JP2002209892A - 超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置 - Google Patents
超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置Info
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- JP2002209892A JP2002209892A JP2001011363A JP2001011363A JP2002209892A JP 2002209892 A JP2002209892 A JP 2002209892A JP 2001011363 A JP2001011363 A JP 2001011363A JP 2001011363 A JP2001011363 A JP 2001011363A JP 2002209892 A JP2002209892 A JP 2002209892A
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 2次元状に並べられた複数の超音波検出素子
の入出力光を伝送する光ファイバの本数を低減すること
が可能な超音波探触子等を提供する。 【解決手段】 第1の端部から入射した光を複数の第2
の端部に分波して供給すると共に、複数の第2の端部か
ら戻って来る光を合波して第1の端部に供給する光導波
路と、光導波路の複数の第2の端部にそれぞれ形成さ
れ、印加される超音波の音圧に基づいて入射光を変調し
て反射し、光の反射波長特性が互いに異なる複数のファ
イバブラックグレーティングとを具備する。
の入出力光を伝送する光ファイバの本数を低減すること
が可能な超音波探触子等を提供する。 【解決手段】 第1の端部から入射した光を複数の第2
の端部に分波して供給すると共に、複数の第2の端部か
ら戻って来る光を合波して第1の端部に供給する光導波
路と、光導波路の複数の第2の端部にそれぞれ形成さ
れ、印加される超音波の音圧に基づいて入射光を変調し
て反射し、光の反射波長特性が互いに異なる複数のファ
イバブラックグレーティングとを具備する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、印加される超音波
に基づいて入射光を変調する複数の超音波検出素子を用
いた2次元センサアレイを備える超音波探触子に関し、
さらに、そのような超音波探触子を用いて超音波を送受
信することにより医療診断を行うための超音波診断装置
に関する。
に基づいて入射光を変調する複数の超音波検出素子を用
いた2次元センサアレイを備える超音波探触子に関し、
さらに、そのような超音波探触子を用いて超音波を送受
信することにより医療診断を行うための超音波診断装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、超音波を用いて3次元画像を取得
する際には、深度方向の断面についての2次元画像を複
数取得して合成していた。この2次元画像は、位置セン
サ付きの1次元センサアレイをスキャンさせることによ
り得られ、さらに、時系列で取得した複数の2次元画像
を合成することにより、3次元画像が得られる。
する際には、深度方向の断面についての2次元画像を複
数取得して合成していた。この2次元画像は、位置セン
サ付きの1次元センサアレイをスキャンさせることによ
り得られ、さらに、時系列で取得した複数の2次元画像
を合成することにより、3次元画像が得られる。
【0003】しかしながら、この方式によれば、1次元
センサアレイのスキャン方向にタイムラグがあるため、
異なる時刻における断面像を合成することになるので、
合成画像がぼけたものとなってしまう。従って、生体の
ような、動きを伴う被検体のイメージングには適してい
ない。
センサアレイのスキャン方向にタイムラグがあるため、
異なる時刻における断面像を合成することになるので、
合成画像がぼけたものとなってしまう。従って、生体の
ような、動きを伴う被検体のイメージングには適してい
ない。
【0004】リアルタイムで3次元画像を取得するため
には、センサアレイをスキャンさせることなく2次元画
像を取得することができる2次元センサアレイが必須で
あり、このようなセンサアレイの開発が望まれている。
には、センサアレイをスキャンさせることなく2次元画
像を取得することができる2次元センサアレイが必須で
あり、このようなセンサアレイの開発が望まれている。
【0005】超音波診断装置において、超音波の送受信
を行う素子としては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)
等のセラミック圧電材やPVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)等の高分子圧電材を材料とする圧電素子を用いるの
が一般的であり、この素子を用いて2次元センサアレイ
を作製する方式が検討されている。しかしながら、この
方式によれば、素子微細化のための加工が難しく、歩留
まりの低下によるコストアップや、多数の微細素子に接
続する配線数の増大を招いてしまう。また、それらが解
決されたとしても、微細配線による電気的インピーダン
スの増大により感度が低下するという課題が残されてい
る。
を行う素子としては、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)
等のセラミック圧電材やPVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)等の高分子圧電材を材料とする圧電素子を用いるの
が一般的であり、この素子を用いて2次元センサアレイ
を作製する方式が検討されている。しかしながら、この
方式によれば、素子微細化のための加工が難しく、歩留
まりの低下によるコストアップや、多数の微細素子に接
続する配線数の増大を招いてしまう。また、それらが解
決されたとしても、微細配線による電気的インピーダン
スの増大により感度が低下するという課題が残されてい
る。
【0006】また、微小なコンデンサを含み、印加され
る超音波に基づいて、コンデンサの静電容量を変化させ
る複数の超音波検出素子を用いて2次元センサアレイを
作製する方式(静電容量方式)や、PZTを材料とする
複数の圧電素子と樹脂材料とを複合化させたものを更に
集積回路と結合させて2次元センサアレイを作製する方
式(PZT複合方式)が検討されている。しかしなが
ら、これらの方式によれば、前述のコストアップや電気
的インピーダンスの増大が抑えられるもの、多数の微細
素子に接続する配線数の増大を解決するまでには至らな
い。
る超音波に基づいて、コンデンサの静電容量を変化させ
る複数の超音波検出素子を用いて2次元センサアレイを
作製する方式(静電容量方式)や、PZTを材料とする
複数の圧電素子と樹脂材料とを複合化させたものを更に
集積回路と結合させて2次元センサアレイを作製する方
式(PZT複合方式)が検討されている。しかしなが
ら、これらの方式によれば、前述のコストアップや電気
的インピーダンスの増大が抑えられるもの、多数の微細
素子に接続する配線数の増大を解決するまでには至らな
い。
【0007】また、光源において発生した光が第1の端
部に入射する複数の光ファイバを含む光ファイバアレイ
と、それぞれの光ファイバの第1の端部と反対側の第2
の端部に形成され、印加される超音波に基づいて、光フ
ァイバを通して入射された光を変調する複数の超音波検
出素子とを用いて2次元センサアレイを作製する方式
(光方式)が検討されている。この方式によれば、超音
波検出素子に圧電素子を用いないため、前述のコストア
ップや電気的インピーダンスの増大が生じることはな
い。しかしながら、複数の超音波検出素子の検出信号を
別々の光ファイバに通すため、画質向上等を目的として
超音波検出素子数を増やすと、光ファイバの本数も増え
てしまう。
部に入射する複数の光ファイバを含む光ファイバアレイ
と、それぞれの光ファイバの第1の端部と反対側の第2
の端部に形成され、印加される超音波に基づいて、光フ
ァイバを通して入射された光を変調する複数の超音波検
出素子とを用いて2次元センサアレイを作製する方式
(光方式)が検討されている。この方式によれば、超音
波検出素子に圧電素子を用いないため、前述のコストア
ップや電気的インピーダンスの増大が生じることはな
い。しかしながら、複数の超音波検出素子の検出信号を
別々の光ファイバに通すため、画質向上等を目的として
超音波検出素子数を増やすと、光ファイバの本数も増え
てしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記の点に鑑
み、本発明は、2次元状に並べられた複数の超音波検出
素子の入出力光を伝送する光ファイバの本数を低減する
ことが可能な超音波探触子を提供することを目的とす
る。さらに、本発明は、そのような超音波探触子を用い
た超音波診断装置を提供することを目的とする。
み、本発明は、2次元状に並べられた複数の超音波検出
素子の入出力光を伝送する光ファイバの本数を低減する
ことが可能な超音波探触子を提供することを目的とす
る。さらに、本発明は、そのような超音波探触子を用い
た超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る超音波探触子は、第1の端部から入射
した光を複数の第2の端部に分波して供給すると共に、
複数の第2の端部から戻って来る光を合波して第1の端
部に供給する光導波路と、光導波路の複数の第2の端部
にそれぞれ形成され、印加される超音波の音圧に基づい
て入射光を変調して反射する複数の超音波検出素子であ
って、光の反射波長特性が互いに異なる複数の超音波検
出素子とを具備する。
め、本発明に係る超音波探触子は、第1の端部から入射
した光を複数の第2の端部に分波して供給すると共に、
複数の第2の端部から戻って来る光を合波して第1の端
部に供給する光導波路と、光導波路の複数の第2の端部
にそれぞれ形成され、印加される超音波の音圧に基づい
て入射光を変調して反射する複数の超音波検出素子であ
って、光の反射波長特性が互いに異なる複数の超音波検
出素子とを具備する。
【0010】また、本発明に係る超音波診断装置は、第
1の端部から入射した光を複数の第2の端部に分波して
供給すると共に、複数の第2の端部から戻って来る光を
合波して第1の端部に供給する光導波路と、光導波路の
複数の第2の端部にそれぞれ形成され、印加される超音
波の音圧に基づいて入射光を変調して反射する複数の超
音波検出素子であって、光の反射波長特性が互いに異な
る複数の超音波検出素子とを含む超音波探触子と、超音
波探触子との間において、複数の波長成分を含む光を光
ファイバを介して送受信する光送受信手段とを具備す
る。
1の端部から入射した光を複数の第2の端部に分波して
供給すると共に、複数の第2の端部から戻って来る光を
合波して第1の端部に供給する光導波路と、光導波路の
複数の第2の端部にそれぞれ形成され、印加される超音
波の音圧に基づいて入射光を変調して反射する複数の超
音波検出素子であって、光の反射波長特性が互いに異な
る複数の超音波検出素子とを含む超音波探触子と、超音
波探触子との間において、複数の波長成分を含む光を光
ファイバを介して送受信する光送受信手段とを具備す
る。
【0011】本発明によれば、複数の波長成分を含む光
が光ファイバを介して超音波探触子に供給されると、こ
の光ファイバに接続された光導波路において分波され、
光の反射波長特性が互いに異なる複数の超音波検出素子
に入射する。これらの超音波検出素子は、印加される超
音波の音圧に基づいて入射光を変調する。これらの超音
波検出素子によって反射された光は、光導波路において
合波されて、光ファイバに供給される。従って、複数の
変調された光が多重化されるため、超音波探触子に接続
される光ファイバの本数を低減することができる。
が光ファイバを介して超音波探触子に供給されると、こ
の光ファイバに接続された光導波路において分波され、
光の反射波長特性が互いに異なる複数の超音波検出素子
に入射する。これらの超音波検出素子は、印加される超
音波の音圧に基づいて入射光を変調する。これらの超音
波検出素子によって反射された光は、光導波路において
合波されて、光ファイバに供給される。従って、複数の
変調された光が多重化されるため、超音波探触子に接続
される光ファイバの本数を低減することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に基いて本発明の実施
の形態について説明する。尚、同一の構成要素には同一
の参照番号を付して、説明を省略する。図1は、本発明
の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロッ
ク図である。図1に示すように、この超音波診断装置
は、被検体に当接させて用いられる超音波探触子10を
備えている。超音波探触子10は、超音波の発生機能を
持った複数の超音波発生素子30(1)〜30(N)
(Nは2以上の整数)を1列に並べた複数の1次元送信
アレイ部11と、超音波の検出機能を持った複数の超音
波検出素子40(1)〜40(N)を1列に並べた複数
の1次元受信アレイ部12とを含んでいる。超音波探触
子10においては、複数の1次元送信アレイ部11と複
数の1次元受信アレイ部12とを交互に並べることによ
り、2次元センサアレイを実現させている。
の形態について説明する。尚、同一の構成要素には同一
の参照番号を付して、説明を省略する。図1は、本発明
の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロッ
ク図である。図1に示すように、この超音波診断装置
は、被検体に当接させて用いられる超音波探触子10を
備えている。超音波探触子10は、超音波の発生機能を
持った複数の超音波発生素子30(1)〜30(N)
(Nは2以上の整数)を1列に並べた複数の1次元送信
アレイ部11と、超音波の検出機能を持った複数の超音
波検出素子40(1)〜40(N)を1列に並べた複数
の1次元受信アレイ部12とを含んでいる。超音波探触
子10においては、複数の1次元送信アレイ部11と複
数の1次元受信アレイ部12とを交互に並べることによ
り、2次元センサアレイを実現させている。
【0013】また、この超音波診断装置は、タイミング
コントロール部13の制御の下、駆動信号を発生する複
数の駆動信号発生回路14を備えている。超音波探触子
10に含まれる複数の1次元送信アレイ部11は、対応
する駆動信号発生回路14が発生する駆動信号に基づい
て複数の超音波発生素子30(1)〜30(N)から超
音波を発生させ、この超音波を被検体に送信する。そし
て、被検体から反射された複数の超音波は、超音波探触
子10に含まれる複数の1次元受信アレイ部12に受信
される。
コントロール部13の制御の下、駆動信号を発生する複
数の駆動信号発生回路14を備えている。超音波探触子
10に含まれる複数の1次元送信アレイ部11は、対応
する駆動信号発生回路14が発生する駆動信号に基づい
て複数の超音波発生素子30(1)〜30(N)から超
音波を発生させ、この超音波を被検体に送信する。そし
て、被検体から反射された複数の超音波は、超音波探触
子10に含まれる複数の1次元受信アレイ部12に受信
される。
【0014】さらに、この超音波診断装置は、対応する
1次元受信アレイ部12との間において、光信号を送受
信する複数の光送受信部15を備えている。この光信号
は、複数の波長成分を含んでいる。光送受信部15から
1次元受信アレイ部12に供給された光信号は、複数の
光に分波され、1次元受信アレイ部12に含まれる複数
の超音波検出素子40(1)〜40(N)にそれぞれ入
射する。これらの超音波検出素子40(1)〜40
(N)は、光の反射波長特性が互いに異なっている。複
数の超音波検出素子40(1)〜40(N)は、超音波
が印加されると、それぞれの反射波長特性が変化して入
射光を変調する。複数の超音波検出素子40(1)〜4
0(N)から反射された異なる波長成分の光は、1つの
光に合波され、光送受信部15に供給される。複数の光
送受信部15は、対応する1次元受信アレイ部12から
供給された光信号に基づいて複数の電気信号(検出信
号)を出力する。複数の光送受信部15の検出信号は、
信号処理手段16に含まれる信号処理部17に入力され
る。信号処理部17は、タイミングコントロール部13
の制御の下、複数の駆動信号発生回路14が駆動信号を
発生してから所定の時間経過後に、それぞれの光送受信
部15の検出信号を取り込む。
1次元受信アレイ部12との間において、光信号を送受
信する複数の光送受信部15を備えている。この光信号
は、複数の波長成分を含んでいる。光送受信部15から
1次元受信アレイ部12に供給された光信号は、複数の
光に分波され、1次元受信アレイ部12に含まれる複数
の超音波検出素子40(1)〜40(N)にそれぞれ入
射する。これらの超音波検出素子40(1)〜40
(N)は、光の反射波長特性が互いに異なっている。複
数の超音波検出素子40(1)〜40(N)は、超音波
が印加されると、それぞれの反射波長特性が変化して入
射光を変調する。複数の超音波検出素子40(1)〜4
0(N)から反射された異なる波長成分の光は、1つの
光に合波され、光送受信部15に供給される。複数の光
送受信部15は、対応する1次元受信アレイ部12から
供給された光信号に基づいて複数の電気信号(検出信
号)を出力する。複数の光送受信部15の検出信号は、
信号処理手段16に含まれる信号処理部17に入力され
る。信号処理部17は、タイミングコントロール部13
の制御の下、複数の駆動信号発生回路14が駆動信号を
発生してから所定の時間経過後に、それぞれの光送受信
部15の検出信号を取り込む。
【0015】信号処理部17の出力信号は、後段のA/
D変換器18においてデジタル信号に変換される。A/
D変換器18には1次記憶部19が接続されており、取
得された複数枚の面データを記憶する。それらのデータ
に基づいて、画像処理部20が、2次元データ又は3次
元データを再構成する。再構成されたデータは、補間、
レスポンス変調処理、階調処理等の処理を受け、画像表
示部21に表示される。さらに、画像処理部20におい
て処理されたデータは、2次記憶部22に記憶される。
D変換器18においてデジタル信号に変換される。A/
D変換器18には1次記憶部19が接続されており、取
得された複数枚の面データを記憶する。それらのデータ
に基づいて、画像処理部20が、2次元データ又は3次
元データを再構成する。再構成されたデータは、補間、
レスポンス変調処理、階調処理等の処理を受け、画像表
示部21に表示される。さらに、画像処理部20におい
て処理されたデータは、2次記憶部22に記憶される。
【0016】図2(a)は、図1に示す超音波診断装置
に含まれる超音波探触子の構成を示す斜視図であり、図
2(b)は、この超音波探触子に用いられる超音波発生
素子及び超音波検出素子の配置例を示す図であり、図2
(c)は、別の配置例を示す図である。図2(a)に示
すように、この超音波探触子においては、複数の1次元
送信アレイ部11と複数の1次元受信アレイ部12とが
交互に並ぶように配置されている。尚、複数の1次元送
信アレイ部によって超音波送信用の探触子を構成し、複
数の1次元受信アレイ部によって超音波受信用の探触子
を構成するようにしても良い。複数の1次元送信アレイ
部11は、1列に並んだ複数の超音波発生素子30
(1)〜30(N)を含んでいる。複数の超音波発生素
子30(1)〜30(N)は、PZT等を材料とする圧
電素子を含み、対応する駆動信号発生回路(図1参照)
から入力した駆動信号に基づいて超音波を発生する。一
方、複数の1次元受信アレイ部12は、1列に並んだ複
数の超音波検出素子40(1)〜40(N)を含んでい
る。
に含まれる超音波探触子の構成を示す斜視図であり、図
2(b)は、この超音波探触子に用いられる超音波発生
素子及び超音波検出素子の配置例を示す図であり、図2
(c)は、別の配置例を示す図である。図2(a)に示
すように、この超音波探触子においては、複数の1次元
送信アレイ部11と複数の1次元受信アレイ部12とが
交互に並ぶように配置されている。尚、複数の1次元送
信アレイ部によって超音波送信用の探触子を構成し、複
数の1次元受信アレイ部によって超音波受信用の探触子
を構成するようにしても良い。複数の1次元送信アレイ
部11は、1列に並んだ複数の超音波発生素子30
(1)〜30(N)を含んでいる。複数の超音波発生素
子30(1)〜30(N)は、PZT等を材料とする圧
電素子を含み、対応する駆動信号発生回路(図1参照)
から入力した駆動信号に基づいて超音波を発生する。一
方、複数の1次元受信アレイ部12は、1列に並んだ複
数の超音波検出素子40(1)〜40(N)を含んでい
る。
【0017】本実施形態においては、図2(a)に示す
ように、複数の1次元送信アレイ部11と複数の1次元
受信アレイ部12とが、超音波の送信方向に対して直角
な1つの方向に関して交互に配置されている。このた
め、この超音波探触子を超音波の送受信側から見ると、
図2(b)に示すように、複数の超音波発生素子(白い
正方形)と複数の超音波検出素子(黒い正方形)とが、
それぞれ2次元アレイを形成している。尚、超音波発生
素子数を超音波検出素子数よりも少なくし、図2(c)
に示すように、複数の超音波発生素子をクロスに配置さ
せても良い。
ように、複数の1次元送信アレイ部11と複数の1次元
受信アレイ部12とが、超音波の送信方向に対して直角
な1つの方向に関して交互に配置されている。このた
め、この超音波探触子を超音波の送受信側から見ると、
図2(b)に示すように、複数の超音波発生素子(白い
正方形)と複数の超音波検出素子(黒い正方形)とが、
それぞれ2次元アレイを形成している。尚、超音波発生
素子数を超音波検出素子数よりも少なくし、図2(c)
に示すように、複数の超音波発生素子をクロスに配置さ
せても良い。
【0018】図3(a)は、図2に示す超音波探触子に
含まれる1次元受信アレイ部の構成を示す斜視図であ
り、図3(b)は、この1次元受信アレイ部の投影図で
ある。図3(a)、(b)に示すように、この1次元受
信アレイ部は、導波路長の異なる逆L字状の複数の光導
波路50(1)〜50(N)を含んでいる。これらの光
導波路50(1)〜50(N)は、それぞれの断面が1
列に並ぶようにシリコン基板53上に形成されている。
複数の光導波路50(1)〜50(N)の先端部には、
所定の波長を有する光を反射することにより超音波検出
素子として働くファイバブラックグレーティング(FB
G)51(1)〜51(N)が形成されている。
含まれる1次元受信アレイ部の構成を示す斜視図であ
り、図3(b)は、この1次元受信アレイ部の投影図で
ある。図3(a)、(b)に示すように、この1次元受
信アレイ部は、導波路長の異なる逆L字状の複数の光導
波路50(1)〜50(N)を含んでいる。これらの光
導波路50(1)〜50(N)は、それぞれの断面が1
列に並ぶようにシリコン基板53上に形成されている。
複数の光導波路50(1)〜50(N)の先端部には、
所定の波長を有する光を反射することにより超音波検出
素子として働くファイバブラックグレーティング(FB
G)51(1)〜51(N)が形成されている。
【0019】ここで、複数のFBG51(1)〜51
(N)について詳細に説明する。FBGとは、屈折率の
異なる2種類の材料層(光伝搬媒質)を、ブラックの反
射条件を満たすピッチで屈折率が周期的に変化するよう
に、数千層交互に重ねたものである。各層の周期構造の
ピッチをd、入射光の波長をλ、入射角をθとすると、
ブラックの反射条件は、次の式(1)によって表され
る。 2dsinθ=Nλ…(1) 特に、入射角が90゜であるときには、式(1)が更に
次の式(2)に書き換えられる。 2d=Nλ…(2) FBGは、ブラック反射の作用により、式(2)の条件
を満たす波長(ブラック波長)の光を選択的に反射し、
ブラック波長以外の波長の光を透過させる。
(N)について詳細に説明する。FBGとは、屈折率の
異なる2種類の材料層(光伝搬媒質)を、ブラックの反
射条件を満たすピッチで屈折率が周期的に変化するよう
に、数千層交互に重ねたものである。各層の周期構造の
ピッチをd、入射光の波長をλ、入射角をθとすると、
ブラックの反射条件は、次の式(1)によって表され
る。 2dsinθ=Nλ…(1) 特に、入射角が90゜であるときには、式(1)が更に
次の式(2)に書き換えられる。 2d=Nλ…(2) FBGは、ブラック反射の作用により、式(2)の条件
を満たす波長(ブラック波長)の光を選択的に反射し、
ブラック波長以外の波長の光を透過させる。
【0020】本実施形態においては、FBG51(1)
を構成する各層の周期構造のピッチdは、式(2)に基
づいて、ブラック波長がλ1となるように決められる。
また、FBG51(2)を構成する各層の周期構造のピ
ッチdは、式(2)に基づいて、ブラック波長がλ
2(≠λ1)となるように決められる。残りのFBG51
(3)〜51(N)についても同様である。従って、F
BG51(1)〜51(N)の反射波長特性は互いに異
なっている。複数のFBG51(1)〜51(N)は、
超音波が印加されると超音波の音圧方向に伸縮する。こ
れにより、それぞれのFBG51(1)〜51(N)を
構成する各層の周期構造のピッチdが変化し、それぞれ
のブラック波長を変える。従って、超音波の受信中にそ
れぞれのFBG51(1)〜51(N)に入射する光
は、印加される超音波に基づいて変調される。
を構成する各層の周期構造のピッチdは、式(2)に基
づいて、ブラック波長がλ1となるように決められる。
また、FBG51(2)を構成する各層の周期構造のピ
ッチdは、式(2)に基づいて、ブラック波長がλ
2(≠λ1)となるように決められる。残りのFBG51
(3)〜51(N)についても同様である。従って、F
BG51(1)〜51(N)の反射波長特性は互いに異
なっている。複数のFBG51(1)〜51(N)は、
超音波が印加されると超音波の音圧方向に伸縮する。こ
れにより、それぞれのFBG51(1)〜51(N)を
構成する各層の周期構造のピッチdが変化し、それぞれ
のブラック波長を変える。従って、超音波の受信中にそ
れぞれのFBG51(1)〜51(N)に入射する光
は、印加される超音波に基づいて変調される。
【0021】光導波路50(1)の末端部は、光ファイ
バ65を介して、対応する光送受信部(図1参照)と接
続されている。一方、光導波路50(2)の末端部は、
ビームスプリッタとして働くスリット52(1)を介し
て、光導波路50(1)の末端部と接続されている。ま
た、光導波路50(3)の末端部は、ビームスプリッタ
として働くスリット52(2)を介して、光導波路50
(2)の末端部と接続されている。残りの光導波路50
(4)〜50(N)についても同様である。本実施形態
においては、複数の光導波路50(1)〜50(N)を
このように接続することにより、プレーナ光波回路(P
LC:Planar Lightwave Circuit)が実現されている。
バ65を介して、対応する光送受信部(図1参照)と接
続されている。一方、光導波路50(2)の末端部は、
ビームスプリッタとして働くスリット52(1)を介し
て、光導波路50(1)の末端部と接続されている。ま
た、光導波路50(3)の末端部は、ビームスプリッタ
として働くスリット52(2)を介して、光導波路50
(2)の末端部と接続されている。残りの光導波路50
(4)〜50(N)についても同様である。本実施形態
においては、複数の光導波路50(1)〜50(N)を
このように接続することにより、プレーナ光波回路(P
LC:Planar Lightwave Circuit)が実現されている。
【0022】ここで、図3に示す1次元受信アレイ部の
動作について説明する。複数の波長成分(λ1、λ2、
…、λN)を含む光LMULは、この1次元受信アレイ部に
供給されると、図3(b)に示すように、複数のスリッ
ト52(1)〜52(N−1)を通過するごとに分波さ
れる。光導波路50(1)に入射した光L 1(波長:
λ1)は、FBG51(1)により光導波路50(1)
に向けて反射され、FBG51(1)に印加される超音
波に基づいて光L1′に変調される。また、光導波路5
0(2)に入射した光L2(波長:λ2)は、FBG51
(2)により光導波路50(2)に向けて反射され、F
BG51(2)に印加される超音波に基づいて光L2′
に変調される。光LMULに含まれる残りの光L3(波長:
λ3)〜LN(波長:λN)についても同様である。それ
ぞれのFBG51(1)〜51(N)の出射光L1′〜
LN′は、対応するスリット52(1)〜52(N)に
おいて順に合波され、光ファイバ65を介して、対応す
る光送受信部(図1参照)に供給される。
動作について説明する。複数の波長成分(λ1、λ2、
…、λN)を含む光LMULは、この1次元受信アレイ部に
供給されると、図3(b)に示すように、複数のスリッ
ト52(1)〜52(N−1)を通過するごとに分波さ
れる。光導波路50(1)に入射した光L 1(波長:
λ1)は、FBG51(1)により光導波路50(1)
に向けて反射され、FBG51(1)に印加される超音
波に基づいて光L1′に変調される。また、光導波路5
0(2)に入射した光L2(波長:λ2)は、FBG51
(2)により光導波路50(2)に向けて反射され、F
BG51(2)に印加される超音波に基づいて光L2′
に変調される。光LMULに含まれる残りの光L3(波長:
λ3)〜LN(波長:λN)についても同様である。それ
ぞれのFBG51(1)〜51(N)の出射光L1′〜
LN′は、対応するスリット52(1)〜52(N)に
おいて順に合波され、光ファイバ65を介して、対応す
る光送受信部(図1参照)に供給される。
【0023】次に、図4を参照しながら、1次元受信ア
レイ部の製造プロセスの一例について説明する。先ず、
図4(a)に示すように、火炎堆積法(Flame Hydrolys
is Deposition)により、シリコン基板100上にSi
O2ガラス微粒子を成分とするSiO2下部クラッド層1
01と、SiO2−GeO2ガラス微粒子を成分とするS
iO2−GeO2コア層102とを順に形成する。さら
に、シリコン基板100を加熱してSiO2下部クラッ
ド層101とSiO2−GeO2コア層102とを溶融す
ることにより、図4(b)に示すように、それぞれを透
明化してクラッディング層103とコア層104とを形
成する。
レイ部の製造プロセスの一例について説明する。先ず、
図4(a)に示すように、火炎堆積法(Flame Hydrolys
is Deposition)により、シリコン基板100上にSi
O2ガラス微粒子を成分とするSiO2下部クラッド層1
01と、SiO2−GeO2ガラス微粒子を成分とするS
iO2−GeO2コア層102とを順に形成する。さら
に、シリコン基板100を加熱してSiO2下部クラッ
ド層101とSiO2−GeO2コア層102とを溶融す
ることにより、図4(b)に示すように、それぞれを透
明化してクラッディング層103とコア層104とを形
成する。
【0024】次に、図4(c)に示すように、1次元受
信アレイ部に含まれる光導波路のコアパターンに対応す
るレジスト膜105をコア層104上に形成する。さら
に、レジスト膜105を介してコア層104に反応性イ
オンエッチング(Reactive Ion Etching)を施すことに
より、図4(d)に示すように、複数のコア106がク
ラッディング層103上に形成される。
信アレイ部に含まれる光導波路のコアパターンに対応す
るレジスト膜105をコア層104上に形成する。さら
に、レジスト膜105を介してコア層104に反応性イ
オンエッチング(Reactive Ion Etching)を施すことに
より、図4(d)に示すように、複数のコア106がク
ラッディング層103上に形成される。
【0025】次に、図4(e)に示すように、火炎堆積
法により、クラッディング層103及び複数のコア10
6の上に、SiO2ガラス微粒子を成分とするSiO2上
部クラッド層107を形成する。さらに、シリコン基板
100を加熱してSiO2上部クラッド層107を溶融
することにより、図4(f)に示すように、これを透明
化してクラッディング層108を形成する。
法により、クラッディング層103及び複数のコア10
6の上に、SiO2ガラス微粒子を成分とするSiO2上
部クラッド層107を形成する。さらに、シリコン基板
100を加熱してSiO2上部クラッド層107を溶融
することにより、図4(f)に示すように、これを透明
化してクラッディング層108を形成する。
【0026】次に、図4(g)に示すように、1次元受
信アレイ部に含まれる光導波路のクラッドパターンに対
応するレジスト膜109をクラッディング層108上に
形成する。さらに、レジスト膜109を介してクラッデ
ィング層108に反応性イオンエッチングを施すことに
より、図4(h)に示すように、複数のクラッド110
が形成されて、複数の光導波路50(1)、50
(2)、…が完成する。
信アレイ部に含まれる光導波路のクラッドパターンに対
応するレジスト膜109をクラッディング層108上に
形成する。さらに、レジスト膜109を介してクラッデ
ィング層108に反応性イオンエッチングを施すことに
より、図4(h)に示すように、複数のクラッド110
が形成されて、複数の光導波路50(1)、50
(2)、…が完成する。
【0027】次に、それぞれの光導波路50(1)、5
0(2)、…の先端部のコア106に、図4(i)に示
すように、反射波長特性の異なるFBG51(1)、5
1(2)、…を形成する。尚、FBGの形成方法の詳細
については、例えば、金森弘雄氏による「ファイバグレ
ーティング」(電子情報通信学会誌 Vol. 82 No. 7pp.
731-739 1999年7月)等を参照されたい。そして、図4
(j)に示すように、シリコン基板100における複数
のFBG51(1)、51(2)、…側の端部をエッチ
ングして取り除くことにより、1次元受信アレイ部が完
成する。
0(2)、…の先端部のコア106に、図4(i)に示
すように、反射波長特性の異なるFBG51(1)、5
1(2)、…を形成する。尚、FBGの形成方法の詳細
については、例えば、金森弘雄氏による「ファイバグレ
ーティング」(電子情報通信学会誌 Vol. 82 No. 7pp.
731-739 1999年7月)等を参照されたい。そして、図4
(j)に示すように、シリコン基板100における複数
のFBG51(1)、51(2)、…側の端部をエッチ
ングして取り除くことにより、1次元受信アレイ部が完
成する。
【0028】図5は、図1に示す超音波診断装置に含ま
れる光送受信部の構成例を示す図である。図5に示すよ
うに、この光送受信部は、発振波長の異なる複数のレー
ザ発振器60(1)〜60(N)を含んでいる。レーザ
発振器60(1)は、中心波長がλ1の光L1を発生し、
レーザ発振器60(2)は、中心波長がλ2の光L2を発
生する。残りのレーザ発振器60(3)〜60(N)に
ついても同様である。このようなレーザ発振器として
は、例えば、半導体レーザが用いられる。
れる光送受信部の構成例を示す図である。図5に示すよ
うに、この光送受信部は、発振波長の異なる複数のレー
ザ発振器60(1)〜60(N)を含んでいる。レーザ
発振器60(1)は、中心波長がλ1の光L1を発生し、
レーザ発振器60(2)は、中心波長がλ2の光L2を発
生する。残りのレーザ発振器60(3)〜60(N)に
ついても同様である。このようなレーザ発振器として
は、例えば、半導体レーザが用いられる。
【0029】それぞれのレーザ発振器60(1)〜60
(N)には、対応する光ファイバ61(1)〜61
(N)を介して、波長の異なる複数の光を合波する合波
器62が接続されている。合波器62は、複数の光ファ
イバ61(1)〜61(N)から入射した光L1〜LNを
合波する。これにより、合波器62からは、複数の光L
1〜LNが多重化した光LMULが出射される。
(N)には、対応する光ファイバ61(1)〜61
(N)を介して、波長の異なる複数の光を合波する合波
器62が接続されている。合波器62は、複数の光ファ
イバ61(1)〜61(N)から入射した光L1〜LNを
合波する。これにより、合波器62からは、複数の光L
1〜LNが多重化した光LMULが出射される。
【0030】合波器62には、光ファイバ63を介し
て、光の進行方向をその入射方向に応じて切り替えるサ
ーキュレータ64が接続されている。合波器62から出
射された光LMULは、サーキュレータ64において光フ
ァイバ65に入射し、対応する1次元受信アレイ部(図
1参照)に供給される。この1次元受信アレイ部から光
ファイバ65に供給された光LMUL′は、サーキュレー
タ64において光ファイバ66に入射する。
て、光の進行方向をその入射方向に応じて切り替えるサ
ーキュレータ64が接続されている。合波器62から出
射された光LMULは、サーキュレータ64において光フ
ァイバ65に入射し、対応する1次元受信アレイ部(図
1参照)に供給される。この1次元受信アレイ部から光
ファイバ65に供給された光LMUL′は、サーキュレー
タ64において光ファイバ66に入射する。
【0031】サーキュレータ64には、光ファイバ66
を介して、複数の波長成分を含む光を所定の波長成分別
に分波する分波器67が接続されている。分波器67
は、光ファイバ66から入射した光LMUL′を複数の光
L1′〜LN′に分波する。分波器67には、検出する波
長帯域の異なる複数の光検出器69(1)〜69(N)
が、対応する光ファイバ68(1)〜68(N)を介し
て接続されている。複数の光検出器69(1)〜69
(N)は、対応する光ファイバ68(1)〜68(N)
から入射した光L1′〜LN′に基づいて検出信号(電気
信号)を出力する。複数の光検出器69(1)〜69
(N)の検出信号は、図1に示す信号処理手段の信号処
理部に入力される。
を介して、複数の波長成分を含む光を所定の波長成分別
に分波する分波器67が接続されている。分波器67
は、光ファイバ66から入射した光LMUL′を複数の光
L1′〜LN′に分波する。分波器67には、検出する波
長帯域の異なる複数の光検出器69(1)〜69(N)
が、対応する光ファイバ68(1)〜68(N)を介し
て接続されている。複数の光検出器69(1)〜69
(N)は、対応する光ファイバ68(1)〜68(N)
から入射した光L1′〜LN′に基づいて検出信号(電気
信号)を出力する。複数の光検出器69(1)〜69
(N)の検出信号は、図1に示す信号処理手段の信号処
理部に入力される。
【0032】図6(a)は、図5に示す光送受信部に含
まれる光検出器の検出特性を示す図であり、図6(b)
は、この光検出器に対応するFBGの反射波長特性を示
す図である。図5に示す光送受信部に含まれる複数の光
検出器は、図6(a)に示すように、一定の波長を中心
とし、一定の波長帯域に亘る検出特性を示す。一方、そ
れぞれの光検出器に対応するFBGの反射波長特性は、
印加される超音波に基づいて変化する。すなわち、図6
(b)に示すように、FBGの反射波長特性は、加えら
れる音圧が負となると、実線で表す特性から一点鎖線で
表す特性に変化し、加えられる音圧が正となると、実線
で表す特性から二点鎖線で表す特性に変化する。これに
より、光検出器の検出信号の信号レベルが変化し、この
変化に基づいて、被検体に関する情報が取得される。
まれる光検出器の検出特性を示す図であり、図6(b)
は、この光検出器に対応するFBGの反射波長特性を示
す図である。図5に示す光送受信部に含まれる複数の光
検出器は、図6(a)に示すように、一定の波長を中心
とし、一定の波長帯域に亘る検出特性を示す。一方、そ
れぞれの光検出器に対応するFBGの反射波長特性は、
印加される超音波に基づいて変化する。すなわち、図6
(b)に示すように、FBGの反射波長特性は、加えら
れる音圧が負となると、実線で表す特性から一点鎖線で
表す特性に変化し、加えられる音圧が正となると、実線
で表す特性から二点鎖線で表す特性に変化する。これに
より、光検出器の検出信号の信号レベルが変化し、この
変化に基づいて、被検体に関する情報が取得される。
【0033】図7は、図5に示す光送受信部に含まれる
分波器の構成例を示す図である。図7においては、分波
器として、プレーナ光波回路の一種であるアレイ導波路
格子(AWG:Arrayed-Wavelength Grating)を用いた
分波回路が示されている。この分波回路は、1本の入力
導波路70が接続された入力側スラブ導波路71と、複
数の出力導波路72(1)〜72(N)が接続された出
力側スラブ導波路73との間を、一定の導波路長差を持
たされた複数のアレイ導波路74(1)〜74(N)に
より接続した構成となっている。
分波器の構成例を示す図である。図7においては、分波
器として、プレーナ光波回路の一種であるアレイ導波路
格子(AWG:Arrayed-Wavelength Grating)を用いた
分波回路が示されている。この分波回路は、1本の入力
導波路70が接続された入力側スラブ導波路71と、複
数の出力導波路72(1)〜72(N)が接続された出
力側スラブ導波路73との間を、一定の導波路長差を持
たされた複数のアレイ導波路74(1)〜74(N)に
より接続した構成となっている。
【0034】入力側スラブ導波路71は、入力導波路7
0の端部を曲率中心とする扇形をしており、出力側スラ
ブ導波路73は、複数の出力導波路72(1)〜72
(N)の端部を曲率中心とする扇形をしている。複数の
アレイ導波路74(1)〜74(N)は、それぞれの光
軸が入力側スラブ導波路71及び出力側スラブ導波路7
3の両方の曲率中心を通るように放射状に配置されてい
る。これにより、入力側スラブ導波路71及び出力側ス
ラブ導波路73がレンズと同等の動作を実現する。
0の端部を曲率中心とする扇形をしており、出力側スラ
ブ導波路73は、複数の出力導波路72(1)〜72
(N)の端部を曲率中心とする扇形をしている。複数の
アレイ導波路74(1)〜74(N)は、それぞれの光
軸が入力側スラブ導波路71及び出力側スラブ導波路7
3の両方の曲率中心を通るように放射状に配置されてい
る。これにより、入力側スラブ導波路71及び出力側ス
ラブ導波路73がレンズと同等の動作を実現する。
【0035】複数の波長成分(λ1、λ2、…、λN)を
含む光は、入力導波路70に入射すると、入力側スラブ
導波路71において回折により広がり、複数のアレイ導
波路74(1)〜74(N)を同位相で励振する。それ
ぞれの励振光は、対応するアレイ導波路74(1)〜7
4(N)を通過する際に導波路長差に応じた位相差が与
えられ、出力側スラブ導波路73に達する。出力側スラ
ブ導波路73に入射した複数の光は、レンズ作用により
互いに干渉し合いながら、複数の出力導波路72(1)
〜72(N)を配置した側の1点に集光し、同相条件が
成立する方向に回折する。尚、図7に示す分波回路にお
ける入力側と出力側とを入れ替えれば、図5に示す光送
受信部に含まれる合波器が実現される。
含む光は、入力導波路70に入射すると、入力側スラブ
導波路71において回折により広がり、複数のアレイ導
波路74(1)〜74(N)を同位相で励振する。それ
ぞれの励振光は、対応するアレイ導波路74(1)〜7
4(N)を通過する際に導波路長差に応じた位相差が与
えられ、出力側スラブ導波路73に達する。出力側スラ
ブ導波路73に入射した複数の光は、レンズ作用により
互いに干渉し合いながら、複数の出力導波路72(1)
〜72(N)を配置した側の1点に集光し、同相条件が
成立する方向に回折する。尚、図7に示す分波回路にお
ける入力側と出力側とを入れ替えれば、図5に示す光送
受信部に含まれる合波器が実現される。
【0036】図8は、図1に示す超音波診断装置に含ま
れる光送受信部の別の構成例を示す図である。図8に示
す光送受信部においては、複数のレーザ発振器及び合波
器の代わりに、広帯域の光(広帯域光)を発生する広帯
域光源(ブロードバンド光源)80が用いられており、
広帯域光源80には、サーキュレータ64が光ファイバ
81を介して接続されている。広帯域光源80において
発生した光LBROは、サーキュレータ64において光フ
ァイバ65に入射し、対応する1次元受信アレイ部(図
1参照)に供給され、超音波の印加に基づく光LBRO′
に変調される。この1次元受信アレイ部から光ファイバ
65に供給された光LBRO′は、サーキュレータ64に
おいて光ファイバ66に入射する。
れる光送受信部の別の構成例を示す図である。図8に示
す光送受信部においては、複数のレーザ発振器及び合波
器の代わりに、広帯域の光(広帯域光)を発生する広帯
域光源(ブロードバンド光源)80が用いられており、
広帯域光源80には、サーキュレータ64が光ファイバ
81を介して接続されている。広帯域光源80において
発生した光LBROは、サーキュレータ64において光フ
ァイバ65に入射し、対応する1次元受信アレイ部(図
1参照)に供給され、超音波の印加に基づく光LBRO′
に変調される。この1次元受信アレイ部から光ファイバ
65に供給された光LBRO′は、サーキュレータ64に
おいて光ファイバ66に入射する。
【0037】図9(a)は、図8に示す光送受信部に含
まれる広帯域光源のスペクトル特性を示す図であり、図
9(b)は、対応する1次元受信アレイ部に含まれる複
数のFBGの反射波長特性を示す図である。尚、図9
(b)は、図8に示す光送受信部に含まれる分波器の分
波特性も示している。図8に示す光送受信部に含まれる
広帯域光源80は、図9(a)に示すように、波長λ1
から波長λNに至る波長帯域を含む広いスペクトル特性
を示す。一方、対応する1次元受信アレイ部に用いられ
る複数のFBGの反射波長特性は、図9(b)に示すよ
うに、対応する波長λ1〜λNを中心とする反射波長特性
を示す。これらFBGの反射波長特性は、周囲の音圧に
応じて変化し、対応する光検出器の出力信号の信号レベ
ルを変化させるため、この変化に基づいて、被検体に関
する情報が取得される。
まれる広帯域光源のスペクトル特性を示す図であり、図
9(b)は、対応する1次元受信アレイ部に含まれる複
数のFBGの反射波長特性を示す図である。尚、図9
(b)は、図8に示す光送受信部に含まれる分波器の分
波特性も示している。図8に示す光送受信部に含まれる
広帯域光源80は、図9(a)に示すように、波長λ1
から波長λNに至る波長帯域を含む広いスペクトル特性
を示す。一方、対応する1次元受信アレイ部に用いられ
る複数のFBGの反射波長特性は、図9(b)に示すよ
うに、対応する波長λ1〜λNを中心とする反射波長特性
を示す。これらFBGの反射波長特性は、周囲の音圧に
応じて変化し、対応する光検出器の出力信号の信号レベ
ルを変化させるため、この変化に基づいて、被検体に関
する情報が取得される。
【0038】図10は、図8に示す光送受信部に含まれ
る広帯域光源の構成例を示す図である。図10において
は、広帯域光源として、ASE(Amplified Spontaneou
s Emission:増幅された自然放出光)光源の一例が示さ
れている。このASE光源は、広帯域光増幅器(Broadb
and Optical Fiber Amplifier)の構造を、増幅された
自然放出光を出射できるように変えたものであり、光増
幅用の光ファイバ90を含んでいる。尚、広帯域光増幅
器の詳細については、例えば、大越 春喜氏による「広
帯域光増幅器」(電子情報通信学会誌 Vol. 82 No. 7
pp. 718-724 1999年 7月)を参照されたい。光ファイバ
90の一方の端部には、レンズ91が取り付けられてお
り、他方の端部には、励起光反射用のFBG92が形成
されている。レンズ91の左側には、レーザ発振器93
が励起光源として配置されている。レーザ発振器93に
おいて発生した光は、レンズ91を介して光ファイバ9
0に入射し増幅され、増幅された光の一部は、自然放出
光としてFBG92を透過する。尚、ASE光源の替わ
りにブロードバンドファイバ光源を用いても良い。
る広帯域光源の構成例を示す図である。図10において
は、広帯域光源として、ASE(Amplified Spontaneou
s Emission:増幅された自然放出光)光源の一例が示さ
れている。このASE光源は、広帯域光増幅器(Broadb
and Optical Fiber Amplifier)の構造を、増幅された
自然放出光を出射できるように変えたものであり、光増
幅用の光ファイバ90を含んでいる。尚、広帯域光増幅
器の詳細については、例えば、大越 春喜氏による「広
帯域光増幅器」(電子情報通信学会誌 Vol. 82 No. 7
pp. 718-724 1999年 7月)を参照されたい。光ファイバ
90の一方の端部には、レンズ91が取り付けられてお
り、他方の端部には、励起光反射用のFBG92が形成
されている。レンズ91の左側には、レーザ発振器93
が励起光源として配置されている。レーザ発振器93に
おいて発生した光は、レンズ91を介して光ファイバ9
0に入射し増幅され、増幅された光の一部は、自然放出
光としてFBG92を透過する。尚、ASE光源の替わ
りにブロードバンドファイバ光源を用いても良い。
【0039】本実施形態によれば、複数の波長成分を含
む光が光ファイバを介して超音波探触子に供給される
と、この光ファイバに接続された光導波路において分波
され、光の反射波長特性が互いに異なる複数のFBGに
入射する。これらのFBGは、印加される超音波の音圧
に基づいて入射光を変調する。これらのFBGによって
反射された光は、光導波路において合波されて、光ファ
イバに供給される。従って、複数の変調された光が多重
化されるため、超音波探触子に接続される光ファイバの
本数を低減することができる。
む光が光ファイバを介して超音波探触子に供給される
と、この光ファイバに接続された光導波路において分波
され、光の反射波長特性が互いに異なる複数のFBGに
入射する。これらのFBGは、印加される超音波の音圧
に基づいて入射光を変調する。これらのFBGによって
反射された光は、光導波路において合波されて、光ファ
イバに供給される。従って、複数の変調された光が多重
化されるため、超音波探触子に接続される光ファイバの
本数を低減することができる。
【0040】尚、本実施形態によれば、PZTやPVD
Fを材料とする圧電素子の替わりにFBGを用いて2次
元センサアレイを作製し、光を用いて超音波の検出を行
うため、歩留まりの低下によるコストアップや、微細配
線による電気的インピーダンスの増大による感度低下を
招くことはなく、感度向上や広帯域特性化、インピーダ
ンスフリーの実現を期待できる。
Fを材料とする圧電素子の替わりにFBGを用いて2次
元センサアレイを作製し、光を用いて超音波の検出を行
うため、歩留まりの低下によるコストアップや、微細配
線による電気的インピーダンスの増大による感度低下を
招くことはなく、感度向上や広帯域特性化、インピーダ
ンスフリーの実現を期待できる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
2次元状に並べられた複数の超音波検出素子の入出力光
を伝送する光ファイバの本数を低減した超音波探触子や
超音波診断装置を提供することができる。
2次元状に並べられた複数の超音波検出素子の入出力光
を伝送する光ファイバの本数を低減した超音波探触子や
超音波診断装置を提供することができる。
【図1】本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図2】(a)は、図1に示す超音波診断装置に含まれ
る超音波探触子の構成を示す斜視図であり、(b)は、
この超音波探触子に用いられる超音波発生素子及び超音
波検出素子の配置例を示す図であり、(c)は、別の配
置例を示す図である。
る超音波探触子の構成を示す斜視図であり、(b)は、
この超音波探触子に用いられる超音波発生素子及び超音
波検出素子の配置例を示す図であり、(c)は、別の配
置例を示す図である。
【図3】(a)は、図2に示す超音波探触子に含まれる
1次元受信アレイ部の構成を示す斜視図であり、(b)
は、この1次元受信アレイ部の投影図である。
1次元受信アレイ部の構成を示す斜視図であり、(b)
は、この1次元受信アレイ部の投影図である。
【図4】(a)〜(j)は、図3に示す1次元受信アレ
イ部の製造プロセスを示す図である。
イ部の製造プロセスを示す図である。
【図5】図1に示す超音波診断装置に含まれる光送受信
部の構成例を示す図である。
部の構成例を示す図である。
【図6】(a)は、図5に示す光送受信部に含まれる光
検出器の検出特性を示す図であり、(b)は、この光検
出器に対応するファイバブラックグレーティングの反射
波長特性を示す図である。
検出器の検出特性を示す図であり、(b)は、この光検
出器に対応するファイバブラックグレーティングの反射
波長特性を示す図である。
【図7】図5に示す光送受信部に含まれる分波器の構成
例を示す図である。
例を示す図である。
【図8】図1に示す超音波診断装置に含まれる光送受信
部の別の構成例を示す図である。
部の別の構成例を示す図である。
【図9】(a)は、図8に示す光送受信部に含まれる広
帯域光源のスペクトル特性を示す図であり、(b)は、
対応する1次元受信アレイ部に含まれる複数のファイバ
ブラックグレーティングの反射波長特性を示す図であ
る。
帯域光源のスペクトル特性を示す図であり、(b)は、
対応する1次元受信アレイ部に含まれる複数のファイバ
ブラックグレーティングの反射波長特性を示す図であ
る。
【図10】図8に示す光送受信部に含まれる広帯域光源
の構成例を示す図である。
の構成例を示す図である。
10 超音波探触子 11 1次元送信アレイ部 12 1次元受信アレイ部 14 駆動信号発生回路 15 光送受信部 30(1)〜30(N) 超音波発生素子 40(1)〜40(N) 超音波検出素子 50(1)〜50(N) 光導波路 51(1)〜51(N) ファイバブラックグレーティ
ング 52(1)〜52(N−1) スリット 60(1)〜60(N) レーザ発振器 62 合波器 64 サーキュレータ 67 分波器 69(1)〜69(N) 光検出器 80 広帯域光源
ング 52(1)〜52(N−1) スリット 60(1)〜60(N) レーザ発振器 62 合波器 64 サーキュレータ 67 分波器 69(1)〜69(N) 光検出器 80 広帯域光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04R 17/00 332 G02B 6/12 F Fターム(参考) 2G047 EA14 EA16 GD00 2H047 KA04 KB09 LA03 LA16 LA19 MA07 NA05 RA01 TA01 TA11 4C301 EE15 EE17 GA20 GB02 GB09 GB40 JA03 JB29 5D019 AA07 BB04 BB19 CC09 FF04 5J083 AA02 AB17 AC29 AC40 CA13 CA50
Claims (15)
- 【請求項1】 第1の端部から入射した光を複数の第2
の端部に分波して供給すると共に、前記複数の第2の端
部から戻って来る光を合波して前記第1の端部に供給す
る光導波路と、 前記光導波路の前記複数の第2の端部にそれぞれ形成さ
れ、印加される超音波の音圧に基づいて入射光を変調し
て反射する複数の超音波検出素子であって、光の反射波
長特性が互いに異なる前記複数の超音波検出素子と、を
具備する超音波探触子。 - 【請求項2】 複数の光導波路を具備し、前記複数の超
音波検出素子が2次元状に配列されていることを特徴と
する請求項1記載の超音波探触子。 - 【請求項3】 前記複数の超音波検出素子の各々が、フ
ァイバブラックグレーティングを含むことを特徴とする
請求項1又は2記載の超音波探触子。 - 【請求項4】 入力される駆動信号に基づいて超音波を
発生する複数の超音波発生素子をさらに具備する請求項
1〜3のいずれか1項記載の超音波探触子。 - 【請求項5】 第1の端部から入射した光を複数の第2
の端部に分波して供給すると共に、前記複数の第2の端
部から戻って来る光を合波して前記第1の端部に供給す
る光導波路と、前記光導波路の前記複数の第2の端部に
それぞれ形成され、印加される超音波の音圧に基づいて
入射光を変調して反射する複数の超音波検出素子であっ
て、光の反射波長特性が互いに異なる前記複数の超音波
検出素子とを含む超音波探触子と、 前記超音波探触子との間において、複数の波長成分を含
む光を光ファイバを介して送受信する光送受信手段と、
を具備する超音波診断装置。 - 【請求項6】 前記超音波探触子が複数の光導波路を具
備し、前記複数の超音波検出素子が2次元状に配列され
ており、前記複数の光導波路に対応した複数の光送受信
手段を具備する請求項5記載の超音波診断装置。 - 【請求項7】 前記複数の超音波検出素子の各々が、フ
ァイバブラックグレーティングを含むことを特徴とする
請求項5又は6記載の超音波診断装置。 - 【請求項8】 前記超音波探触子が、入力される駆動信
号に基づいて超音波を発生する複数の超音波発生素子を
さらに含むことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1
項記載の超音波診断装置。 - 【請求項9】 前記光送受信手段が、 互いに波長の異なる光を発生する複数の光源と、 前記複数の光源において発生した光を合波する合波手段
と、 複数の波長成分を含む光を所定の波長成分ごとに分波す
る分波手段と、 前記合波手段から出力された光を光ファイバに供給し、
前記光ファイバを介して供給された光を前記分波手段に
出力する切替手段と、 前記分波手段から出射された複数の光を検出する複数の
光検出手段と、を含むことを特徴とする請求項5〜8の
いずれか1項記載の超音波診断装置。 - 【請求項10】 前記複数の光源が、発振波長が互いに
異なる複数のレーザ発振器をそれぞれ含むことを特徴と
する請求項9記載の超音波診断装置。 - 【請求項11】 前記合波手段及び前記分波手段の内の
少なくとも一方が、アレイ導波路回折格子を含むことを
特徴とする請求項9又は10記載の超音波診断装置。 - 【請求項12】 前記光送受信手段が、 複数の波長成分を含むスペクトル特性を示す光を発生す
る光源と、 複数の波長成分を含む光を所定の波長成分ごとに分波す
る分波手段と、 前記光源において発生した光を光ファイバに供給し、前
記光ファイバを介して供給された光を前記分波手段に出
力する切替手段と、 前記分波手段から出射された複数の光を検出する複数の
光検出手段と、を含むことを特徴とする請求項5〜8の
いずれか1項記載の超音波診断装置。 - 【請求項13】 前記光源が、ブロードバンド光源と、
ブロードバンドファイバ光源と、ASE(Amplified Sp
ontaneous Emission)光源との内の1つを含むことを特
徴とする請求項12記載の超音波診断装置。 - 【請求項14】 前記分波手段が、アレイ導波路回折格
子を含むことを特徴とする請求項12又は13記載の超
音波診断装置。 - 【請求項15】 前記切替手段が、サーキュレータを含
むことを特徴とする請求項9〜14のいずれか1項記載
の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001011363A JP2002209892A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001011363A JP2002209892A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002209892A true JP2002209892A (ja) | 2002-07-30 |
Family
ID=18878507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001011363A Withdrawn JP2002209892A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 超音波探触子及びこれを用いた超音波診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002209892A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013015407A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Fujitsu Ltd | 検査装置及び検査方法 |
JP2015031595A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | アンリツ株式会社 | 物理量測定システム及び物理量測定方法 |
CN105980928A (zh) * | 2014-10-28 | 2016-09-28 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 使用超声波深度感测的rgb-d成像***和方法 |
-
2001
- 2001-01-19 JP JP2001011363A patent/JP2002209892A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013015407A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Fujitsu Ltd | 検査装置及び検査方法 |
JP2015031595A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | アンリツ株式会社 | 物理量測定システム及び物理量測定方法 |
CN105980928A (zh) * | 2014-10-28 | 2016-09-28 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 使用超声波深度感测的rgb-d成像***和方法 |
JP2017514330A (ja) * | 2014-10-28 | 2017-06-01 | エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd | Rgb−d画像化システム及び超音波深度検知を使用するrgb−d画像化方法 |
US9843788B2 (en) | 2014-10-28 | 2017-12-12 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | RGB-D imaging system and method using ultrasonic depth sensing |
CN105980928B (zh) * | 2014-10-28 | 2020-01-17 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 使用超声波深度感测的rgb-d成像***和方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080401 |