(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記音響レンズが形成する焦点のサイズが、前記照射部から照射された光の前記被検体の表面における光照射領域よりも小さいものであり、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記光ファイバを支持する支持部をさらに有し、
前記支持部と前記側部とは一体化される、
測定装置。
【請求項２】
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を、前記照射部とは独立して移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記光ファイバを支持する支持部をさらに有し、
前記支持部と前記側部とは一体化される、
測定装置。
【請求項３】
前記移動部は前記音響レンズの焦点を一次元または二次元的に移動させる請求項１または２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記移動部は前記音響レンズの焦点を三次元的に移動させる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記移動部は前記被検体の表面における光照射領域の中で前記音響レンズの焦点を移動させる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記光ファイバは前記光を照射するとともに前記音響結合剤と接触する端面を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項７】
複数の前記光ファイバを有し、
前記端面は円状に設けられる請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記端面は複数の同心円状に設けられる請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記音響レンズが形成する焦点のサイズが、前記照射部から照射された光の前記被検体の表面における光照射領域よりも小さいものであり、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記側部を兼ねる、
測定装置。
【請求項１０】
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を、前記照射部とは独立して移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記側部を兼ねる、
測定装置。
【請求項１１】
前記移動部は前記音響レンズの焦点を一次元または二次元的に移動させる請求項９または１０に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記移動部は前記音響レンズの焦点を三次元的に移動させる請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１３】
前記移動部は前記被検体の表面における光照射領域の中で前記音響レンズの焦点を移動させる請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の測定装置。
【請求項１４】
前記光ファイバは前記側部と着脱可能に設けられる
請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザなどの光源から被検体に光を照射し、その照射した光に基づいて得られる被検体内の情報を画像化する光イメージング装置の研究が医療分野で積極的に進められている。この光イメージング技術の一つとして、Ｐｈｏｔｏ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＰＡＴ）がある。ＰＡＴでは、光源から発生したパルス光を被検体に照射し、被検体内で伝搬、拡散したパルス光のエネルギーを吸収した組織から発生した音響波を検出する。この光音響波が発生する現象を光音響効果と呼び、光音響効果により発生した音響波を光音響波と呼ぶ。腫瘍や血管などの被検部位は、その周辺組織に対して光エネルギーの吸収率が高いことが多いため、周辺組織よりも多くの光を吸収して瞬間的に膨張する。この膨張の際に発生する光音響波を音響波検出素子（探触子）で検出し、その検出結果である受信信号を得る。この受信信号を数学的に解析処理することにより、被検体内の、光音響効果により発生した光音響波の音圧分布を画像化することができる。この画像化により得られる画像を光音響波画像と呼ぶ。この光音響波画像を基にして、被検体内の特性情報である光学特性分布（特に光吸収係数分布）を得ることができる。これらの特性情報は、被検体内の特定物質である例えば血液中に含まれるグルコースやヘモグロビンなどの定量的計測にも利用できる。
【０００３】
一方で、光音響効果を用いて、より微細な光吸収体をイメージングするために装置の分解能を向上させることが求められている。そのため、音を集束させたり、パルス光を集光させたりすることで、光音響イメージングの分解能を上げるべく光音響顕微鏡の開発が進められている。
【０００４】
非特許文献１では、音響レンズを用いることによって、皮膚に近い領域に存在する血管画像を高解像度にイメージングすることが可能な超音波フォーカス型の光音響顕微鏡を提示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｋｏｎｓｔａｎｔｉｎ  Ｍａｓｌｏｖ，  Ｇｈｅｏｒｇｈｅ  Ｓｔｏｉｃａ，  Ｌｉｈｏｎｇ  Ｖ．  Ｗａｎｇ  Ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｄａｒｋ−ｆｉｅｌｄ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ−ｍｏｄｅ  ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，  Ｍａｒｃｈ  １５，  ２００５  Ｖｏｌ．３０，  Ｎｏ．６，  ＯＰＴＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１では、音響レンズの焦点の近傍にパルス光を照射する照射光学系を備えている。そのため、２次元断層像や３次元像を取得する場合、照射光学系と、音響レンズを備えた超音波検出素子とを同時に走査する必要があるため走査系が大型化する。このため、例えば被検体として人間の顔等を対象とした場合に、大型化した装置では被検体に対して危険性もあり負担がかかるという課題がある。
本発明の目的は、上記に鑑み、小型化可能な被検体情報取得装置（光音響顕微鏡）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記音響レンズが形成する焦点のサイズが、前記照射部から照射された光の前記被検体の表面における光照射領域よりも小さいものであり、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記光ファイバを支持する支持部をさらに有し、
前記支持部と前記側部とは一体化される、
測定装置である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を、前記照射部とは独立して移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記光ファイバを支持する支持部をさらに有し、
前記支持部と前記側部とは一体化される、
測定装置である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記音響レンズが形成する焦点のサイズが、前記照射部から照射された光の前記被検体の表面における光照射領域よりも小さいものであり、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記側部を兼ねる、
測定装置である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に光を照射することにより前記被検体から音響波を発生させる照射部と、
前記音響波を受信する受信部と、
前記受信部が所定の方向からの前記音響波を選択的に受信できるように設けられた音響レンズと、
前記音響レンズの焦点を、前記照射部とは独立して移動させる移動部と、
前記音響レンズと前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する音響結合剤と、
前記音響結合剤と前記被検体との間に設けられるとともに前記光および前記音響波を伝搬する底部と、前記底部と一体で前記音響結合剤を保持する側部とを有する容器と、
を有し、
前記照射部は光源から発生する光を伝送して照射する光ファイバを有し、
前記照射部は前記側部を兼ねる、
測定装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型化可能な被検体情報取得装置（光音響顕微鏡）を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例１を示す模式図
【図２】実施例１における光照射部の構造を示す模式図
【図３】実施例１における光照射領域での光分布を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例２を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例３を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の基本的構成および定義を以下に述べる。
【００１１】
（パルス光源）
パルス光源は、被検体が生体の場合、光源からは生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される波長の光を照射する。効率的に光音響波を発生させるため、パルス幅は数ｎｓｅｃ〜１００ｎｓｅｃ程度が好適である。光源としてはレーザや、発光ダイオード、フラッシュランプ等を用いることもできる。レーザとしては、固体レーザ、ガスレーザ、色素レーザ、半導体レーザなど様々なレーザを使用できる。本実施形態において使用する光源の波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には被検体が生体の場合には５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。
【００１２】
（光伝送部）
光伝送部は、パルス光源から発せられた光は光伝送部によって後述の光照射部に到達する。光伝送部は、例えば、複数の光ファイバで構成されたタイプや、ミラーやレンズなどの光学素子により空間中を伝搬させるタイプを用いることができる。
【００１３】
（光照射部）
光照射部は、光伝送部によって伝えられた光を生体などの被検体に照射するものである。被検体上での照射強度や光分布が好適になるように調整されていることが望ましい。光伝送部が複数の光ファイバである場合、光ファイバの射出部、および、各々から射出された光ビームの被検体上の中心が同心円状に並ぶように構成するとよい。この結果、後述の光照射領域の中央部と周辺部の光量の差を小さくできるので光量の均一性が向上する。光照射部は、光音響顕微鏡においては音響波検出素子とともに走査される場合は、装置の駆動機構の大型化を招きやすい。したがって、光照射部はその位置を固定する方が装置の小型化という点で有利である。
【００１４】
（光照射領域）
光照射領域は、被検体表面の領域であって、光照射部からの光が照射されている一定の
領域であり、光が当たっている閉じた領域のことである。いわゆる被検体内部の光量分布とは異なる概念である。光が被検体表面に「照射されている」とは、例えば被検体表面での照射光の強度が所定の閾値以上である場合を「照射されている」と定義できる。この所定の閾値は、本実施の形態で光音響測定が実質的に可能となるだけの光の強度を担保できる値に設定される。
【００１５】
（音響波検出素子）
音響波検出素子は、照射されたパルス光により被検体表面及び被検体内部で発生する光音響波を受信し、アナログ信号である電気信号（受信信号）に変換するものである。圧電現象を用いたもの、光の共振を用いたもの、静電容量の変化を用いたもの等、音響波信号を受信できるものであれば、どのような音響波検出素子を用いてもよい。さらに、所望の方向からの音響波を選択的に受信できるように後述の音響レンズが設けられている。音響波検出素子および音響レンズは受信部に対応する。なお、音響レンズが形成する焦点のサイズは、目的とする音響波の周波数と、音響波検出素子の開口と、音響レンズの焦点距離とから典型的には求めることができる。
【００１６】
（走査部）
走査部は、音響波検出素子を走査するものであり、音響波検出素子の音響レンズによる焦点位置を、被検体に沿って、光照射領域の面内方向（光照射領域に対して略平行な方向）に１次元あるいは２次元に走査することを可能にする。
【００１７】
（走査範囲）
走査範囲は、音響波検出素子の焦点位置が走査される範囲である。光照射領域より小さい範囲を所望の走査範囲とすることで、走査範囲内の被検体からの光音響波を確実に受信することができる。
【００１８】
（信号取得部）
信号取得部は、音響波検出素子で得られた電気信号を取得するものである。効率よく処理するためにはアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部および増幅器等を有することが望ましい。
【００１９】
（信号処理部）
信号処理部は、信号取得部により取得された電気信号から２次元あるいは３次元の被検体内の光音響波画像、あるいは、光学特性分布を生成するものである。光音響波画像の生成に関しては、電気信号を包絡線検波して、時間ごとの信号値を被検体の深さ方向（ｚ軸方向）の信号値に置き換えることで得ることができる。すなわち、一度の測定で所望の方向（Ｚ方向の）１次元画像情報が取得できる。これを１次元、あるいは２次元に走査することで２次元あるいは３次元の被検体内の光音響波画像を生成する。信号処理部は、ＣＰＵを備えてプログラムで動作する回路やコンピュータで実現され得る。
【００２０】
（表示部）
表示部は、信号処理部で生成された成画像を表示するディスプレイ等である。表示画像としては種々の形態が考えられる。たとえば被検体の水平面方向（ＸＹ平面方向）の断層画像、垂直面方向（ＸＺ平面方向）の断層画像を表示することが考えられる。また、たとえばＺ方向に最大強度を投影したＸＹ面ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像、ＸＺ平面の断層画像を合成してなる３次元画像の表示をすることも考えられる。表示方法も種々の形態が考えられ、たとえば上記の画像を並べて表示させる方法、重畳させて表示させる方法等が考えられる。
【００２１】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例１を示す模式図である。実施例１の被検体情報取得装置（例えば光音響顕微鏡）１０００（以下「装置１０００」と略称する）は、ＰＺＴを圧電材料として用いた音響波検出素子１０１（以下「素子１０１」と略称する）、素子１０１の先端に設けられた音響レンズ１０３を有する。さらに、素子１０１を支持する水平アーム１０５、水平アーム１０５を支持する垂直アーム１０７を有する。垂直アーム１０７は、Ｘ軸ステージ１１１およびＹ軸ステージ１０９上に設けられる。垂直アーム１０７はＸ軸ステージ１１１の駆動によりＸ方向に移動することができ、Ｙ軸ステージ１０９の駆動によりＹ方向に移動できる。そして、垂直アーム１０７をＸ方向およびＹ方向に移動させることにより素子１０１はＸＹ方向の２次元走査が可能である。Ｘ軸ステージ１１１およびＹ軸ステージ１０９は、それらに結合されている各構成部材の総重量が大きくなるほど駆動時のパワーが要求されるため、大型化する。
【００２２】
被検体１１３は、支持台１１５上に設置されている。Ｚ方向の移動機構（不図示）は、被検体１１３および支持台１１５をＺ方向に移動する。このＺ方向の移動機構は、手動で操作され、被検体１１３の観察対象部位と音響波検出素子１０１の焦点位置とを合わせる。焦点深度の範囲内であれば画像化は可能であるので、このｚ方向の位置合わせの精度はｘｙ方向ほど要求されないため、ｚ方向の位置合わせは手動でもよい。また、このＺ方向の移動機構は、Ｘ軸ステージ１１１、Ｙ軸ステージ１０９のように電気制御等を用いた機構ではないので、装置１０００の大型化には寄与しない。容器である水槽１２８は、側壁（側部）１１７と、液体受け部である薄膜（底部）１１９で囲まれてなり、その中に光および超音波を伝搬可能な液体である水（音響結合剤）１２１を保持している。薄膜１１９は光および超音波を透過する材料で構成されている。光の照射を行う光照射部は、パルス光源１４０からの光伝送部として機能する光ファイバ１２３と、光ファイバ１２３を支持する光ファイバ支持部１２５とで構成されている。光ファイバ１２３から射出された光１２７が被検体１１３に照射されることによって光照射領域１３６が形成される。光ファイバ１２３は、波長８００ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ、繰り返し周波数１０Ｈｚのパルス光を発生するチタンサファイアレーザからなる図示しないパルス光源に光学的に接続されている。なお、パルス光源１４０は、単一の光源を複数の光ファイバで導光しても良いし、複数の光源を複数の光ファイバで導光しても良い。
【００２３】
光ファイバ１２３の端面１２４は、水１２１の中に位置するようにすなわち水１２１と接触するように水１２１の量が調整されている。これは、光ファイバ１２３と水１２１の間に空気の層が存在した場合、その空気の層の厚さによって光の照射領域や照射パターンが変化してしまうことを避けるためである。光１２７の照射により被検体１１３から発生した光音響波は薄膜１１９および水１２１中を伝搬し、音響レンズ１０３を介して素子１０１に到達する。素子１０１は、この到達した光音響波を受信し、アナログの電気信号に変換する。素子１０１は、音響レンズ１０３の作用により、所望の方向（Ｚ方向）から発生した光音響波を選択的に受信することができる。また、焦点深度の範囲内であれば画像化は可能である。したがって、被検体１１３の観察対象部位が焦点近傍に位置するように被検体１１３のＺ方向の位置が調整されている。素子１０１は音響レンズ１０３を介して光音響を受信して、その受信結果である電気信号を出力する。
【００２４】
信号取得部１３０は、素子１０１が出力した電気信号を、電気配線等を介して取得する。取得した電気信号を増幅するとともにＡ／Ｄ変換を行ったうえで後段にその結果であるデジタル信号を送出する。信号処理部１３２は、信号取得部１３０からのデジタル信号を入力してその信号の基となった焦点位置近傍での被検体の特性情報を形成する。すなわち、この被検体の特性情報とは被検体内の焦点位置近傍での被検体の特性情報を画像化したものである。すなわち、本実施例でいう「一次元に走査する」とは、あるＺ方向の焦点を中心とした画像化可能ラインをＸ方向に移動させながらＸＺ面の断層画像を取得することである。同様に、本実施例でいう「二次元に走査する」とは、あるＺ方向の焦点を中心と
した画像化可能ラインをＸおよびＹ方向に移動させながら３次元画像を取得することである。
【００２５】
表示部１３４は、信号処理部１３２が形成した画像を表示する液晶ディスプレイ等である。
【００２６】
光照射部は、光音響測定中は被検体１１３表面に時間的に変化しない一定の光照射領域に光を照射する。この一定の光照射領域の範囲は、素子１０１の２次元走査範囲よりも広く構成する。そうすることで素子１０１は一定の光照射領域の中を２次元走査できる。すなわち、光照射部の位置を素子１０１の２次元走査に伴って移動させる必要がなくなるため、光照射部をＸ軸ステージ１１１およびＹ軸ステージ１０９から独立させることができる。そのためＸ軸ステージ１１１およびＹ軸ステージ１０９は、それらに結合されている各構成部材の総重量が、光照射部の分だけ軽くなり、その分だけ要求される駆動時のパワーが小さくて済む。その結果、例えばＸ軸ステージ１１１およびＹ軸ステージ１０９の大きさやそれらにエネルギーを供給する給電機構等を小型にすることができる。或いは装置１０００の形状等をコンパクトに構成することができる。すなわち、装置１０００を小型に構成できる。
【００２７】
音響レンズ１０３は、その焦点がＺ方向（光照射領域の略法線方向）の被検体１１３内の画像化したい深度（Ｚ方向位置）に位置合わせされる。この位置合わせは、支持台１１５をＺ方向に上下動させて行われる。このようにして音響レンズ１０３の焦点のＺ方向の位置合わせが行われる。その後、素子１０１は、Ｘ軸ステージ１１１の駆動により１次元方向（Ｘ方向）に走査されるか、あるいはＸ軸ステージ１１１およびＹ軸ステージ１０９の駆動によりＸＹ平面方向（光照射領域に沿った方向）に２次元走査される。その結果、音響レンズ１０３の焦点は、被検体１１３内の上記深度において１次元（Ｘ方向）あるいはＸＹ平面方向（光照射領域に沿った方向）に２次元走査される。ここで、走査範囲（音響波検出素子の焦点位置が走査される範囲）が光照射領域１３６よりも狭くなっている。これは光照射領域１３６の周辺部分では光は照射されているものの測定精度を担保できるだけの十分な強度ではないため、その周辺領域が除かれているからである。すなわち、光ファイバ１２３等を有する光照射部は、十分な測定精度で測定しようとする焦点の２次元走査範囲よりも広く光の照射を行う必要があるからである。この光照射領域１３６の広さは測定条件等により適宜設定するものである。
【００２８】
信号取得部１３０は、その焦点のＺ方向位置において、素子１０１の走査に同期して、光の照射と光音響波に基づく受信信号の信号取得を行う。信号処理部１３２は、取得された電気信号から２次元の被検体１１３内の光音響波画像を生成する。本実施例において、走査は素子１０１に対して実施すればよいので、走査系の簡略化が可能になる。なお、２次元走査を行うＺ方向の焦点位置を複数設定し、各Ｚ方向位置で順次２次元走査を行い、各Ｚ方向位置での２次元画像を合成することにより３次元画像を形成することもできる。この場合、焦点深度の上限を超えた３次元画像を得ることができる。支持台１１５では、Ｚ方向位置を変位させる構成として、各２次元走査の終了ごとに次の２次元走査を行うＺ方向位置までＺ方向ステップ移動させるようにしても良い。このＺ方向移動は、Ｚ方向移動機構（移動部）を設けるとともにそれを手動で操作して行うようにすれば、Ｘ軸ステージ１１１、Ｙ軸ステージ１０９（移動部）のような駆動機構を設ける必要がない。そのため装置１０００を小型に構成できる。しかしこれに限られず、支持台１１５は、Ｚ方向の変位を電気制御により自動で行えるようにしても良い。
【００２９】
図２は、実施例１における光照射部の構造を示す模式図であり、図１に対応する部分には同一の番号を付して、必要のない限り説明を省略する。図２（ａ）は光照射部の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の切断線ＡＡ’に沿った切断部端面図、図２（ｃ）は底面図で
ある。また、図２では、光ファイバ１２３を３６本用いた場合の例を示している。本実施例の装置１０００においては、素子１０１による焦点位置の走査範囲と同等かあるいはそれより広く光が照射されることが望ましい。また、素子１０１から出力される電気信号すなわち受信信号の強度の走査位置に対する依存性を低減するためには、光ができるだけ均一に照射されることが望ましい。
【００３０】
図２（ａ）において、光ファイバ支持部１２５は、光ファイバ１２３−１から１２３−３６を円状に配置できるように構成されている。また、光ファイバ１２３のそれぞれの端面１２４は斜めに研磨されている。図２（ｂ）において、光ファイバ支持部１２５中の光ファイバ１２３の角度θは３５°に構成されている。すなわち、水中での光の照射角度が光ファイバ支持部１２５の円形の開口面に対して３５°の傾きになるように光ファイバ１２３−１〜１２３−３６が支持されている。また、光ファイバ１２３は、水中での拡がり角（ＮＡ）が０．０７５となるものが用いられている。また、光ファイバ支持部１２５の位置は、素子１０１による焦点位置を基準としてＺ方向の高さが１３ｍｍとなるように調整されている。端面１２４−１から１２４−３６は、直径４９ｍｍの円周上に位置するように配置されている。
【００３１】
図３は、実施例１における光照射領域での光分布を示す模式図である。光照射領域での光分布は、光伝送部の端面が位置する円の直径と密接な関係がある。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ、直径が３７、４１、４５、４９、５３ｍｍの場合の光分布である。なお、図３（ａ）〜（ｅ）の横軸は装置１０００のＸ走査方向であり、縦軸はＹ走査方向である。また、図３（ｆ）は、図３（ａ）〜（ｅ）それぞれの中央部の光分布を示している。この図から、直径４９ｍｍの場合は、中央±５ｍｍの範囲での光の強度がほぼ一定であることがわかる。
【００３２】
したがって、本実施例の装置１０００においては、直径１０ｍｍの円内に被検体１１３の観察対象部位を配置して、その円の内側を走査範囲として素子１０１を走査すれば、走査位置に依存する強度ばらつきの小さい画像を得ることが可能となる。なお、この円の直径の望ましい大きさは求める画像の解像度、Ｘ軸ステージ１０９およびＹ軸ステージ１１１等の走査系、光ファイバ１２３等の光学系の製造精度に応じて適宜定める。また、図３（ｄ）では、中心±５ｍｍの範囲の各点での光の強度が、最大値の略９０％以上となっている。しかしこれに限られず、測定精度の要求に応じてその最大値は適宜変動する。さらに、光ファイバの光照射端から被検体表面までの距離、光照射領域の広さ、光照射端面１２４の大きさ、光ファイバ１２３の本数、光の照射強度は設計事項である。
【００３３】
＜実施例２＞
図４は、本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例２を示す模式図であり、実施例１と共通の構成については同一の番号を付して説明を省略する。また実施例１と類似する構成については、四千番台の番号を付すとともにその百の位、十の位、および一の位に共通の番号を付して、必要のない限り説明を省略する。本実施例の被検体情報取得装置４０００（以下「装置４０００」と略称する）と実施例１の装置１０００との違いは、光ファイバ支持部１２５と水槽４１２８の側壁４２１７が一体化されていることである。その結果、水槽の薄膜２１９の部分と光照射部４１２５の射出端の距離とをほぼ一定に保つことができるので、光照射領域での光強度分布の安定性が向上する。
さらに、支持台１１５のＺ方向の移動機構とは独立して、水槽４１２８にもＺ方向の移動機構を設けた場合、装置４０００の操作性が向上する。すなわち、被検体１１３の光照射側の面が薄膜１１９に抑えつけられているため、被検体１１３の光照射面側が歪み得る。そのためＺ方向焦点位置が所望の位置からずれしまうことがある。そこで、水槽４１２８側をＺ方向に移動できるようにすることで、支持台１１５のＺ方向の移動機構のみで被検体１１３のＺ方向位置を調整するよりも、その歪み具合を良好に調整できるとともに所望
のＺ方向の焦点位置を確保し易くなる。なお、支持台１１５のＺ方向の移動機構および水槽４１２８に設けるＺ方向の移動機構は、焦点深度の範囲内に被検体の画像化したい深度を大雑把に合わせられればよいので、特別な精度は必要なく手動でもよい。そのため手動操作の機構となっているためＸ軸ステージ１１１、Ｙ軸ステージ１０９のような装置の大型化には寄与しない。
【００３４】
＜実施例３＞
図５は、本発明の実施の形態に係る被検体情報取得装置の実施例３を示す模式図であり、実施例１と共通の構成については同一の番号を付して説明を省略する。本実施例の被検体情報取得装置５０００（以下「装置５０００」と略称する）と実施例１の装置１０００との違いは、光ファイバ３０１が水槽３２８と着脱可能になっていることである。
【００３５】
光ファイバ３０１は、その先端に水槽３２８と接続可能なコネクタ３０３が設けられる。水槽３２８は、側壁３０５と薄膜３１１とで構成されており、その中に被検体１１３と音響レンズ１０３とを音響結合する水３１３が充填されている。側壁３０５には所望の位置にコネクタ受け部３０７が設けられる。コネクタ受け部３０７は、コネクタ３０３と着脱可能である。光ファイバ３０１は、コネクタ受け部３０７とコネクタ３０３とが接続された状態で光３０９を射出する。本実施例においては、側壁３０５中を光３０９が伝搬する構成であるため、側壁３０５は光を透過する部材で構成されている。
【００３６】
このように構成することにより、例えば光ファイバに断線が発生した場合に、その破損した光ファイバのみを交換可能であるため、修理が容易であるという利点がある。
【００３７】
＜その他の実施例＞
上記した複数の実施例では、光伝送部として光ファイバを用いた例を示したがそれに限ったものではなく、例えば、ミラーやレンズなどの光学素子により空間中を伝搬させるものを用いることができる。この場合、被検体の観察対象部位より広い範囲が光照射領域になるように光学系を設計すればよい。
【００３８】
また、本発明の目的は、以下によって達成される。すなわち、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを格納した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００３９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行う。その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も、本発明の範囲に含まれる。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれたとする。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も、本発明の範囲に含まれる。本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した一連の画像形成処理に対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００４０】
上記各実施例における様々な技術を適宜組み合わせて新たなシステムを構成することは
当業者であれば容易に相当し得るものであるので、このような様々な組み合わせによるシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０１  音響波検出素子、１０３  音響レンズ、１０９  Ｙ軸ステージ、１１１  Ｘ軸ステージ、１３０  信号取得部、１３２  信号処理部、１４０  光源
【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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