JP6486085B2 - 光音響波測定装置 - Google Patents
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Description
本実施形態では、光音響波測定装置の一例として、超音波フォーカス型の光音響顕微鏡について説明する。本実施形態において、超音波フォーカス型の光音響顕微鏡とは、超音波の焦点領域に対して、パルス光の焦点領域の方が広くなるような構成を持つ光音響顕微鏡を意味する。本発明は、超音波フォーカス型の光音響顕微鏡に限らず、超音波の焦点領域よりも、パルス光の焦点領域の方が小さくなるような構成をもつ、光フォーカス型の光音響顕微鏡にも適用可能である。
本実施形態の光音響顕微鏡の全体構成について図を用いて説明する。図1は、超音波フォーカス型の光音響顕微鏡の全体構成を示している。
次に、上記の超音波フォーカス型の光音響顕微鏡を用いて、光音響波の測定を行う方法を説明する。
次に、図3の測定シーケンス中の距離測定および光音響波測定について、図4のタイミングチャートを用いて、動作のタイミングを説明する。なお、ここでは説明を簡単に行うために信号形状やタイミングを簡略的に示している。
第2の実施形態に係る光音響波測定装置は、実施形態と同じく超音波フォーカス型の光音響顕微鏡である。本実施形態では、実施形態1とは異なる方法で被検体表面とパルス光の焦点位置の相対距離を測定する光音響波測定装置を説明する。実施形態1と同様の箇所は説明を省略し、実施形態1とは異なる点を中心に説明する。
次に、上記の超音波フォーカス型の光音響顕微鏡を用いて、光音響波の測定を行う方法を説明する。本実施形態においては、光学測距部501の測定位置と、トランスデューサ115の音響焦点とが並んだ方向に、光学測距部501およびトランスデューサ115が被検体112に対して相対移動しながら、測距および光音響測定を行う。
Ls=Lf2−LOS (3)
ここでLOS[mm]は、光学測距部501の測定原点から被検体表面112までの距離であり、この値にはステップ701で得た距離情報を代入する。Lf2[mm]は、光学測距部501の測定原点からパルス光104の焦点位置と同等の高さまでの距離であり、既知の値である。
図7の測定シーケンス中の距離測定及び光音響波測定について、図8を用いて説明する。図4に示した動作タイミングと異なるのは、トリガー信号402および反射弾性波403がなくなり、換わってトリガー信号802が描かれている点にある。図4に示した動作タイミングと同じ信号については、図4と同じ符号を付して、説明を省略する。
上記で説明した実施形態の構成及び動作は、例示的なものであり、変更を加えることができる。たとえば、被検体112へ照射するパルス光104は、被検体112を構成する成分のうち特定の成分に吸収される特性の波長の光を用いる。パルス光104のパルス幅は、数ピコから数百ナノ秒オーダーのものであり、被検体が生体の場合には数ナノから数十ナノ秒のパルス光を採用することが好ましい。パルス光104を発生するパルス光源101としてはレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプなどを用いることも可能である。
102 測定制御部
104 パルス光
112 被検体
113 光吸収体
114 光音響波
115 トランスデューサ
119 画像処理部
Claims (17)
- 光源からの光が照射された測定対象から発生した光音響波を検知する検知動作を行う、焦点領域を有するフォーカス型のトランスデューサを備える光音響波検知部と、
前記測定対象の表面における測定位置と前記光音響波検知部との間の距離に関する情報を取得する測距動作を行う測距部と、
前記測定位置における前記距離が閾値を上回る場合には、前記測定対象に照射される光を低減させる光量調整部とを有し、
前記測距動作と、前記検知動作とを並行して実行すること
を特徴とする光音響波測定装置。 - 光源からの光が照射された測定対象から発生した光音響波を検知する検知動作を行う、焦点領域を有するフォーカス型のトランスデューサを備える光音響波検知部と、
前記光源からの光を焦点位置に集光させる光学系と、
前記測定対象の表面における測定位置と前記光音響波検知部との間の距離に関する情報を取得する測距動作を行う測距部と、
前記測距部によって得た距離に基づいて、前記測定位置における前記焦点位置と前記測定対象の表面との間の距離を算出し、前記焦点位置と前記測定対象の表面との間の距離が、閾値を下回る場合には、前記測定対象に照射される光を低減させる光量調整部と、を有し、前記測距動作と、前記検知動作とを並行して実行すること
を特徴とする光音響波測定装置。 - 光源からの光が照射された測定対象から発生した光音響波を検知する検知動作を行う光音響波検知部と、
前記測定対象の表面における測定位置と前記光音響波検知部との間の距離に関する情報を取得する測距動作を行う測距部と、
前記測定位置における前記距離が閾値を上回る場合には、前記測定対象に照射される光を低減させる光量調整部と、
前記光音響波検知部を前記測定対象に対して相対移動させる移動手段と、を有し、
前記測距動作と、前記検知動作とを並行して実行すること
を特徴とする光音響波測定装置。 - 光源からの光が照射された測定対象から発生した光音響波を検知する検知動作を行う光音響波検知部と、
前記光源からの光を焦点位置に集光させる光学系と、
前記測定対象の表面における測定位置と前記光音響波検知部との間の距離に関する情報を取得する測距動作を行う測距部と、
前記測距部によって得た距離に基づいて、前記測定位置における前記焦点位置と前記測定対象の表面との間の距離を算出し、前記焦点位置と前記測定対象の表面との間の距離が、閾値を下回る場合には、前記測定対象に照射される光を低減させる光量調整部と、
前記光音響波検知部を前記測定対象に対して相対移動させる移動手段と、を有し、前記測距動作と、前記検知動作とを並行して実行すること
を特徴とする光音響波測定装置。 - 前記測距部は、前記測定対象の表面における前記測定位置とは異なる位置と、前記光音響波検知部との間の距離に基づいて、前記測定位置と前記光音響波検知部との間の距離を算出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記光量調整部は、前記光源と前記測定対象との光路上にフィルタを挿入することで、前記測定対象に照射される光を低減させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記フィルタは、NDフィルタであることを特徴とする請求項6に記載の光音響波測定装置。
- 前記光量調整部は、前記光の発光周波数を変化させることで、前記測定対象に照射される光を低減させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記光量調整部は、前記光源から発せられる光の光量を低下させることで、前記測定対象に照射される光を低減させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記光量調整部は、前記光源から発せられる光の光量をゼロに低減することを特徴とする請求項9に記載の光音響波測定装置。
- 前記光源は、光を発生する光発生部と、前記光を導く導光部と、を含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記測距部は、音響的測距手段を備えることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記測距部は、弾性波を発する複数のトランスデューサ素子を含んで成り、
前記測距部が発し、前記測定対象で反射された前記弾性波を検知することを特徴とする請求項12に記載の光音響波測定装置。 - 前記測距部は、前記光音響波検知部を兼ねることを特徴とする請求項12または13に記載の光音響波測定装置。
- 前記測距部は、光学的測距手段を備えることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記光音響波検知部は、焦点領域を有するフォーカス型のトランスデューサを備えることを特徴とする請求項3乃至15のいずれかに記載の光音響波測定装置。
- 前記光源をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の光音響波測定装置。
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