(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に配置された第１の素子と第２の素子と、を含む素子グループを有するプローブであって、
前記被検体に音響波を送信することで前記被検体から発生する反射波を受信する場合に、前記第１の素子のみを用いて前記音響波の送信及び受信を行い、
前記被検体に光を照射することで前記被検体から発生する光音響波を受信する場合に、前記第１の素子、及び前記第２の素子を用いて前記光音響波の受信を行うように切り替える切り替え部をさらに有し、
前記第１の素子上には、前記第１の方向に曲率を有した音響レンズが配置され、
前記複数の第２の素子上には、前記音響レンズが配置されていないことを特徴とするプローブ。
【請求項２】
前記素子グループは、前記第１の方向に配置された、前記第１の素子と複数の前記第２の素子と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記第２の方向に、複数の前記素子グループが配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記第１の素子と前記複数の第２の素子は、各素子毎に、該素子からの信号を検出する検出回路に接続され、
同じ前記素子グループに属する、前記第１の素子が接続された検出回路からの出力信号と前記複数の第２の素子がそれぞれ接続された複数の検出回路からの出力信号とを整相加算する加算回路を有することを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
【請求項５】
前記反射波を受信する場合には、前記第１の素子が接続された検出回路からの出力信号を用い、
前記光音響波を受信する場合には、前記加算回路からの出力信号を用いることを特徴とする請求項４に記載のプローブ。
【請求項６】
前記素子グループ毎に、前記第１の素子が接続された検出回路からの出力信号と前記加算回路からの出力信号とを出力する兼用端子を有することを特徴とする請求項４または５に記載のプローブ。
【請求項７】
前記兼用端子から、前記第１の素子が接続された検出回路からの出力信号を出力するか、前記加算回路からの出力信号を出力するか、を選択するために用いられるスイッチ切替信号が入力される端子を有することを特徴とする請求項６に記載のプローブ。
【請求項８】
前記音響波を送信する場合に、高電圧の送信信号が入力されたことを検出する回路を有し、その検出結果を基にして、前記兼用端子から、前記第１の素子が接続された検出回路からの出力信号を出力するか、前記加算回路からの出力信号を出力するか、を選択する回路を有することを特徴とする請求項６に記載のプローブ。
【請求項９】
前記素子グループ毎に、前記検出回路からの出力信号を出力する端子と前記音響波を送信する場合に、高電圧の送信信号を入力する端子とを兼用する端子を有していることを特徴とする請求項４乃至８の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１０】
前記音響波を送信する場合に、高電圧の送信信号から、前記第１の素子が接続された検出回路を保護する保護回路を有していることを特徴としている請求項４乃至９の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１１】
前記第１の素子と前記第２の素子の少なくとも一方は、静電容量型トランスデューサであるセルを１以上有することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１２】
前記第１の素子と前記複数の第２の素子は、それぞれ、静電容量型トランスデューサであるセルを１以上有し、
前記第１の素子と前記複数の第２の素子が設けられた基板に、該基板を貫通する複数のビアと、前記第１の素子を配置した領域の前記基板の裏面に配置され前記複数のビアにそれぞれ接続された複数の電極と、が設けられ、
前記第１の素子と前記複数の第２の素子の各々は、前記ビアに接続された前記電極とを介して、前記検出回路に接続されていることを特徴とする請求項４乃至１０の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１３】
前記音響波を送信し、前記反射波を受信する場合の、前記第１の方向のスライス分解能と前記第２の方向の方位分解能がほぼ一致し、前記光音響波を受信する場合の前記スライス分解能と前記方位分解能がほぼ一致するように、
前記音響波を送信し、前記反射波を受信する場合と、前記光音響波を受信する場合の間で、前記第１の方向と交差する方向について、使用する前記素子グループを変化させることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１４】
前記素子グループは、単一の前記第１の素子と、複数の前記第２の素子と、を１組として有していることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１５】
前記素子グループは、前記第１の方向に、中央部に配置された前記第１の素子と、前記第１の素子の両側それぞれに配置された前記第２の素子と、を１組として有していることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１６】
前記素子グループは、前記第１の方向に、中央部に配置された単一の前記第１の素子と、前記第１の素子の両側それぞれに配置された複数の前記第２の素子と、を１組として有していることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１７】
前記第２の方向は、前記第１の方向と直交する方向であることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載のプローブ。
【請求項１８】
送受信面において、前記音響レンズが配置された領域の面積は、前記音響レンズが配置されていない領域の面積と略等しいことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のプローブ。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れか１項に記載のプローブと、
前記プローブからの信号を用いて前記被検体の情報を取得する取得部と、を有することを特徴とする情報取得装置。
【請求項２０】
前記プローブは、前記プローブから前記被検体に音響波を送信し、前記被検体から反射された音響波を受信し、さらに、前記被検体に光を照射することにより発生する音響波を受信することを特徴とする請求項１９に記載の情報取得装置。
【請求項２１】
前記被検体に光を照射する光源を有することを特徴とする請求項１９または２０に記載の情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波などの音響波の送受信と光音響効果による光音響波の受信が可能なプローブ、それを用いた被検体情報取得装置などに関する。以下、音響波は音波、超音波、光音響波などを含む用語として用いるが、超音波で代表することもある。
【背景技術】
【０００２】
被検体に超音波を印加（超音波の送信）し、被検体内の音響インピーダンスが異なる部位での超音波の反射波を検出（超音波の受信）することで、被検体の内部を観察できる。これは、パルスエコー法と呼ばれる。一方、被検体にパルス光を印加し、光音響効果により発生した超音波を受信することで、被検体内の血液中に含まれるグルコースやヘモグロビンの分布や濃度などを検出（受信）できる。これは、光音響イメージング法と呼ばれる（特許文献１参照）。パルスエコー法での超音波の送受信や光音響イメーシング法での光音響波の受信を行うための手段として、電気信号と振動を相互変換できる探触子と呼ばれるトランスデューサを用いることができる。探触子を備え、これを装置本体と接続することで、超音波信号の送受信を行うものを、プローブと呼ぶ。
【０００３】
図９−１乃至図９−３に、プローブの一例の模式図を示す。これらの図において、９００はプローブ、９０１は筐体、９０２は探触子、９０３は音響レンズ、９０４はケーブル、９０５はコネクタである。図９−１の外観模式図に示すように、超音波の入出力を行う探触子９０２（図９−３参照）の表面には音響レンズ９０３が配置され、音響レンズ９０３と探触子９０２の周りは筐体９０１で囲まれている。探触子９０２は、ケーブル９０４とコネクタ９０５を介してプローブ外部の装置と電気的に接続されて使用される。探触子９０２は、素子（エレメント）９１１とそれを保持する部材９２０で構成されたチップである。尚、本明細書中では、図中のＸ方向をエレベーション方向、Ｙ方向をアジマス方向と呼ぶ。
【０００４】
図９−２は、探触子９０２が有する素子（エレメント）９１１の配置を音響レンズ９０３側から見た図である。複数の長方形の素子９１１が、アジマス方向（Ｙ方向）に沿って並んだ配置になっている。図９−２のＡ−Ｂ断面を示す図９−３に示すように、探触子９０２が有する素子９１１上に、接着層９１０を介して、音響レンズ９０３が配置されている。ケーブル９０４には、細線同軸ケーブルを複数束ねたものが用いられ、素子９１１毎に外部の装置と電気的に接続できる。素子９１１にパルス状の電圧を印加することで、素子９１１から超音波を出力できる（超音波の送信）。また、超音波を受けた素子９１１から出力される信号を取り出すことで、超音波を検出できる（超音波の受信）。
【０００５】
音響レンズ９０３は曲率を有しているため、素子９１１を同位相で駆動させたとき、音響レンズ９０３表面から所定の距離において、送信した音圧が高くなる。同様に、所定の距離に配置された反射体で反射した超音波が音響レンズ９０３に入力したとき、素子９１１からの出力が最も大きくなる。音響レンズ９０３の存在により、Ｚ方向についてレンズから所定の距離範囲にある反射体のスライス分解能（図９−３のＸ方向についての分解能）が高くなり、物体を識別する分解能が高くなる。尚、以下の説明では、通常のパルスエコー法において送受信される音響波を代表して超音波と呼び、光音響イメージング法によって発生する音響波を光音響波と呼ぶことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２８７９１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
パルスエコー法の送受信と光音響イメージング法の受信では、一般に、最適な探触子の仕様が異なる。そのため、同じ探触子でパルスエコー法の送受信と光音響イメージング法の受信を行った場合、それぞれに適した異なる探触子で信号を取得した場合に比べ、探触子が取得できる空間分解能（スライス分解能）が劣化してしまう。他方、パルスエコー法の送受信用の探触子と光音響イメージング法の受信用の探触子を、それぞれ別の探触子で構成した場合、それぞれに最適な仕様の探触子を用いることができ、スライス分解能の低下は発生しにくい。しかし、別の探触子を合計した容積が非常に大きくなったり、別の探触子による画像の位置ずれが発生したりすることがある。
【０００８】
本発明は、パルスエコー法の送受信と光音響イメージング法の受信の両方に兼用して用いることができるプローブなどの装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプローブは、次の特徴を有する。すなわち、第１の方向に配置された第１の素子と複数の第２の素子を１組とした素子グループを有し、前記第１の方向と交差する方向に、前記素子グループを複数配置したプローブである。前記第１の素子上には、前記第１の方向に曲率を有した音響レンズが配置され、音響波を被検体に向けて送信し、被検体からの反射波を受信する方法による送受信の際には、前記第１の素子のみを用いて送受信を行い、光音響波の受信の際には、前記第１の素子と前記複数の第２の素子を１組とした前記素子グループ全体を用いて受信を行うように構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、パルスエコー法の送受信と光音響イメージング法の受信の両方を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１−１】第１の実施形態に係わるプローブを説明する模式図。
【図１−２】第１の実施形態に係わるプローブを説明する斜視図。
【図１−３】第１の実施形態に係わるプローブを説明する断面図。
【図２】第１の実施形態に係わるプローブの内部を説明する図。
【図３−１】第２の実施形態に係わるプローブの内部を説明する図。
【図３−２】第２の実施形態に係わるプローブの他の形態例の内部を説明する図。
【図４−１】第３の実施形態に係わるプローブの内部を説明する図。
【図４−２】第３の実施形態に係わるプローブの他の形態例の内部を説明する図。
【図５−１】第４の実施形態に係わるプローブの内部を説明する図。
【図５−２】第４の実施形態に係わるプローブの他の形態例の内部を説明する図。
【図６−１】第５の実施形態に係わるプローブのトランスデューサを説明する図。
【図６−２】第５の実施形態に係わるプローブの素子の配線を説明する正面図。
【図６−３】第５の実施形態に係わるプローブの素子の配線を説明する裏面図。
【図６−４】第５の実施形態に係わるプローブの素子の配線を説明する断面図。
【図７】第６の実施形態に係わる情報取得装置を説明する図。
【図８】第７の実施形態に係わるプローブの内部を説明する図。
【図９−１】従来の超音波プローブを説明する模式図。
【図９−２】従来の超音波プローブを説明する斜視図。
【図９−３】従来の超音波プローブを説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明では、例えば、プローブの第１の方向（エレベーション方向）に複数の素子（素子グループ）が配置されており、中央部の第１の素子（典型的には単数）上にのみ、第１の方向に曲率を有する音響レンズが配置される。ここでは、超音波の送受信において、音響レンズを介して、音響レンズの下部に配置された第１の素子により送受信を行うことができる。一方、光音響波の受信では、音響レンズがない領域に配置した複数の第２の素子からの受信信号を整相加算（複数の受信信号の位相を調整して加算すること）した信号に、音響レンズの下部に配置された素子からの出力を加算することを行う。素子グループは、前記第１の方向と交差する方向（典型的には直交する方向）に、複数配置される。複数の第２の素子上には、例えば、音響レンズと同じ材料の第１の方向に曲率を有さない部分が配置されている。こうした構成において、パルスエコー法による送受信時には、第１の素子のみを用い、光音響波の受信時には、第１の素子と複数の第２の素子からなる第１の方向の素子グループ全体を用いることができる。
【００１３】
音響レンズは、例えば、上記の如きシリンドリカルレンズであるが、シリンドリカルレンズをフレネルレンズで構成したものや、シリンドリカルレンズであって長辺方向にも少し曲率を持ったレンズなど、その他の形態のレンズも使用することができる。音響レンズは典型的には中央部に配置されるが、端部に配置されることも、場合によっては、可能である。音響レンズが端部に配置される場合、該端部に対応する位置に配される素子は分割されておらず、中央部の素子が分割されている必要がある。プローブに対して傾いた音軸（ＸＹ平面に垂直な方向であるＺ軸から傾いた音軸）を持たせる場合には、例えば、音響レンズがある領域と音響レンズがない領域という左右の２領域のみであったりする。また、音響レンズがある領域と音響レンズがない領域を含む複数の領域が、中心線を挟んで非対称に配置されていたりする。各素子はセルないし振動子を１以上有するが、その構成において、セルの構造、セルの配置密度、数、配置パターンなどが、同じであってもよいし、互いに違っていてもよい。また、第２の素子上に、音響レンズと同じ材料の部分が配置されないこともあり得るが、その場合、安全性の観点から、何らかの保護膜をつけることが好ましい。この同じ材料の部分に、前記音響レンズと異なる曲率を持たせることも可能である。
【００１４】
すなわち、上記変形ないし変更は、パルスエコー法と光音響イメージング法での音響波や光音響波の検出特性の劣化が少なく且つ両方のスライス分解能を近くすることができるような構成であれば良い。以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００１５】
以下、図面を用いて、本発明のプローブ等の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１−１乃至図１−３は、本実施形態のプローブを示す図である。これらの図において、１００はエレベーション方向（Ｘ方向、第１の方向）に配置された複数の素子を含む素子グループ、１０１は音響レンズ、１０２は第１の素子、１０３は第２の素子、１０４は樹脂である。また、５００はプローブ、５０１は筐体、５０２は探触子、５０３は超音波や光音響波の送受信面、５０４はケーブル、５０５はコネクタ、５１０は接着層である。探触子５０２は、第１の素子１０２、第２の素子１０３とそれらを保持する部材５２０で構成されたチップである。
【００１６】
本実施形態のプローブの外観模式図である図１−１において、プローブ５００の探触子５０２の表面は、Ｙ方向に伸びた３つの長方形の領域Ｐ、Ｓ、Ｑに分けられる。中央部の領域Ｓには、Ｘ方向に曲率を有した音響レンズ１０１が配置され、その両側の領域Ｐ、Ｑには音響レンズが配置されていない。ここでは、領域Ｐ、Ｑには、音響レンズ１０１と同じ材料で構成され表面が平らな樹脂１０４が保護層として配置されている。音響レンズ１０１と樹脂１０４からなる送受信面５０３の周りは筐体５０１で囲まれている。断面図である図１−３に示すように、音響レンズ１０１と樹脂１０４の下には、接着層５１０を介して、探触子５０２が配置されている。
【００１７】
前述した様に、特別な場合を除いて、ＸＹ平面に垂直な方向にあるＺ軸を音軸と呼ぶ。また、Ｘ方向に配置された複数の反射体について検出できる最小の間隔をスライス分解能と呼び、Ｙ方向に配置された複数の反射体について検出できる最小の間隔を方位分解能と呼ぶ。方向Ｘがエレベーション方向、方向Ｙがアジマス方向である。本実施形態では、エレベーション方向とアジマス方向は直交する。
【００１８】
図１−２は、プローブ５００が有する素子１０２、１０３の配置を送受信面５０３側から見た図である。図１−３は、図１−２のＡ−Ｂ断面図である。探触子５０２では、単一の第１の素子１０２と複数の第２の素子１０３が、Ｘ方向に一列に並んでいる。エレベーション方向に一列に並んでいる第１の素子１０２と複数の第２の素子１０３を合わせて、エレベーション方向の素子グループ１００と呼ぶ。ここでは、エレベーション方向の素子グループ１００が、アジマス方向に沿ってｍ個あるとして説明を行う。本実施形態を含む本発明は、パルスエコー法の送受信は第１の素子１０２を用いて行い、光音響イメージング法の受信は、エレベーション方向の素子グループ１００に含まれる第１の素子１０２と複数の第２の素子１０３すべてを用いて行うことが特徴である。
【００１９】
図１−３において、領域Ｓに配置された音響レンズ１０１の下部には、接着層５１０を介して、第１の素子１０２が配置されている。この第１の素子１０２のＸ方向の幅は、Ｘ方向に曲率を有している音響レンズ１０１の領域とほぼ同じである。一方、領域Ｐ、Ｑには、曲率を持たない樹脂１０４が配置されており、その下部には接着層５１０を介して、第２の素子１０３が複数配置されている。ここでは、１つの素子グループ１００内にある第２の素子１０３が、ｎ個あるとして説明を行う。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るプローブ５００内部の素子、回路、端子などを説明する模式図である。図２は、１つの素子グループ１００、回路２００、端子部３００を示している。図２において、２０１は保護回路、２０２は第１の検出回路、２１１は第２の検出回路、２１２は遅延回路、２１３は加算回路、３０１は送信パルス入力端子、３０２はパルスエコー信号の出力端子、３０３は光音響波信号の出力端子である。また、４０１は送信パルス、４０２は第１の素子１０２からの信号、４０３はパルスエコー信号、４０４は光音響波の受信信号、４０５は光音響波受信の遅延印加信号、４０６はパルスエコー受信の遅延加算信号、４０７は光音響波信号である。
【００２１】
第１の素子１０２と複数の第２の素子１０３は、それぞれ電気的に分離され、回路２００に接続されている。回路２００は、外部の装置と信号をやり取りする端子部３００を備え、端子部３００内のそれぞれの端子３０１、３０２、３０３は互いに電気的に分離されてケーブル５０４に電気的に接続されている。ケーブル５０４は、細線同軸ケーブルを複数束ねたものが用いられ、ケーブル５０４の先に接続されたコネクタ５０５を介して、外部の装置と接続できる。以下、図２を用いて、本実施形態のプローブ５００内部の動作について説明する。
【００２２】
まず、パルスエコー法での動作について説明する。第１の素子１０２は、送信パルス入力端子３０１に電気的に接続されている。送信パルス入力端子３０１には、外部に接続した装置から、送信の駆動パルス４０１（数十ボルトから数百ボルトの高電圧の送信信号）が入力され、素子１０２に直接印加できる。合わせて、第１の素子１０２には、保護回路２０１が接続され、端子３０１に印加された高電圧の送信パルスが保護回路２０１の先に印加されないようになっている。そのため、保護回路２０１の先に接続された第１の検出回路２０２が高電圧の送信パルスにより破壊されることを防いでいる。
【００２３】
保護回路２０１は、第１の素子１０２から出力される微小な信号は通過させることができ、第１の素子１０２が超音波や光音響波を受けたときに出力される第１の素子からの信号４０２は、保護回路２０１でブロックされることなく第１の検出回路２０２に伝わる。第１の検出回路２０２は、保護回路２０１を通過してきた第１の素子からの信号４０２を増幅し、パルスエコー信号４０３を時間波形としてパルスエコー信号の出力端子３０２に電圧出力する。このとき、送信パルス４０１の入力が、何らかの手段で検知され、その検知結果に基づき、パルスエコー信号の出力が取り出されるようになっている。
【００２４】
ここで、第１の素子１０２から超音波を送信したときの、一定強度以上となる音波の等高線を図２の曲線Ｕ１で表す。この曲線Ｕ１の幅は、もし音響レンズ１０１がない場合には非常に広くなり、全体的に音波の強度が小さくなる。一方、音響レンズ１０１があると、図２のようにＸ方向の幅は狭くなり、第１の素子１０２から送信した超音波の強度が音響レンズ１０１の正面の領域で高くなって音波が集束される。音響レンズ１０１を用いた場合、曲線Ｕ１の外側では急激に音波の強さが弱くなり、Ｘ方向に距離が離れると殆ど超音波が到達しなくなる。図２でのエレベーション方向（Ｘ方向）の曲線Ｕ１間の幅が最も狭くなる領域の送受信面５０３からの距離を焦点距離、その位置を焦点位置（フォーカス位置）と呼ぶ。
【００２５】
超音波を送信した領域に超音波の反射体が存在すると、送信した超音波はそこで反射する。反射体の大きさが十分小さければ、反射体のエレベーション方向（Ｘ方向）における前記音軸からの距離により、反射体にあたる超音波の大きさが変化する。具体的には、反射体が曲線Ｕ１の内側にある時は、反射体に強い超音波が照射され、大きく反射波が戻ってくる。一方、反射体が曲線Ｕ１の外側にあるときには、超音波は非常に弱くなるので、殆ど反射波は戻ってこない。また、反射した超音波は、音響レンズ１０１を通過して第１の素子１０２に戻ってくるため、送信時と同様に、曲線Ｕ１の内側にある反射体からの反射信号は感度が高く検出され、曲線Ｕ１の外側にある反射体からの反射信号は感度が弱くなる。
【００２６】
以上の２つの理由で、音響レンズ１０１があることで、反射体が存在するＸ方向の位置により、検出される信号は変化し、音響レンズ１０１に正対する領域にある反射体の信号のみを選択して検出することができる。パルスエコー法では、送信と受信で合わせて計２回、音響レンズ１０１を通過するので、信号処理の方法にもよるが、一般的にはスライス分解能は曲線Ｕ１の幅の半分程度になる。
【００２７】
一方、光音響イメージング法では、被検体の広い領域に一様に光を照射するため、音響波の発生する領域を十分小さくすることができない。発生した光音響波は、音響レンズ１０１を１度しか通過しないため、スライス分解能は曲線Ｕ１の幅と同程度になる。このため、パルスエコー法でのスライス分解能に比べて、光音響イメージング法でのスライス分解能が広くなってしまい、同じ被検体を測定した場合でも、異なる厚さの情報が得られることになる。
【００２８】
本実施形態では、光音響イメージング法でのスライス分解能を、パルスエコー法でのスライス分解能に近くするために、第１の素子１０２からの検出信号に加えて、複数の第２の素子１０３からの検出信号を用いて、検出を行う。以下、具体的に説明する。
【００２９】
第２の素子１０３には、素子毎に異なる第２の検出回路２１１が接続され、エレベーション方向の１つの素子グループ１００に対して、ｎ個の第２の検出回路２１１を備えている。第２の検出回路２１１は、第２の素子１０３が光音響波を受けたときに出力する信号を増幅し、光音響波の受信信号４０４を時間波形として電圧出力する。第２の検出回路２１１の出力端子には、それぞれ遅延回路２１２が接続されており、第２の検出回路２１１からのアナログの時間波形４０４を任意の時間だけ遅らせて、光音響波受信の遅延印加信号４０５として時間波形を出力する。接続されている第２の素子１０３のエレベーション方向（Ｘ方向）での中心の素子からの距離Ｘ１と焦点距離Ｚ１により、各遅延回路２０５での遅延時間はそれぞれ異なるものに設定される。具体的には、各遅延時間は、音速Ｖを用いて、遅延時間Ｄ＝（（Ｚ１２＋Ｘ１２）０．５−Ｚ１）／Ｖにできるだけ近い値になるように設定される。
【００３０】
このとき、第１の検出回路２０２からの検出信号４０３は、第１の検出回路２０２に接続された遅延回路２１２により、遅延加算信号４０６として出力され、加算回路２１３に入力される。そして、第２の検出回路２１１に接続された各遅延回路２１２からの複数の波形出力信号（遅延印加信号）４０５は、加算回路２１３内において、エレベーション方向の素子グループ毎に加算される。こうして、光音響検出信号の出力端子３０３に光音響波信号４０７として時間波形信号が出力される。このとき、光の照射、光音響イメージングの開始、送信パルスの未入力などが、何らかの手段で検知され、その検知結果に基づき、光音響波信号の出力が取り出されるようになっている。
【００３１】
第２の検出回路２１１に接続された各遅延回路２１２での遅延時間は、音響レンズ１０１の焦点位置と同じ位置から信号が来た際に、位相差が無くなるように設定されていることが特徴である。そのため、第１の検出回路２０２からの波形出力の遅延加算信号４０６と、第２の検出回路２１１に接続された各遅延回路２１２からの複数の波形出力の遅延印加信号４０５を加算することで、次の効果が得られる。即ち、エレベーション方向の素子グループの幅（ＰとＳとＱを足した幅）と同じ開口面積の音響レンズを配置したのと同じ効果（例えば、図２の曲線Ｕ２の音圧分布）を得ることができる。焦点距離の位置でのスライス分解能は、（深さ×波長）／開口面積（プローブ表面からの垂直方向の距離が深さである）となるため、Ｓの幅の音響レンズを用いた時の受信のみのスライス分解能（Ｗ１）に比べてスライス分解能をＷ２に向上させることができる。このスライス分解能は、音響レンズ１０１に正対する領域では一様に向上し、光音響イメージング法でのスライス分解能を、パルスエコー法の信号検出時と同じ値に近づけることができる。そのために、スライス分解能Ｗ２をＷ１の２倍程度に設定することが望ましい。
なお、領域Ｓの面積（送受信面５０３における音響レンズ１０１が配置された領域の面積）が、領域Ｐの面積と領域Ｑの面積の和（送受信面５０３における音響レンズ１０１が配置されていない領域の面積）と略等しいことが好ましい。これにより、スライス分解能は、Ｘ方向の素子全体の幅（一般的に、開口幅と呼ぶ）により決まるので、送受信時のスライス分解能と、光音響波受信時のスライス分解能をほぼ一致させることができる。領域Ｓの面積が、領域Ｐの面積と領域Ｑの面積の和とほぼ等しいとは、領域Ｓの面積が、領域Ｐの面積と領域Ｑの面積の和の０．８倍以上１．２倍以下あることをいう。このように、領域Ｓの面積、領域Ｐの面積、領域Ｑの面積は、送受信時のスライス分解能と、光音響波受信時のスライス分解能とがほぼ一致するようにする関係を満たすことが好ましい。
【００３２】
ここで、スライス分解能を向上させる別の方法（比較例）について考える。この別の方法としては、音響レンズの開口を単純に広げる方法がある。一般に、探触子に用いられている音響レンズは、超音波や光音響波が通過する際に強度が減衰する。そのため、同じ曲率で音響レンズの開口を広げると、音響レンズの厚さを全体的に厚くすることになり、スライス分解能は向上するが信号強度自体が低下してしまう。一方、上記探触子の構成を用いると、音響レンズの厚さを厚くする必要がないので、音響レンズ内での減衰が増加せず、素子に到達する光音響波の強度劣化を殆ど発生させず、光音響イメージング法でのスライス分解能を向上させられる。
【００３３】
本実施形態の探触子のトランスデューサには、圧電素子（ＰＺＴ）や高分子膜（ＰＶＤＦ）などの、超音波受信時に、受信した超音波に対応した電圧信号を出力するものを用いることができる。また、探触子から出力された微小な電圧信号の検出回路２０２、２１１には、電圧増幅型のプリアンプ（電圧増幅回路）を用いることができる。本実施形態の遅延回路２１２には、インダクタやコンデンサを用いたアナログ的なＬＣ遅延回路、多段の電荷結合素子を用いたＣＣＤ遅延回路、ＡＤコンバータとデジタル信号処理回路とＤＡコンバータを用いたデジタル遅延回路などを用いることができる。
【００３４】
本実施形態によると、音響レンズ内での減衰が増加せず、素子に到達する光音響波の強度劣化を殆ど発生させず、光音響イメージング法でのスライス分解能を向上させることができる。そのため、パルスエコー法と光音響イメージング法での超音波や光音響波の検出特性の劣化が少なく、且つ両方のスライス分解能が近い探触子ないしプローブを提供できる。また、本実施形態の探触子は、パルスエコー法では、一般的な探触子と同じように使用することができる。よって、光音響イメージング法では素子グループ１００毎に処理された検出信号が出力されることと相俟って、汎用の被検体情報取得装置が大幅な変更の必要なく使用できる。加えて、パルスエコー法と光音響イメージング法において同じ素子を用いて信号を取得する。そのため、パルスエコー法と光音響イメージング法で同じ被検体の信号を取得した際、該被検体に対してそれぞれの信号情報の相対的な位置ずれの発生が抑えられるため、高い情報量を収集できる。
【００３５】
（第２の実施形態）
本実施形態では、超音波の検出で用いる出力端子３０２と光音響波の検出で用いる出力端子３０３を１つの端子３０４で兼ねていることが、第１の実施形態とは異なる。それ以外は、第１の実施形態と同じである。
【００３６】
図３−１及び図３−２は、本実施形態に係るプローブ５００内部の素子と回路、端子を説明する模式図である。本実施形態の第１の形態例を示す図３−１において、２０８は第１のスイッチ、２０７は第２のスイッチ、３０４は信号出力兼用端子、３１０はスイッチ切替信号端子、４１０はスイッチ切替信号である。第１の形態例では、第１の実施形態でのパルスエコー信号の出力端子３０２と光音響波信号の出力端子３０３の代わりに、信号出力兼用端子３０４を備えている。
【００３７】
第１の形態例を示す図３−１では、第１の検出回路２０２に接続された遅延回路２１２と加算回路２１３の間に、第１のスイッチ２０８が配置されている。また、第２の検出回路２１１に接続された遅延回路２１２と加算回路２１３の間には、第２のスイッチ２０７が備えられている。第１のスイッチ２０８と第２のスイッチ２０７は、スイッチ切替信号端子３１０からのスイッチ切替信号４１０により、切替が行われる。パルスエコー動作を行うとき、スイッチ切替信号４１０により、第１のスイッチ２０８は、第１の検出回路２０２と加算回路２１３間が直接接続されるように切り替えられる。他方、第２のスイッチ２０７は、配線間が非接続となり、第２の検出回路２１１に接続された遅延回路２１２から加算回路２１３へは信号が入力されなくなる。そのため、加算回路２１３には、第１の検出回路２０２からのパルスエコー信号４０３のみが入力され、他の信号と加算されることなく、パルスエコー信号４０３がそのまま信号出力４０８として信号出力兼用端子３０４に出力される。兼用端子は素子グループ毎に設けられている。
【００３８】
一方、光音響動作を行うとき、スイッチ切替信号４１０により、第１のスイッチ２０８は、第１の検出回路２０２に接続された遅延回路２１２と加算回路２１３間が直接接続されるように切り替えられる。第２のスイッチ２０７は、配線間が接続となり、第２の検出回路２１１に接続された遅延回路２１２から加算回路２１３へ信号が入力される。そのため、加算回路２１３では、第１の検出回路２０２による検出信号の遅延加算信号４０６と光音響波受信の遅延印加信号４０５が加算され、図２の光音響波信号４０７と同じ信号が、信号出力４０８として、信号出力兼用端子３０４に出力される。
【００３９】
本形態例のスイッチ２０７、２０８は、エレベーション方向の素子グループ１００につき第２の素子の数ｎと第１の素子の数１だけ備えており、エレベーション方向の素子グループをｍ個有したプローブ５００内では（ｎ＋１）×ｍ個を備えている。スイッチ２０７、２０８は、検出信号の通過をＯＮ、ＯＦＦさせる機能か、または２：１の配線を切り替えるマルチプレクサの機能があれば良いので、低電圧のアナログスイッチを用いて、容易に構成できる。
【００４０】
上記構成で、外部に接続した装置において、パルスエコー動作と光音響動作にそれぞれ合わせて信号を生成することで、スイッチ切替信号４１０を生成できる。また、超音波プローブ５００内のエレベーション方向の素子グループ１００すべてについて、同一のスイッチ切替信号を用いることができる。そのため、プローブ５００に入力する信号を１本増やすだけなので、外部の装置構成を殆ど変更することなく上記機能を実現できる。
【００４１】
本形態例に係るプローブ５００は、パルスエコー信号の出力端子３０２と光音響波信号の出力端子３０３を兼用にできるため、ケーブル５０４内の信号出力の配線数を（２×ｍ）本から、（ｍ＋１）本に減らすことができる。そのため、ケーブル５０４を細くできてケーブルの柔軟性が高くなる。こうして、パルスエコー法の送受信と光音響イメージング法の受信に兼用でき、操作性の良いプローブを提供できる。また、配線数が少なくなることにより、コネクタ５０５の大きさを小さくでき、プローブ５００を小型化できる。加えて、接続する装置が備える必要のある端子数も減らせるため、接続する先の装置の構成も簡略化できる。尚、本形態例では、スイッチ２０７、２０８を遅延回路２１２と加算回路２１３の間に配置したが、これに限らない。検出回路と遅延回路の間や、検出回路の前に配置する構成を取ることもできる。
【００４２】
本実施形態の別の形態例を、図３−２を用いて説明する。この別の形態例では、スイッチ２０９を備え、このスイッチが、信号出力兼用端子３０４に信号を入力する回路を、第１の検出回路２０２と加算回路２１３のどちらにするかを選択する。このスイッチ２０９は、エレベーション方向の素子グループ１００のＹ方向に配置された数であるｍだけ備えればよい。
【００４３】
スイッチ２０９は、端子３１０を介して入力されるスイッチ切替信号により、第１の検出回路２０２からのパルスエコー信号４０３と加算回路２１３からの光音響波信号４０７のどちらを信号出力兼用端子３０４に接続するか、を切り替える。端子３１０からのスイッチ切替信号により、パルスエコー法での信号取得時には、第１の検出回路２０２の出力（パルスエコー信号４０３）が信号出力兼用端子３０４に接続される。また、光音響イメージング法での信号取得時には、加算回路２１３の出力（光音響波信号４０７）が信号出力兼用端子３０４に接続される。
【００４４】
上記別の形態例を用いると、図３−１の構成に比べて、スイッチの数を（ｎ＋１）×ｍからｍ個に大幅に減らすことができるため、プローブ５００の構成を簡略化でき、小型にできる。
【００４５】
（第３の実施形態）
本実施形態では、エレベーション方向の素子グループ１００が有する信号の入出力端子が１つであることが特徴である。それ以外は、図３−１と図３−２を用いて説明した第２の実施形態と同じである。
【００４６】
図４−１及び図４−２は、本実施形態に係るプローブ５００内部の素子と回路、端子を説明する模式図である。第１の形態例を示す図４−１において、３０５は入出力兼用端子、２１０は送受信信号の選択手段である。本形態例では、入出力兼用端子３０５が、プローブ５００への送信パルス４０１の入力と、プローブ５００からのパルスエコー信号４０３の出力と、プローブ５００からの光音響波信号４０７の出力のための３つの端子を兼用している。入出力兼用端子３０５には、送受信信号の選択手段２１０が接続されており、この選択手段２１０は、第１の素子１０２と保護回路２０１に繋がった配線と、加算回路２１３に繋がった配線に接続されている。
【００４７】
入出力兼用端子３０５に送信パルス４０１が印加されたときには、その検出結果に基づき選択手段２１０は、第１の素子１０２と保護回路２０１に繋がった配線に送信パルス４０１を伝達する。その際、送受信信号の選択手段２１０は、加算回路２１３に繋がった配線には、送信パルス４０１を伝達しない。そのため、高電圧の送信パルス４０１により、加算回路２１３が破損することを防ぐことができる。選択手段２１０に、加算回路２１３を送信パルス４０１から保護する遮蔽手段がない場合には、加算回路２１３の出力段を、高電圧に耐性のある大きな素子を複数用いた構成にする必要があるため、回路２００全体が大きくなってしまう。本形態例では、こうしたことを回避している。
【００４８】
一方、入出力兼用端子３０５に送信パルス４０１が印加されていないときには、送受信信号の選択手段２１０は、加算回路２１３に繋がった配線からの信号（検出信号出力４０８）を入出力兼用端子３０５に伝達する。その際、選択手段２１０は、第１の素子１０２と保護回路２０１に繋がった配線には、検出信号出力４０８を伝達しない。これにより、出力信号が第１の検出回路１０２に再び印加されてしまい、信号が無限に増幅され、発振や検出信号の歪みを発生させてしまうことを防ぐことができる。送受信信号の選択手段２１０は、高電圧の送信パルス４０１の有無に応じて配線切替を行う高電圧に耐性のあるアナログスイッチなどを用いることで、容易に、それほど回路面積を増やすことなく実現できる。
【００４９】
以下、パルスエコー動作時と光音響動作時の信号について、説明する。パルスエコー動作時には、まず外部の装置よりコネクタ５０５、ケーブル５０４を介して、送信パルス４０１が入出力兼用端子３０５に印加される。送受信信号の選択手段２１０は、送信パルス４０１を第１の素子１０２に伝達するので、第１の素子１０２から超音波を送信することができる。その際、スイッチ切替信号４１０は、パルスエコー動作を表す信号となっているので、加算回路２１３からは、第１の素子１０２からの検出信号（パルスエコー信号４０３）が入出力兼用端子３０５に伝達される。
【００５０】
一方、光音響動作時には、スイッチ切替信号４１０は、光音響動作を表す信号となっており、加算回路２１３からは、第１の素子１０２と第２の素子１０３からの検出信号をそれぞれ適宜に遅延させた信号（光音響波信号）が入出力兼用端子３０５に伝達される。
【００５１】
本実施形態では、送受信信号の選択手段２１０を備えることにより、送信パルス４０１を入力する端子と、パルスエコー信号４０３と光音響波信号４０７を出力する端子を兼用することができる。そのため、ケーブル５０４内で送受信信号の伝達に使用する配線数をｍ本にでき、ケーブルをより柔軟にできる。よって、より操作性の良いプローブを提供することができる。
【００５２】
本実施形態では、送受信信号の選択手段２１０をエレベーション方向の素子グループ１００毎にｍ個追加するだけで良いので、回路全体の大きさを殆ど変えることがない。また、配線数がより少なくなることにより、コネクタ５０５の大きさをより小さくでき、プローブ５００をより小型化できる。加えて、接続する装置が備える必要のある端子数もより減らせるため、接続する先の装置の構成もより簡略化できる。プローブに接続する装置は、送受信端子を兼用としている構成のものが一般的であるので、本実施形態のプローブ５００を用いると、接続する装置側の送受信端子の構成を一般的な装置から変更する必要がない。そのため、汎用の装置にスイッチ切替信号４１０の生成手段を追加するだけで、使用することができる。
【００５３】
尚、図４−１で説明した形態例では、図３−１の回路構成を元に説明したが、これに限らない。図３−２の回路構成にも同様に適用することができる。つまり、図２において、２つの端子３０２、３０３を入出力兼用端子３０５とし、送受信信号の選択手段２１０を付加することで、図４−２の構成も同様に取ることができる。
【００５４】
（第４の実施形態）
本実施形態は、パルスエコー法の際に印加される送信パルスを検出する手段を有することを特徴とする。それ以外は、第３の実施形態と同じである。
【００５５】
図５−１及び図５−２は、本実施形態に係るプローブ５００内部の素子と回路、端子を説明する模式図である。図５−１において、２３１は送信パルス検出手段である。図５−１は、図３−１で説明したプローブを本実施形態に適用した形態を示す。送信パルス検出手段２３１は、送信パルス４０１が通過する配線上の経路に配置されている。送信パルス検出手段２３１は、印加されている電圧が、ある所定の電圧ＶＰを越えると、パルスエコー動作を表す信号をスイッチ切替信号４１０として出力する。ここで、ある所定の電圧は、一般的に１Ｖ〜５Ｖ程度に設定される。送信パルス検出手段２３１を備えていることにより、プローブ５００に送信パルス４０１が印加されたタイミングを検出することができる。すなわち、接続した装置からのスイッチ切替信号４１０が無くても、プローブ５００によりパルスエコー法で画像形成するための信号取得を行っていることを検出できる。
【００５６】
送信パルス検出手段２３１は、送信パルス４０１を検出してから一定期間は、パルスエコー動作を表す信号を出力し続ける。この期間は、送信した超音波が反射体により反射して戻ってくるまでの時間より長く設定され、具体的にはパルスエコー法により検出する被検体側の深さと、超音波の音速により設定される。送信パルスの検出手段２３１から出力されたスイッチ切替信号４１０は、スイッチ２０７、２０８に入力され、図３−１で説明したパルスエコー動作を行う。
【００５７】
送信パルス検出手段２３１は、送信パルス４０１が検出されて一定期間が経過後は、送信パルス４０１が検出されない限り、光音響動作を表す信号をスイッチ切替信号４１０として出力し続ける。従って、このとき、本実施形態のプローブ５００は、図３−１で説明した光音響動作を行う。
【００５８】
本実施形態の上記形態例を用いると、接続した装置からのスイッチ切替信号４１０が無くても、プローブ５００が、パルスエコー法で画像形成のための信号取得を行っていることを検出できる。そのため、接続した装置がスイッチ切替信号４１０を生成する必要がなく、装置に特別な制御信号の出力機能を付加する必要がない。
【００５９】
次に、本実施形態の別の形態を説明する。図５−２に、図４−１で説明したプローブを本実施形態に適用した形態を示す。図５−２では、送信パルス検出手段２３１を入出力兼用端子３０５と送受信信号の選択手段２１０間に備えていることが特徴である。
【００６０】
送信パルス検出手段２３１は、入出力兼用端子３０５から送信パルス４０１が入力されていない時は、加算回路２１３から出力されスイッチ（選択手段）２１０を経由して来た検出信号出力４０８を、そのまま入出力兼用端子３０５に伝達する。一方、入出力兼用端子３０５から送信パルス４０１が入力された際には、スイッチ切替信号４１０として、パルスエコー動作を表す信号を出力する。その他の動作は、図５−１を用いて説明したものと同じである。
【００６１】
本実施形態に係るプローブは、送信パルス検出手段２３１を備えているので、接続した装置からのスイッチ切替信号が要らない。更に、送受信信号の選択手段２１０を備えていることにより、送信パルス４０１を入力する端子とパルスエコー信号と光音響波信号を出力する端子を兼用して用いることができる。そのため、プローブと外部の装置を接続する信号線の数が、エレベーション方向の素子グループ１００の数であるｍ本のみで良いため、プローブケーブルの柔軟性を非常に高くできる。また、一般的なプローブと同様に素子毎に送受信配線を１本ずつ備えるだけで良いため、汎用的な超音波装置をそのまま用いることができる。
【００６２】
尚、本実施形態では、図３−１の回路構成を元に説明したが、これに限らない。図３−２の回路構成にも同様に用いることができる。すなわち、送信パルス検出手段２３１を、図３−２の送信パルス４０１が通過する配線経路に備えて、送信パルス検出手段２３１がスイッチ切替信号４１０によりスイッチ２０９を制御する構成にもできる。
【００６３】
（第５の実施形態）
本実施形態では、探触子の種類が異なる。それ以外は、第１から第４までの何れかの実施形態と同じである。
【００６４】
本実施形態では、探触子にＣＭＵＴを用いていることが特徴である。図６−１乃至図６−４は、本実施形態の探触子（ＣＭＵＴ）を説明するための模式図である。図６−１において、１０は基板、１１は振動膜、１２は第１の電極、１３は第２の電極、１４は支持部、１５は間隙（キャビティ）、２２は直流電圧発生手段、２１は送受信回路である。また、図６−２乃至図６−４において、３１は第３の貫通ビア、３２は第１の貫通ビア、３３は第２の貫通ビア、４０は接続用電極、５０はフレキシブルプリント配線、６０は電気接続部である。
【００６５】
超音波の送受信を行う目的で、静電容量型トランスデューサであるＣＭＵＴ（Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer）が提案されている。ＣＭＵＴは、半導体プロセスを応用したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）プロセスを用いて作製されたものである。ＣＭＵＴは、ピエゾのトランスデューサに比べて、送受信時の周波数の帯域が広く、信号の再現性が良いという特徴がある。図６−１に示すＣＭＵＴ（送受信素子）において、振動膜１１と間隙１５を挟んで対向した第１の電極１２と第２の電極１３を１組としてセルと呼ぶ。振動膜１１は、チップ（基板）１０上に形成された支持部１４により振動可能に支持されている。第２の電極１３には、直流電圧発生手段２２が接続され、所定の直流電圧Vaが印加されている。第１の電極１２は、送受信回路２１に接続されている。
【００６６】
一方、ＣＭＵＴの素子単位（エレメント）が有する複数のセル毎に、第１の電極１２同士は電気的に接続されている。この第１の電極１２は、エレメント毎にそれぞれ送受信回路２１に接続されている。第１の電極１２の電位は、送受信回路２１によりＧＮＤ電位付近の固定電位となっている。これにより、第１の電極１２と第２の電極１３間との間にVbias=Va-0Vの電位差を発生させている。Vaの値を調整することで、Vbiasの値が、ＣＭＵＴのセルが持つ機械特性により決まる所望の電位差（数十Ｖから数百Ｖ程度）と一致するようになっている。
【００６７】
送受信回路２１により、第１の電極１２に交流の駆動電圧を印加することで、第１と第２の電極間に交流の静電引力が発生し、振動膜１１を或る周波数で振動させて超音波を送信できる。また、振動膜１１が超音波を受け振動することにより、第１の電極１２に静電誘導により微小電流が発生し、送受信回路２１によりその電流値を測定することで、受信信号を取り出せる。
【００６８】
図６−２に、本実施形態の探触子（ＣＭＵＴ）５０２を、送受信面５０３側からプローブ５００内側の方向に見た模式図を示す。図６−４も参照することで分かる様に、第１の素子１０２は、第２の貫通ビア３２と第３の貫通ビア３３を１つずつ有している。第２の貫通ビア３２と第３の貫通ビア３３は、第１の素子１０２のエレベーション方向（Ｘ方向）の両端に配置されている。また、第２の素子１０３は、第１の貫通ビア３１を１つずつ有している。第１の貫通ビア３１は、第２の素子１０３の中心付近に配置されている。本実施形態では、第１の素子１０２の有する貫通ビア３２、３３を、素子１０２の両端に配置したことにより、接続用電極を配置する領域を確保することができる。
【００６９】
図６−３に、本実施形態の探触子（ＣＭＵＴ）５０２を、図６−２の裏側から見た模式図を示す。第１の素子１０２の領域の基板裏面中央に、接続用電極４０が配置されている。エレベーション方向の素子グループ１００の１組あたりの接続用電極４０は、第１の素子１０２に接続された電極が２つ、第２の素子１０３に接続された電極が（ｎ／２）個、それぞれ配置されている。
【００７０】
第２の素子の貫通ビア３１は、第１の素子１０２に近い順に両側左右１組で同じ電極４０に接続されている。プローブ正面に対して対称になるような音圧の強度分布を実現する際には、第１の素子１０２に近い順に左右１組で、第２の素子の検出信号に対して同じ位相差を付ければよい。また、ＣＭＵＴは電流出力の素子であるため、検出回路に入力される前に、電極間を接続することにより電流が加算されるので、このような構成にすることが可能である。こうして、第２の検出回路２１１や、第２の検出回路２１１に接続された遅延回路２１２（例えば図２を参照）をｎ（素子グループ１００の第２の素子の数）の半分の数にすることができ、回路面積を削減できる。
【００７１】
図６−４に、本実施形態の探触子（ＣＭＵＴ）５０２を図６−２のＡ−Ｂ断面で見た図を示す。第２の貫通ビア３２は、第１の素子１０２の第１の電極１２に接続されている。また、第１の素子１０２の有する第２の電極１３は、第３の貫通ビア３３に接続されており、直流電圧発生手段２２に接続されている。複数の第２の素子１０３の有する第２の電極１３は互いに電気的に接続されている（図６−４では不図示）。第１の電極１２は、第１の貫通ビア３１に接続されており、送受信回路２１に接続されている。
【００７２】
本実施形態では、探触子５０２と回路２００との接続に、フレキシブルプリント配線５０を用いている。フレキシブルプリント配線５０は、探触子５０２裏面の接続用電極４０と対応する電極パターンを有している。フレキシブルプリント配線５０と接続用電極４０間は、電気接続部６０により接続されている。電気接続部６０は、隣り合う接続用電極４０間を電気的に分離し、フレキシブルプリント配線５０と接続用電極４０間を電気的に接続できるものであれば如何なるものでもよい。例えば、異方性導電樹脂（ＡＣＦ、ＡＣＰ）、ハンダ、バンプ接合を用いて簡単に実現できる。
【００７３】
本実施形態を用いると、探触子５０２の中央部に回路２００との接続に必要な構成を配置できるので、回路２００との接続のために探触子５０２の周辺部にスペースを設ける必要がなくなる。また、ＣＭＵＴを用いているので、広い周波数範囲の信号を送受信することができ、被検体から多くの情報を取得することができる。こうして、送受信面５０３の周辺が小型で操作性が良く、情報取得量の多いプローブを提供することができる。
【００７４】
上記では、説明のために、第２の電極１３に直流電圧発生手段２２を、第１の電極１２を送受信回路２１に接続しているが、第１の電極１２に直流電圧発生手段２２を、第２の電極１３を送受信回路２１に接続した構成も同様に用い得る。その際、貫通ビア３３には第２の電極１３、貫通ビア３１には第１の電極１２を接続することが望ましい。
【００７５】
尚、第１から第６の実施形態に記載された検出回路、遅延回路、加算回路、スイッチは、集積回路により実現できる。集積回路により、各実施形態の回路を構成した場合は、回路面積を非常に小さくでき、小型で高機能なプローブを提供することができる。
【００７６】
（第７の実施形態）
本実施形態は、第１から第６の何れかの実施形態のプローブを被検体情報取得装置に用いたものである。図７に、本実施形態に係わる被検体情報取得装置の模式図を示す。図７において、６００は情報取得装置、６１０は光源、６０２は被検体、６０３はプローブ、６０４は被検体の情報を取得する取得部である画像情報生成装置、６０５は画像表示器である。また、７０３は発光指示信号、７０１は光、７０２は光音響信号による超音波、７０４は光音響信号（超音波受信信号）、７０５は再現画像情報である。
【００７７】
本実施形態の情報取得装置の動作を説明する。まず、パルスエコー（超音波送受信）動作時について説明する。プローブ６０３から、被検体６０２に向かって超音波７０６が出力（送信）される。被検体６０２の表面において、その界面での固有音響インピーダンスの差により超音波が反射する。反射した超音波７０７は、プローブ６０３で受信され、受信信号の大きさや形状、時間の情報が受信信号７０４として画像情報生成装置６０４に送られる。一方、送信超音波の大きさや形状、時間の情報は超音波送信信号７０８の情報として、画像情報生成装置６０４で記憶される。画像情報生成装置６０４では、超音波受信信号７０４と超音波送信信号７０８の情報を基に被検体６０２の画像信号を生成して、再現画像情報７０５として出力する。
【００７８】
光音響動作時には、まず、発光指示信号７０３に基づいて、光源６１０から光７０１（パルス光）を発生させることにより被検体６０２に光７０１を照射する。被検体６０２では光７０１の照射により光音響波（超音波）７０２が発生し、この超音波７０２をプローブ６０３で受信する。受信信号の大きさや形状、時間の情報が超音波受信信号７０４として画像情報生成装置６０４に送られる。一方、光源６１０で発生させた光７０１の大きさや形状、時間の情報（発光情報）が、光音響信号の画像情報生成装置６０４に記憶される。光音響信号の画像情報生成装置６０４では、超音波受信信号７０４と発光情報を基に被検体６０２の画像信号を生成して、光音響信号による再現画像情報７０５として出力する。
【００７９】
画像表示器６０５では、超音波送受信による再現画像情報と、光音響信号による再現画像情報の２つの情報を基に、被検体６０２を画像として表示する。
【００８０】
本実施形態に係るプローブは、パルスエコー法と光音響イメージング法でのそれぞれのスライス分解能が高いため、パルスエコー像と光音響像のスライス分解能がどちらも優れた画質を得ることができる。また、パルスエコー法と光音響イメージング法でのプローブを兼用できるため、それぞれの画像について位置ずれを少なくすることができる。
【００８１】
（第８の実施形態）
本実施形態は、アジマス方向（Ｙ軸）の電子フォーカスに特徴を有するプローブに関する。それ以外は、第１から第７の何れかの実施形態と同じである。
【００８２】
図８は、探触子５０２をＹＺ平面で見た断面の模式図である。図８では、第４の実施形態の図５−２の構成を元に説明する。図８では、エレベーション方向（Ｘ方向）の素子グループ１００とそれに対応する回路２００と入出力兼用端子３０５が、１列ごとに紙面上側から下側に並んでいる。また、送受信面５０３の表面は、Ｙ方向については曲面を有していない。
【００８３】
まず、電子フォーカスについて説明する。探触子５０２に接続した装置において、エレベーション方向の素子グループ１００毎に印加する送信パルスに所定の遅延を付することで、アジマス方向（Ｙ方向）にも音波の強度分布を付けることができる。同様に、受信信号を装置に取り込んだ後、所定の遅延を付けて加算することで、音波の検出感度にも強度分布を付けることができる。
【００８４】
本実施形態では、パルスエコー動作時の電子フォーカスの設定と光音響動作時の電子フォーカスの設定とを相対的に変えている。光音響動作時の電子フォーカスに用いる素子１００の数を、パルスエコー動作時の電子フォーカスに用いる素子１００の数より多くしていることが本実施形態の特徴である。パルスエコー動作時のエレベーション方向（Ｘ方向）の音波等高線Ｕ１の幅Ｗ１（図２参照）と、アジマス方向の音波等高線Ｕ３の幅Ｗ３がほぼ等しくなるように設定している。また、光音響動作時のエレベーション方向（Ｘ方向）の音波等高線Ｕ２の幅Ｗ２（図２参照）と、アジマス方向の音波等高線Ｕ４の幅Ｗ４がほぼ等しくなるように設定している。
【００８５】
これにより、パルスエコー動作時のエレベーション方向とアジマス方向のスライス分解能をほぼ一致させられると共に、光音響動作時のエレベーション方向とアジマス方向のスライス分解能をほぼ一致させることができる。そのため、本実施形態に係わるプローブによると、パルスエコー動作と光音響動作の分解能を、エレベーション方向とアジマス方向でほぼ一致させることができるため、解像度が方向によらずほぼ均一な画像を提供できる。
【符号の説明】
【００８６】
１００・・素子グループ、１０１・・音響レンズ、１０２・・第１の素子、１０３・・第２の素子、５００・・プローブ
【図１−１】
0006478570.tif 000002
【図１−２】
0006478570.tif 000003
【図１−３】
0006478570.tif 000004
【図２】
0006478570.tif 000005
【図３−１】
0006478570.tif 000006
【図３−２】
0006478570.tif 000007
【図４−１】
0006478570.tif 000008
【図４−２】
0006478570.tif 000009
【図５−１】
0006478570.tif 000010
【図５−２】
0006478570.tif 000011
【図６−１】
0006478570.tif 000012
【図６−２】
0006478570.tif 000013
【図６−３】
0006478570.tif 000014
【図６−４】
0006478570.tif 000015
【図７】
0006478570.tif 000016
【図８】
0006478570.tif 000017
【図９−１】
0006478570.tif 000018
【図９−２】
0006478570.tif 000019
【図９−３】
0006478570.tif 000020