(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射される光を出射する光照射部と、
前記光の照射を受けることにより被検体から発せられた音響波を検出する音響波検出部とを有する光音響計測装置用プローブであって、
前記光照射部が、互いに平行な２つの側面と、前記光を入射させる光入射端面と、間に前記側面を置いて前記光入射端面と向き合い前記光を出射させる光出射端面とを有して平行平板状に形成された導光体を備えている光音響計測装置用プローブにおいて、
前記導光体が、プローブ使用の際に被検体に対向するプローブ軸に対して前記２つの側面の一方がより近く他方がより遠くになり、かつ、このプローブ軸に対して前記光出射端面がより近く前記光入射端面がより遠くなるように傾けて配置され、
前記導光体の前記光に対する屈折率、光音響計測時の導光体周囲の媒質の前記光に対する屈折率をそれぞれｎ1、ｎ2（ｎ2＜ｎ1）としたとき、前記光出射端面が、前記プローブ軸により近い方の前記側面と角度α［°］
（ただし、９０°−arcsin（ｎ2／ｎ1）＜α＜９０°）
をなすことを特徴とする光音響計測装置用プローブ。
【請求項２】
前記導光体内を前記２つの側面と平行に進行した後に前記光出射端面から出射した光が、前記プローブ軸に直交する面に入射するときの入射角をβ1、前記プローブ軸に対する導光体の傾斜角をβ2としたとき、下記式
【数１】
0005840070.tif 000006
が満足されていることを特徴とする請求項１記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項３】
前記導光体の配置角度が変更可能とされていることを特徴とする請求項１または２記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項４】
前記導光体の配置角度が、前記プローブ軸に対して傾いた所定角度と、該プローブ軸と平行になる角度との間で変更可能とされていることを特徴とする請求項３記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項５】
前記音響波検出部が複数、前記プローブ軸に直交する方向に並べて配置され、
前記導光体が、その前記光出射端面が複数の音響波検出部の並び方向に沿って延びる状態に配設されていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項６】
前記導光体が、互いの間に前記プローブ軸が有る状態にして２個設けられていることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項７】
前記２個の導光体に各々対応させて、それらの導光体を経た光が、互いに異なる期間に被検体に照射されるように光通過を制御するシャッタが設けられていることを特徴とする請求項６記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項８】
光源から発せられた光を伝搬させる光ファイバが設けられ、この光ファイバが前記導光体の光入射端面に光学的に結合されていることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項９】
前記光ファイバが３本以上設けられ、それらの光ファイバが前記導光体の光入射端面に対して千鳥状に配置して結合されていることを特徴とする請求項８記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項１０】
前記導光体の光入射端面において、前記光ファイバが配置されていない部分に光吸収体が被着されていることを特徴とする請求項７から９いずれか１項記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項１１】
前記導光体の光入射端面から導光体外に出射した光を検出する光センサが設けられていることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項１２】
プローブの被検体への接触を検出する接触センサが設けられていることを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項１３】
前記角度αが、９０°−arcsin（１．３３／ｎ1）＜α＜９０°の範囲にあることを特徴とする請求項１から１２いずれか１項記載の光音響計測装置用プローブ。
【請求項１４】
請求項１記載の光音響計測装置用プローブを備えてなる光音響計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光音響計測装置、すなわち、生体組織等の被検体に光を照射し、この光照射により発生した音響波を検出して被検体に関する計測を行う装置に関するものである。
【０００２】
また本発明は、上述のような光音響計測装置に用いられるプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、例えば特許文献１および２や非特許文献１に示されているように、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響画像化装置が知られている。この光音響画像化装置においては、例えばパルスレーザ光等のパルス光が生体内に照射される。このパルス光の照射を受けた生体内部では、パルス光のエネルギーを吸収した生体組織が熱によって体積膨張し、音響波を発生する。そこで、この音響波を超音波プローブなどで検出し、それにより得られた電気的信号（光音響信号）に基づいて生体内部を可視像化することが可能になる。
【０００４】
上記光音響画像化装置等の光音響計測装置に用いられるプローブは、多くの場合、被検体に照射する光を発する機能も有するように構成される。その場合、被検体の画像化対象部位には光強度が均一化された光束を照射することが望まれるので、例えば特許文献２に記載があるように、光を導光体に入射させて、その導光体から出射した光束を被検体に光照射することが考えられている。
【０００５】
この導光体は、内部で光が全反射を繰り返すようにして、照射光の光強度分布を均一化させるものであり、一般には、互いに平行な２つの側面と、光を入射させる光入射端面と、間に上記側面を置いて光入射端面と向き合い光を出射させる光出射端面とを有する平行平板状に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１３８０号公報
【特許文献２】特開２００９−３１２６８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannata, Derek DeBusschere, Changhong Hu, J. Brian Fowlkes, and Paul Carson, Proc. SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb.23, 2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のプローブにおいては通常、生体内部等から発せられた音響波を検出する超音波振動子等の音響波検出部がプローブ軸上に存在するように配置される。そこで上記平行平板状の導光体を、この音響波検出部と干渉しないように、プローブ軸に対して斜めに配置することが考えられている。また、このように導光体を斜め配置することにより、導光体を垂直配置（つまりプローブ軸と平行で、被検体表面に垂直に対向する配置状態）する場合と比べて、被検体の表面近傍で吸収される光を少なくして、より深い位置まで光を到達させることもできる。
【０００９】
しかし導光体を斜め配置すると、それを垂直配置する場合と比べて、プローブの横幅がより長くなってしまうという問題が生じる。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、導光体を斜め配置しても、横幅を短く保って小型に形成され得る光音響計測装置用プローブを提供することを目的とするものである。
【００１１】
また本発明は、上述のようなプローブを備えて、小型に形成され得る光音響計測装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による光音響計測装置用プローブは、
被検体に照射される光を出射する光照射部と、
前記光の照射を受けることにより被検体から発せられた音響波を検出する音響波検出部とを有する光音響計測装置用プローブであって、
前記光照射部が、互いに平行な２つの側面と、前記光を入射させる光入射端面と、間に前記側面を置いて前記光入射端面と向き合い前記光を出射させる光出射端面とを有して平行平板状に形成された導光体を備えている光音響計測装置用プローブにおいて、
前記導光体が、プローブ使用の際に被検体に対向するプローブ軸に対して前記２つの側面の一方がより近く他方がより遠くになり、かつ、このプローブ軸に対して前記光出射端面がより近く前記光入射端面がより遠くなるように傾けて配置され、
前記導光体の前記光に対する屈折率、光音響計測時の導光体周囲の媒質の前記光に対する屈折率をそれぞれｎ1、ｎ2（ｎ2＜ｎ1）としたとき、前記光出射端面が、前記プローブ軸により近い方の前記側面と角度α［°］
（ただし、９０°−arcsin（ｎ2／ｎ1）＜α＜９０°）
をなすように形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成を有する本発明の光音響計測装置用プローブにおいては、前記導光体内を前記２つの側面と平行に進行した後に前記光出射端面から出射した光が、前記プローブ軸に直交する面に入射するときの入射角をβ1、前記プローブ軸に対する導光体の傾斜角をβ2としたとき、下記式
【数２】
0005840070.tif 000002
【００１４】
が満足されていることが望ましい。
【００１５】
また、本発明の光音響計測装置用プローブにおいては、前記導光体の配置角度が変更可能とされていることが望ましい。
【００１６】
そしてそのようにする場合は、前記導光体の配置角度が、前記プローブ軸に対して傾いた所定角度と、該プローブ軸と平行になる角度との間で変更可能とされていることが特に望ましい。
【００１７】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に音響波検出部が複数、前記プローブ軸に直交する方向に並べて配置されている場合は、導光体が、その光出射端面が複数の音響波検出部の並び方向に沿って延びる状態に配設されていることが望ましい。
【００１８】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいては、導光体が、互いの間に前記プローブ軸が有る状態にして２個設けられていることが望ましい。
【００１９】
そしてその場合は、２個の導光体に各々対応させて、それらの導光体を経た光が、互いに異なる期間に被検体に照射されるように光通過を制御するシャッタが設けられていることが特に好ましい。
【００２０】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいては、光源から発せられた光を伝搬させる光ファイバが設けられ、この光ファイバが前記導光体の光入射端面に光学的に結合されていることが望ましい。
【００２１】
その場合、特に光ファイバが３本以上設けられるならば、それらの光ファイバは導光体の光入射端面に対して千鳥状に配置して結合されていることが望ましい。
【００２２】
また、上記光ファイバを設ける場合は、導光体の光入射端面において、光ファイバが配置されていない部分に光吸収体が被着されていることが望ましい。
【００２３】
さらに本発明の光音響計測装置用プローブにおいては、導光体の光入射端面から導光体外に出射した光を検出する光センサが設けられていることが望ましい。
【００２４】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいては、プローブの被検体への接触を検出する接触センサが設けられていることが望ましい。
【００２５】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいては、前記角度αが、
９０°−arcsin（１．３３／ｎ1）＜α＜９０°
の範囲にあることが望ましい。
【００２６】
他方、本発明による光音響計測装置は、以上述べた本発明による光音響計測装置用プローブを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による光音響計測装置用プローブによれば、被検体に照射される光に対する導光体の屈折率、光音響計測時の導光体周囲の媒質の上記光に対する屈折率をそれぞれｎ1、ｎ2（ｎ2＜ｎ1）としたとき、前記光出射端面が、前記プローブ軸により近い方の前記側面と角度α［°］
（ただし、９０°−arcsin（ｎ2／ｎ1）＜α＜９０°）
をなすように斜めに形成されているので、被検体に対して共通の角度で光を照射させるのであれば、光出射端面が斜めに形成されていない場合と比べて、導光体の傾斜角をより小さくする、つまりより垂直配置に近い状態にすることができる。それにより本発明の光音響計測装置用プローブは、横幅が小さくて小型に形成可能なものとなる。
【００２８】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に前述の（数２）式が満足されている場合は、導光体から出射する光束の向きを、ほぼその光束中心がプローブ軸に直交する面に対して所望の入射角β1で入射するように制御することが可能になる。その詳しい理由については、後に実施形態に即して説明する。
【００２９】
また、本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に導光体の配置角度が変更可能とされている場合は、導光体から出射する光束の向きを、被検体の計測（例えば画像化装置においては画像化）したい部分の深さに応じて、より適切な向きに設定することができる。たとえば、より詳しく、導光体の配置角度が、プローブ軸に対して傾いた所定角度と、該プローブ軸と平行になる角度との間で変更可能とされている場合ならば、前者の角度に設定して被検体のより深い部位を計測可能となり、後者の角度に設定して被検体のより浅い部位を計測可能となる。
【００３０】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に導光体が、互いの間に前記プローブ軸が有る状態にして２個設けられている場合は、両導光体からを利用して被検体により大光量の光を照射可能となる。
【００３１】
そしてその場合、特に、２個の導光体に各々対応させて、それらの導光体を経た光が、互いに異なる期間に被検体に照射されるように光通過を制御するシャッタが設けられている場合は、より高Ｓ／Ｎの計測信号を得ることも可能になる。その詳しい理由は、光音響画像化装置に適用された実施形態に即して後に詳しく説明する。
【００３２】
また、本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に、光源から発せられた光を伝搬させる光ファイバが３本以上設けられ、これらの光ファイバが導光体の光入射端面に対して千鳥状に配置して結合されている場合は、導光体による光強度均一化の効果をより顕著なものとすることができる。
【００３３】
また上記光ファイバを設ける場合、特に、導光体の光入射端面において、光ファイバが配置されていない部分に光吸収体が被着されているならば、この光入射端面から光が漏れ出ることを防止できる。
【００３４】
さらに本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に、導光体の光入射端面から導光体外に出射した光を検出する光センサが設けられている場合は、該センサによって漏れ光が検出されたときは光源の出力を低下させる等により、その漏れ光による悪影響を未然に防止することが可能になる。
【００３５】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に、プローブの被検体への接触を検出する接触センサが設けられている場合は、この接触が検出されたときだけ光源から所定強度の光を発生させることにより、プローブから不用意に高強度の光が照射されることを防止可能となる。
【００３６】
また本発明の光音響計測装置用プローブにおいて、特に角度αが、
９０°−arcsin（１．３３／ｎ1）＜α＜９０°
の範囲にある場合は、被検体が生体であるときに上記種々の効果が得られるものとなる。すなわち被検体が生体である場合、導光体周囲の媒質となる生体の屈折率ｎ2は、基本的に水の屈折率と同等となる。そしてその場合、生体には波長が７５０ｎｍ〜８００ｎｍ程度の光が照射されることが多いが、それらの波長に対する水の屈折率は、ほぼ１．３３である（例えば波長７８０ｎｍに対しては、２０℃時に１．３２８）。したがって、ｎ2＝１．３３とする上記範囲内に角度αがあれば、被検体が生体であるときに上記種々の効果が得られるようになる。
【００３７】
他方、本発明による光音響計測装置は、以上述べた本発明による光音響計測装置用プローブを備えたものであるから、プローブ周りの部分をより小型に形成できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態による光音響計測装置用プローブの要部を示す概略側面図
【図２】図１のプローブを備えた光音響画像化装置の概略構成を示すブロック図
【図３】図１のプローブの効果を説明するための概略図
【図４】従来のプローブの一部を示す概略側面図
【図５】本発明の別の実施形態によるプローブの導光体を示す一部破断斜視図
【図６】本発明のさらに別の実施形態によるプローブの一部を示す概略側面図
【図７】従来のプローブの一部を示す平面図
【図８】本発明のさらに別の実施形態によるプローブの一部を示す平面図
【図９】図８のプローブの別の部分を示す側面図
【図１０】図９のＡ−Ａ線に沿った部分の断面形状を示す断面図
【図１１】本発明のさらに別の実施形態によるプローブの一部を示す側面図
【図１２】本発明のさらに別の実施形態によるプローブの一部を示す平面図
【図１３】図１２の装置の構成を示すブロック図
【図１４】図１２の装置の変形例を示すブロック図
【図１５】図１２の装置の別の変形例を示すブロック図
【図１６】本発明のプローブによる光照射状態を説明する概略図
【図１７】本発明のさらに別の実施形態によるプローブの一部を示す側面図
【図１８】図１７のプローブの平面形状を示す平面図
【図１９】図１７のプローブの別の状態を示す側面図
【図２０】図１７のプローブの別の状態を示す平面図
【図２１】導光体の配置角度を変更する機構の例を示す平面図
【図２２】図２１の機構の別の状態を示す平面図
【図２３】導光体および光ファイバを保持する機構の一例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である超音波探触子（以下、プローブと称する）７０の要部の概略側面形状を示すものであり、また図２は、このプローブ７０が適用された光音響計測装置の一例としての光音響画像化装置１０を示すものである。
【００４０】
まず図２を参照して光音響画像化装置１０について説明する。この光音響画像化装置１０は、一例として光音響画像と超音波画像の双方を取得可能とされたものであり、プローブ７０に加えて、超音波ユニット１２、レーザ光源ユニット１３および画像表示手段１４を備えている。
【００４１】
上記レーザ光源ユニット１３は所定波長のパルスレーザ光を発するもので、そこから出射したパルスレーザ光は被検体に照射される。このパルスレーザ光は、図１では出射経路については概略的に示してあるが、後に詳述するように、例えば複数の光ファイバなどの導光手段を用いてプローブ７０まで導光され、さらにこのプローブ７０に設けられた導光体（導光板）を伝搬させた後に該導光体から被検体に向けて照射される。
【００４２】
プローブ７０は、被検体に対する超音波の出力（送信）、および被検体から反射して戻って来た反射超音波の検出（受信）を行う。そのためにプローブ７０は、例えば一次元に配列された複数の超音波振動子（超音波トランスデューサ）を有する。またプローブ７０は、被検体内の観察対象物がレーザ光源ユニット１３からのレーザ光を吸収することで生じた超音波（音響波）を、複数の超音波振動子によって検出する。プローブ７０は、上記音響波を検出して音響波検出信号を出力し、また上記反射超音波を検出して超音波検出信号を出力する。
【００４３】
なお、プローブ７０に設けられる上記導光体については後述するが、この導光体は平行平板状に形成され、その光出射端面が、複数の超音波振動子の並び方向（図２中の左右方向）に沿って配置され、そこから被検体に向けてレーザ光が照射される。以下では、この構成が適用される場合を例に取って説明する。
【００４４】
被検体の光音響画像あるいは超音波画像を取得する際、プローブ７０は複数の超音波振動子が並ぶ一次元方向に対してほぼ直角な方向に移動され、それにより被検体がレーザ光および超音波によって二次元走査される。この走査は、検査者が手操作でプローブ７０を動かして行ってもよく、あるいは、走査機構を用いてより精密な二次元走査を実現するようにしてもよい。
【００４５】
超音波ユニット１２は、受信回路２１、ＡＤ変換手段２２、受信メモリ２３、データ分離手段２４、光音響画像再構成手段２５、検波・対数変換手段２６、および光音響画像構築手段２７を有している。
【００４６】
上記受信回路２１は、プローブ７０が出力した前記音響波検出信号および超音波検出信号を受信する。ＡＤ変換手段２２はサンプリング手段であり、受信回路２１が受信した音響波検出信号および超音波検出信号をサンプリングして、それぞれデジタル信号である光音響データおよび超音波データに変換する。このサンプリングは、例えば外部から入力されるＡＤクロック信号に同期して、所定のサンプリング周期でなされる。
【００４７】
また超音波ユニット１２は、上記データ分離手段２４の出力を受ける超音波画像再構成手段４０に加えて、検波・対数変換手段４１、超音波画像構築手段４２、この超音波画像構築手段４２および前記光音響画像構築手段２７の出力を受ける画像合成手段４３を有している。この画像合成手段４３の出力は、例えばＣＲＴや液晶表示装置等からなる画像表示手段１４に入力される。さらに超音波ユニット１２は、送信制御回路３０、および超音波ユニット１２内の各部等の動作を制御する制御手段３１を有している。
【００４８】
上記ＡＤ変換手段２２が出力した光音響データあるいは超音波データは、一旦受信メモリに格納された後、データ分離手段２４に入力される。データ分離手段２４は入力された光音響データと超音波データとを互いに分離し、光音響データは光音響画像再構成手段２５に入力させ、超音波データは超音波画像再構成手段４０に入力させる。
【００４９】
レーザ光源ユニット１３は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザや、アレキサンドライトレーザ等からなるＱスイッチパルスレーザ３２と、その励起光源であるフラッシュランプ３３とを備えた固体レーザユニットである。なお、例えば血管を示す光音響画像を取得する場合は、レーザ光源ユニット１３として、血管において良好に吸収される波長のパルスレーザ光を発するものが選択利用される。
【００５０】
このレーザ光源ユニット１３は、上記制御手段３１から光出射を指示する光トリガ信号を受けると、フラッシュランプ３３を点灯させてＱスイッチパルスレーザ３２を励起する。制御手段３１は、例えばフラッシュランプ３３がＱスイッチパルスレーザ３２を十分に励起させると、Ｑスイッチトリガ信号を出力する。Ｑスイッチパルスレーザ３２は、Ｑスイッチトリガ信号を受けるとそのＱスイッチをオンにし、パルスレーザ光を出射させる。
【００５１】
ここで、フラッシュランプ３３の点灯からＱスイッチパルスレーザ３３が十分な励起状態となるまでに要する時間は、Ｑスイッチパルスレーザ３３の特性などから見積もることができる。なお、上述のように制御手段３１からＱスイッチを制御するのに代えて、レーザ光源ユニット１３内において、Ｑスイッチパルスレーザ３２を十分に励起させた後にＱスイッチをオンにしてもよい。その場合は、Ｑスイッチをオンにしたことを示す信号を超音波ユニット１２側に通知してもよい。
【００５２】
また制御手段３１は、送信制御回路３０に、超音波送信を指示する超音波トリガ信号を入力する。送信制御回路３０はこの超音波トリガ信号を受けると、プローブ７０から超音波を送信させる。制御手段３１は、先に前記光トリガ信号を出力し、その後、超音波トリガ信号を出力する。光トリガ信号が出力されることで被検体に対するレーザ光の照射、および音響波の検出が行われ、その後、超音波トリガ信号が出力されることで被検体に対する超音波の送信、および反射超音波の検出が行われる。
【００５３】
制御手段３１はさらに、ＡＤ変換手段２２に対して、サンプリング開始を指示するサンプリングトリガ信号を出力する。このサンプリングトリガ信号は、前記光トリガ信号が出力された後で、かつ超音波トリガ信号が出力される前、より好ましくは被検体に実際にレーザ光が照射されるタイミングで出力される。そのためにサンプリングトリガ信号は、例えば制御手段３１がＱスイッチトリガ信号を出力するタイミングに同期して出力される。ＡＤ変換手段２２は上記サンプリングトリガ信号を受けると、プローブ７０が出力して受信回路２１が受信した音響波検出信号のサンプリングを開始する。
【００５４】
制御手段３１は、光トリガ信号を出力した後、音響波の検出を終了するタイミングで超音波トリガ信号を出力する。このとき、ＡＤ変換手段２２は音響波検出信号のサンプリングを中断せず、サンプリングを継続して実施する。言い換えれば、制御手段３１は、ＡＤ変換手段２２が音響波検出信号のサンプリングを継続している状態で、超音波トリガ信号を出力する。超音波トリガ信号に応答してプローブ７０が超音波送信を行うことで、プローブ７０の検出対象は、音響波から反射超音波に変わる。ＡＤ変換手段２２は、検出された超音波検出信号のサンプリングを継続することで、音響波検出信号と超音波検出信号とを連続的にサンプリングする。
【００５５】
ＡＤ変換手段２２は、サンプリングして得られた光音響データおよび超音波データを、共通の受信メモリ２３に格納する。受信メモリ２３に格納されたサンプリングデータは、ある時点までは光音響データであり、ある時点からは超音波データとなる。データ分離手段２４は、受信メモリ２３に格納された光音響データと超音波データとを分離し、光音響データを光音響画像再構成手段２５に入力し、超音波データを超音波画像再構成手段４０に入力する。
【００５６】
以下、超音波画像および光音響画像の生成、表示について説明する。超音波画像再構成手段４０は、プローブ７０が有する複数の超音波振動子毎のデータとなっている上記超音波データを加算して、１ライン分の超音波断層画像データを生成する。検波・対数変換手段４１はこの超音波断層画像データの包絡線を生成し、次いでその包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げた後、このデータを超音波画像構築手段４２に入力する。超音波画像構築手段４２は、検波・対数変換手段４１が出力した各ラインのデータに基づいて超音波断層画像（超音波エコー画像）を生成する。すなわちこの超音波画像構築手段４２は、例えば前述した超音波検出信号のピーク部分の時間軸方向の位置が、断層画像における深さ方向の位置に変換されるようにして超音波断層画像を生成する。
【００５７】
以上の処理は、プローブ７０の走査移動に伴って逐次なされ、それにより、被検体の走査方向に亘る複数箇所に関する超音波断層画像が生成される。そしてこれらの超音波断層画像を担持する画像データは、画像合成手段４３に入力される。なお、超音波断層画像のみを単独で表示したい場合は、超音波断層画像を担持する上記画像データが画像合成手段４３を素通りさせて画像表示手段１４に送られ、この画像表示手段１４に超音波断層画像が表示される。
【００５８】
次に、光音響画像の生成および表示について説明する。光音響画像再構成手段２５には、データ分離手段２４において超音波データと分離された光音響データ、例えば血管に吸収される波長のパルスレーザ光を被検体に照射して得られた光音響データが入力される。光音響画像再構成手段２５は、プローブ７０が有する複数の超音波振動子毎のデータとなっている上記光音響データを加算して、１ライン分の光音響画像データを生成する。検波・対数変換手段２６はこの光音響画像データの包絡線を生成し、次いでその包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げた後、このデータを光音響画像構築手段２７に入力する。光音響画像構築手段２７は、各ライン毎の光音響画像データに基づいて光音響画像を生成する。すなわちこの光音響画像構築手段２７は、例えば光音響画像データのピーク部分の時間軸方向の位置が、断層画像における深さ方向の位置に変換されるようにして光音響画像を生成する。
【００５９】
以上の処理は、プローブ７０の走査移動に伴って逐次なされ、それにより、被検体の走査方向に亘る複数箇所に関する光音響画像が生成される。そしてこれらの光音響画像を担持する画像データは画像合成手段４３に入力され、そこで前述の超音波断層画像を担持する画像データと合成され、合成されたデータが担持する画像が画像表示手段１４に表示される。この合成されたデータに基づいて表示される画像は、超音波断層画像内に、光音響画像である血管画像が示されたものとなる。なお、この血管画像は所定の色で着色して、他の部分と明確に区別されるようにしてもよい。
【００６０】
次にプローブ７０について、図１を参照して詳しく説明する。ここに示される通りプローブ７０は、被検体に照射されるレーザ光を出射する光照射部を構成する２つの導光体７１、７１と、上記レーザ光の照射を受けることにより被検体から発せられた音響波を検出する音響波検出部として機能する複数の超音波振動子７２とを有している。なおこれらの超音波振動子７２は、超音波画像エコーを取得するために超音波を発生し、また被検体で反射したその超音波を検出するためにも機能することは先に述べた通りである。
【００６１】
複数の超音波振動子７２は、図１において紙面と直角な方向（図２における左右方向であり、これを検出部並設方向という）に並べて配設され、概略直方体状の基盤部７３の下端に取り付けられている。上記検出部並設方向は、プローブ使用の際に被検体に対向するプローブ軸Ｃ、つまり基盤部７３の中心を延びる軸に直交する方向である。
【００６２】
一方導光体７１は、互いに平行な２つの側面７１ａ、７１ａと、レーザ光を入射させる光入射端面７１ｂと、間に上記側面７１ａ、７１ａを置いて光入射端面７１ｂと向い合い上記レーザ光を出射させる光出射端面７１ｃとを有して概略平行平板状に形成されている。そして２つの導光体７１の各々は、プローブ軸Ｃに対して２つの側面７１ａの一方がより近くて他方がより遠くになり、プローブ軸Ｃに対して光出射端面７１ｃがより近くて光入射端面７１ｂがより遠くになり、また光出射端面７１ｃが上記検出部並設方向に沿って延びる状態に傾けて配置されている。
【００６３】
ここで、導光体７１の光出射端面７１ｃは、プローブ軸Ｃに近い方の側面７１ａと角度α［°］をなすように斜めに形成されている。この場合の角度αは、導光体７１の屈折率をｎ1とし、導光体周囲の媒質の屈折率をｎ2としたとき、
９０°−arcsin（ｎ2／ｎ1）＜α＜９０°
の関係を満足するように設定されている。なお、導光体７１は一般に後述の光学ガラス等から形成され、また導光体周囲の媒質は一般に空気や、屈折率については水と同等と考えられる生体組織であるので、通常はｎ2＜ｎ1である。
【００６４】
以下、上記関係を満足することにより得られる作用について、図３を参照して説明する。導光体７１の光入射端面７１ｂには例えば複数の光ファイバが光学的に結合されて、それらの光ファイバを伝搬した後のレーザ光が導光体７１に導入される。このレーザ光は導光体７１内で全反射を繰り返しながら伝搬し、光入射端面７１から被検体に向けて出射する。
【００６５】
上述のように光ファイバを介して光が導光体７１に導入される場合は、導光体７１の光入射端面７１ｂに対して基本的に全部の光が斜め入射するので、導光体７１内をその側面７１ａと平行に進行する光はほとんど存在しない。しかしここでは図１および図３に示すように、そのように進行するレーザ光ＬＢが存在すると仮定し、そのレーザ光ＬＢが光出射端面７１ｃからプローブ内側に向けて屈折するように条件を定める。
【００６６】
つまり、そのようにすれば、光出射端面７１ｃから拡がりながら出射する光束（図１のハッチング部であり、これは光出射端面７１ｃからまちまちの角度で出射する光の集合である）が、全体的にプローブ内側に向かって屈折することになる。そうであれば、超音波振動子７２の真下の所定領域を光束で照射したい場合、図４に示すように光出射端面７１ｃが斜めに形成されていない通常の導光体７１′で照射する場合と比べて、導光体７１の傾斜角β2をより小さく設定でき、ひいては導光体７１の外端位置に左右されるプローブ７０の横幅をより小さくすることが可能になる。
【００６７】
ここで、上記のように進行するレーザ光ＬＢを光出射端面７１ｃからプローブ内側に向けて屈折させるには、角度αを鋭角とする、つまりα＜９０°とすればよい。他方、上記のように進行するレーザ光ＬＢが光出射端面７１ｃと周囲媒質との界面で全反射しないようにするためには、レーザ光ＬＢの光出射端面７１ｃへの入射角θＡが臨界角よりも小さいという条件を満足する必要がある。入射角θＡ＝９０°−αであり、また臨界角＝arcsin（ｎ2／ｎ1）であるから、この条件は９０°−α＜arcsin（ｎ2／ｎ1）であり、すなわち９０°−arcsin（ｎ2／ｎ1）＜αとなる。
【００６８】
以上より、９０°−arcsin（ｎ2／ｎ1）＜α＜９０°なる条件が満足されていれば、光出射端面７１ｃから出射する光量を十分に確保した上で、プローブ７０の横幅を、光出射端面が斜めに形成されていない導光体を用いる場合と比べてより小さくすることが可能になる。
【００６９】
次に、導光体７１内をその側面７１aと平行に進行するレーザ光ＬＢを、プローブ軸Ｃに直交する面Ｐに対して所望の入射角で入射させる場合の条件について、図３を参照して説明する。なお、ここでは図１および図３中の右側の導光体７１について説明するが、左側の導光体７１に関しても全く同じことが言える。
【００７０】
まずこの場合も、導光体７１の屈折率ｎ1と、その周囲の媒質の屈折率ｎ2とに関しては、ｎ2＜ｎ1であるとする。また、上記所望の入射角をβ1とし、また、プローブ軸Ｃに対する導光体７１の傾斜角をβ2とする。
【００７１】
導光体７１内をその側面７１aと平行に進行したレーザ光ＬＢは、前述したように光出射端面７１ｃと周囲媒質との界面で屈折して該光出射端面７１ｃから出射する。このときのレーザ光ＬＢの上記界面に対する入射角、屈折角をそれぞれθＡ、θＢとすると、スネルの法則から、
【数３】
0005840070.tif 000003
【００７２】
である。
【００７３】
ここで、θＡ＝９０°−αである。また、入射角θＡと屈折角θＢとの差をθＯＵＴとすると、θＯＵＴ＝β1−β2であるので、θＢ＝θＡ＋θＯＵＴ＝（９０°−α）＋β1−β2となる。以上のθＡおよびθＢを上記（数３）式に代入すると、前述した（数２）式となる。すなわち、（数２）式が満足されていれば、導光体７１内をその側面７１aと平行に進行した後に光出射端面７１ｃから出射したレーザ光ＬＢは、プローブ軸Ｃに直交する面Ｐに対して所望の入射角β1で入射するようになる。
【００７４】
先に述べた通り、導光体７１に光ファイバから光を導入する場合、導光体７１内をその側面７１aと平行に進行する光はほとんど存在しない。しかし、このような光を想定して上記（数２）式が満足されるようにすれば、図１に示すように導光体７１の光出射端面７１ｃから拡がって出射する光束（ハッチング部分）が、そのほぼ中心が面Ｐに対して所望の入射角β1で入射するようになる。
【００７５】
なお、光出射端面７１ｃが斜めに形成されていなくて、導光体７１が完全な直方体状とされている場合は、上述の状態を得ようとすると、図４に示すように、導光体７１のプローブ軸Ｃに対する傾斜角β2を入射角β1と等しく設定することになる。そのような場合と比べると、（数２）式が満足されている場合は、光出射端面７１ｃでの屈折がある分だけ、傾斜角β2をより小さく設定可能となる。
【００７６】
光出射端面７１ｃが斜めに形成されている場合とそうでない場合との、プローブ７０の全横幅の差は、ほぼ図３における寸法Ｗ1とＷ2との差の２倍になる。この差を２ΔＷとし、導光体７１の全長（厚さ方向中央部の全長とする）をＬとすると、
２ΔＷ＝２（Ｗ1−Ｗ2）＝２Ｌ（sinβ1−sinβ2）
となる。
【００７７】
なお、本発明においては、上記（数２）式を満足させることは必ずしも必要ではない。光音響画像を取得したい被検体の部位は、基本的に超音波振動子７２の真下に位置し、そしてその部位に最も良好に光が照射されることが望まれるが、所望の入射角β1が実現されていても、最も良好に光が照射される領域は、被検体の部位と超音波振動子７２との間の距離に応じて超音波振動子７２の真下に存在したり、それ以外の位置に存在したりする。このことから逆に考えれば、（数２）式が満足されていなくても、被検体の部位と超音波振動子７２との間の距離を調節することにより、超音波振動子７２の真下に位置する所望部位に最も良好に光を照射させることが可能になる。
【００７８】
次に、本実施形態のプローブ７０における角度αの好ましい値について説明する。導光体７１の材料に合成石英（屈折率ｎ1＝１．４５）を用いたものと、ＢＫ７ガラス（屈折率ｎ1＝１．５１）を用いたものについてそれぞれ、周囲媒質を水（生体）とした場合と、空気とした場合の合計４例について、個別に角度α、傾斜角β2を設定して、各例におけるプローブ小型化の効果を計算機によるシミュレーションで調べた。
【００７９】
なおここでは、上に説明した２ΔＷの値を、光出射端面７１ｃを斜めに形成しない場合と比較した小型化量、つまり横幅の減少量として定義する。また、このときの導光体長さＬは２５ｍｍ、その厚さは３ｍｍ、所望の入射角β1は３０°、光源から出射する光の拡がり角は１／ｅ2径で規定して９．２°（光束の中で、ピーク強度つまり光束中心の光強度に対して１／ｅ2の強度を有する部分の拡がり角で規定）とする。また本例では、使用光をナトリウムＤ線（波長＝５８９．３ｎｍ）として考察しているが、それ以外の光が使用される場合は、その使用光に対する屈折率ｎ1およびｎ2で考察すべきであることは勿論である。
【００８０】
その結果を表１に示す。これらの場合の角度αは、入射角θＡ＝（９０°−α）が臨界角θＣよりも０．１°だけ小さくなる値に設定してあり、このような条件下では、大きな小型化量２ΔＷが得られている。しかし、入射角θＡが臨界角θＣに近いほど、導光体７１の光出射端面７１ｃと周囲媒質との界面で全反射する光量が多くなるので、照射効率は低下する。
【表１】
0005840070.tif 000004
【００８１】
上記全反射の光量をより少なくするには、入射角θＡがより小となるように、角度αをより大きくすればよい。そこで、上述した４例について、上記全反射する光量が全入射光量の１０％となる場合の角度αを、さらにシミュレーションにより求めた。その結果を表２に示す。ここに示される通り小型化量２ΔＷは、表１の場合と比べて明らかに小さくなる、つまり小型化の効果が薄れるが、被検体を照射する光量を十分に確保する上では、この表２に示す程度の角度αとするのが好ましい。
【表２】
0005840070.tif 000005
【００８２】
なお、本実施形態における導光体７１は、複数の超音波振動子７２の並設方向に沿って光出射端面７１ｃが長く延びる形状のものであるが、そのように長い光出射端面を持たないで、全体として細い棒状に形成される導光体も使用可能である。本発明は、そのような棒状の導光体を備えてなる光音響計測装置用プローブに対しても同様に適用可能であり、その場合も光出射端面を斜めに形成することにより、先に述べたのと同じ効果を奏することができる。
【００８３】
また上述した導光体７１には、図５に示すように、その光入射端面７１ｂに被着する光吸収体７５設けておくのが望ましい。この光吸収体７５は、黒ゴムやカーボン等の光吸収性材料から形成され、光を導入する手段として前述の光ファイバ７６が設置される場合は、その光ファイバ７６を通過させる孔７５ａが設けられたものである。このような光吸収体７５を設けておくことにより、光出射端面７１ｃとその周囲媒質との界面で全反射した光が導光体７１内に戻った後、光入射端面７１ｂから外に漏れ出て、その漏れ光が被検体を不用意に照射したり、プローブ操作者の眼に入射したりすることを防止可能となる。なおこの図５において、図１〜４中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。
【００８４】
上述のような漏れ光による不具合を防止するための構成について、図６を参照してさらに説明する。この構成においては、導光体７１、基盤部７３および光ファイバ７６の部分を内部に収容するプローブ筐体７４が設けられている。そしてこのプローブ筐体７４の中には、一方の導光体７１の光入射端面７１ｂに近接対向する位置において、光センサ７７が設置されている。
【００８５】
この光センサ７７によれば、上述したようにして光入射端面７１ｂから導光体外に漏れ出た光を検出することができる。そして、このセンサ７７が漏れ光を検出した際には、前述したレーザ光源ユニット１３等の光源の出力を低下させるようにすれば、強い漏れ光によって上述のような不具合が起きることを防止可能となる。
【００８６】
なお上記光センサ７７は、特にそれが比較的大きいものである場合は、図６に破線で示す辺りの位置に設置してもよい。その場合は、導光体７１を傾けて配設したことによりその上部に生じているスペースが、光センサ設置のために有効利用されることになる。
【００８７】
またさらに、同図に示すように、プローブ筐体７４に被検体との接触を検知する接触センサ７８を設けておき、この接触センサ７８の出力に応じてレーザ光源ユニット１３等の光源の出力を制御するようにしてもよい。すなわちこの場合は、光音響画像化装置１０の立ち上げ直後から、あるいはプローブ使用の前段階の操作が終了した時点で、光源から微弱な光を出力させておき、プローブ使用時に接触センサ７８が被検体へのプローブ接触を検知したときだけ、光源の出力を画像化に必要な所定値まで上昇させる。こうすることにより、プローブ使用の態勢が整っていない状態下で、強い光が不用意に被検体に照射されたり、プローブ操作者の眼に入射したりすることを防止できる。
【００８８】
なお被検体は、より均一な光強度で照射されることが望まれる。以下、そのような要求を満たすための構成について説明する。図７と図８はそれぞれ、導光体７１の光入射端面７１ｂに対する複数の光ファイバ７６の配置例を示すものである。これらの図に示すように同数の光ファイバ７６を光入射端面７１ｂに結合するのであれば、光ファイバ７６を図７に示すように単純に１列に配置するよりも、図８に示すように縦、横にグリッド状に配置して、全体として光ファイバ７６が千鳥状に（つまり隣接するファイバ列同士の間では、一方のファイバ列のファイバ間に他方のファイバ列のファイバが位置するように）配置する方が、光ファイバ７６から出射した光が導光体７１内でより均一化してから出射するようになる。
【００８９】
この図８の例では光ファイバ列が、導光体７１の厚さ方向（図中の上下方向）に２列並べて配置されているが、この数は２列に限られるものではなく、３列以上のファイバ列が配置されてもよい。
【００９０】
図８に示すように複数の光ファイバ７６を配置する場合の、好適なファイバ固定構造を図９および図１０に示す。図９はこの構造の側面形状を示しており、図１０は図９のＡ−Ａ線に沿った部分の平断面形状を示している。この構造は、左右側面にファイバを収める複数の縦溝８０ａが形成されたファイバ保持部材８０と、これらの縦溝８０ａに各々収められた光ファイバ７６の下端部を押さえる１対のファイバ押さえ部材８１と、これらのファイバ押さえ部材８１をファイバ保持部材８０に取り付ける４つのネジ８２と、ファイバ押さえ部材８１に連結されて光ファイバ７６の下端部よりもやや上の部分を揃えて保持すするファイバガイド部材８３とから形成されている。そして導光体７１はその上端面である光入射端面７１ｂが、各光ファイバ７６の下端面（光出射端面）から僅かに離れた状態にして、導光体保持部材８４により保持されている。
【００９１】
また、被検体を均一な光強度で光照射するためには、導光体７１の光入射端面７１ｂを図１１に示すように断面が凹面形状となるように形成しておくのも効果的である。すなわち、このような形状とすることにより、光ファイバ７６から導光体７１に入射する光Ｌｆは、図示のように光入射端面７１ｂにおいてより外側（側面７１ａ側）に屈折するようになる。そこで、導光体７１の側面７１ａと周囲媒質との界面で光が全反射する回数が増え、それにより、光出射端面７１ｃから出射する光の強度分布がより高度に均一化される。
【００９２】
次に、取得する光音響画像の高画質化を図った実施形態について、図１２を参照して説明する。この図１２に示すプローブは１対の導光体７１を備えており、これらの導光体７１も基本的に既述の導光体７１と同様に形成されている。これらの導光体７１には、複数の光ファイバ７６を介してレーザ光が導入される。そして一方の導光体７１に結合された複数の光ファイバ７６および、他方の導光体７１に結合された複数の光ファイバ７６の光入射端部は各々一群にまとめられ、その上流側つまりレーザ光源側には、各々シャッタ８６が設けられている。なおシャッタ８６としては、例えば液晶セルからなるものや、機械的シャッタ等を適用することができる。
【００９３】
前述したレーザ光源ユニット１３等のレーザ光源から発せられたレーザ光は、例えば分岐光導波路等からなる光分岐部８５に通されて２系統に分岐され、分岐された各レーザ光が上記シャッタ８６を介して一方の群の光ファイバ７６、他方の群の光ファイバ７６に入射するようになっている。なお、以上の構成をブロック図として示すと、図１３の通りとなる。
【００９４】
この構成により、被検体のある部位を画像化する場合、１対の導光体７１から出射するレーザ光がその部位に照射されるが、そのとき２つのシャッタ８６の開閉タイミングが制御されて、まず一方の導光体７１の上流側にあるシャッタ８６は閉じられ、そのとき他方の導光体７１の上流側にあるシャッタ８６は所定時間開かれる。この所定時間が経過すると、次は一方の導光体７１の上流側にあるシャッタ８６が所定時間開かれ、そのとき他方の導光体７１の上流側にあるシャッタ８６は閉じられる。以後は同じ操作が繰り返されることにより上記部位は、２つの導光体７１の一方側、他方側からと、互いに異なる２方向から順次択一的に光照射を受けることになる。
【００９５】
こうして、画像化する部位に互いに異なる２方向から光照射がなされるとき、前述した光音響データは、２つのシャッタ８６の開閉タイミングと同期して、光照射の方向毎にまとめて取り込まれる。そして光音響画像の構築に際しては、同一画素に関する光照射方向毎の２データが加算平均されて、その画素のデータとされる。この処理を行うことにより、構築される画像のＳ／Ｎが、理論上は通常の場合と比べて２倍に向上する。また、超音波振動子７２（図１参照）の真下部分以外、つまり異なる２方向から共に光照射を受けた部分以外で発生し得るアーチファクト信号を抑制することも可能になる。
【００９６】
なお、シャッタ８６の配置位置は本例のように光ファイバ７６の上流側とする他、図１４のブロック図に示すように光ファイバ７６と導光体７１との間や、さらには図１５に示すように導光体７１の下流側としてもよい。
【００９７】
次に、被検体の比較的浅い部位と深い部位のどちらも高画質で画像化できるようにした実施形態について、図１６〜図２２を参照して説明する。図１６に示すように導光体７１を斜め配置する場合は、導光体７１から出射したレーザ光Ｌｆの照射状態を斜線部で示す通り、超音波振動子７２の真下の比較的浅い部分（図中Ｔで示す部分）に光照射されない領域が生じるので、被検体の表面近傍部分に関しては光音響画像信号を取得できないことがある。それに対して、被検体の深部に関しては光音響画像信号を良好に取得可能となっている。
【００９８】
他方、導光体７１を垂直配置、つまりプローブ軸Ｃと平行であって、被検体の表面に対して垂直に対向するように配置する場合は、表面近傍部分での光吸収が多いため、被検体の深部に関しては微弱な光音響画像信号しか取得できないことが多い。それに対して、被検体の表面近傍部分に関しては光音響画像信号を良好に取得可能となっている。
【００９９】
本実施形態では、以上のことに対応するために、導光体７１を斜め配置する状態と、垂直配置する状態とを切り替え可能としている。すなわち本実施形態では、図１７と図１８に各々側面形状、平面形状を示すようにプローブ筐体９０を１対の導光体７１の並び方向に長くして導光体７１を斜め配置する状態と、図１９と図２０に各々側面形状、平面形状を示すようにプローブ筐体９０を上記方向に短くして導光体７１を垂直配置する状態とを任意に設定可能としている。
【０１００】
プローブ筐体９０は図１８と図２０に詳しく示す通り、断面コ字形の１対の側端部９１と、該側端部９１の折れ曲がり部分の終端にそれぞれ接続された可撓部９２と、この可撓部９２と可撓部９２との間を連絡する中央部９３とから構成されている。なお可撓部９２は、例えばゴム素材等から形成することができる。
【０１０１】
この構成においては、図１８に示すように上記側端部９１の折れ曲がり部分、可撓部９２および中央部９３が一線に延びる状態として、プローブ筐体９０の導光体並び方向サイズを大きくすることができる。そこでこの状態下では、導光体７１を斜め配置することが可能になる。被検体の深部を画像化しようとする場合は、この状態にして画像化することが好ましい。
【０１０２】
その一方、図２０に示すように１対の側端部９１を互いに近接させ、可撓部９２を撓ませて中央部９３を側端部９１の折れ曲がり部分よりも外側に位置させて、上記サイズを小さくすることができる。この状態下では、導光体７１を垂直配置して、プローブの小型化が実現される。被検体の表面近傍部分を画像化しようとする場合は、この状態にして画像化することが好ましい。
【０１０３】
図１７の状態下で得られた光音響画像と、図１９の状態下で得られた光音響画像とは互いに合成されて、被検体の表面近傍部分から深部までが共に表示されている画像が形成されることが望ましい。そのような合成画像は、診断性能が高いものとなる。具体的に数値例を挙げると、被検体の表面から深さ５ｍｍ程度までの領域に関しては図１９および２０の状態にして画像化を行い、それよりも深い領域に関しては図１７および１８の状態にして画像化を行うことが好ましい。
【０１０４】
ここで、導光体７１の設置角度を変更するための機構の例について、図２１および図２２を参照して説明する。なお図２１と図２２はこの機構の平面形状をそれぞれ、導光体７１が垂直配置された場合、導光体７１が斜め配置された場合について示すものである。図示されるようにこの機構は、１対のガイドレール９４、９４と、これらのガイドレール９４、９４に各々端部が組み付けられて図中左右方向に移動自在とされた導光体保持具９５と、図の紙面と直角な方向に延びるピン９６ａを備えて上記導光体保持具９５に固定されたピン固定部９６と、上記ピン９６ａと係合する長孔９７ａを有するアーム９７と、このアーム９７を固定した第１の平歯車９８ａと、この第１の平歯車９８ａに噛合した第２の平歯車９８ｂと、この第２の平歯車９８ｂを回転させるモータ９９とから構成されている。
【０１０５】
なお導光体７１は、図１７に示した斜め配置位置と図１９に示した垂直配置位置との間で揺動可能にして、図示外の導光体保持部材に保持されている。また導光体７１は、図示外の連結手段により、その上端に近い一部分が上記導光体保持具９５に連結されている。
【０１０６】
図２１に示す状態では、導光体保持具９５が図中の左端位置に設定され、それに連結した導光体７１が垂直配置状態とされている。この状態からモータ９９が駆動されて第２の平歯車９８ｂが所定回転角だけ時計方向に回転すると、第１の平歯車９８ａが反時計方向に回転し、アーム９７によりピン固定部９６が、つまりは導光体保持具９５が図中右方に押される。こうして導光体保持具９５が、第２の平歯車９８ｂの所定回転角に対応した長さだけ図中右方に移動すると、図２２の状態になる。導光体保持具９５がこの位置まで移動すると、それに連結している導光体７１の上端部が移動して該導光体７１が図１７に示すような斜め配置状態となる。
【０１０７】
以上の状態に設定された後、モータ９９が上記の場合とは逆方向に駆動されて、第２の平歯車９８ｂが所定回転角だけ反時計方向に回転すると、第１の平歯車９８ａが時計方向に回転し、アーム９７によりピン固定部９６が、つまりは導光体保持具９５が図中左方に引かれて、図２１の状態つまり導光体７１が垂直配置された状態に戻る。
【０１０８】
なお、ここでは導光体７１の斜め配置角度は一通りとしているが、斜め配置の角度を二通り以上設定できるように構成しても構わない。
【０１０９】
次に図２３を参照して、複数の光ファイバ７６および導光体７１を、互いに光学的に結合した状態で保持する構造の例について説明する。この図２３に示す保持構造は、互いの間に図示外の基盤部７３（図１参照）等を置く状態に配置される１対の導光体固定部材６１と、これらの導光体固定部材６１に各々ネジ止め等によって固定される断面略Ｌ字形の１対のファイバ保持部材６１と、このファイバ保持部材６１の外側面にネジ止め等によって固定されるファイバ押さえ部材６２、６３とからなるものである。
【０１１０】
導光体固定部材６１には、図示の位置において導光体７１が例えばエポキシ系接着剤等によって接着固定される。導光体７１を導波した光がそこから出射する際の出射角度は導光体７１の取付角度に依存し、この取付角度の精度が低いと照射光の強度分布が変化することもあるので、一般に、精度良く所定の取付角度を保って導光体７１を固定したいという要求がある。上記導光体固定部材６１を用いてそこに導光体７１を接着固定する場合は、上述の要求を容易に満たすことができる。
【０１１１】
また複数の光ファイバ７６は、断線等の不具合が生じる可能性があり、また適宜メンテナンス作業を施す必要もあるので、交換可能としておくことが望まれる。そこでこれらの光ファイバ７６は、終端部に近い部分をファイバ押さえ部材６３により、またそれよりもやや上の部分をファイバ押さえ部材６２によりファイバ保持部材６１に押し付け固定するようにしている。なお各光ファイバ７６は、例えば、その光出射端面となる終端面が、導光体７１の光入射端面７１ｂと微小間隔を置いて対向する状態にして固定される。
【０１１２】
ここで各ファイバ押さえ部材６２、６３の内面には、各々光ファイバ７６を収める溝（図示せず）等が形成されてもよい。またファイバ保持部材６１の外側面６１ａは、その面に沿って光ファイバ７６を例えば最小曲げ半径で湾曲させて保持できるように、なだらかな湾曲面としておくのが望ましい。
【０１１３】
以上のファイバ保持構造によれば、ファイバ保持部材６１にネジ止め固定されるファイバ押さえ部材６２、６３を外すことにより、上記メンテナンス作業等のために各光ファイバ７６を取り外すことが可能になる。
【０１１４】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光音響計測装置用プローブは上記実施形態のみに限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正および変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。また本発明の光音響計測装置用プローブは、以上説明した光音響画像化装置以外の光音響計測装置に対しても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０    光音響画像化装置
１２    超音波ユニット
１３    レーザ光源ユニット
１４    画像表示手段
１５    導光手段
２１    受信回路
２２    ＡＤ変換手段
２３    受信メモリ
２４    データ分離手段
２５    光音響画像再構成手段
２６、４１    検波・対数変換手段
２７    光音響画像構築手段
３０    送信制御回路
３１    制御手段
３２    Ｑスイッチレーザ
３３    フラッシュランプ
４０    超音波画像再構成手段
４２    超音波画像構築手段
４３    画像合成手段
４４    演算手段
６１、８０    ファイバ保持部材
６２、６３、８１    ファイバ押さえ部材
７０    プローブ
７１    導光体
７１ａ  導光体の側面
７１ｂ  導光体の光入射端面
７１ｃ  導光体の光出射端面
７２    超音波振動子
７３    基盤部
７４、９０    プローブ筐体
７５    光吸収体
７６    光ファイバ
７７    光センサ
７８    接触センサ
８５    光分岐部
８６    シャッタ８６
９１    プローブ筐体の側端部
９２    プローブ筐体の可撓部
９３    プローブ筐体の中央部
９４    ガイドレール
９５    導光体保持具
９６    ピン固定部
９７    アーム
９８ａ、９８ｂ    平歯車
９９    モータ
Ｃ      プローブ軸
ＬＢ、Ｌｆ    レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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