、波長は制限されない。近赤外から中赤外域(波長が約0.7〜4ないし5μm程度)の光は、多くの分子の吸収波長となるため分子の化学量を定量する上で有用であり好ましい。   The light irradiation unit 13 includes the above-described light source 28 and a lens 34 as a light collecting unit, both of which are arranged in the first cavity 31. The light source 28 is fixed to the upper surface of the first cavity 31 parallel to the first plate portion 25a. As the light source 28, a light source that outputs light having a wavelength corresponding to a component to be measured is used, and the wavelength is not limited. Light in the near-infrared to mid-infrared region (having a wavelength of about 0.7 to 4 to 5 μm) is useful and preferable for quantifying the molecular stoichiometry because it becomes the absorption wavelength of many molecules.

この例では、光源28として、血中グルコースが吸収波長を有する波長が約1.6μmのレーザ光を出力するレーザダイオードが用いられている。なお、光源28としては、レーザダイオード以外のもの、例えばLED、有機EL等を用いてもよい。また、光源28は、単一波長を出力するものの他、複数の波長の光成分を含む光を出力するものを用いてもよい。さらに、光源28として、出力する光の波長が可変のものを用い、測定する成分に応じた波長の光を照射できるようにしてもよい。   In this example, as the light source 28, a laser diode that outputs laser light having a wavelength of about 1.6 μm, in which blood glucose has an absorption wavelength, is used. In addition, as the light source 28, you may use things other than a laser diode, for example, LED, organic EL, etc. In addition to the light source 28 that outputs a single wavelength, a light source that outputs light including light components of a plurality of wavelengths may be used. Further, a light source 28 having a variable wavelength of light to be output may be used so that light having a wavelength corresponding to a component to be measured can be irradiated.

レンズ34は、第1板部25aの第1キャビティ31側の面上に設けられている。このレンズ34は、平凸レンズであり、光源28からの光を集光する。この例では、測定対象21の内部の血管22内で光が集光するように、レンズ34の曲率や屈折率等が決められている。   The lens 34 is provided on the surface of the first plate portion 25a on the first cavity 31 side. This lens 34 is a plano-convex lens and condenses light from the light source 28. In this example, the curvature, refractive index, and the like of the lens 34 are determined so that light is collected in the blood vessel 22 inside the measurement target 21.

光源28からの光は、レンズ34、第1板部25a、音響インピーダンス整合材27、封止膜26を介して測定対象21に照射される。このため、レンズ34、第1板部25a、音響インピーダンス整合材27、封止膜26は、光源28からの光に対して透過性を有する材料で構成され、それらは光源28からの光の吸収率が低いことが好ましい。   Light from the light source 28 is applied to the measurement target 21 through the lens 34, the first plate portion 25 a, the acoustic impedance matching material 27, and the sealing film 26. Therefore, the lens 34, the first plate portion 25 a, the acoustic impedance matching material 27, and the sealing film 26 are made of a material that is transmissive to light from the light source 28, and they absorb light from the light source 28. A low rate is preferred.

光音響波検出部14は、上記筐体の一部を構成するとともに連通孔36が形成された第2板部25b、カンチレバー29を含むセンサ部37、気体層38、液体層39、音響インピーダンス整合材27を有する。連通孔36は、第2キャビティ32の内部と収容室33(第2キャビティ32の外部)とを連通するように第2板部25bをその厚み方向に貫通しており、後述するように、その内部にセンサ部37が配置されている。   The photoacoustic wave detection unit 14 constitutes a part of the housing and has a second plate part 25b in which a communication hole 36 is formed, a sensor part 37 including a cantilever 29, a gas layer 38, a liquid layer 39, and acoustic impedance matching. A material 27 is provided. The communication hole 36 penetrates through the second plate portion 25b in the thickness direction so as to communicate the inside of the second cavity 32 and the storage chamber 33 (outside of the second cavity 32). A sensor unit 37 is disposed inside.

光音響波検出部14では、音響インピーダンス整合材27を介して伝搬してきた光音響波を第2板部25bからカンチレバー29に伝達して、カンチレバー29を振動させる。第2板部25bは、光音響波を効率的にカンチレバー29に伝達するように構成されている。このため、第2板部25bは、硬質の材料、例えばSi、SiC、GaAs、GaN、Geなどの半導体材料、あるいは金属により形成されることが好ましい。なお、この例では、第2板部25bが基部となる。   In the photoacoustic wave detection unit 14, the photoacoustic wave propagating through the acoustic impedance matching material 27 is transmitted from the second plate portion 25 b to the cantilever 29 to vibrate the cantilever 29. The second plate portion 25b is configured to efficiently transmit the photoacoustic wave to the cantilever 29. For this reason, it is preferable that the 2nd board part 25b is formed with hard materials, for example, semiconductor materials, such as Si, SiC, GaAs, GaN, Ge, or a metal. In this example, the second plate portion 25b is a base portion.

センサ部37は、連通孔36内の第2キャビティ32側に寄った位置に設けられている。詳細を後述するように、センサ部37に設けられたカンチレバー29は、図4に二点鎖線で示すように、光音響波によって振動し、その振動の際の変形によって抵抗値が変化するものである。このカンチレバー29は、厚みが例えば0.3μm程度の薄膜状であるため、微弱な光音響波によって容易に振動し、高い検出感度が得られる。   The sensor unit 37 is provided at a position close to the second cavity 32 side in the communication hole 36. As will be described in detail later, the cantilever 29 provided in the sensor unit 37 vibrates with a photoacoustic wave as indicated by a two-dot chain line in FIG. 4 and changes its resistance value due to deformation during the vibration. is there. Since the cantilever 29 is a thin film having a thickness of, for example, about 0.3 μm, the cantilever 29 is easily vibrated by a weak photoacoustic wave, and high detection sensitivity is obtained.

気体層38は、連通孔36内でカンチレバー29と収容室33との間の空間として形成されている。すなわち、気体層38は、第2キャビティ32側が、カンチレバー29及び液体層39で塞がれ、収容室33側が音響インピーダンス整合材27で塞がれた空間である。気体層38を構成する気体としては、空気を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば窒素等の不活性ガスを用いてもよい。気体層38は、後述するように、液体層39を構成する液体、音響インピーダンス整合材27の表面張力や粘性、それらと気体層38との圧力差等により、液体層39を構成する液体、音響インピーダンス整合材27が連通孔36内に流れ込まないことによって維持される。   The gas layer 38 is formed as a space between the cantilever 29 and the storage chamber 33 in the communication hole 36. That is, the gas layer 38 is a space in which the second cavity 32 side is closed with the cantilever 29 and the liquid layer 39 and the accommodation chamber 33 side is closed with the acoustic impedance matching material 27. Although air is used as the gas constituting the gas layer 38, the present invention is not limited to this. For example, an inert gas such as nitrogen may be used. As will be described later, the gas layer 38 is composed of the liquid constituting the liquid layer 39, the surface tension and viscosity of the acoustic impedance matching material 27, the pressure difference between them and the gas layer 38, and the like. The impedance matching material 27 is maintained by not flowing into the communication hole 36.

液体層39は、第2板部25bの第2キャビティ32側の面上に設けられており、それを構成する液体が保持膜39aによって覆われることで第2板部25b上に保持されている。この液体層39は、第2キャビティ32内に配されている。液体層39を構成する液体としては、表面張力が大きく、ある程度の粘性を有し、化学的に安定なものを選択するのが望ましい。例えば、液体層39を構成する液体としては、シリコーンオイルが用いられ、保持膜39aは、CVD法によりパラキシリレン系ポリマー(例えば、パリレン(登録商標))を液体層39の表面に形成している。液体層39を構成する液体としては、導電性のないものを用いればよく、シリコーンオイルに限定されない。また、液体層39を構成する液体としては、ジェルのような液状物質を利用することも可能である。このような液体層39を構成する液体としては、シリコーンオイル以外に例えば流動パラフィン、グリセリン等を挙げることができる。保持膜39aは、液体層39を構成する液体を漏出することなく保持できるものであればよい。   The liquid layer 39 is provided on the surface of the second plate part 25b on the second cavity 32 side, and the liquid constituting the liquid layer 39 is held on the second plate part 25b by being covered with the holding film 39a. . The liquid layer 39 is disposed in the second cavity 32. As the liquid constituting the liquid layer 39, it is desirable to select a liquid that has a large surface tension, has a certain degree of viscosity, and is chemically stable. For example, as the liquid constituting the liquid layer 39, silicone oil is used, and the holding film 39a is formed by forming a paraxylylene-based polymer (for example, parylene (registered trademark)) on the surface of the liquid layer 39 by a CVD method. The liquid constituting the liquid layer 39 may be a non-conductive liquid and is not limited to silicone oil. In addition, as the liquid constituting the liquid layer 39, a liquid substance such as gel can be used. Examples of the liquid constituting the liquid layer 39 include liquid paraffin, glycerin and the like in addition to silicone oil. The holding film 39a may be any film that can hold the liquid constituting the liquid layer 39 without leaking.

上記気体層38、液体層39は、光音響波によってカンチレバー29を効率的に振動させて検出感度、特に周波数の高い光音響波に対する検出感度を向上させる。すなわち、第2板部25bに伝搬した光音響波によってカンチレバー29が振動されるとともに、気体層38と液体層39との境界にカンチレバー29を配した構成により、カンチレバー29が効率的に振動する。   The gas layer 38 and the liquid layer 39 efficiently vibrate the cantilever 29 with photoacoustic waves to improve detection sensitivity, particularly detection sensitivity for high-frequency photoacoustic waves. That is, the cantilever 29 is vibrated by the photoacoustic wave propagated to the second plate portion 25b, and the cantilever 29 is vibrated efficiently by the configuration in which the cantilever 29 is arranged at the boundary between the gas layer 38 and the liquid layer 39.

第2キャビティ32内は、液体層39を構成する液体で満たしてもよく、この例のように液体層39以外の空間を気体で満たしてもよい。液体層39以外の空間を気体で満たした場合には、液体層39のカンチレバー29と反対側の面が第2キャビティ32内の気体と接し、第2キャビティ32内の気体と液体層39との境界が形成される。この境界で光音響波が反射してカンチレバー29ないしその近傍に光音響波が集められるため、より高い検出感度とすることができる。   The inside of the second cavity 32 may be filled with a liquid constituting the liquid layer 39, or a space other than the liquid layer 39 may be filled with a gas as in this example. When the space other than the liquid layer 39 is filled with gas, the surface of the liquid layer 39 opposite to the cantilever 29 is in contact with the gas in the second cavity 32, and the gas in the second cavity 32 and the liquid layer 39 are in contact with each other. A boundary is formed. Since the photoacoustic wave is reflected at this boundary and the photoacoustic wave is collected at or near the cantilever 29, higher detection sensitivity can be achieved.

音響インピーダンス整合材27は、測定対象21からの光音響波がプローブ11に入射する際の反射を少なくするためのものであり、前述のように収容室33に収容されている。この例では、音響インピーダンス整合材27として水が用いられている。音響インピーダンス整合材27としては、音響インピーダンスが測定対象21と第2板部25bとの中間の材料が選ばれる。音響インピーダンス整合材27としては、水以外のシリコーンオイル等の液体、固体、固形状やジェル状の物質、シリコーンゴム等の弾性体等であってもよい。   The acoustic impedance matching material 27 is for reducing reflection when the photoacoustic wave from the measurement target 21 enters the probe 11 and is accommodated in the accommodation chamber 33 as described above. In this example, water is used as the acoustic impedance matching material 27. As the acoustic impedance matching material 27, a material having an acoustic impedance intermediate between the measurement target 21 and the second plate portion 25b is selected. The acoustic impedance matching material 27 may be a liquid such as silicone oil other than water, a solid, a solid or gel substance, or an elastic body such as silicone rubber.

上記音響インピーダンス整合材27は、レンズ34、センサ部37、液体層39を設けた仕切り板25を筐体本体24に取り付けてから、収容室33内に収容される。封止膜26は、収容室33の下側の開口を塞ぐ。この封止膜26により筐体15の底部からの音響インピーダンス整合材27の漏出が防止される。この封止膜26は、例えばエポキシ樹脂等により薄膜状に形成されている。このように薄膜状の封止膜26は、光音響波をほとんど反射しないため、その音響インピーダンスを特に考慮する必要がない。封止膜26としては、測定対象21との間に隙間が生じることなくプローブ11を測定対象21の表面に密着させるために、可撓性(柔軟性)を有するものが好ましい。   The acoustic impedance matching material 27 is accommodated in the accommodation chamber 33 after the partition plate 25 provided with the lens 34, the sensor unit 37, and the liquid layer 39 is attached to the housing body 24. The sealing film 26 closes the lower opening of the accommodation chamber 33. The sealing film 26 prevents leakage of the acoustic impedance matching material 27 from the bottom of the housing 15. The sealing film 26 is formed in a thin film shape using, for example, an epoxy resin. Thus, since the thin sealing film 26 hardly reflects the photoacoustic wave, it is not particularly necessary to consider its acoustic impedance. As the sealing film 26, a material having flexibility (flexibility) is preferable in order to bring the probe 11 into close contact with the surface of the measurement target 21 without a gap between the measurement target 21.

なお、音響インピーダンス整合材27が固形状であって筐体15に固定できるときは封止膜26を省略できる。このように封止膜26を省略した場合では、プローブ11の接触面11aは、音響インピーダンス整合材27の下面になる。   When the acoustic impedance matching material 27 is solid and can be fixed to the housing 15, the sealing film 26 can be omitted. When the sealing film 26 is omitted in this way, the contact surface 11 a of the probe 11 becomes the lower surface of the acoustic impedance matching material 27.

この例では、測定対象21内の測定成分を測定する位置に向くように、光照射部13及び光音響波検出部14の両方がそれぞれ傾けて筐体15内に配され、光照射部13は、その方向に光を照射し、光音響波検出部14は、その方向(測定する位置)からの光音響波を効果的に検出する。具体的には、光音響波検出部14は、第2板部25bの連通孔36及びその周囲の面部分の法線方向が測定する位置に向くように傾けられている。   In this example, both the light irradiation unit 13 and the photoacoustic wave detection unit 14 are inclined and arranged in the housing 15 so as to be directed to the position where the measurement component in the measurement target 21 is measured. The light is irradiated in that direction, and the photoacoustic wave detector 14 effectively detects the photoacoustic wave from that direction (measurement position). Specifically, the photoacoustic wave detection unit 14 is tilted so that the normal direction of the communication hole 36 of the second plate portion 25b and the surface portion around the communication hole 36 is directed to the measurement position.

図3に示すように、センサ部37は、カンチレバー29とフレーム43とが一体に形成されている。カンチレバー29は、厚みが例えば0.3μm程度の板状であって、フレーム43の中央に貫通した孔内に設けられている。センサ部37は、シリコン基板45、絶縁層46、シリコン層47、半導体であるピエゾ抵抗層48からなる層構造を有し、カンチレバー29は、そのうちのシリコン層47及びピエゾ抵抗層48を有する。また、フレーム43には、ピエゾ抵抗層48の上層に電極49a、49bが形成されている。   As shown in FIG. 3, the sensor unit 37 includes a cantilever 29 and a frame 43 that are integrally formed. The cantilever 29 has a plate shape with a thickness of about 0.3 μm, for example, and is provided in a hole penetrating the center of the frame 43. The sensor unit 37 has a layer structure including a silicon substrate 45, an insulating layer 46, a silicon layer 47, and a piezoresistive layer 48 that is a semiconductor, and the cantilever 29 includes the silicon layer 47 and the piezoresistive layer 48. Further, electrodes 49 a and 49 b are formed in the frame 43 on the upper layer of the piezoresistive layer 48.

カンチレバー29は、受圧部29aと、この受圧部29aとフレーム43とを連結した一対の梁部29bとを有する。一対の梁部29bは、受圧部29aの1辺からフレーム43に向って延び、その基端がフレーム43に連結されており、それぞれ片持ち状態で受圧部29aを支持する。一対の梁部29bの間には、フレーム43の一部が矩形状に突出している。この突出部分を含めてフレーム43とカンチレバー29との間には、ギャップ51が形成されている。ギャップ51は、液体層39の液がその表面張力によってカンチレバー29を挟む反対側に流れ込まない大きさ、例えば0.02μm〜10μm程度の幅に形成されている。   The cantilever 29 has a pressure receiving portion 29 a and a pair of beam portions 29 b connecting the pressure receiving portion 29 a and the frame 43. The pair of beam portions 29b extend from one side of the pressure receiving portion 29a toward the frame 43, and the base ends thereof are connected to the frame 43, and each support the pressure receiving portion 29a in a cantilever state. A part of the frame 43 protrudes in a rectangular shape between the pair of beam portions 29b. A gap 51 is formed between the frame 43 and the cantilever 29 including the protruding portion. The gap 51 is formed in such a size that the liquid of the liquid layer 39 does not flow into the opposite side of the cantilever 29 due to its surface tension, for example, a width of about 0.02 μm to 10 μm.

カンチレバー29におけるピエゾ抵抗層48は、一方の梁部29bから受圧部29aを経て他方の梁部29bに至る経路で連結された略U字状に形成されている。ピエゾ抵抗層48のうちの一方の梁部29bの部分が電極49aに接続され、他方の梁部29bの部分が電極49bに接続されている。これにより、一方の梁部29bと他方の梁部29bとの間のピエゾ抵抗層48の抵抗値をカンチレバー29の抵抗値として、電極49a、49bを通して検出することができる。ピエゾ抵抗層48は、圧縮または伸張によって、その抵抗値が増減する。なお、符号52は、電極49aと電極49b、及びそれらの直下のピエゾ抵抗層48を電気的に分離するための溝である。   The piezoresistive layer 48 in the cantilever 29 is formed in a substantially U shape connected by a path from one beam portion 29b through the pressure receiving portion 29a to the other beam portion 29b. One beam portion 29b of the piezoresistive layer 48 is connected to the electrode 49a, and the other beam portion 29b is connected to the electrode 49b. Accordingly, the resistance value of the piezoresistive layer 48 between the one beam portion 29b and the other beam portion 29b can be detected as the resistance value of the cantilever 29 through the electrodes 49a and 49b. The resistance value of the piezoresistive layer 48 increases or decreases by compression or expansion. Reference numeral 52 denotes a groove for electrically separating the electrodes 49a and 49b and the piezoresistive layer 48 immediately below them.

カンチレバー29は、可撓性を有している。すなわち、カンチレバー29は、各梁部29bの基端を中心に受圧部29aの自由端となる端部をその面の法線方向(図中の上下方向)に移動するように弾性的に変形自在である。このカンチレバー29の変形により、各梁部29bが湾曲することで、それらのピエゾ抵抗層48の抵抗値が増減し、カンチレバー29の抵抗値が変化する。カンチレバー29は、光音響波によって振動する際には、このように梁部29bが湾曲して変形するため、その抵抗値が変化する。   The cantilever 29 has flexibility. That is, the cantilever 29 is elastically deformable so as to move the end portion which is the free end of the pressure receiving portion 29a around the base end of each beam portion 29b in the normal direction (vertical direction in the drawing) of the surface. It is. Due to the deformation of the cantilever 29, each beam portion 29b is bent, whereby the resistance value of the piezoresistive layer 48 increases or decreases, and the resistance value of the cantilever 29 changes. When the cantilever 29 is vibrated by the photoacoustic wave, the beam portion 29b is curved and deformed in this way, and thus its resistance value changes.

上記センサ部37を作製するには、シリコン基板45、絶縁層46、シリコン層47が積層されたSOI(Silicon On Insulator)基板を用意する。シリコン基板45、絶縁層46、シリコン層47の厚みは、この順番で、例えば300μm、0.4μm、0.3μmである。このSOI基板のシリコン層47に対してドーピングを行い、シリコン層47の表層にピエゾ抵抗層48を形成する。ピエゾ抵抗層48の上に電極49a、49bとなる金属層を形成した後、金属層と、シリコン層47及びピエゾ抵抗層48とを順次にエッチングすることにより、ギャップ51、溝52を形成する。さらに、金属層をエッチングして電極49a、49bを形成する。最後に、底面側からシリコン基板45と絶縁層46とをエッチングして貫通した孔を形成することにより、カンチレバー29を含むセンサ部37が形成される。   In order to manufacture the sensor unit 37, an SOI (Silicon On Insulator) substrate in which a silicon substrate 45, an insulating layer 46, and a silicon layer 47 are stacked is prepared. The thicknesses of the silicon substrate 45, the insulating layer 46, and the silicon layer 47 are, for example, 300 μm, 0.4 μm, and 0.3 μm in this order. Doping is performed on the silicon layer 47 of this SOI substrate to form a piezoresistive layer 48 on the surface layer of the silicon layer 47. After forming metal layers to be the electrodes 49a and 49b on the piezoresistive layer 48, the metal layer, the silicon layer 47, and the piezoresistive layer 48 are sequentially etched to form the gap 51 and the groove 52. Further, the metal layer is etched to form electrodes 49a and 49b. Finally, the silicon substrate 45 and the insulating layer 46 are etched from the bottom side to form a through hole, thereby forming the sensor portion 37 including the cantilever 29.

第2板部25bには、貫通した孔54が形成されており、この孔54内に設けた段差にフレーム43が固定される。これにより、フレーム43に設けた孔と孔54とが一体になった連通孔36が形成される。また、カンチレバー29の面が連通孔36の貫通方向に垂直となる姿勢で、カンチレバー29が連通孔36内に配される。カンチレバー29とフレーム43との間のギャップ51が、カンチレバー29と連通孔36の内面との間のギャップになる。   A through hole 54 is formed in the second plate portion 25 b, and the frame 43 is fixed to a step provided in the hole 54. Thereby, the communication hole 36 in which the hole provided in the frame 43 and the hole 54 are integrated is formed. Further, the cantilever 29 is arranged in the communication hole 36 in such a posture that the surface of the cantilever 29 is perpendicular to the direction of penetration of the communication hole 36. A gap 51 between the cantilever 29 and the frame 43 becomes a gap between the cantilever 29 and the inner surface of the communication hole 36.

図4に示すように、カンチレバー29は、連通孔36内で第2キャビティ32に寄った位置、この例ではカンチレバー29が第2板部25bの第2キャビティ32側の面とほぼ同じ高さとなる位置に配される。このようにカンチレバー29を連通孔36内に配置することで、カンチレバー29の一方の表面(第2面)を液体層39で覆い、その一方の表面が液体層39を構成する液に接触した状態とする。また、カンチレバー29の他方の表面(第1面)側の連通孔36内に空間を設け、その空間に気体を閉じ込めることによって気体層38を形成し、カンチレバー29の他方の表面を気体層38の気体に接した状態にする。   As shown in FIG. 4, the cantilever 29 is located close to the second cavity 32 in the communication hole 36. In this example, the cantilever 29 is almost the same height as the surface of the second plate portion 25b on the second cavity 32 side. Arranged in position. By disposing the cantilever 29 in the communication hole 36 in this way, one surface (second surface) of the cantilever 29 is covered with the liquid layer 39, and the one surface is in contact with the liquid constituting the liquid layer 39. And In addition, a space is provided in the communication hole 36 on the other surface (first surface) side of the cantilever 29, and a gas layer 38 is formed by confining gas in the space, and the other surface of the cantilever 29 is placed on the gas layer 38. Keep in contact with gas.

ギャップ51では、気体層38と液体層39とによる気液界面が形成される。ギャップ51が微小な間隙であることを前提として、気液界面は、液体層39の液の表面張力、粘性、気体層38と液体層39との圧力差等によって維持される。カンチレバー29の変形により、ギャップ51の位置の移動、幅の変化等が生じたとしても、気液界面が形成された状態が維持され、液体層39の液が連通孔36内に流れ込んだり、気体層38の気体が液体層39の内部に流れ込んだりすることがない。なお、この例の液体層39は、上記のようにカンチレバー29とギャップ51の範囲の他に、第2板部25bの表面の一部を覆っている。   In the gap 51, a gas-liquid interface is formed by the gas layer 38 and the liquid layer 39. Assuming that the gap 51 is a minute gap, the gas-liquid interface is maintained by the surface tension and viscosity of the liquid in the liquid layer 39, the pressure difference between the gas layer 38 and the liquid layer 39, and the like. Even if the position of the gap 51 is moved or the width thereof is changed due to the deformation of the cantilever 29, the state in which the gas-liquid interface is formed is maintained, and the liquid in the liquid layer 39 flows into the communication hole 36 or gas. The gas in the layer 38 does not flow into the liquid layer 39. In addition, the liquid layer 39 of this example covers a part of the surface of the second plate portion 25b in addition to the range of the cantilever 29 and the gap 51 as described above.

また、この例では、連通孔36の収容室33側の開口付近では、水である音響インピーダンス整合材27と気体層38とによる気液界面が形成される。この気液界面は、音響インピーダンス整合材27の表面張力や粘性、音響インピーダンス整合材27と気体層38との圧力差等によって維持される。   Further, in this example, a gas-liquid interface is formed by the acoustic impedance matching material 27 that is water and the gas layer 38 in the vicinity of the opening of the communication hole 36 on the accommodation chamber 33 side. This gas-liquid interface is maintained by the surface tension and viscosity of the acoustic impedance matching material 27, the pressure difference between the acoustic impedance matching material 27 and the gas layer 38, and the like.

上記のような気液界面の維持を目的として、カンチレバー29の表面や電極49a、49bの表面、連通孔36の内面、フレーム43の下面に、疎水性あるいは疎油性の表面処理を施してもよい。例えば液体層39、音響インピーダンス整合材27が水性の液体である場合には、疎水処理をすればよい。   In order to maintain the gas-liquid interface as described above, the surface of the cantilever 29, the surfaces of the electrodes 49a and 49b, the inner surface of the communication hole 36, and the lower surface of the frame 43 may be subjected to hydrophobic or oleophobic surface treatment. . For example, when the liquid layer 39 and the acoustic impedance matching material 27 are aqueous liquids, hydrophobic treatment may be performed.

図5に一例を示すように、検出回路17は、ブリッジ回路55と差動アンプ56とを有している。ブリッジ回路55は、電源電圧Vsとグランドとの間に、抵抗57aと抵抗57bとの直列回路と、抵抗58と抵抗57cとの直列回路とが並列に接続された回路構成になっている。抵抗58は、電極49a、49bの間の抵抗、すなわちカンチレバー29のピエゾ抵抗層48による抵抗である。差動アンプ56には、抵抗57aと抵抗57bの接続点と、抵抗58と抵抗57cの接続点との電位差が入力電圧として与えられ、差動アンプ56の出力電圧が検出信号として出力される。   As shown in FIG. 5, the detection circuit 17 includes a bridge circuit 55 and a differential amplifier 56. The bridge circuit 55 has a circuit configuration in which a series circuit of resistors 57a and 57b and a series circuit of resistors 58 and 57c are connected in parallel between the power supply voltage Vs and the ground. The resistor 58 is a resistance between the electrodes 49 a and 49 b, that is, a resistance due to the piezoresistive layer 48 of the cantilever 29. The differential amplifier 56 is supplied with the potential difference between the connection point of the resistors 57a and 57b and the connection point of the resistors 58 and 57c as an input voltage, and the output voltage of the differential amplifier 56 is output as a detection signal.

上記ブリッジ回路55は、カンチレバー29が変形していない状態での抵抗58と抵抗57cの抵抗値の比と、抵抗57aと抵抗57bの抵抗値の比とが同じになるように調整されている。これにより、カンチレバー29が変形した場合には、そのカンチレバー29の変形量に応じて、差動アンプ56の入力電圧が変化して、その入力電圧に応じた電圧の検出信号が出力される。これにより、カンチレバー29の振動の大きさに応じた検出信号が得られる。   The bridge circuit 55 is adjusted so that the ratio of the resistance values of the resistors 58 and 57c when the cantilever 29 is not deformed is the same as the ratio of the resistance values of the resistors 57a and 57b. As a result, when the cantilever 29 is deformed, the input voltage of the differential amplifier 56 changes according to the deformation amount of the cantilever 29, and a voltage detection signal corresponding to the input voltage is output. As a result, a detection signal corresponding to the magnitude of vibration of the cantilever 29 is obtained.

次に、上記構成の作用について説明する。血中グルコース濃度を測定する場合には、表面近くに血管22が存在する測定対象21の表面にプローブ11の接触面11aを密着させた状態にする。この後に、駆動部16により光源28が駆動され、パルス光が複数回出力される。パルス光は、レンズ34、仕切り板25、音響インピーダンス整合材27、封止膜26を透過して、測定対象21に照射される。パルス光は測定対象21の内部にまで達し、レンズ34の作用により血管22内で集光される。パルス光を照射するごとに、血液中のグルコースがパルス光を吸収し、瞬間的に膨張して光音響波(弾性波)を発生させる。グルコース濃度が高いほど大きな光音響波が発生する。   Next, the operation of the above configuration will be described. When measuring the blood glucose concentration, the contact surface 11a of the probe 11 is brought into close contact with the surface of the measuring object 21 where the blood vessel 22 is present near the surface. Thereafter, the light source 28 is driven by the driving unit 16 and the pulsed light is output a plurality of times. The pulsed light passes through the lens 34, the partition plate 25, the acoustic impedance matching material 27, and the sealing film 26 and is irradiated to the measurement target 21. The pulsed light reaches the inside of the measurement object 21 and is collected in the blood vessel 22 by the action of the lens 34. Every time pulse light is irradiated, glucose in the blood absorbs the pulse light and instantaneously expands to generate a photoacoustic wave (elastic wave). A larger photoacoustic wave is generated as the glucose concentration is higher.

光音響波は、測定対象21の内部を伝搬し、その一部が測定対象21からプローブ11に入射し、カンチレバー29によって検出される。このときに、測定対象21からの光音響波は、封止膜26、音響インピーダンス整合材27、第2板部25bの順に入射するが、入射前後における音響インピーダンスの変化が大きくならないようにしているので、測定対象21からプローブ11(音響インピーダンス整合材27)に光音響波が入射する際にも、音響インピーダンス整合材27から第2板部25bに光音響波が入射する際にも光音響波の反射は小さい。   The photoacoustic wave propagates inside the measurement target 21, and a part of the photoacoustic wave enters the probe 11 from the measurement target 21 and is detected by the cantilever 29. At this time, the photoacoustic wave from the measurement target 21 is incident on the sealing film 26, the acoustic impedance matching material 27, and the second plate portion 25b in this order, but the change in acoustic impedance before and after the incidence is not increased. Therefore, both when the photoacoustic wave is incident on the probe 11 (acoustic impedance matching material 27) from the measurement target 21, and also when the photoacoustic wave is incident on the second plate portion 25b from the acoustic impedance matching material 27. The reflection of is small.

第2板部25bに伝わった光音響波は、第2板部25bからカンチレバー29に伝達し、カンチレバー29を振動させる。第2板部25bに伝達した光音響波、特にはその高周波成分がカンチレバー29に作用して、カンチレバー29が振動する。このときに、カンチレバー29の気体層38と反対側の面を液体層39で抑えているため、第2板部25bからの光音響波の振動がカンチレバー29に効果的に作用し、カンチレバー29をより大きく振動させる。   The photoacoustic wave transmitted to the second plate portion 25b is transmitted from the second plate portion 25b to the cantilever 29 and vibrates the cantilever 29. The photoacoustic wave transmitted to the second plate portion 25b, particularly the high frequency component thereof, acts on the cantilever 29, and the cantilever 29 vibrates. At this time, since the surface of the cantilever 29 opposite to the gas layer 38 is suppressed by the liquid layer 39, the vibration of the photoacoustic wave from the second plate portion 25b effectively acts on the cantilever 29, and the cantilever 29 is Vibrate more.

上記のようにしてカンチレバー29が振動することによって、カンチレバー29の抵抗値が変化し、その抵抗値の変化に応じて検出回路17からの検出信号が変化する。測定対象21の内部で発生した光音響波が大きければ、カンチレバー29の振動が大きくなって、検出信号の振幅も大きくなる。検出信号は、濃度算出部18に入力されて各種の演算処理が行われ、検出信号の振幅の大きさに基づいて血中グルコース濃度が算出される。   When the cantilever 29 vibrates as described above, the resistance value of the cantilever 29 changes, and the detection signal from the detection circuit 17 changes according to the change in the resistance value. If the photoacoustic wave generated inside the measurement object 21 is large, the vibration of the cantilever 29 increases and the amplitude of the detection signal also increases. The detection signal is input to the concentration calculation unit 18 to perform various arithmetic processes, and the blood glucose concentration is calculated based on the amplitude of the detection signal.

上記のように、プローブ11では、測定対象21からの光音響波をカンチレバー29で検出するとともに、このカンチレバー29と測定対象21との間に音響インピーダンス整合材27を設けているので、測定対象21からプローブ11に入射する際の光音響波の反射による減衰が小さく光音響波がより高感度に検出される。また、カンチレバー29が気体層38、液体層39との境界に配され、そのカンチレバー29が光音響波によって効果的に振動するので、カンチレバー29による光音響波の検出感度がよりいっそう高められる。この結果、精度の高い血中グルコース濃度が非侵襲で得られる。   As described above, in the probe 11, the photoacoustic wave from the measurement target 21 is detected by the cantilever 29, and the acoustic impedance matching material 27 is provided between the cantilever 29 and the measurement target 21. The attenuation due to reflection of the photoacoustic wave when entering the probe 11 is small, and the photoacoustic wave is detected with higher sensitivity. Further, since the cantilever 29 is arranged at the boundary between the gas layer 38 and the liquid layer 39 and the cantilever 29 is vibrated effectively by the photoacoustic wave, the photoacoustic wave detection sensitivity by the cantilever 29 is further enhanced. As a result, a highly accurate blood glucose concentration can be obtained non-invasively.

[第2実施形態]
第2実施形態は、集光部としてのレンズによる集光位置を可変にしたものである。なお、以下に説明するようにレンズが異なる他は、第1実施形態と同じであり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, a condensing position by a lens as a condensing unit is made variable. As described below, the lens is the same as in the first embodiment except that the lens is different. The same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6に示すプローブ60は、光照射部13の集光部として可変焦点レンズ61が設けられている。この可変焦点レンズ61は、そのレンズの曲率を変化させることができる。これにより、光源28からの光の集光位置を測定対象21の表面から深くした第1測定位置P1と表面から浅い第2測定位置P2との間の任意の位置に調節することができる。第1測定位置P1とする場合には、図6に実線で示すように、可変焦点レンズ61の曲率を小さくし、第2測定位置P2とする場合には、図6に二点鎖線で示すように、可変焦点レンズ61の曲率を大きくする。これにより、測定対象21の表面から血管22までの距離に応じて光源28からの光の集光位置を適切に調節することができる。   A probe 60 shown in FIG. 6 is provided with a variable focus lens 61 as a condensing unit of the light irradiation unit 13. The variable focus lens 61 can change the curvature of the lens. Thereby, the condensing position of the light from the light source 28 can be adjusted to an arbitrary position between the first measurement position P1 deepened from the surface of the measurement object 21 and the second measurement position P2 shallow from the surface. In the case of the first measurement position P1, as shown by a solid line in FIG. 6, the curvature of the variable focus lens 61 is reduced, and in the case of the second measurement position P2, as shown by a two-dot chain line in FIG. In addition, the curvature of the variable focus lens 61 is increased. Thereby, the condensing position of the light from the light source 28 can be appropriately adjusted according to the distance from the surface of the measurement target 21 to the blood vessel 22.

図7に示すように、可変焦点レンズ61では、透明な基板62の表面にITO(Indium Tin Oxide)電極63が形成されている。このITO電極63の中央には、透明なシリコーンオイルを載置する載置領域63aが円板状に形成されており、この載置領域63aの上に平凸レンズ状のシリコーンオイル膨出部65が設けられている。シリコーンオイル膨出部65は、載置領域63aの外側にシリコーンオイルを弾く疎油性が高い疎油膜66を形成することで、シリコーンオイルの表面張力によって凸レンズ状に膨出した形状にすることができる。保護膜67は、基板62、ITO電極63、及びシリコーンオイル膨出部65の表面に形成され、シリコーンオイル膨出部65を基板62に固定している。この保護膜67の表面に厚みが5nm程度の透明な金膜68が形成されている。   As shown in FIG. 7, in the variable focus lens 61, an ITO (Indium Tin Oxide) electrode 63 is formed on the surface of a transparent substrate 62. In the center of the ITO electrode 63, a placement region 63a for placing transparent silicone oil is formed in a disc shape, and a plano-convex lens-like silicone oil bulging portion 65 is formed on the placement region 63a. Is provided. The silicone oil bulging portion 65 can be formed into a shape bulging into a convex lens shape due to the surface tension of the silicone oil by forming a highly oleophobic film 66 that repels silicone oil on the outside of the placement region 63a. . The protective film 67 is formed on the surface of the substrate 62, the ITO electrode 63, and the silicone oil bulging portion 65, and fixes the silicone oil bulging portion 65 to the substrate 62. A transparent gold film 68 having a thickness of about 5 nm is formed on the surface of the protective film 67.

ITO電極63と金膜68は、電源部69に接続されており、電源部69からの電圧が印加される。この電圧の印加により、ITO電極63と金膜68との間に静電気力が発生し、その静電気力によってシリコーンオイル膨出部65の曲率、すなわち可変焦点レンズ61の曲率が変化する。操作部(図示省略)の操作で電源部69から印加する電圧を増減することにより、シリコーンオイル膨出部65の曲率が増減する。例えば、図7に示す状態から、電源部69からの電圧を高くすることで、図8に示すように、可変焦点レンズ61の曲率が大きくなる。なお、このような可変焦点レンズ61については、例えば特開2008―197611号公報に記載されている。また、上記可変焦点レンズ61の構成は一例であり、他の構成の可変焦点レンズを用いてもよい。   The ITO electrode 63 and the gold film 68 are connected to a power supply unit 69 and a voltage from the power supply unit 69 is applied. By applying this voltage, an electrostatic force is generated between the ITO electrode 63 and the gold film 68, and the curvature of the silicone oil bulging portion 65, that is, the curvature of the variable focus lens 61 is changed by the electrostatic force. By increasing or decreasing the voltage applied from the power supply unit 69 by operating the operation unit (not shown), the curvature of the silicone oil bulging unit 65 increases or decreases. For example, by increasing the voltage from the power supply unit 69 from the state shown in FIG. 7, the curvature of the variable focus lens 61 is increased as shown in FIG. Such a variable focus lens 61 is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-197611. The configuration of the variable focus lens 61 is an example, and a variable focus lens having another configuration may be used.

この例によれば、血管22の位置に光源28からの光が集光されるように、電源部69からの電圧を増減して、可変焦点レンズ61の曲率を調節することができ、精度の高い測定をすることができる。   According to this example, the curvature of the varifocal lens 61 can be adjusted by increasing or decreasing the voltage from the power supply unit 69 so that the light from the light source 28 is condensed at the position of the blood vessel 22. High measurement can be made.

[第3実施形態]
第3実施形態は、センサ部よりも接触面側のプローブ内に集音部材を設けるとともに、カンチレバーのキャビティ側に気体層を設けたものである。なお、以下に説明する他は、第1実施形態と同じであり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, a sound collecting member is provided in the probe on the contact surface side of the sensor unit, and a gas layer is provided on the cavity side of the cantilever. In addition, except being demonstrated below, it is the same as 1st Embodiment, The same code | symbol is attached | subjected to the same structural member, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図9に示すように、プローブ71の筐体75に設けられた第1キャビティ31、第2キャビティ32は、それぞれ第1仕切り板76、基部としての第2仕切り板77によって、接触面側の空間と仕切られている。第1仕切り板76には、レンズ34が形成されている。この例においては、レンズ34は、第1仕切り板76のいずれの面に設けてもよいが、図示されるように第1キャビティ31内となるようにすることで、レンズ34への汚れ等の付着を防止できる。光照射部13を収容した第1筐体部75aの下部は開口しており、光照射部13は、光源28からの光をレンズ34、第1仕切り板76を通して、測定対象21に照射する。   As shown in FIG. 9, the first cavity 31 and the second cavity 32 provided in the housing 75 of the probe 71 are separated by a first partition plate 76 and a second partition plate 77 as a base, respectively, on the contact surface side. And partitioned. A lens 34 is formed on the first partition plate 76. In this example, the lens 34 may be provided on any surface of the first partition plate 76. However, by arranging the lens 34 in the first cavity 31 as shown in FIG. Adhesion can be prevented. The lower part of the first housing part 75 a that houses the light irradiation unit 13 is open, and the light irradiation unit 13 irradiates the measurement target 21 with light from the light source 28 through the lens 34 and the first partition plate 76.

この例における光音響波検出部14は、連通孔36(図10参照)が形成された第2仕切り板77、センサ部37、音響インピーダンス整合材27、集音部材78、気体層38(図10参照)等で構成される。光音響波検出部14を収容した第2筐体部75bは、第2仕切り板77の下方に集音部材78が配置されている。集音部材78は、測定対象21からの光音響波をセンサ部37に集めるものであり、下方(接触面71a側)の開口が上方(センサ部37側)の開口よりも大きく開いた無底筒状である。この集音部材78は、測定対象21からの光音響波をセンサ部37の周囲の第2仕切り板77の部分に集めて入射させるために、その内周面が湾曲した反射面78aとなっている。反射面78aは、例えば、楕円面であり、その楕円面の一方の焦点がセンサ部37の位置あるいは近傍になり、他方の焦点が光源28からの光の集光位置、すなわち測定位置になるように形状が決められている。   The photoacoustic wave detection unit 14 in this example includes a second partition plate 77 having a communication hole 36 (see FIG. 10), a sensor unit 37, an acoustic impedance matching material 27, a sound collecting member 78, and a gas layer 38 (FIG. 10). Reference) etc. In the second housing part 75 b that houses the photoacoustic wave detection unit 14, a sound collecting member 78 is disposed below the second partition plate 77. The sound collecting member 78 collects photoacoustic waves from the measurement target 21 in the sensor unit 37, and the bottom (contact surface 71a side) opening is larger than the upper (sensor unit 37 side) opening. It is cylindrical. The sound collecting member 78 is a reflecting surface 78 a having a curved inner peripheral surface so that the photoacoustic wave from the measurement target 21 is collected and incident on the second partition plate 77 around the sensor unit 37. Yes. The reflecting surface 78a is, for example, an ellipsoid, and one focus of the ellipse is located at or near the position of the sensor unit 37, and the other focus is a condensing position of light from the light source 28, that is, a measurement position. The shape is determined.

なお、効果的に光音響波を反射させるために、集音部材78と音響インピーダンス整合材27との音響インピーダンスの差を大きくすることが好ましい。また、反射面78aとなる集音部材78の壁面を薄く形成し、その壁面の外側(音響インピーダンス整合材27と反対側)に気体を満たした空洞を設けた構成であってもよい。このような構成によっても、集音部材78の空洞内の気体と音響インピーダンス整合材27との音響インピーダンスの差により光音響波を反射することができる。   In order to effectively reflect the photoacoustic wave, it is preferable to increase the difference in acoustic impedance between the sound collecting member 78 and the acoustic impedance matching material 27. Moreover, the structure which formed the thin wall surface of the sound collection member 78 used as the reflective surface 78a, and provided the cavity filled with gas on the outer side (opposite side to the acoustic impedance matching material 27) of the wall surface may be sufficient. Even with such a configuration, the photoacoustic wave can be reflected by the difference in acoustic impedance between the gas in the cavity of the sound collecting member 78 and the acoustic impedance matching material 27.

集音部材78の中空な内部(反射面78aで囲まれた空間)が音響インピーダンス整合材27を収容する収容室になっている。集音部材78の下方の開口は、封止膜79で閉じられている。この例では、音響インピーダンス整合材27としては液体が用いられている。音響インピーダンス整合材27の液体としては、それがセンサ部37と接するため、導電性のない例えばシリコーンオイルが用いられている。なお、第1実施形態の液体層39を構成する液体と同様に、音響インピーダンス整合材27の液体としては、シリコーンオイルに限定されるものではなく、例えば流動パラフィン、グリセリン等を用いてもよく、さらにジェルのような液状物質を利用することも可能である。   The hollow interior of the sound collection member 78 (the space surrounded by the reflection surface 78 a) is a storage chamber for storing the acoustic impedance matching material 27. The opening below the sound collection member 78 is closed by a sealing film 79. In this example, a liquid is used as the acoustic impedance matching material 27. As the liquid of the acoustic impedance matching material 27, for example, silicone oil having no conductivity is used because it contacts the sensor unit 37. As with the liquid constituting the liquid layer 39 of the first embodiment, the liquid of the acoustic impedance matching material 27 is not limited to silicone oil. For example, liquid paraffin, glycerin, or the like may be used. It is also possible to use liquid substances such as gel.

図10に示すように、第2仕切り板77には、連通孔36が形成されている。センサ部37は、連通孔36内の接触面71a側(図中の下方側)に寄った位置に設けられており、カンチレバー29の一方の表面(第2面)が液体の音響インピーダンス整合材27で覆われ、音響インピーダンス整合材27が接した状態になっている。この音響インピーダンス整合材27が液体層として機能する。また、カンチレバー29の他方の表面(第1面)側の連通孔36内に気体層38が設けられており、カンチレバー29の他方の表面が気体層38の気体に接した状態になっている。気体層38は、第2キャビティ32の空間と一体になっている。   As shown in FIG. 10, a communication hole 36 is formed in the second partition plate 77. The sensor unit 37 is provided at a position close to the contact surface 71a side (the lower side in the drawing) in the communication hole 36, and one surface (second surface) of the cantilever 29 is a liquid acoustic impedance matching material 27. And the acoustic impedance matching material 27 is in contact with it. This acoustic impedance matching material 27 functions as a liquid layer. A gas layer 38 is provided in the communication hole 36 on the other surface (first surface) side of the cantilever 29, and the other surface of the cantilever 29 is in contact with the gas in the gas layer 38. The gas layer 38 is integrated with the space of the second cavity 32.

ギャップ51では、音響インピーダンス整合材27と気体層38とによる気液界面が形成される。第1実施形態の場合と同様に、その気液界面は、音響インピーダンス整合材27の表面張力、粘性、音響インピーダンス整合材27と気体層38との圧力差等によって維持される。   In the gap 51, a gas-liquid interface is formed by the acoustic impedance matching material 27 and the gas layer 38. As in the case of the first embodiment, the gas-liquid interface is maintained by the surface tension and viscosity of the acoustic impedance matching material 27, the pressure difference between the acoustic impedance matching material 27 and the gas layer 38, and the like.

この例のように、カンチレバー29及びギャップ51が接触面71a側で液体の音響インピーダンス整合材27に覆われ、その反対側の面側に気体層38が配されていても、第1実施形態と同様に光音響波によってカンチレバー29をより効果的に振動させることができ、光音響波の検出感度が高くなる。また、反射面78aによって、測定対象21からの光音響波がカンチレバー29の位置に集められるので、さらに検出感度を高めることができる。   As in this example, even if the cantilever 29 and the gap 51 are covered with the liquid acoustic impedance matching material 27 on the contact surface 71a side and the gas layer 38 is disposed on the opposite surface side, Similarly, the cantilever 29 can be more effectively vibrated by the photoacoustic wave, and the photoacoustic wave detection sensitivity is increased. Moreover, since the photoacoustic wave from the measuring object 21 is collected at the position of the cantilever 29 by the reflecting surface 78a, the detection sensitivity can be further increased.

[第4実施形態]
第4実施形態は、集光部として凹面鏡を用いたものである。なお、以下に説明するようにレンズに代えて凹面鏡を用いている他は、第1実施形態と同じであり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
4th Embodiment uses a concave mirror as a condensing part. As described below, except that a concave mirror is used in place of the lens, it is the same as in the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図11に示すように、この例におけるプローブ84の光照射部13は、集光部として凹面鏡85が設けられている。第1キャビティ86に凹面鏡85と同形状の凹部を形成し、例えば、その凹部の内面に反射膜を蒸着することで凹面鏡85が形成される。この凹面鏡85の面形状は、例えば楕円面とされており、その一方の焦点に光源28が配され、他方の焦点が測定位置となるように形状が決められている。光源28は、凹面鏡85に向けて光を出力する。なお、光源28は、図示しないステーによって支持されている。   As shown in FIG. 11, the light irradiation part 13 of the probe 84 in this example is provided with a concave mirror 85 as a condensing part. A concave part having the same shape as the concave mirror 85 is formed in the first cavity 86, and the concave mirror 85 is formed, for example, by depositing a reflective film on the inner surface of the concave part. The surface shape of the concave mirror 85 is, for example, an ellipsoid, and the shape is determined so that the light source 28 is disposed at one focal point and the other focal point is a measurement position. The light source 28 outputs light toward the concave mirror 85. The light source 28 is supported by a stay (not shown).

この例によれば、光源28からの光は、凹面鏡85によって反射されて、測定対象21の内部で集光する。反射の場合は、中赤外域の波長を含め広範囲な波長域で高い反射率が得られる。したがって、光源28からの光の減衰を低減する上で有利である。   According to this example, the light from the light source 28 is reflected by the concave mirror 85 and collected inside the measurement target 21. In the case of reflection, high reflectance can be obtained in a wide wavelength range including wavelengths in the mid-infrared range. Therefore, it is advantageous in reducing attenuation of light from the light source 28.

[第5実施形態]
第5実施形態は、光照射部と光音響波検出部とを別々の筐体部に収容したものである。なお、以下に説明する他は、第1実施形態と同じであり、同じ構成部材には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
In the fifth embodiment, the light irradiation unit and the photoacoustic wave detection unit are accommodated in separate housing units. In addition, except being demonstrated below, it is the same as 1st Embodiment, The same code | symbol is attached | subjected to the same structural member, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図12に示すように、この例におけるプローブ91は、光照射部13を収容した第1筐体部92と、光音響波検出部14を収容した第2筐体部93を有している。第1筐体部92と第2筐体部93とは、互いに独立している。   As shown in FIG. 12, the probe 91 in this example includes a first housing portion 92 that houses the light irradiation unit 13 and a second housing portion 93 that houses the photoacoustic wave detection unit 14. The first housing part 92 and the second housing part 93 are independent of each other.

第1筐体部92に形成された第1キャビティ31は、その開口が第1仕切り板94によって閉じられている。第1仕切り板94の第1キャビティ31側の面にレンズ34が形成されている。光源28からの光は、レンズ34、第1仕切り板94を介して測定対象21に照射される。第1筐体部92は、測定時には、第1仕切り板94の外側の面を測定対象21に密着させる。   The opening of the first cavity 31 formed in the first housing portion 92 is closed by the first partition plate 94. A lens 34 is formed on the surface of the first partition plate 94 on the first cavity 31 side. Light from the light source 28 is applied to the measurement target 21 through the lens 34 and the first partition plate 94. The first housing portion 92 causes the outer surface of the first partition plate 94 to be in close contact with the measurement target 21 during measurement.

第2筐体部93には、第2キャビティ32が形成されるとともに、連通孔36が形成された第2仕切り板95、音響インピーダンス整合材27、封止膜96、センサ部37、気体層38、液体層39が設けられている。この第2筐体部93の構成は、第1実施形態における第2筐体部15bに収容されたものと同様である。なお、第2仕切り板95、封止膜96は、それぞれ第1実施形態の第2板部25b、封止膜26に対応する。第2筐体部93は、測定時には、封止膜96の外側の面を測定対象21に密着させる。   In the second housing part 93, the second cavity 32 is formed, and the second partition plate 95 in which the communication hole 36 is formed, the acoustic impedance matching material 27, the sealing film 96, the sensor part 37, and the gas layer 38. A liquid layer 39 is provided. The configuration of the second casing portion 93 is the same as that accommodated in the second casing portion 15b in the first embodiment. The second partition plate 95 and the sealing film 96 correspond to the second plate portion 25b and the sealing film 26 of the first embodiment, respectively. The second housing portion 93 causes the outer surface of the sealing film 96 to be in close contact with the measurement target 21 during measurement.

この例のプローブ91は、測定時には、図示されるように第1筐体部92と第2筐体部93とを測定対象21を挟んで反対側に配置する。これにより、第2筐体部93の光音響波検出部14は、第1筐体部92の光照射部13からの光の照射方向と同方向に測定対象21内を伝搬する光音響波を検出する。なお、光音響波は、その発生源となるレーザ光の集光位置(測定位置)から全方向に伝搬するから、第2筐体部93の配置は、その光音響波が伝搬してくる測定対象21の表面上のいずれの箇所でもよい。   In the measurement of the probe 91 in this example, the first casing 92 and the second casing 93 are arranged on the opposite sides of the measurement target 21 as shown in the figure. As a result, the photoacoustic wave detection unit 14 of the second housing unit 93 transmits the photoacoustic wave propagating in the measurement target 21 in the same direction as the light irradiation direction from the light irradiation unit 13 of the first housing unit 92. To detect. Since the photoacoustic wave propagates in all directions from the condensing position (measurement position) of the laser beam that is the source of the photoacoustic wave, the arrangement of the second casing portion 93 is a measurement in which the photoacoustic wave propagates. Any location on the surface of the object 21 may be used.

10 光音響測定装置
11、60 光音響測定プローブ
13 光照射部
14 光音響波検出部
15a、75a、92 第1筐体部
15b、75b、93 第2筐体部
25b 第2板部
27 音響インピーダンス整合材
28 光源
29 カンチレバー
31 第1キャビティ
32 第2キャビティ
34 レンズ
36 連通孔
37 センサ部
38 気体層
39 液体層
48 ピエゾ抵抗層
51 ギャップ
61 可変焦点レンズ
77 第2仕切り板
78 集音部材
85 凹面鏡

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Photoacoustic measuring device 11, 60 Photoacoustic measuring probe 13 Light irradiation part 14 Photoacoustic wave detection part 15a, 75a, 92 1st housing | casing part 15b, 75b, 93 2nd housing | casing part 25b 2nd board part 27 Acoustic impedance Matching material 28 Light source 29 Cantilever 31 First cavity 32 Second cavity 34 Lens 36 Communication hole 37 Sensor part 38 Gas layer 39 Liquid layer 48 Piezoresistive layer 51 Gap 61 Variable focus lens 77 Second partition plate 78 Sound collecting member 85 Concave mirror

Claims (10)

第1筐体部に収容され、強度変調した光を測定対象に向けて照射する光照射部と、
第2筐体部に収容され、前記測定対象からの光音響波を検出する光音響波検出部と
を備え、
前記光音響波検出部は、
前記第2筐体部の内部に形成されたキャビティと、
前記キャビティの内部と外部とを仕切る基部と、
前記基部に形成され、前記キャビティの内部と外部とを接続する連通孔と、
前記連通孔内に配され、基端が前記基部に支持された板状に形成され、前記連通孔の貫通方向に可撓性を有するとともに、表層に半導体からなる抵抗層が設けられたカンチレバーと、
前記カンチレバーの第1面側に設けられた気体層と、
前記カンチレバーよりも前記測定対象側に設けられた音響インピーダンス整合材と
を有することを特徴とする光音響測定プローブ。
A light irradiating unit that is accommodated in the first housing unit and irradiates intensity-modulated light toward the measurement target;
A photoacoustic wave detection unit that is housed in a second housing part and detects a photoacoustic wave from the measurement object,
The photoacoustic wave detector is
A cavity formed in the second housing part;
A base that separates the inside and the outside of the cavity;
A communication hole formed in the base and connecting the inside and the outside of the cavity;
A cantilever that is arranged in the communication hole, has a base end formed in a plate shape supported by the base, has flexibility in the direction of penetration of the communication hole, and has a resistance layer made of a semiconductor on the surface layer; ,
A gas layer provided on the first surface side of the cantilever;
A photoacoustic measurement probe comprising: an acoustic impedance matching material provided closer to the measurement object than the cantilever.
前記第1面と反対側の前記カンチレバーの第2面側に設けられ、前記カンチレバーと前記連通孔の内面との間のギャップ及び前記第2面を覆い、前記ギャップの位置で前記気体層と界面を形成する液体層を有することを特徴とする請求項1に記載の光音響測定プローブ。   Provided on the second surface side of the cantilever opposite to the first surface, covers the gap between the cantilever and the inner surface of the communication hole and the second surface, and interfaces with the gas layer at the position of the gap The photoacoustic measurement probe according to claim 1, further comprising a liquid layer that forms a layer. 前記液体層は、前記キャビティ内に配され、
前記キャビティは、前記液体層以外の空間が気体で満たされており、
前記液体層の前記カンチレバーと反対側の面が前記キャビティ内の前記気体と接することを特徴とする請求項2に記載の光音響測定プローブ。
The liquid layer is disposed in the cavity;
In the cavity, a space other than the liquid layer is filled with gas,
The photoacoustic measurement probe according to claim 2, wherein a surface of the liquid layer opposite to the cantilever is in contact with the gas in the cavity.
前記音響インピーダンス整合材は、液体であり、前記第1面と反対側の前記カンチレバーの第2面側に設けられ、前記カンチレバーと前記連通孔の内面との間のギャップ及び前記第2面を覆い、前記ギャップの位置で前記気体層と界面を形成することを特徴とする請求項1に記載の光音響測定プローブ。   The acoustic impedance matching material is a liquid, is provided on the second surface side of the cantilever opposite to the first surface, and covers the gap between the cantilever and the inner surface of the communication hole and the second surface. The photoacoustic measurement probe according to claim 1, wherein an interface is formed with the gas layer at the position of the gap. 前記光照射部は、光源と、前記光源からの光を集光するレンズとを有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光音響測定プローブ。   5. The photoacoustic measurement probe according to claim 1, wherein the light irradiation unit includes a light source and a lens that collects light from the light source. 前記レンズは、可変焦点レンズであることを特徴とする請求項5に記載の光音響測定プローブ。   The photoacoustic measurement probe according to claim 5, wherein the lens is a variable focus lens. 前記光照射部は、光源と、前記光源からの光を集光する凹面鏡を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光音響測定プローブ。   The photoacoustic measurement probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the light irradiation unit includes a light source and a concave mirror that collects light from the light source. 前記光音響波検出部は、前記カンチレバーよりも前記測定対象側に、前記測定対象側からの光音響波を前記カンチレバーの近傍に集める反射面を有する集音部材を備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の光音響測定プローブ。   The said photoacoustic wave detection part is provided with the sound collection member which has the reflective surface which collects the photoacoustic wave from the said measuring object side in the vicinity of the said cantilever on the said measuring object side rather than the said cantilever. The photoacoustic measurement probe according to any one of 1 to 7. 前記第1筐体部と前記第2筐体部とが一体に連結されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の光音響測定プローブ。   The photoacoustic measurement probe according to any one of claims 1 to 8, wherein the first housing portion and the second housing portion are integrally connected. 前記第1筐体部と前記第2筐体部とが互いに独立していることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の光音響測定プローブ。   The photoacoustic measurement probe according to any one of claims 1 to 8, wherein the first housing portion and the second housing portion are independent of each other.
JP2017123351A 2017-06-23 2017-06-23 Photoacoustic measurement probe Active JP6996679B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017123351A JP6996679B2 (en) 2017-06-23 2017-06-23 Photoacoustic measurement probe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017123351A JP6996679B2 (en) 2017-06-23 2017-06-23 Photoacoustic measurement probe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019007824A true JP2019007824A (en) 2019-01-17
JP6996679B2 JP6996679B2 (en) 2022-01-17

Family

ID=65025837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017123351A Active JP6996679B2 (en) 2017-06-23 2017-06-23 Photoacoustic measurement probe

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6996679B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023120721A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 公立大学法人富山県立大学 Photoacoustic wave measurement device and photoacoustic wave measurement system
WO2023120722A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 公立大学法人富山県立大学 Photoacoustic wave measuring device, photoacoustic wave measuring system, and thermal light source

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002328086A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Yamatake Corp Light source for acoustooptical gas sensor and manufacturing method therefor
US20110190617A1 (en) * 2008-05-30 2011-08-04 Stc.Unm Photoacoustic imaging devices and methods of making and using the same
JP2014142323A (en) * 2012-12-28 2014-08-07 Univ Of Tokyo Pressure-sensitive sensor
WO2015111581A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 国立大学法人 東京大学 Sensor
JP2016047182A (en) * 2014-08-28 2016-04-07 プレキシオン株式会社 Photoacoustic imaging apparatus
JP2016130735A (en) * 2015-01-13 2016-07-21 国立大学法人 東京大学 Elastic wave measurement sensor
JP2016202631A (en) * 2015-04-23 2016-12-08 横河電機株式会社 Photoacoustic wave detection device and photoacoustic imaging device
JP2017035335A (en) * 2015-08-11 2017-02-16 プレキシオン株式会社 Photoacoustic detection unit and photoacoustic imaging device
JP2017041824A (en) * 2015-08-21 2017-02-23 国立大学法人東北大学 Detection device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002328086A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Yamatake Corp Light source for acoustooptical gas sensor and manufacturing method therefor
US20110190617A1 (en) * 2008-05-30 2011-08-04 Stc.Unm Photoacoustic imaging devices and methods of making and using the same
JP2014142323A (en) * 2012-12-28 2014-08-07 Univ Of Tokyo Pressure-sensitive sensor
WO2015111581A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 国立大学法人 東京大学 Sensor
JP2016047182A (en) * 2014-08-28 2016-04-07 プレキシオン株式会社 Photoacoustic imaging apparatus
JP2016130735A (en) * 2015-01-13 2016-07-21 国立大学法人 東京大学 Elastic wave measurement sensor
JP2016202631A (en) * 2015-04-23 2016-12-08 横河電機株式会社 Photoacoustic wave detection device and photoacoustic imaging device
JP2017035335A (en) * 2015-08-11 2017-02-16 プレキシオン株式会社 Photoacoustic detection unit and photoacoustic imaging device
JP2017041824A (en) * 2015-08-21 2017-02-23 国立大学法人東北大学 Detection device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
鈴木明 他: "ヘルムホルツ共鳴を利用したマイクロ超音波センサ", PROCEEDINGS OF THE 2008 JSME CONFERENCE ON ROBOTICS AND MECHATRONICS, vol. 1P1-H08, JPN6021017284, 2008, JP, ISSN: 0004583343 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023120721A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 公立大学法人富山県立大学 Photoacoustic wave measurement device and photoacoustic wave measurement system
WO2023120722A1 (en) * 2021-12-24 2023-06-29 公立大学法人富山県立大学 Photoacoustic wave measuring device, photoacoustic wave measuring system, and thermal light source

Also Published As

Publication number Publication date
JP6996679B2 (en) 2022-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1836477B1 (en) Background acoustic signal suppression in photoacoustic detector
JP4444228B2 (en) Component concentration measuring device
JP6021110B2 (en) Pressure-sensitive sensor
US11513282B2 (en) Sensor comprising a waveguide with optical resonator and sensing method
ES2709632T3 (en) Hemostasis analyzer and method
CN111788482A (en) Device and method for analyzing substances
CN101301201A (en) Detecting device integrated with light sound ultrasonic excitation and sensor
JP2022550694A (en) Ultrasonic Sensing and Imaging Based on Whispering Gallery Mode (WGM) Microresonators
JP6996679B2 (en) Photoacoustic measurement probe
TWI735466B (en) Noise canceling detector
JP4170262B2 (en) Biological information measuring device and standard element
TW202137937A (en) Photoacoustic detecting device and method for estimating concentration of analyte in medium
US20130042688A1 (en) Photoacoustic imaging apparatus
JP6826732B2 (en) Photoacoustic measuring device
JP7127530B2 (en) Component concentration measuring device
RU2813964C2 (en) Device and method of analyzing substance
EP4081782A1 (en) Photoacoustic or photothermal detector comprising an optical transducer
KR102654871B1 (en) Apparatus and method for acquiring biological information, and band for acquiring biological information
WO2020137537A1 (en) Component concentration measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200622

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211201

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6996679

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150