JPH1048039A - Method and device for ultrasonic detection, and ultrasonic image pick-up device - Google Patents

Method and device for ultrasonic detection, and ultrasonic image pick-up device

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JPH1048039A
JPH1048039A JP20805896A JP20805896A JPH1048039A JP H1048039 A JPH1048039 A JP H1048039A JP 20805896 A JP20805896 A JP 20805896A JP 20805896 A JP20805896 A JP 20805896A JP H1048039 A JPH1048039 A JP H1048039A
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JP
Japan
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waveguide
ultrasonic
optical
signal
resonance frequency
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JP20805896A
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Japanese (ja)
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Yasuto Takeuchi
康人 竹内
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GE Healthcare Japan Corp
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GE Yokogawa Medical System Ltd
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of signal wires regardless of the number of channels of a detecting array, by making the light of wide band pass through a wave-guiding channel formed by connecting plural optical ring resonators, and detecting the ultrasonic wave pressure as the variation of the resonance frequency of each resonator. SOLUTION: An ultrasonic wave receiver 10 forms plural sensor arrays 3i , and a wave- guiding channel 40 obtained by connecting the sensors 31 -3n , is connected with a light source part 50 and a spectral/demodulating part 60 from both edges through the photoconductive wires 51, 61. When the sensors 3i receive the ultrasonic wave, the variation of the refractive index is generated on the wave-guiding channel 40, and an optical signal in which the resonance frequency of each ring resonator is varied corresponding to the pressure of the ultrasonic wave, is generated. Each sensor 3i absorbs an optical component agreed with each resonance frequency, from the optical signal of wide band from the light source part 50, and the demodulating part 60 inputs an ultrasonic wave detecting signal. The resonance frequency components are separated from each other by the spectral dispersion, and the detecting signal of the separated sensor 3i , is respectively demodulated to generate an electric signal corresponding to the ultrasonic wave. Thereby the ultrasonic wave receiving signal of multichannel can be collected by two photoconductive wires.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波検出方法お
よび装置並びに超音波撮像装置に関し、特に、光リング
共振器のアレイを用いた超音波検出方法および装置並び
に超音波撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic detection method and apparatus and an ultrasonic imaging apparatus, and more particularly to an ultrasonic detection method and apparatus using an array of optical ring resonators and an ultrasonic imaging apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】被検音場から到来する超音波の検出は、
超音波探触子によって行われる。超音波探触子は圧電材
料によって構成された超音波検出器(検出器)を有し、
これによって超音波が電気信号として検出される。
2. Description of the Related Art Detection of ultrasonic waves coming from a sound field to be detected
This is performed by an ultrasonic probe. The ultrasonic probe has an ultrasonic detector (detector) made of a piezoelectric material,
Thereby, the ultrasonic wave is detected as an electric signal.

【0003】超音波受波信号に基づいて被検音場の状態
を画像化するすなわち超音波撮像をする場合、超音波探
触子としては複数の検出器をアレイ(array) 状に配列
し、多チャンネル(channel) 化したものが用いられる。
そして、多チャンネルのエコー受信信号を画像再構成処
理にかけることにより、被検音場についての画像が生成
される。
[0003] When imaging the state of a sound field to be detected based on an ultrasonic wave reception signal, that is, when performing ultrasonic imaging, a plurality of detectors are arranged in an array as an ultrasonic probe. A multi-channel type is used.
Then, an image of the sound field to be detected is generated by subjecting the multi-channel echo reception signals to image reconstruction processing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】個々のチャンネルの受
信信号を撮像装置本体側の電気回路に伝達するために、
個別に信号線が用いられる。すなわち、チャンネル数と
同数の信号配線が用いられる。したがって、例えば、医
療用の超音波撮像装置における超音波探触子を128チ
ャンネルのアレイで構成したとき、128本の信号線配
線が必要とされる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to transmit a received signal of each channel to an electric circuit on the imaging device main body side,
Individual signal lines are used. That is, the same number of signal wires as the number of channels are used. Therefore, for example, when an ultrasonic probe in a medical ultrasonic imaging apparatus is configured by an array of 128 channels, 128 signal line wirings are required.

【0005】これらの信号線は、エコー受信信号をRF
(radio frequency) 信号のままで伝達しなければならな
いので、一般に同軸ケーブルが用いられる。このため、
超音波探触子を撮像装置本体側に接続するケーブルの束
が太くなるのが避けられない。
[0005] These signal lines transmit the echo reception signal to the RF.
(radio frequency) Since the signal must be transmitted as it is, a coaxial cable is generally used. For this reason,
It is inevitable that the bundle of cables connecting the ultrasonic probe to the imaging device main body becomes thick.

【0006】超音波撮像の性能向上または自由度向上の
観点からは、アレイはできるだけチャンネル数を多くす
ることが望ましいが、取扱い容易なケーブルの太さには
限度があるので、チャンネル数は自ずから制約される。
このような制約は、2次元アレイの超音波探触子を構成
しようとした時、極めて多数の検出器を必要とするので
特に深刻である。
From the viewpoint of improving the performance or the degree of freedom of the ultrasonic imaging, it is desirable that the array has as many channels as possible, but the number of channels is naturally limited because the thickness of the easy-to-handle cable is limited. Is done.
Such a limitation is particularly acute when constructing a two-dimensional array of ultrasound probes, which requires an extremely large number of detectors.

【0007】超音波探触子と撮像装置本体との接続ケー
ブル数を少なくするためには、エコー受信信号を処理す
る電気回路を超音波探触子内に配置することが考えられ
るが、その電気回路への電源供給や超音波探触子内での
電気回路の発熱対策が必要になる等の新たな問題が派生
する。また、超音波探触子が大型化するのも問題であ
る。
In order to reduce the number of connecting cables between the ultrasonic probe and the imaging apparatus main body, it is conceivable to arrange an electric circuit for processing the echo reception signal in the ultrasonic probe. New problems arise, such as the necessity of supplying power to the circuit and taking measures to generate heat in the electric circuit in the ultrasonic probe. Another problem is that the size of the ultrasonic probe increases.

【0008】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、検出アレイのチャンネル数
に関わらず信号線が少数で済む超音波検出方法および装
置並びに超音波撮像装置を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic detection method and apparatus and an ultrasonic imaging apparatus which require a small number of signal lines regardless of the number of channels of a detection array. It is to realize.

【0009】本発明は、リング(ring)共振器を用いた光
集積回路微小圧力センサ(sensor)を応用してなされたも
のである。そのような圧力センサについては、例えば電
子情報通信学会論文誌 C−I Vol.J79−C−
I No.1 pp.1−91996年1月 に紹介さ
れている。
The present invention has been made by applying an optical integrated circuit micro pressure sensor using a ring resonator. Such a pressure sensor is disclosed in, for example, IEICE Transactions, Vol. J79-C-
I No. 1 pp. 1-9 January 1996.

【0010】この圧力センサの模式的構成を図15に示
す。図15の(a)は斜視図、(b)は断面図である。
同図に示すように、ガラス基板GBSに、多重干渉光回
路であるリング共振器RLSと感圧部であるダイヤフラ
ム(diaphragm) DPMが形成されている。
FIG. 15 shows a schematic configuration of this pressure sensor. 15A is a perspective view, and FIG. 15B is a cross-sectional view.
As shown in the figure, a ring resonator RLS which is a multiple interference optical circuit and a diaphragm DPM which is a pressure sensitive part are formed on a glass substrate GBS.

【0011】リング共振器RLSは、リング状の導波路
RNGと、これに光を入出力させる方向性結合器CPL
とで構成される。方向性結合器CPLは導波路WGとリ
ング状の導波路RNGの一方の側の導波路部分との間の
近接部によって形成される。導波路WGの一端に光入力
信号INが入力され他端から光出力信号OUTが出力さ
れるようになっている。リング状の導波路RNGの他方
の側の導波路部分はダイヤフラムDPMの上を通るよう
になっている。
The ring resonator RLS includes a ring-shaped waveguide RNG and a directional coupler CPL for inputting and outputting light to and from the waveguide RNG.
It is composed of The directional coupler CPL is formed by the proximity between the waveguide WG and the waveguide portion on one side of the ring-shaped waveguide RNG. The optical input signal IN is input to one end of the waveguide WG, and the optical output signal OUT is output from the other end. The waveguide portion on the other side of the ring-shaped waveguide RNG passes over the diaphragm DPM.

【0012】リング状の導波路RNGと導波路WGは、
ガラス基板GBS上に光集積回路技術によって形成され
る。すなわち、ガラス基板GBSにその屈折率をわずか
に増加させる物質(例えばアルミニウム(Al)等)を拡散
することによって形成される。ダイヤフラムDPMは、
リング共振器RLSが形成される面とは反対側からガラ
ス基板GBSをエッチング(etching) すること等によっ
て形成される。
The ring-shaped waveguide RNG and the waveguide WG are
It is formed on a glass substrate GBS by an optical integrated circuit technology. That is, it is formed by diffusing a substance (for example, aluminum (Al) or the like) that slightly increases the refractive index into the glass substrate GBS. Diaphragm DPM is
It is formed by etching the glass substrate GBS from the side opposite to the surface on which the ring resonator RLS is formed.

【0013】図16はリング共振器RLSの光出力信号
OUTの周波数特性で、光の多重干渉により鋭い共振特
性を示す。図16のグラフは、共振周波数に一致する周
波数成分が方向性結合器CPLを通じてリング状の導波
路RNGに吸収されることを表している。リング状の導
波路RNGに吸収された光はその中を循環する。
FIG. 16 shows a frequency characteristic of the optical output signal OUT of the ring resonator RLS, which shows a sharp resonance characteristic due to multiple interference of light. The graph of FIG. 16 shows that a frequency component corresponding to the resonance frequency is absorbed by the ring-shaped waveguide RNG through the directional coupler CPL. The light absorbed by the ring-shaped waveguide RNG circulates therein.

【0014】ダイヤフラムDPMに圧力が印加される
と、ダイヤフラムDPMが撓み内部に歪が生じる。この
歪により、ダイヤフラムDPMの上を通る導波路には光
弾性効果による比誘電率変化すなわち屈折率変化が引き
起こされ、そこを伝播する導波光に位相変化が生じる。
この位相変化によってリング共振器RLSの共振周波数
が例えば破線で示すように変化する。この周波数変化Δ
fが印加圧力の大きさに対応しているので、それを測定
することにより圧力を測定することができる。
[0014] When pressure is applied to the diaphragm DPM, the diaphragm DPM bends, causing distortion inside. This distortion causes a change in the relative dielectric constant, that is, a change in the refractive index due to the photoelastic effect in the waveguide passing over the diaphragm DPM, and a phase change occurs in the guided light propagating therethrough.
Due to this phase change, the resonance frequency of the ring resonator RLS changes as shown by a broken line, for example. This frequency change Δ
Since f corresponds to the magnitude of the applied pressure, the pressure can be measured by measuring it.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

〔1〕課題を解決するための第1の発明は、共振周波数
が個々に異なる複数の光リング共振器を共通の導波路で
連ね、前記導波路に広帯域の光を通すことにより前記複
数の光リング共振器に加わる超音波圧力を個々の光リン
グ共振器の共振周波数の変化として検出することを特徴
とする。
[1] A first invention for solving the problem is that a plurality of optical ring resonators each having a different resonance frequency are connected by a common waveguide, and a wide band of light is passed through the waveguide. The ultrasonic pressure applied to the ring resonator is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator.

【0016】課題を解決するための第1の発明によれ
ば、複数の光リング共振器を共通の導波路で連ね、この
導波路に広帯域の光を通すことにより複数の光リング共
振器に加わる超音波圧力を個々の光リング共振器の共振
周波数の変化として検出するようにしたので、複数の超
音波検出信号群を共通の導波路を通じて取り出すことが
でき、それによって、検出アレイのチャンネル数に関わ
らず信号線が少数で済む超音波検出方法を実現すること
ができる。
According to the first aspect of the present invention for solving the problems, a plurality of optical ring resonators are connected by a common waveguide, and a wide band of light is passed through the waveguide to be added to the plurality of optical ring resonators. Since the ultrasonic pressure is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator, a plurality of ultrasonic detection signals can be extracted through a common waveguide, thereby reducing the number of channels of the detection array. Regardless, it is possible to realize an ultrasonic detection method that requires only a small number of signal lines.

【0017】〔2〕課題を解決するための第2の発明
は、共振周波数が個々に異なる複数の光リング共振器
と、前記複数の光リング共振器を連ねる共通の導波路
と、前記導波路に広帯域の光を通すことにより前記複数
の光リング共振器に加わる超音波圧力を個々の光リング
共振器の共振周波数の変化として検出する検出手段とを
具備することを特徴とする。
[2] According to a second aspect of the present invention, a plurality of optical ring resonators having different resonance frequencies from each other, a common waveguide connecting the plurality of optical ring resonators, and the waveguide are provided. Detecting means for detecting ultrasonic pressure applied to the plurality of optical ring resonators by transmitting light of a wide band to the optical ring resonators as changes in resonance frequencies of the individual optical ring resonators.

【0018】課題を解決するための第2の発明によれ
ば、複数の光リング共振器を共通の導波路で連ね、この
導波路に広帯域の光を通すことにより複数の光リング共
振器に加わる超音波圧力を個々の光リング共振器の共振
周波数の変化として検出するようにしたので、複数の超
音波検出信号群を共通の導波路を通じて取り出すことが
でき、それによって、検出アレイのチャンネル数に関わ
らず信号線が少数で済む超音波検出装置を実現すること
ができる。
According to the second aspect of the present invention, a plurality of optical ring resonators are connected by a common waveguide, and a wide band of light is passed through the waveguide to be added to the plurality of optical ring resonators. Since the ultrasonic pressure is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator, a plurality of ultrasonic detection signals can be extracted through a common waveguide, thereby reducing the number of channels of the detection array. Regardless, it is possible to realize an ultrasonic detection device that requires only a small number of signal lines.

【0019】〔3〕課題を解決するための第3の発明
は、被検音場から到来する超音波を受信し、超音波受信
信号に基づいて画像を生成する超音波撮像装置であっ
て、超音波の受信を、共振周波数が個々に異なる複数の
光リング共振器と、前記複数の光リング共振器を連ねる
共通の導波路と、前記導波路に広帯域の光を通すことに
より前記複数の光リング共振器に加わる超音波圧力を個
々の光リング共振器の共振周波数の変化として検出する
検出手段とを備えた受信手段によって行うように構成し
たことを特徴とする。
[3] A third invention for solving the problem is an ultrasonic imaging apparatus which receives an ultrasonic wave arriving from a test sound field and generates an image based on the ultrasonic reception signal, The ultrasonic waves are received by a plurality of optical ring resonators having different resonance frequencies, a common waveguide linking the plurality of optical ring resonators, and the plurality of light beams are transmitted by passing broadband light through the waveguide. It is characterized in that the ultrasonic pressure applied to the ring resonator is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator by a receiving means provided with a detecting means.

【0020】課題を解決するための第3の発明によれ
ば、複数の光リング共振器を共通の導波路で連ね、この
導波路に広帯域の光を通すことにより複数の光リング共
振器に加わる超音波圧力を個々の光リング共振器の共振
周波数の変化として検出するようにしたので、複数の超
音波検出信号群を共通の導波路を通じて取り出すことが
でき、それによって、検出アレイのチャンネル数に関わ
らず信号線が少数で済む超音波撮像装置を実現すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention, a plurality of optical ring resonators are connected by a common waveguide, and a wide band of light is passed through the waveguide to be added to the plurality of optical ring resonators. Since the ultrasonic pressure is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator, a plurality of ultrasonic detection signals can be extracted through a common waveguide, thereby reducing the number of channels of the detection array. Regardless, it is possible to realize an ultrasonic imaging apparatus that requires a small number of signal lines.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment.

【0022】図1に超音波検出装置のブロック(block)
図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。
なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する実施
の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって
本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。本
発明の実施の形態の他の例においても同様である。
FIG. 1 shows a block of the ultrasonic detecting apparatus.
The figure is shown. This device is an example of an embodiment of the present invention.
Note that an example of an embodiment relating to the device of the present invention is shown by the configuration of the present device. Further, an example of an embodiment relating to the method of the present invention is shown by the operation of the present apparatus. The same applies to other examples of the embodiment of the present invention.

【0023】図1に示すように、超音波受波器10は、
サブストレート(substrate) 20上に複数のセンサ3i
(i:1〜n)のアレイを例えば円形に形成したものと
なっている。nの値は例えば128である。サブストレ
ート20としては例えばガラス基板がセンサアレイを光
集積回路技術によって形成する点で好ましい。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic wave receiver 10 comprises:
A plurality of sensors 3i on a substrate 20
The (i: 1 to n) array is formed, for example, in a circular shape. The value of n is, for example, 128. As the substrate 20, for example, a glass substrate is preferable in that a sensor array is formed by optical integrated circuit technology.

【0024】なお、アレイの形状は円形に限るものでは
なく、楕円形や矩形等、任意所望の形状にして良い。あ
るいは、直線的なアレイとしても良い。さらには、2次
元のアレイとしても良い。
The shape of the array is not limited to a circle, but may be any desired shape such as an ellipse or a rectangle. Alternatively, a linear array may be used. Furthermore, a two-dimensional array may be used.

【0025】複数のセンサ31〜3nは導波路40によ
って一筆描き状に連ねられている。導波路40は本発明
における導波路の実施の形態の一例である。導波路40
の一端には、光源部50が光導線51および光コネクタ
(connector) 52を通じて接続され、これによって導波
路40に光信号が供給されるようになっている。
The plurality of sensors 31 to 3n are connected by a waveguide 40 in a single stroke. The waveguide 40 is an example of an embodiment of the waveguide according to the present invention. Waveguide 40
The light source unit 50 has an optical conductor 51 and an optical connector at one end.
The optical signal is supplied to the waveguide 40 through a (connector) 52.

【0026】光導線51は例えば光ファイバー(fiber)
等によって構成される。光源部50は多色もしくは広帯
域の光信号を供給するものである。光源部50は例えば
レーザー光源等を用いて構成される。多色光の発生はス
ペクトラム掃引によって行うようにしても良い。
The light conducting wire 51 is, for example, an optical fiber.
Etc. The light source unit 50 supplies a multicolor or wideband optical signal. The light source unit 50 is configured using, for example, a laser light source or the like. The generation of polychromatic light may be performed by spectrum sweeping.

【0027】導波路40の他端には、分光/復調部60
が光導線61および光コネクタ62を通じて接続されて
いる。分光/復調部60は導波路40の光出力信号の分
光および復調を行うものである。光源部50および分光
/復調部60は本発明における検出手段の実施の形態の
一例である。
At the other end of the waveguide 40, a spectroscopy / demodulation unit 60
Are connected through an optical conductor 61 and an optical connector 62. The spectroscopy / demodulation unit 60 performs spectroscopy and demodulation of the optical output signal of the waveguide 40. The light source unit 50 and the spectroscopy / demodulation unit 60 are an example of the embodiment of the detection unit in the present invention.

【0028】センサ3iは、前記の文献に記載された圧
力検出器と共通の基本構成を有する。すなわち、図2の
平面図および図3のA−A断面図に示すように、多重干
渉光回路であるリング共振器3i1と感圧部のダイヤフ
ラム3i2とで構成される。リング共振器3i1は本発
明における光リング共振器の実施の形態の一例である。
The sensor 3i has the same basic configuration as the pressure detector described in the above-mentioned document. That is, as shown in the plan view of FIG. 2 and the cross-sectional view taken along the line AA of FIG. The ring resonator 3i1 is an example of an embodiment of the optical ring resonator according to the present invention.

【0029】リング共振器3i1は、リング状の導波路
RNGと、これに光を入出力させる方向性結合器CPL
とで構成される。方向性結合器CPLは、導波路40と
リング状の導波路RNGの一方の側の導波路部分との間
の近接部によって形成される。導波路40の一端に光入
力信号INが入力され他端から光出力信号OUTが出力
されるようになっている。リング状の導波路RNGの他
方の側の導波路部分はダイヤフラム3i2の上を通るよ
うになっている。
The ring resonator 3i1 includes a ring-shaped waveguide RNG and a directional coupler CPL for inputting and outputting light to and from the waveguide RNG.
It is composed of The directional coupler CPL is formed by a proximity between the waveguide 40 and a waveguide portion on one side of the ring-shaped waveguide RNG. The optical input signal IN is input to one end of the waveguide 40, and the optical output signal OUT is output from the other end. The waveguide portion on the other side of the ring-shaped waveguide RNG passes over the diaphragm 3i2.

【0030】リング状の導波路RNGと導波路40は、
サブストレート20上に例えば光集積回路技術によって
形成される。すなわち、サブストレート20にその屈折
率をわずかに増加させる物質(例えばアルミニウム(Al)
等)を拡散することによって形成される。ダイヤフラム
3i2は、リング共振器3i1が形成される面とは反対
側からサブストレート20をエッチングすること等によ
って形成される。
The ring-shaped waveguide RNG and the waveguide 40 are
It is formed on the substrate 20 by, for example, an optical integrated circuit technique. That is, a substance (for example, aluminum (Al)) that slightly increases the refractive index of the substrate 20 is used.
Etc.). The diaphragm 3i2 is formed by, for example, etching the substrate 20 from the side opposite to the surface on which the ring resonator 3i1 is formed.

【0031】ダイヤフラム3i2は、矢印ARWのよう
に被検音場から到来する超音波を受波する。ダイヤフラ
ム3i2の超音波受波面には必要に応じて音響整合層M
CHが設けられる。また、エッチング孔内には伝音媒体
MDIが充填される。
The diaphragm 3i2 receives an ultrasonic wave coming from the sound field to be detected as indicated by an arrow ARW. An acoustic matching layer M may be provided on the ultrasonic wave receiving surface of the diaphragm 3i2 if necessary.
CH is provided. The sound transmission medium MDI is filled in the etching hole.

【0032】図4はリング共振器3i1の光出力信号O
UTの周波数特性で、光の多重干渉により鋭い共振特性
を示す。図4のグラフは、共振周波数に一致する周波数
成分が方向性結合器CPLを通じてリング状の導波路R
NGに吸収されることを表している。吸収された光はリ
ング状の導波路RNG内を循環する。
FIG. 4 shows an optical output signal O of the ring resonator 3i1.
It shows sharp resonance characteristics due to multiple interference of light in the frequency characteristics of the UT. The graph of FIG. 4 shows that the frequency component corresponding to the resonance frequency passes through the directional coupler CPL to form the ring-shaped waveguide R.
It means that it is absorbed by NG. The absorbed light circulates in the ring-shaped waveguide RNG.

【0033】ダイヤフラムDPMに超音波が印加される
と、その圧力に応じてダイヤフラムDPMが撓み内部に
歪が生じる。この歪により、ダイヤフラムDPMの上を
通る導波路には光弾性効果による比誘電率変化すなわち
屈折率変化が引き起こされ、そこを伝播する導波光に位
相変化が生じる。この位相変化によってリング共振器3
i1の共振周波数が例えば破線で示すように変化する。
この周波数変化Δfが超音波圧力の大きさに対応してい
る。すなわち、超音波によって共振周波数がFM(frequ
ency modulation)された光信号が得られる。
When an ultrasonic wave is applied to the diaphragm DPM, the diaphragm DPM bends in accordance with the pressure, and distortion occurs inside the diaphragm DPM. This distortion causes a change in the relative dielectric constant, that is, a change in the refractive index due to the photoelastic effect in the waveguide passing over the diaphragm DPM, and a phase change occurs in the guided light propagating therethrough. Due to this phase change, the ring resonator 3
The resonance frequency of i1 changes, for example, as indicated by the broken line.
This frequency change Δf corresponds to the magnitude of the ultrasonic pressure. That is, the resonance frequency is FM (frequ
An optical signal subjected to ency modulation) is obtained.

【0034】このように構成された複数のセンサ31〜
3nが、導波路40を直列に連ねてサブストレート20
上に配列されている。複数のセンサ31〜3nは、それ
らのリング共振器3i1の共振周波数が個々に異なるよ
うに構成されている。共振周波数の相違はリング状の導
波路RNGの寸法を異ならせることによって実現され
る。
The plurality of sensors 31 to 31 configured as described above
3n connects the waveguides 40 in series and
Arranged above. The plurality of sensors 31 to 3n are configured such that the resonance frequencies of the ring resonators 3i1 are individually different. The difference in the resonance frequency is realized by making the dimensions of the ring-shaped waveguide RNG different.

【0035】このようにすることにより、光源部50か
ら供給された多色の光信号から、各センサ3iによって
それぞれの共振周波数に周波数が一致する光成分が吸収
される。そして、このように各共振周波数成分が吸収さ
れた後の光信号が光導線61を通じて分光/復調部60
に入力される。
In this way, from the multicolor optical signal supplied from the light source unit 50, the light components whose frequencies match the respective resonance frequencies are absorbed by the sensors 3i. Then, the optical signal after each of the resonance frequency components is absorbed is transmitted through the optical conductor 61 into the spectral / demodulation unit 60.
Is input to

【0036】すなわち、分光/復調部60にはいわば暗
線スペクトルを有する光信号が入力される。個々の暗線
スペクトルが各センサ3iの共振周波数を表し、その周
波数変化が超音波圧力を示している。共振周波数が個々
に異なるので、複数のセンサ31〜3nの超音波検出信
号は1本の光導線61により伝送することができる。す
なわち、超音波検出信号は周波数多重により伝送され
る。
That is, an optical signal having a so-called dark line spectrum is input to the spectral / demodulation unit 60. Each dark line spectrum represents the resonance frequency of each sensor 3i, and the frequency change indicates the ultrasonic pressure. Since the resonance frequencies are different from each other, the ultrasonic detection signals of the plurality of sensors 31 to 3n can be transmitted by one light conducting wire 61. That is, the ultrasonic detection signal is transmitted by frequency multiplexing.

【0037】光導線61の途中には必要に応じて図示し
ない光増幅器が設けられる。光増幅器の中でも、例えば
エルビウム(Er)ドープ(dope)光ファイバー等による光ア
ンプ(amplifier) が構成が簡単な点で好ましい。
An optical amplifier (not shown) is provided in the optical conductor 61 as needed. Among the optical amplifiers, for example, an optical amplifier (amplifier) using an erbium (Er) -doped optical fiber or the like is preferable because of its simple configuration.

【0038】分光/復調部60は分光によって個々の共
振周波数成分を分離する。これによって、センサ3iの
検出信号が個々に分離される。分光/復調部60は、ま
た、各検出信号についてFM検波(復調)を行うことに
より超音波に対応した電気信号をそれぞれ生成する。こ
れによって、超音波受波器10のセンサアレイの各チャ
ンネル毎の超音波受信信号が電気信号として得られる。
The spectroscopy / demodulation unit 60 separates individual resonance frequency components by spectroscopy. Thereby, the detection signals of the sensor 3i are separated individually. The spectroscopy / demodulation unit 60 also generates an electric signal corresponding to the ultrasonic wave by performing FM detection (demodulation) on each detection signal. Thereby, an ultrasonic reception signal for each channel of the sensor array of the ultrasonic wave receiver 10 is obtained as an electric signal.

【0039】以上のように、本装置によれば、超音波受
波器10と光源部50および分光/復調部60を2本の
光導線で結ぶだけで多チャンネルの超音波受信信号を収
集することができる。すなわち、光源部50および分光
/復調部60を装置本体側に設置したとき、それと超音
波受波器10を結ぶ信号線は、チャンネル数に無関係に
たった2本で済ませることができる。なお、光導線数を
増やして系統を複数化することにより、2次元アレイ等
の膨大なチャンネル数にも容易に対応することができ
る。
As described above, according to the present apparatus, multi-channel ultrasonic reception signals are collected simply by connecting the ultrasonic wave receiver 10, the light source unit 50, and the spectral / demodulation unit 60 with two optical conductors. be able to. That is, when the light source unit 50 and the spectroscopy / demodulation unit 60 are installed on the apparatus main body side, only two signal lines are required to connect them to the ultrasonic wave receiver 10 regardless of the number of channels. In addition, by increasing the number of optical conductors and increasing the number of systems, it is possible to easily cope with an enormous number of channels such as a two-dimensional array.

【0040】図5に本発明の実施の形態の他の例を示
す。同図において図1と同様の部分は同一の符号を付し
て説明を省略する。この実施の形態においては、導波路
が入力導波路41と出力導波路42の2系統で構成され
ている。
FIG. 5 shows another example of the embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. In this embodiment, the waveguide is composed of two systems, an input waveguide 41 and an output waveguide 42.

【0041】入力導波路41の一端には光源部50から
の入力光が与えられる。入力導波路41の他端は無反射
終端器(終端器)43で終端されている。出力導波路4
2の一端には分光/復調部60が接続されている。出力
導波路42の他端は無反射終端器(終端器)44で終端
されている。入力導波路41と出力導波路42の間には
複数のセンサ3i’(i:1〜n)が配置されている。
The input light from the light source unit 50 is supplied to one end of the input waveguide 41. The other end of the input waveguide 41 is terminated by a non-reflection terminator (terminator) 43. Output waveguide 4
A spectroscopy / demodulation unit 60 is connected to one end of 2. The other end of the output waveguide 42 is terminated by a non-reflection terminator (terminator) 44. A plurality of sensors 3i '(i: 1 to n) are arranged between the input waveguide 41 and the output waveguide 42.

【0042】センサ3i’は、図6の平面図および図7
のB−B断面図に示すように、リング共振器3i1’と
感圧部のダイヤフラム3i2とで構成される。リング共
振器3i1’は、リング状の導波路RNGと、これに光
を入出力させる方向性結合器CPL1,CPL2とで構
成される。
The sensor 3i 'is shown in the plan view of FIG.
As shown in the cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5, the ring resonator 3i1 'and the diaphragm 3i2 of the pressure sensing unit are provided. The ring resonator 3i1 'includes a ring-shaped waveguide RNG and directional couplers CPL1 and CPL2 for inputting and outputting light to and from the waveguide RNG.

【0043】方向性結合器CPL1は、リング状の導波
路RNGの一方の側の導波路部分に近接する入力導波路
41との間に形成される。方向性結合器CPL2は、リ
ング状の導波路RNGの他方の側の導波路部分に近接す
る出力導波路42との間に形成される。リング状の導波
路RNGの両側もしくはどちらか一方の側の導波路部分
がダイヤフラム3i2の上を通るようになっている。
The directional coupler CPL1 is formed between the input waveguide 41 adjacent to the waveguide portion on one side of the ring-shaped waveguide RNG. The directional coupler CPL2 is formed between the ring-shaped waveguide RNG and the output waveguide 42 adjacent to the waveguide portion on the other side. Waveguide portions on both sides or either side of the ring-shaped waveguide RNG pass over the diaphragm 3i2.

【0044】このように構成された複数のセンサ31’
〜3n’が、入力導波路41同士および出力導波路42
PL2同士を直列に連ねてサブストレート20上に形成
されている。複数のセンサ31’〜3n’は、リング共
振器3i1’の共振周波数が個々に異なるように構成さ
れている。したがって、光源部50から入力導波路41
に供給された光信号のうちそれぞれの共振周波数に一致
する周波数を持つ光成分が各センサ3i’によって抽出
される。
A plurality of sensors 31 'constructed as described above
-3n 'are input waveguides 41 and output waveguides 42
The PLs 2 are formed on the substrate 20 in series. The plurality of sensors 31 'to 3n' are configured such that the resonance frequencies of the ring resonators 3i1 'are individually different. Therefore, the input waveguide 41 from the light source unit 50
The optical component having a frequency corresponding to the respective resonance frequency of the optical signal supplied to is extracted by each sensor 3i '.

【0045】抽出された光は各センサ3i’においてリ
ング状の導波路RNG内を循環し、その一部が方向性結
合器CPL2を通じて出力導波路42に伝達される。こ
れによって、出力導波路42には例えば図8に示すよう
なスペクトルを有する光信号が得られる。したがって、
出力導波路42には各リング共振器3i1’の共振周波
数に一致する周波数を持つ光信号の集まり、すなわち、
いわば輝線スペクトルを有する光信号が得られ、それが
光導線61を通じて分光/復調器60に伝送される。す
なわち共通の伝送路上を周波数多重によって光伝送が行
われる。光導線61中には光アンプを設けることが望ま
しい。
The extracted light circulates in the ring-shaped waveguide RNG in each sensor 3i ', and a part of the light is transmitted to the output waveguide 42 through the directional coupler CPL2. As a result, an optical signal having a spectrum as shown in FIG. 8 is obtained in the output waveguide 42, for example. Therefore,
In the output waveguide 42, a group of optical signals having a frequency matching the resonance frequency of each ring resonator 3i1 ', that is,
An optical signal having a so-called bright-line spectrum is obtained, which is transmitted to the spectroscopy / demodulator 60 through the optical conductor 61. That is, optical transmission is performed by frequency multiplexing on a common transmission path. It is desirable to provide an optical amplifier in the light conducting wire 61.

【0046】分光/復調部60は分光によって個々の共
振周波数成分を分離する。これによって、個々のセンサ
3iの検出信号が個々に分離される。分光/復調部60
は、また、各検出信号についてFM検波(復調)を行う
ことにより超音波に対応した電気信号をそれぞれ生成す
る。これによって、超音波受波器10のセンサアレイの
各チャンネル毎の超音波受信信号が電気信号として得ら
れる。
The spectroscopy / demodulation unit 60 separates individual resonance frequency components by spectroscopy. Thus, the detection signals of the individual sensors 3i are separated individually. Spectroscopy / demodulation unit 60
Generates an electrical signal corresponding to the ultrasonic wave by performing FM detection (demodulation) on each detection signal. Thereby, an ultrasonic reception signal for each channel of the sensor array of the ultrasonic wave receiver 10 is obtained as an electric signal.

【0047】以上のように、本装置によれば、超音波受
波器10と光源部50および分光/復調部60を2本の
光導線で結ぶだけで多チャンネルの超音波受信信号を収
集することができる。すなわち、光源部50および分光
/復調部60を装置本体側に設置したとき、それと超音
波受波器10を結ぶ信号線は、チャンネル数に無関係に
たった2本で済ませることができる。なお、光導線数を
増やして系統を複数化することにより、2次元アレイ等
の膨大なチャンネル数にも容易に対応することができ
る。
As described above, according to the present apparatus, multi-channel ultrasonic reception signals are collected simply by connecting the ultrasonic wave receiver 10, the light source unit 50, and the spectral / demodulation unit 60 with two optical conductors. be able to. That is, when the light source unit 50 and the spectroscopy / demodulation unit 60 are installed on the apparatus main body side, only two signal lines are required to connect them to the ultrasonic wave receiver 10 regardless of the number of channels. In addition, by increasing the number of optical conductors and increasing the number of systems, it is possible to easily cope with an enormous number of channels such as a two-dimensional array.

【0048】この実施の形態の例は、分光/復調器60
に入力する光信号が輝線スペクトルとなる点で好まし
い。これに対して、図1に示した実施の形態の例は、分
光/復調器60に入力する光信号が暗線スペクトルとな
るものの、超音波受波器10における光信号の入力導波
路と出力導波路を1本の導波路で兼用でき、構成が簡素
化される点で好ましい。
In this embodiment, the spectroscopy / demodulator 60 is used.
This is preferable in that the optical signal input to the device has a bright line spectrum. On the other hand, in the example of the embodiment shown in FIG. 1, although the optical signal input to the spectroscopy / demodulator 60 has a dark line spectrum, the input waveguide and the output waveguide of the optical signal in the ultrasonic wave receiver 10 are used. It is preferable in that the waveguide can be shared by one waveguide, and the configuration is simplified.

【0049】図9に分光/復調部60の実施の形態の一
例の概念的構成を示す。同図に示すように、分光/復調
部60は、サブストレート70上に複数の分光/復調器
8i(i:1〜n)のアレイを形成したものとなってい
る。nは例えば128である。分光/復調器8iの数は
超音波受波器10におけるセンサ3iまたは3i’の数
に等しい。分光/復調器8iはセンサ3iまたは3i’
と対をなして構成される。
FIG. 9 shows a conceptual configuration of an example of the embodiment of the spectral / demodulation unit 60. As shown in the figure, the spectroscopy / demodulation unit 60 has an array of a plurality of spectroscopy / demodulators 8i (i: 1 to n) formed on a substrate 70. n is, for example, 128. The number of spectroscopy / demodulators 8i is equal to the number of sensors 3i or 3i 'in the ultrasonic receiver 10. The spectroscopy / demodulator 8i is a sensor 3i or 3i '.
Is configured in pairs.

【0050】複数の分光/復調器81〜8nは導波路9
0によって連ねられている。導波路90の一端には光導
線61および光コネクタ63を通じて超音波受波器10
から光出力信号が入力されるようになっている。導波路
90の他端は無反射終端器(終端器)100によって終
端されている。
The plurality of spectroscopy / demodulators 81 to 8n are connected to the waveguide 9
Linked by 0. An ultrasonic wave receiver 10 is connected to one end of the waveguide 90 through an optical conductor 61 and an optical connector 63.
An optical output signal is input from the device. The other end of the waveguide 90 is terminated by a non-reflection terminator (terminator) 100.

【0051】分光/復調器8iもリング共振器を利用し
て構成される。すなわち、図10の平面図および図11
のC−C断面図に示すように、リング共振器8i1が、
リング状の導波路RNGと、これに光を入出力させる方
向性結合器CPLとで構成される。方向性結合器CPL
は導波路90とリング状の導波路RNGの一方の側の導
波路部分との間の近接部によって形成される。
The spectroscopy / demodulator 8i is also configured using a ring resonator. That is, the plan view of FIG.
As shown in the CC sectional view of FIG.
It is composed of a ring-shaped waveguide RNG and a directional coupler CPL for inputting and outputting light to and from the ring-shaped waveguide RNG. Directional coupler CPL
Is formed by the proximity between the waveguide 90 and the waveguide portion on one side of the ring-shaped waveguide RNG.

【0052】このようなリング共振器8i1はセンサ3
iにおけるリング共振器3i1と同様に光集積積回路技
術によって構成される。リング状の導波路RNGの他方
の側の導波路部分には光検出器8i2が設けられてい
る。光検出器8i2としては例えばフォトダイオード(p
hotodiode)等の適宜の光/電気変換手段が用いられる。
Such a ring resonator 8i1 is connected to the sensor 3
It is configured by the optical integrated circuit technology similarly to the ring resonator 3i1 in i. A photodetector 8i2 is provided in a waveguide portion on the other side of the ring-shaped waveguide RNG. As the photodetector 8i2, for example, a photodiode (p
An appropriate light / electric conversion means such as a hotodiode is used.

【0053】このように構成された複数の分光/復調器
81〜8nが、導波路90を直列に連ねてサブストレー
ト70上に配列されている。分光/復調器8iのリング
共振器8i1は、それと対をなすセンサ3iまたは3
i’のリング共振器3i1または3i1’の共振特性に
同調した共振特性を持つように構成される。具体的に
は、図12の(a)に示すようなリング共振器3i1’
の共振特性に対して、同図の(b)に示すように中心周
波数をずらしたややブロード(broad) な同調特性を持つ
ように構成される。これによって、リング共振器3i
1’の共振周波数がリング共振器8i1の同調曲線の傾
斜部に来るようになる。
The plurality of spectral / demodulators 81 to 8n thus configured are arranged on the substrate 70 by connecting the waveguides 90 in series. The ring resonator 8i1 of the spectroscopy / demodulator 8i is connected to the paired sensor 3i or 3i.
It is configured to have resonance characteristics tuned to the resonance characteristics of the ring resonator 3i1 or 3i1 'of i'. Specifically, a ring resonator 3i1 'as shown in FIG.
With respect to the resonance characteristics of (1) and (2), the configuration is such that the center frequency is shifted to have a slightly broad tuning characteristic. Thereby, the ring resonator 3i
The resonance frequency of 1 'comes to the slope of the tuning curve of the ring resonator 8i1.

【0054】このような同調により、導波路90を通る
光信号からリング共振器3i1’の共振周波数成分が分
光される。分光された光はリング状の導波路RNGを循
環し、この光が光検出器8i2によって検出される。
By such tuning, the resonance frequency component of the ring resonator 3i1 'is separated from the optical signal passing through the waveguide 90. The split light circulates through the ring-shaped waveguide RNG, and this light is detected by the photodetector 8i2.

【0055】リング共振器3i1’の共振周波数が超音
波に応じて変化するとき、それはリング共振器8i1の
同調曲線の傾斜部上を動くことになる。このため、リン
グ状の導波路RNGを循環する光信号のレベル(level)
は、FM信号をスロープ(slope) 検波した場合と同様
に、周波数変化に応じて変化する。したがって、光検出
器8i2の出力信号として超音波の振幅に応じて振幅が
変化するアナログ(analog)電気信号が得られることにな
る。
When the resonance frequency of the ring resonator 3i1 'changes in response to the ultrasound, it will move on the slope of the tuning curve of the ring resonator 8i1. For this reason, the level of the optical signal circulating through the ring-shaped waveguide RNG
Changes according to the frequency change, similarly to the case where slope detection is performed on the FM signal. Therefore, an analog electric signal whose amplitude changes according to the amplitude of the ultrasonic wave is obtained as the output signal of the photodetector 8i2.

【0056】このような動作が複数の分光/復調器81
〜8nにおいてそれぞれ行われることにより、センサ3
1’〜3n’が受波した超音波がそれぞれ電気信号に変
換される。すなわち、超音波受波器10のセンサアレイ
の各チャンネルが受波した超音波がそれぞれ電気信号と
して得られる。ただし、各電気信号には直流成分が重畳
しているので、信号の利用に当たってそれを除去する必
要がある。
Such an operation is performed by a plurality of spectral / demodulators 81.
To 8n, the sensor 3
The ultrasonic waves received by 1 ′ to 3n ′ are converted into electric signals. That is, the ultrasonic waves received by each channel of the sensor array of the ultrasonic receiver 10 are obtained as electric signals. However, since a DC component is superimposed on each electric signal, it is necessary to remove the DC component when using the signal.

【0057】暗線スペクトルの光出力信号を生じるセン
サ3iに対しては、図13の(a)に示すようなリング
共振器3i1の共振特性に対して、同図の(b)に示す
ように中心周波数をずらしたより急峻な同調特性を持つ
ように構成される。これによって、リング共振器8i1
の共振周波数がリング共振器3i1の吸収スペクトラム
曲線(同調曲線)の傾斜部に来るようになる。
With respect to the sensor 3i that generates an optical output signal having a dark line spectrum, the resonance characteristic of the ring resonator 3i1 as shown in FIG. It is configured to have a steeper tuning characteristic with a shifted frequency. Thereby, the ring resonator 8i1
At the slope of the absorption spectrum curve (tuning curve) of the ring resonator 3i1.

【0058】このような同調により、導波路90を通る
光信号からリング共振器8i1の共振周波数成分が分光
される。分光された光はリング状の導波路RNGを循環
し、この光が光検出器8i2によって検出される。
By such tuning, the resonance frequency component of the ring resonator 8i1 is separated from the optical signal passing through the waveguide 90. The split light circulates through the ring-shaped waveguide RNG, and this light is detected by the photodetector 8i2.

【0059】リング共振器3i1の共振周波数が超音波
に応じて変化するとき、リング共振器3i1の同調曲線
の傾斜部上の異なる部分の周波数成分がリング共振器8
i1と同調することになる。このため、リング状の導波
路RNGを循環する光信号のレベルは、FM信号をスロ
ープ検波した場合と同様に、周波数変化に応じて変化す
る。したがって、光検出器8i2の出力信号として超音
波の振幅に応じて変化するアナログ電気信号が得られる
ことになる。
When the resonance frequency of the ring resonator 3i1 changes in response to the ultrasonic wave, the frequency components of different portions on the slope of the tuning curve of the ring resonator 3i1 are changed to the ring resonator 8i.
It will be synchronized with i1. For this reason, the level of the optical signal circulating in the ring-shaped waveguide RNG changes according to the frequency change, similarly to the case where the FM signal is slope-detected. Therefore, an analog electric signal that changes according to the amplitude of the ultrasonic wave is obtained as the output signal of the photodetector 8i2.

【0060】このような動作が複数の分光/復調器81
〜8nにおいてそれぞれ行われることにより、センサ3
1〜3nが受波した超音波がそれぞれ電気信号に変換さ
れる。すなわち、超音波受波器10のセンサアレイの各
チャンネルが受波した超音波がそれぞれ電気信号として
得られる。ただし、各電気信号には直流成分が重畳して
いるので、信号の利用に当たってそれを除去する必要が
ある。
Such an operation is performed by a plurality of spectral / demodulators 81.
To 8n, the sensor 3
The ultrasonic waves received by 1 to 3n are respectively converted into electric signals. That is, the ultrasonic waves received by each channel of the sensor array of the ultrasonic receiver 10 are obtained as electric signals. However, since a DC component is superimposed on each electric signal, it is necessary to remove the DC component when using the signal.

【0061】このような分光/復調部60は、超音波受
波器10を製作するのと同一の設備により対をなして製
作できる点で好ましい。なお、分光/復調部60は上記
の実施の形態に限られるものではない。
Such a spectroscopy / demodulation unit 60 is preferable in that it can be manufactured in pairs using the same equipment as that for manufacturing the ultrasonic wave receiver 10. Note that the spectral / demodulation unit 60 is not limited to the above embodiment.

【0062】以上のような超音波検出装置を利用して超
音波撮像装置を構成することができる。図14に超音波
撮像装置の実施の形態の一例を示す。同図において図1
と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
超音波受波器10は中央部に貫通孔を有し、そこに超音
波送波器110が配置されるようになっている。超音波
送波器110は例えば圧電材料からなる超音波振動子等
を用いて構成される。超音波送波器110は送波部12
0によって駆動され、被検音場に超音波を送波する。
An ultrasonic imaging apparatus can be constructed by using the above ultrasonic detecting apparatus. FIG. 14 shows an example of an embodiment of an ultrasonic imaging apparatus. In FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as those described above, and the description is omitted.
The ultrasonic wave receiver 10 has a through-hole at the center, and the ultrasonic wave transmitter 110 is arranged therein. The ultrasonic transmitter 110 is configured using, for example, an ultrasonic vibrator made of a piezoelectric material. The ultrasonic transmitter 110 is a transmitting unit 12
0 to transmit ultrasonic waves to the sound field to be measured.

【0063】この送波に対するエコーが超音波受波器1
0のセンサ31〜3nによって検出され、光源部50の
光についての個々の光スペクトラムの変化として分光/
復調部60に入力される。
The echo corresponding to the transmitted wave is the ultrasonic wave receiver 1
0 are detected by the sensors 31 to 3n of the light source unit 50, and the spectral /
The signal is input to the demodulation unit 60.

【0064】個々の光スペクトラムの変化は、分光/復
調部60においてそれぞれアナログ電気信号に復調され
て、センサ31〜3nのアレイのチャンネル毎のエコー
受信信号が得られる。すなわち、従来の超音波振動子ア
レイで受信したのと同様な複数チャンネルのエコー受信
信号が得られる。ここで、超音波受波器10、光源部5
0および分光/復調部60は本発明における受信手段の
実施の形態の一例である。
Each change in the optical spectrum is demodulated into an analog electric signal in the spectroscopy / demodulation unit 60, and an echo reception signal for each channel of the array of the sensors 31 to 3n is obtained. That is, echo reception signals of a plurality of channels similar to those received by the conventional ultrasonic transducer array are obtained. Here, the ultrasonic wave receiver 10 and the light source unit 5
0 and the spectroscopy / demodulation unit 60 are an example of an embodiment of a receiving unit in the present invention.

【0065】画像生成部130はそれらチャンネル毎の
エコー受信信号に基づいて画像を生成する。画像生成部
130としては、従来の超音波振動子アレイを用いる超
音波撮像装置における画像生成部と共通のものを用いる
ことができる。生成された画像は表示部140に可視像
として表示される。
The image generator 130 generates an image based on the echo reception signal for each channel. As the image generating unit 130, the same unit as the image generating unit in the ultrasonic imaging apparatus using the conventional ultrasonic transducer array can be used. The generated image is displayed on the display unit 140 as a visible image.

【0066】このような超音波撮像装置において、超音
波受波器10と撮像装置本体側とを結ぶ信号線は、検出
信号に関してはチャンネル数に無関係にたった2本の光
導線で済ませることができる。なお、光導線数を増やし
て系統を複数化することにより、2次元アレイ等の膨大
なチャンネル数にも容易に対応することができる。
In such an ultrasonic imaging apparatus, the signal line connecting the ultrasonic wave receiver 10 and the main body of the imaging apparatus can be composed of only two optical conductors irrespective of the number of channels for the detection signal. . In addition, by increasing the number of optical conductors and increasing the number of systems, it is possible to easily cope with an enormous number of channels such as a two-dimensional array.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、課題を解決
するための第1の発明によれば、複数の光リング共振器
を共通の導波路で連ね、この導波路に広帯域の光を通す
ことにより複数の光リング共振器に加わる超音波圧力を
個々の光リング共振器の共振周波数の変化として検出す
るようにしたので、複数の超音波検出信号群を共通の導
波路を通じて取り出すことができ、それによって、検出
アレイのチャンネル数に関わらず信号線が少数で済む超
音波検出方法を実現することができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention for solving the problems, a plurality of optical ring resonators are connected by a common waveguide, and a broadband light is transmitted through this waveguide. As a result, the ultrasonic pressure applied to a plurality of optical ring resonators is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator, so that a plurality of ultrasonic detection signal groups can be extracted through a common waveguide. Thereby, it is possible to realize an ultrasonic detection method that requires a small number of signal lines regardless of the number of channels of the detection array.

【0068】また、課題を解決するための第2の発明に
よれば、複数の光リング共振器を共通の導波路で連ね、
この導波路に広帯域の光を通すことにより複数の光リン
グ共振器に加わる超音波圧力を個々の光リング共振器の
共振周波数の変化として検出するようにしたので、複数
の超音波検出信号群を共通の導波路を通じて取り出すこ
とができ、それによって、検出アレイのチャンネル数に
関わらず信号線が少数で済む超音波検出装置を実現する
ことができる。
According to the second aspect of the present invention for solving the problems, a plurality of optical ring resonators are connected by a common waveguide,
By transmitting the broadband light through this waveguide, the ultrasonic pressure applied to the plurality of optical ring resonators is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator. The ultrasonic wave can be extracted through a common waveguide, thereby realizing an ultrasonic detection device that requires a small number of signal lines regardless of the number of channels of the detection array.

【0069】また、課題を解決するための第3の発明に
よれば、複数の光リング共振器を共通の導波路で連ね、
この導波路に広帯域の光を通すことにより複数の光リン
グ共振器に加わる超音波圧力を個々の光リング共振器の
共振周波数の変化として検出するようにしたので、複数
の超音波検出信号群を共通の導波路を通じて取り出すこ
とができ、それによって、検出アレイのチャンネル数に
関わらず信号線が少数で済む超音波撮像装置を実現する
ことができる。
According to the third aspect of the present invention, a plurality of optical ring resonators are connected by a common waveguide.
By transmitting the broadband light through this waveguide, the ultrasonic pressure applied to the plurality of optical ring resonators is detected as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator. It can be extracted through a common waveguide, thereby realizing an ultrasonic imaging apparatus that requires a small number of signal lines regardless of the number of channels of the detection array.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of a device according to an example of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の一例の装置におけるセン
サの模式的構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a sensor in a device according to an example of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の一例の装置におけるセン
サの模式的構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a sensor in the device according to an example of the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態の一例の装置におけるセン
サの動作説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of a sensor in the device according to the embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態の一例の装置におけるセン
サの模式的構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a sensor in the device according to an example of the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態の一例の装置におけるセン
サの模式的構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a sensor in the device according to an example of the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態の一例の装置におけるセン
サの動作説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation of a sensor in the device according to an example of the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態の一例の装置における分光
/復調部の模式的構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a spectroscopy / demodulation unit in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施の形態の一例の装置における分
光/復調器の模式的構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a spectrometer / demodulator in an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態の一例の装置における分
光/復調器の模式的構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a spectroscopy / demodulator in an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態の一例の装置における分
光/復調器の動作説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of an operation of the spectroscopy / demodulator in the apparatus according to the embodiment of the present invention;

【図13】本発明の実施の形態の一例の装置における分
光/復調器の動作説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation of the spectroscopy / demodulator in the apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック
図である。
FIG. 14 is a block diagram of an apparatus according to an example of an embodiment of the present invention.

【図15】リング共振器の模式的構成図である。FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a ring resonator.

【図16】リング共振器の動作説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of the operation of the ring resonator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 超音波受波器 20 サブストレート 31〜3n,31’〜3n’ センサ 40 導波路 41 入力導波路 42 出力導波路 43,44 終端器 50 光源部 51 光線路 52 コネクタ 60 分光/復調部 61 光線路 62,63 コネクタ 3i1,3i1’ リング共振器 3i2 ダイヤフラム CPL,CPL1,CPL2 方向性結合器 RNG リング状の導波路 MCH 音響整合層 MDI 伝音媒体 70 サブストレート 81〜8n 分光/復調器 90 導波路 100 終端器 8i1 リング共振器 8i2 光検出器 110 超音波送波器 120 送信部 130 画像生成部 140 表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic wave receiver 20 Substrate 31-3n, 31'-3n 'Sensor 40 Waveguide 41 Input waveguide 42 Output waveguide 43,44 Terminator 50 Light source part 51 Optical line 52 Connector 60 Spectral / demodulation part 61 Light ray Path 62, 63 Connector 3i1, 3i1 'Ring resonator 3i2 Diaphragm CPL, CPL1, CPL2 Directional coupler RNG Ring-shaped waveguide MCH Acoustic matching layer MDI Sound transmission medium 70 Substrate 81-8n Spectral / demodulator 90 Waveguide REFERENCE SIGNS LIST 100 Terminator 8i1 Ring resonator 8i2 Photodetector 110 Ultrasonic wave transmitter 120 Transmitter 130 Image generator 140 Display

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共振周波数が個々に異なる複数の光リン
グ共振器を共通の導波路で連ね、前記導波路に広帯域の
光を通すことにより前記複数の光リング共振器に加わる
超音波圧力を個々の光リング共振器の共振周波数の変化
として検出することを特徴とする超音波検出方法。
A plurality of optical ring resonators each having a different resonance frequency are connected by a common waveguide, and an ultrasonic pressure applied to the plurality of optical ring resonators is individually reduced by passing broadband light through the waveguide. And detecting the change as a change in the resonance frequency of the optical ring resonator.
【請求項2】 共振周波数が個々に異なる複数の光リン
グ共振器と、前記複数の光リング共振器を連ねる共通の
導波路と、前記導波路に広帯域の光を通すことにより前
記複数の光リング共振器に加わる超音波圧力を個々の光
リング共振器の共振周波数の変化として検出する検出手
段とを具備することを特徴とする超音波検出装置。
2. A plurality of optical ring resonators each having a different resonance frequency, a common waveguide connecting the plurality of optical ring resonators, and a plurality of optical ring resonators formed by passing broadband light through the waveguide. Detecting means for detecting the ultrasonic pressure applied to the resonator as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator.
【請求項3】 被検音場から到来する超音波を受信し、
超音波受信信号に基づいて画像を生成する超音波撮像装
置であって、超音波の受信を、共振周波数が個々に異な
る複数の光リング共振器と、前記複数の光リング共振器
を連ねる共通の導波路と、前記導波路に広帯域の光を通
すことにより前記複数の光リング共振器に加わる超音波
圧力を個々の光リング共振器の共振周波数の変化として
検出する検出手段とを備えた受信手段によって行うよう
に構成したことを特徴とする超音波撮像装置。
3. An ultrasonic wave arriving from a test sound field is received,
An ultrasonic imaging apparatus that generates an image based on an ultrasonic reception signal, wherein reception of ultrasonic waves is performed by a plurality of optical ring resonators each having a different resonance frequency, and a common linking the plurality of optical ring resonators. Receiving means comprising: a waveguide; and detecting means for detecting ultrasonic pressure applied to the plurality of optical ring resonators by passing broadband light through the waveguide as a change in the resonance frequency of each optical ring resonator. An ultrasonic imaging apparatus characterized in that the ultrasonic imaging apparatus is configured to perform the above operation.
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