JP5559081B2 - 光音響撮像装置およびそれに用いられるプローブユニット - Google Patents
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Description
被検体内に測定光を照射する光照射部と、測定光の照射により被検体内で発生した光音響波を検出してこの光音響波を電気信号に変換する電気音響変換部と、電気信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成部とを備える光音響撮像装置において、
光学系の上流側から入射した第1のレーザ光を所定の第1の分岐パターンに従って第1の複数の分岐光として分岐せしめる第1の分岐回折光学素子と、光学系の上流側から入射した第2のレーザ光であって第1のレーザ光とは波長および光路が異なる第2のレーザ光を、所定の第2の分岐パターンであって第1の分岐パターンと同一の標準パターンを有する第2の分岐パターンに従って第2の複数の分岐光として分岐せしめる第2の分岐回折光学素子とを有する光分岐部と、
コア/クラッド構造を有する複数の光ファイバを包含するバンドルファイバであって、このバンドルファイバの一方の端面における複数の光ファイバの一方の端面が第1の分岐パターンおよび第2の分岐パターンに対応して配列したバンドルファイバと、
第1の複数の分岐光のそれぞれを複数の光ファイバのコアのそれぞれにバンドルファイバの上記一方の端面から入射せしめるように第1の複数の分岐光を導光する第1の分岐光導光部と、
第2の複数の分岐光のそれぞれを上記コアのそれぞれにバンドルファイバの上記一方の端面から入射せしめるように第2の複数の分岐光を導光する第2の分岐光導光部とを備え、
バンドルファイバが、上記コアに入射した第1の複数の分岐光および/または第2の複数の分岐光をバンドルファイバの他方の端面において接続された光照射部に導光するように配置されたものであり、
光照射部が第1の複数の分岐光および/または第2の複数の分岐光を測定光として照射するものであることを特徴とするものである。
複数の光ファイバの上記一方の端面が最密充填構造で配列したものであることが好ましい。
この他方の端面は間隔を置いてライン状に配列されたものであることが好ましい。
バンドルファイバの上記他方の端面は、着脱可能な状態で導光板の短辺側の端面に接続されたものであることが好ましい。
被検体内に測定光を照射する光照射部と、
測定光の照射により被検体内で発生した光音響波を検出して光音響波を電気信号に変換する電気音響変換部と、
光学系の上流側から入射した第1のレーザ光を所定の第1の分岐パターンに従って第1の複数の分岐光として分岐せしめる第1の分岐回折光学素子と、光学系の上流側から入射した第2のレーザ光であって第1のレーザ光とは波長および光路が異なる第2のレーザ光を、所定の第2の分岐パターンであって第1の分岐パターンと同一の標準パターンを有する第2の分岐パターンに従って第2の複数の分岐光として分岐せしめる第2の分岐回折光学素子とを有する光分岐部と、
コア/クラッド構造を有する複数の光ファイバを包含するバンドルファイバであって、このバンドルファイバの一方の端面における複数の光ファイバの一方の端面が第1の分岐パターンおよび第2の分岐パターンに対応して配列したバンドルファイバと、
第1の複数の分岐光のそれぞれを複数の光ファイバのコアのそれぞれにバンドルファイバの上記一方の端面から入射せしめるように第1の複数の分岐光を導光する第1の分岐光導光部と、
第2の複数の分岐光のそれぞれを上記コアのそれぞれにバンドルファイバの上記一方の端面から入射せしめるように第2の複数の分岐光を導光する第2の分岐光導光部とを備え、
バンドルファイバが、上記コアに入射した第1の複数の分岐光および/または第2の複数の分岐光をバンドルファイバの他方の端面において接続された光照射部に導光するように配置されたものであり、
光照射部が第1の複数の分岐光および/または第2の複数の分岐光を測定光として照射するものであることを特徴とするものである。
本発明の光音響撮像装置10の実施形態について説明する。図1は、本実施形態における光音響撮像装置10全体の構成を示す概略図である。図2は、図1の画像生成部2の構成を示すブロック図である。図3は、本発明の光分岐部12、第1の分岐光導光部13x、第2の分岐光導光部13yおよびバンドルファイバ14の一実施形態の構成を示す概略断面図である。
本発明の光音響撮像装置10およびプローブユニット70は、上記で説明した実施形態に限定されるものではない。なお、以下では特に必要がない場合、一方の光学系(つまり、集光レンズ系44x、第1の分岐光導光部13xおよびバンドルファイバ14)についてのみ説明する。しかし、以下の設計事項は、当然他方の光学系(つまり、集光レンズ系44y、第2の分岐光導光部13yおよびバンドルファイバ14)についても適用できる事項である。なお、図7から図10では、図3におけるダイクロイックミラー45xに相当する光学要素の図示は便宜上省略する。
2 画像生成部
3 電気音響変換部
4 システム制御部
5 操作部
6 表示部
7 被検体
10 光音響撮像装置
11 光源部
12 光分岐部
13 光ファイバ
13x、13y 分岐光導光部
13a 光ファイバのコア
13b 光ファイバのクラッド
14 バンドルファイバ
14a バンドルファイバの位置調整部
15 光照射部
22 受信部
24 走査制御部
25 信号処理部
40x、40y 分岐回折光学素子(分岐DOE)
41 ホモジナイザ光学素子
42 ホログラフィック拡散板
43 可変ビームエキスパンダ
44x、44y 集光レンズ系
44a レンズ位置調整部
45x ダイクロイックミラー
45y ミラー
70 プローブユニット
71 プローブユニット先端部
72 導光板
73 コネクタ部
L 測定光
Lxd、Lyd 分岐光
M 反射マスク
U 光音響波
Claims (13)
- 被検体内に測定光を照射する光照射部と、前記測定光の照射により前記被検体内で発生した光音響波を検出して該光音響波を電気信号に変換する電気音響変換部と、前記電気信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成部とを備える光音響撮像装置において、
光学系の上流側から入射した第1のレーザ光を所定の第1の分岐パターンに従って第1の複数の分岐光として分岐せしめる第1の分岐回折光学素子と、光学系の上流側から入射した第2のレーザ光であって前記第1のレーザ光とは波長および光路が異なる前記第2のレーザ光を、所定の第2の分岐パターンであって前記第1の分岐パターンと同一の標準パターンを有する前記第2の分岐パターンに従って第2の複数の分岐光として分岐せしめる第2の分岐回折光学素子とを有する光分岐部と、
コア/クラッド構造を有する複数の光ファイバを包含するバンドルファイバであって、該バンドルファイバの一方の端面における前記複数の光ファイバの一方の端面が前記第1の分岐パターンおよび前記第2の分岐パターンに対応して配列した前記バンドルファイバと、
前記第1の複数の分岐光のそれぞれを前記複数の光ファイバのコアのそれぞれに前記バンドルファイバの前記一方の端面から入射せしめるように前記第1の複数の分岐光を導光する第1の分岐光導光部と、
前記第2の複数の分岐光のそれぞれを前記コアのそれぞれに前記バンドルファイバの前記一方の端面から入射せしめるように前記第2の複数の分岐光を導光する第2の分岐光導光部とを備え、
前記バンドルファイバが、前記コアに入射した前記第1の複数の分岐光および/または前記第2の複数の分岐光を前記バンドルファイバの他方の端面において接続された前記光照射部に導光するように配置されたものであり、
前記光照射部が前記第1の複数の分岐光および/または前記第2の複数の分岐光を前記測定光として照射するものであることを特徴とする光音響撮像装置。 - 前記バンドルファイバの前記一方の端面と前記光分岐部との位置関係を調整する位置調整部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光音響撮像装置。
- 前記第1の分岐光導光部が、焦点が前記第1の分岐回折光学素子における前記第1のレーザ光の入射位置に対応するように配置された第1の集光レンズ系を有するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の光音響撮像装置。
- 前記第2の分岐光導光部が、焦点が前記第2の分岐回折光学素子における前記第2のレーザ光の入射位置に対応するように配置された第2の集光レンズ系を有するものであることを特徴とする請求項1から3いずれかに記載の光音響撮像装置。
- 前記光分岐部が、前記第1の分岐回折光学素子の光学系の上流側および前記第2の分岐回折光学素子の光学系の上流側の少なくとも一方にホモジナイザを有することを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の光音響撮像装置。
- 前記光分岐部が、前記第1の分岐回折光学素子の光学系の下流側および前記第2の分岐回折光学素子の光学系の下流側の少なくとも一方にホログラフィック拡散板を有することを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の光音響撮像装置。
- 前記光分岐部が、前記第1の分岐回折光学素子の光学系の上流側および前記第2の分岐回折光学素子の光学系の上流側の少なくとも一方に可変ビームエキスパンダを有することを特徴とする請求項1から6いずれかに記載の光音響撮像装置。
- 前記第1の分岐パターンおよび前記第2の分岐パターンが六方形構造を有し、
前記複数の光ファイバの前記一方の端面が最密充填構造で配列したものであることを特徴とする請求項1から7に記載の光音響撮像装置。 - 前記バンドルファイバの前記一方の端面が、該端面における前記コアが露出するように該端面上に反射マスクを有することを特徴とする請求項1から8いずれかに記載の光音響撮像装置。
- 前記第1の分岐回折光学素子が前記第2の分岐回折光学素子を兼ねることを特徴とする請求項1から9いずれかに記載の光音響撮像装置。
- 前記光照射部が前記複数の光ファイバの他方の端面であり、
該他方の端面が間隔を置いてライン状に配列されたものであることを特徴とする請求項1から10いずれかに記載の光音響撮像装置。 - 前記光照射部が先太りの形状を有する導光板であり、
前記バンドルファイバの前記他方の端面が、着脱可能な状態で前記導光板の短辺側の端面に接続されたものであることを特徴とする請求項1から10いずれかに記載の光音響撮像装置。 - 被検体内に測定光を照射し、該測定光の照射により前記被検体内で発生した光音響波を検出して該光音響波を電気信号に変換し、該電気信号に基づいて光音響画像を生成する光音響撮像装置に用いられるプローブユニットにおいて、
被検体内に測定光を照射する光照射部と、
前記測定光の照射により前記被検体内で発生した光音響波を検出して該光音響波を電気信号に変換する電気音響変換部と、
光学系の上流側から入射した第1のレーザ光を所定の第1の分岐パターンに従って第1の複数の分岐光として分岐せしめる第1の分岐回折光学素子と、光学系の上流側から入射した第2のレーザ光であって前記第1のレーザ光とは波長および光路が異なる前記第2のレーザ光を、所定の第2の分岐パターンであって前記第1の分岐パターンと同一の標準パターンを有する前記第2の分岐パターンに従って第2の複数の分岐光として分岐せしめる第2の分岐回折光学素子とを有する光分岐部と、
コア/クラッド構造を有する複数の光ファイバを包含するバンドルファイバであって、該バンドルファイバの一方の端面における前記複数の光ファイバの一方の端面が前記第1の分岐パターンおよび前記第2の分岐パターンに対応して配列した前記バンドルファイバと、
前記第1の複数の分岐光のそれぞれを前記複数の光ファイバのコアのそれぞれに前記バンドルファイバの前記一方の端面から入射せしめるように前記第1の複数の分岐光を導光する第1の分岐光導光部と、
前記第2の複数の分岐光のそれぞれを前記コアのそれぞれに前記バンドルファイバの前記一方の端面から入射せしめるように前記第2の複数の分岐光を導光する第2の分岐光導光部とを備え、
前記バンドルファイバが、前記コアに入射した前記第1の複数の分岐光および/または前記第2の複数の分岐光を前記バンドルファイバの他方の端面において接続された前記光照射部に導光するように配置されたものであり、
前記光照射部が前記第1の複数の分岐光および/または前記第2の複数の分岐光を前記測定光として照射するものであることを特徴とするプローブユニット。
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