JP4723006B2 - 光音響信号検出ヘッドとこれを備えた検出装置 - Google Patents
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Description
請求項1に係る発明は、光源から導かれた光を試料内部に向けて射出する光射出部と、該光射出部の周囲に配置され、試料内部で発生した音響信号を検出して該音響信号に対応する電気信号を出力する音響検出器とを備え、該音響検出器は、1点を中心とした複数の同心円周上のそれぞれに、周方向に間隔をあけてそれぞれ3以上配置され、且つ前記音響検出器のそれぞれには、前記音響検出器のそれぞれから前記電気信号を個別に取り出すための配線が接続されている光音響信号検出ヘッドを提供する。
また、1点を中心とした複数の同心円周上のそれぞれに3以上の音響検出器を配置したことにより、ヘッドを固定したままで、実質的に、単一のリング型の音響検出器を円の配列方向に移動させたのと同様に機能させることができ、試料内部の深さ方向にわたって高感度な検出を行うことが可能である。さらに、音響検出器を作動させる円を切り替えることにより、ヘッドを固定したままで、試料表面を順次走査させることも可能となる。すなわち、複数の同心円のうち、内側の円上に配されている3以上の音響検出器からの信号のみを用いて、比較的浅い位置に配されている光吸収体を感度よく検出することができ、音響検出器が配されている円を外側に切り換えて行くに従って、高感度に検出できる検出範囲を深い方向に変更していくことが可能となる。
本実施形態に係る光音響信号検出装置1は、図1に示されるように、光音響信号検出ヘッド(以下、検出ヘッドという。)2と、該検出ヘッド2に光を供給する光源3と、検出ヘッド2により検出された音響信号を処理する信号処理部4と、該信号処理部4において処理された検出結果を表示するディスプレイ5と、検出結果を記録する記録部6とを備えている。
信号処理部4は、比較部13と判断部14と合成部15と画像処理部16とを備えている。また、信号処理部4には記録部6が接続され、検出結果を記録できるようになっている。
前記合成部15は、各音響検出器10からの出力信号を合成するようになっている。前記記録部6は、合成部15からの出力信号を、検出ヘッド2の位置情報と対応付けて記憶することができるようになっている。
本実施形態に係る光音響信号検出装置1を用いて、試料A内部の光吸収体Bを検出するには、作業者が、検出ヘッド2のグリップ部7を把持して、光射出部9と音響検出器10とが配置されている先端面8を試料Aの表面に密着させる。試料Aの表面には、必要に応じて超音波ゼリー等を塗布する。
また、複数の音響検出器10が配置された円Cの中心に、単一の光射出部9を配置したが、これに代えて、円C内に複数の光射出部9を配置したり、円C外に他の光射出部9を配置したりしてもよい。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、検出ヘッド20において第1の実施形態に係る光音響信号検出装置1と相違している。なお、第1の実施形態と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態においては、検出ヘッド20は、その先端面に、光射出部9と、該光射出部9を中心とする円Cの円周上に周方向に間隔をあけて配される3個の音響検出器10と、これら音響検出器10を移動させる移動機構21とを備えている。
本実施形態に係る光音響信号検出装置によれば、各音響検出器10を直線溝23の所定の位置、例えば、光射出部9に対して最も外側の位置に配置して、光源3および音響検出器10を作動させることにより、試料A内部の光吸収体Bから発せられる音響信号を検出する。この場合に、各音響検出器10において得られた音響信号を合成することにより、大きな半径寸法のリング型音響検出器と同様の高感度かつ高分解能の検出を行うことが可能となる。
したがって、移動機構21を作動させて音響検出器10の位置を移動させることにより、試料A内部の比較的深い位置から比較的浅い位置までの広い領域にわたって、高い感度で検出を行うことができる。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、光射出部9を中心とした2つの同心円C1,C2、上に周方向に間隔をあけて4個ずつ、合計8個の音響検出器10を配列したものである。各音響検出器10には、該音響検出器10から、音響信号に対応する電気信号を個別に取り出すことができるように配線12が接続されている。
本実施形態に係る光音響信号検出装置によれば、各音響検出器10からの出力信号を比較することにより、光吸収体Bの存在する方向を迅速に検出できる点は、上記第1および第2の実施形態に係る光音響信号検出装置と同様である。
また、各円C1,C2上に4個の音響検出器10を配置したが、これに代えて、3個または5個以上の音響検出器10を配置してもよい。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、移動機構40において第2の実施形態に係る光音響信号検出装置と相違している。なお、既に述べた構成と同一の構成には共通の符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、図7に示されるように、一方向に間隔をあけて一列に配置された複数、例えば、30個の光射出部9と、これら光射出部9を中心とした円周上に間隔をあけて配置された複数、例えば、6個の音響検出器10とを備えている。隣接する2つの光射出部9の周囲に配置された各6個の音響検出器10の内2個の音響検出器10は、共用されるようになっている。他の点については、第1の実施形態に係る光音響信号検出装置と同等である。
B 光吸収体
C,C1,C2,C3,C4,C5 円
L レーザ光(光)
1 光音響信号検出装置
2 検出ヘッド(光音響信号検出ヘッド)
3 光源
5 ディスプレイ(表示部)
9 光射出部
10 音響検出器
14 判断部(位置特定手段)
21 移動機構
43 軸線
44 保持プレート(揺動機構)
45 バネ(揺動機構)
46 押圧部材(揺動機構)
Claims (2)
- 光源から導かれた光を試料内部に向けて射出する光射出部と、該光射出部の周囲に配置され、試料内部で発生した音響信号を検出して該音響信号に対応する電気信号を出力する音響検出器とを備え、
該音響検出器は、1点を中心とした複数の同心円周上のそれぞれに、周方向に間隔をあけてそれぞれ3以上配置され、且つ前記音響検出器のそれぞれには、前記音響検出器のそれぞれから前記電気信号を個別に取り出すための配線が接続されている光音響信号検出ヘッド。 - 請求項1に記載の光音響信号検出ヘッドと、
該光音響信号検出ヘッドの前記光射出部に光を供給する光源と、
各音響検出器から出力された前記電気信号の比較結果に基づいて、試料内部の光吸収体の位置を特定する位置特定手段と、
前記複数の同心円周上にそれぞれ配置された前記3つ以上の音響検出器から出力された前記電気信号を、配置された円周ごとに合成して得られた検出結果を表示する表示部とを備える光音響信号検出装置。
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