JP6347698B2 - 光音響探触子及び光音響画像化装置 - Google Patents

Description

本発明は、光音響画像化装置に関し、特に、光照射により被検体内で発生する音響波を検出する光音響探触子を備えた光音響画像化装置に関する。

従来、被検体（例えば、生体）の断層画像を侵襲なく取得する技術として、超音波の送受信を利用した超音波イメージングが知られている。更に、従来、被検体に光を照射することにより生体内部で発生する光音響波（超音波）を利用した光音響イメージングも開発されている。

前記光音響イメージングでは、光が前記被検体の内部に照射する必要があるため、光エネルギが大きく指向性が高いレーザ光等を用いるものが多い。例えば、特許文献１のようにレーザ光は光ファイバを介して探触子に設けられた導光部に入射させている。そして、前記導光部から前記被検体の内部にレーザ光を照射し、レーザ光によって前記被検体内部の断熱膨張によって発生する弾性波（光音響波）を検出する。前記導光部は、前記光音響波を検出する音響波検出部と隣り合うように配置されており、前記導光部を光軸が前記音響波検出部の中心軸に向くように傾けることで、前記被検体内部の前記探触子の直下の部分を光束で照射するようになっている。

近年、ＬＥＤ等の発光素子でも光エネルギが大きいものが登場しており、前記探触子の光源として、レーザ光源の代わりに前記発光素子を用いたものも提案されている。前記発光素子は、レーザ光に比べると光エネルギが小さい。そのため、前記発光素子を光源として用いる場合、多くの発光素子を用いることで、光エネルギを増加させている。

また、前記発光素子は、レーザ光に比べると光エネルギが小さいので、前記音響波検出部の近傍で前記被検体と隣り合うように配置することで、光エネルギを有効に活用できるような構成となっている。このような構成とすることで、特許文献１のように光ファイバ、導光部を使用しないので、探触子を小型化することが可能である。

前記発光素子を用いる場合も特許文献１と同様に、光軸が前記音響検出部の中心軸に向かうように前記発光素子が配置することが好ましい。

特開２０１３−２３３２３８号公報

しかしながら、前記発光素子を傾斜させて配置すると、前記発光素子の発光面と前記被検体との間に空気の層が形成され、光エネルギが減衰してしまう。光エネルギが小さい発光素子の場合、光エネルギが大きなレーザ光では影響が少なかった空気層の光エネルギの減衰が大きく影響し、正確な光音響画像化が困難になってしまう場合がある。

そこで、本発明は、消費電力を低く抑え、外形を小さくすることで操作性を向上させるとともに、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することを目的とする。

また、本発明は正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、被検体に対し光を照射する光源部と、前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有し、前記光源部は複数個の発光素子と、透光性を有するとともに前記発光素子から出射された光を前記被検体に導く導光部とを有している光音響探触子であって、前記導光体は、前記複数の発光素子の光軸が前記音響波検出部の中心軸に向かって傾くように保持する光源保持部と、前記被検体と接触する面を含む接触部と、前記発光素子から出射された光及び前記接触部で反射した光を前記被検体に向けて反射する反射部とを備えている。

この構成によると、前記発光素子から出射された光を効率よく被検体に照射することができる。これにより、従来、光源として用いられてきたレーザよりも消費電力が少なく小型化が容易なＬＥＤ等の発光素子を用いても、高精度な光音響イメージングを行うことが可能である。

上記構成において、前記反射部は前記音響波検出部に近接して設けられており、前記反射部は前記接触部に対して凸型に湾曲する曲面部を含む形状であってもよい。この構成によると、光源部内部の光を無駄なく確実に被検体に照射することができ、消費電力を低減することが可能である。

上記構成において、前記曲面部の断面形状が円弧であってもよい。

上記構成において、前記音響波検出部は、前記光音響波を検出する複数個の検出素子を配列した構成を有しており、前記発光素子は前記検出素子の配列方向と同じ方向に並べて配列されており、前記発光素子の配列方向の両端部分で光を反射するように設けられた仕切部を備えていてもよい。

前記仕切部は、前記導光体内部に設けられた空隙であり、前記空隙内部に前記発光素子からの光を反射する部材が設けられていてもよい。

前記複数個の発光素子は、所定の配列で基板に実装されており、前記光源保持部は前記発光素子の光出射面が前記光源保持部に向くように前記基板を保持するようにしてもよい。

上記構成において、前記反射部の前記発光素子から出射され最も広がる光が最初に照射される部分の前記接触部に対する傾斜角の角度をａとし、前記発光素子の光軸と前記接触部の前記被検体と接触する面の法線との角度をｂとし、前記発光素子の配光角をｃとしたとき、
ｂ＋ｃ／２＜９０°のとき
ａ＝１２０°−（ｂ＋ｃ／２）
又は
ｂ＋ｃ／２≧９０°のとき
ａ＝１６０°−（ｂ＋ｃ／２）
（ただし、０＜ｂ≦４０°、６０°≦ｃ≦１６０°とする。）
を満たす前記導光体を挙げることができる。

上記構成において、被検体の屈折率をｎ１とし、導光体の屈折率をｎ２としたとき、
Sin^-1（ｎ１/ｎ２）≧６０°
を満たす導光体の材料であってもよい。

上記構成において、前記発光素子が発光ダイオード素子、半導体レーザ素子又は有機発光ダイオード素子のうち少なくとも一つを含む構成であってもよい。

上述の光音響探触子を備えた装置として、前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置を挙げることができる。

本発明によると、消費電力が低く外形を小さくすることで操作性を向上するとともに、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することができる。

また、本発明によると、正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置を提供することができる。

本発明にかかる光音響画像化装置の一例の概略外観図である。 図１に示す光音響画像化装置のブロック図である。 本発明にかかる光音響探触子の概略斜視図である。 本発明にかかる光音響探触子に備えられる光源部の分解斜視図である。 ＬＥＤ素子を備えた光源基板の概略図である。 光源部に備えられる光源カバーボトムの斜視図である。 図６に示す光源カバーボトムの底面図である。 図７に示す光源カバーボトムのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した断面図である。 図７に示す光源カバーボトムをＩＸ−ＩＸ線で切断した断面図である。 本発明にかかる光源部に用いられる光源カバーボトム内での光路を示す図である。 本発明にかかる光音響探触子の他の例の底面図である。 図１１に示す光源カバーボトムの仕切部を拡大した断面図である。

本発明にかかる光音響画像化装置について図面を参照して説明する。

図１は本発明にかかる光音響画像化装置の一例の概略外観図であり、図２は図１に示す光音響画像化装置のブロック図である。

本発明にかかる光音響画像化装置Ａは、被検体Ｂｄの内部での減衰が小さい、波長の光（例えば、生体の場合、約６５０ｎｍ〜約１１００ｎｍ）を照射し、内部の組織が光エネルギを吸収して熱膨張したことによる弾性波（超音波）を検出して断層画像を取得する。

図１及び図２に示すように、光音響画像化装置Ａは、光を生体である被検体Ｂｄに照射すると共に被検体Ｂｄ内で発生した光音響波を検出する光音響探触子１０と、光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成部２０を備えている。また、光音響探触子１０は、超音波を被検体Ｂｄに送信すると共に反射波である超音波を検出することも行い、画像生成部２０は、超音波の検出信号に基づいて超音波画像を生成もする。更に、光音響画像化装置Ａは、画像生成部２０により生成された画像信号に基づき画像を表示する画像表示部３０も備えている。

光音響探触子１０は、駆動電源部１１と、駆動電源部１１から電力の供給を受け光（赤外光：波長約８５０ｎｍ）を出射する光源部１３と、光源部１３に備えられる発光素子を制御するＬＥＤ駆動回路１２とを備えている。

ここで、光音響探触子１０の詳細について新たな図面を参照して説明する。図３は光音響探触子の概略斜視図である。以下の説明では、図３に示すように、音響波検出部１４の音響電気変換素子１４１の配列方向をＸ方向、配列方向と直交する方向をＹ方向及び紙面上下方向をＺ方向とする。

図３に示すように、光音響探触子１０は、音響波検出部１４と、音響波検出部１４と近接配置された光源部１３とを備えている。光音響探触子１０は、図３のＺ方向の下側を被検体Ｂｄに接触させて、光源部１３から被検体Ｂｄに光を照射又は音響波検出部１４から超音波を照射し、被検体Ｂｄ内部からの音響波を検出する。

音響波検出部１４は、超音波を送出又は検出する音響電気変換素子１４１をＸ方向に配列した構成を有している。なお、音響波検出部１４は、従来の超音波断層診断装置に用いられる超音波プローブと同じ構成を有しているため詳細な説明は省略する。

図３に示すように、光音響探触子１０は光源部１３を２個備えている。２個の光源部１３は音響電気変換素子１４１の配列方向（すなわち、Ｘ方向）に伸びる長尺部材である。さらに、２個の光源部１３は音響波検出部１４をＹ方向の両側から挟むように配置されている。光源部１３は、被検体Ｂｄに対して、面内の輝度を均斉化した面状光を照射する。これにより、音響波検出部１４のＺ軸方向の下部に均一又は略均一な光を照射することができるようになっている。

光源部１３から出射された光は、被検体Ｂｄ内へ散乱しながら入射され、被検体Ｂｄ内の光吸収体（生体組織）により吸収される。光吸収体が光を吸収すると、断熱膨張により弾性波である光音響波（超音波）が発生する。発生した光音響波は、被検体Ｂｄ内を伝播し、音響電気変換素子１４１により電圧信号に変換する。また、音響検出部１４の音響電気変換素子１４１は超音波を発生して被検体Ｂｄ内へ超音波を送り、被検体Ｂｄ内で反射された超音波を受信して電圧信号を生成することも可能である。つまり、本実施形態の光音響画像化装置Ａは、光音響イメージングに加えて、超音波イメージングも可能となっている。

光音響画像化装置Ａで利用している音響波（超音波）は、空気の層を伝播するときに大きく減衰する。そのため、光音響画像化装置Ａでは、音響波検出部１４と被検体Ｂｄとの間の音響インピーダンスを整合する音響整合流体（ジェル）を利用する場合もある。なお、このジェルを塗布することで、音響波の検出特性を向上させることができるとともに、光源部１３のＬＥＤ素子１３１を冷却することが可能である。

次に画像生成部２０について説明する。図２に示すように、画像生成部２０は、受信回路２１、Ａ／Ｄコンバータ２２、受信メモリ２３、データ処理部２４、光音響画像再構成部２５、検波・対数コンバータ２６、光音響画像構築部２７、超音波画像再構成部２８、検波・対数コンバータ２９、超音波画像構築部２１０、画像合成部２１１、制御部２１２、及び送信制御回路２１３を備えている。

受信回路２１は、複数の音響電気変換素子１４１から一部の音響電気変換素子１４１を選択し、選択された音響電気変換素子１４１についての電圧信号（検出信号）を増幅させる処理を行う。

光音響イメージングの場合は、例えば、複数の音響電気変換素子１４１をＸ方向に隣接する２つの領域に分割し、１回目の光照射のときはそのうち１つの領域を選択し、２回目の光照射のときに残りの１つの領域を選択する。また、超音波イメージングの場合は、例えば、複数の音響電気変換素子１４１のうち一部の隣接する音響電気変換素子１４１から成るグループを切替えながら超音波を発生させ（所謂リニア電子スキャン）、受信回路２１でも上記グループを切替えながら選択する。

Ａ／Ｄコンバータ２２は、受信回路２１からの増幅後の検出信号をデジタル信号に変換する。受信メモリ２３は、Ａ／Ｄコンバータ２２からのデジタル信号を保存する。データ処理部２４は、受信メモリ２３に保存された信号を光音響画像再構成部２５または超音波画像再構成部２８へ振り分ける機能を有する。

光音響画像再構成部２５は、光音響波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、光音響波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ２６は、再構成された光音響波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、光音響画像構築部２７は、検波・対数コンバータ２６による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。

一方、超音波画像再構成部２８は、超音波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、超音波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ２９は、再構成された超音波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、超音波画像構築部２１０は、検波・対数コンバータ２９による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。

画像合成部２１１は、上記光音響画像データと上記超音波画像データを合成し、合成画像データを生成する。ここで画像合成については、超音波画像に対して光音響画像を重畳させてもよいし、光音響画像と超音波画像を並列に並べてもよい。画像表示部３０は、画像合成部２１１により生成された合成画像データに基づいて画像を表示する。

なお、画像合成部２１１は、光音響画像データまたは超音波画像データのいずれかをそのまま画像表示部３０へ出力してもよい。

また、制御部２１２は、ＬＥＤ駆動回路１２に波長制御信号を送信し、波長制御信号を受信したＬＥＤ駆動回路１２は、制御部２１２から光トリガー信号が光源駆動回路１０２に送信されると、ＬＥＤ駆動回路１２は、ＬＥＤ素子１３１に駆動信号を送信する。

また、送信制御回路２１３は、制御部２１２からの指示により、音響電気変換素子１４１に駆動信号を送信し、超音波を発生させる。なお、制御部２１２は、他にも受信回路２１等を制御する。

（第１実施形態）
次に本発明にかかる光音響探触子１０の要部である光源部１３の詳細について図面を参照して説明する。図４は本発明にかかる光音響探触子に備えられる光源部の分解斜視図であり、図５はＬＥＤ素子を備えた光源基板の概略図である。また、図６は光源部に備えられる光源カバーボトムの斜視図であり、図７は図６に示す光源カバーボトムの底面図である。図８は図７に示す光源カバーボトムのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した断面図であり、図９は図７に示す光源カバーボトムをＩＸ−ＩＸ線で切断した断面図である。なお、図８及び図９は断面図であるが、断面を示すハッチングを省略している。

光音響探触子１０は、２個の光源部１３を備えているが、これらは実質上同じ構成を有しているものであるため、一方を代表して例示し説明を行う。

図４に示すように、光源部１３は、光源基板１３０、光源カバーボトム１５（導光体）及び光源カバートップ１６を含んでいる。光源カバーボトム１５は上面が開口しており、光源カバーボトム１５の開口を長方形板状の光源カバートップ１６で塞ぐように構成されている。そして、光源カバーボトム１５と光源カバートップ１６が光源部１３の外装を構成する。

光源基板１３０は、表面に配線パターンが形成された配線基板である。図５に示すように、光源基板１３０の表面には発光素子であるＬＥＤ素子１３１が縦横等間隔となるように２次元配列で実装されている。また、ＬＥＤ素子１３１は千鳥配置でも良い。光源基板１３０はＬＥＤ駆動回路１２に接続されており、ＬＥＤ駆動回路１２からの駆動信号を受信し、駆動信号に基づいてＬＥＤ素子１３１はパルス光を出射する。光源部１３では光源基板１３０にＬＥＤ素子１３１を２次元配列で実装することで、一定光束の面状光を出射する。なお、ＬＥＤ素子１３１は、生体の内部に浸透しやすい波長（ここでは、約８５０ｎｍ）の光を照射する素子である。

光源カバーボトム１５は、基板支持部１５１（基板保持部）と、凹部１５２と、入光面１５３と、反射部１５４（曲面部）とを備えている。また、光源カバーボトム１５は、光音響探触子１０で断層画像情報を検出するとき、被検体Ｂｄと接触する接触部１５０を備えている。光源カバーボトム１５は、ＬＥＤ素子１３１が実装されている光源基板１３０を保持する保持部材であるとともに、ＬＥＤ素子１３１から出射された光を被検体Ｂｄに導く導光部材でもある。そのため、ＬＥＤ素子１３１から出射される光を透過する透光性材料で形成された導光部１５５を備えている（図８等参照）。なお、導光部１５５を構成する透光性材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネイト等を挙げることができるが、これに限定されない。また、光源カバーボトム１５全体が透光性材料で形成されていてもよい。

基板支持部１５１は光源基板１３０の長手方向両端部を支持する一対の支持面を有している。基板支持部１５１は、上面に光源基板１３０を配置したとき、ＬＥＤ光源１３１の光軸が反射部１５４側、すなわち、光音響検出部１４側に傾くように形成されている。

凹部１５２は一対の基板支持部１５１の間に形成されており、光源基板１３０をＬＥＤ素子１３１が光源カバーボトム１５と対向するように配置したとき、ＬＥＤ素子１３１が収納される。そして、入光面１５３は凹部１５２の底面に形成されており、ＬＥＤ素子１３１の発光面(不図示)が対向するように配置されている。さらに詳しく説明すると、一対の基板支持部１５１の上面に光源基板１３０を配置したとき、入光面１５３はＬＥＤ素子１３１の光軸が直交するように形成されている。そして、ＬＥＤ素子１３１の出光面が入光面１５３と接触する或いは近接して配置されており、ＬＥＤ素子１３１の光を効率よく入光面に入射させることができるようになっている。

また、入光面１５３の長手方向の範囲は、音響波検出部１４の音響電気変換素子１４１が配列されている範囲と一致する又は略一致するように形成されている。これにより、被検体Ｂｄの音響電気変換素子１４１が配列されている範囲の真下の部分に、正確に、光源部１３からの光を照射するため、正確な断層画像情報を取得することが可能である。

光源カバーボトム１５において、入光面１５３から入光した光は導光部１５５内を通過し、接触部１５０から被検体Ｂｄに照射される。ＬＥＤ素子１３１から入光面１５３に効率よく光を入射させるため、入光面１５３には、反射を抑制するＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コートが施されている。なお、ＬＥＤ素子１３１から入光面１５３に効率よく光を入射させることができる場合、ＡＲコートは省略してもよい。また、入光面１５３には、入射光を拡散させたり、平行光に偏光したりする光学素子が配置されていてもよい。

反射部１５４は、音響波検出部１４の被検体Ｂｄと接触する部分と近接して配置される。そのため、反射部１５４は一定の曲率を有する円筒形状を周方向に切断した曲面形状を有しており、先端部分が音響波検出部１４の音響電気変換素子１４１に近接するような形状となっている。つまり、図９に示すように、反射部１５４は導光部１５５側に凸面となるような曲面形状を有している。

導光部１５５は、空気や被検体Ｂｄよりも高い屈折率を有しているため、導光部１５５内部から外面に光が照射されるとき、その入射角が臨界角度以上であると、入射した光が全反射する。そして、ＬＥＤ素子１３１は、点光源であるため一定の角度（配光角とする）の広がりで拡散する光を照射する。入光面１５３から導光部１５５の内部に入射した光も、同様に拡散している。発光基板１３０をＬＥＤ素子１３１の光軸が反射部１５４側に向けて傾けられているため、反射部１５４と反対側に広がる光で、接触部１５０に直接入射する光は、臨界角度よりも小さい入射角となる場合が多く、効率よく被検体Ｂｄに照射される。

入光面１５３から入射した光又は接触部１５０で全反射した光が反射部１５４に入射した場合、反射部１５４から外部に出射してしまう場合があり、ＬＥＤ素子１３０の出力を無駄にしてしまう。そこで、光源部１３において、反射部１５４の外面にアルミニウムや金等の反射率の高い材料（金属）の反射膜が形成されている。これにより、反射部１５４に入射た光は入射角にかかわらず全て又は略全て導光部１５５に向かって反射される。そして、反射部１５４が、導光部１５５に向かって凸形になっていることで、反射部１５４に入射した光は接触部１５０に向かって反射される。これにより、ＬＥＤ素子１３１から出射された光を被検体Ｂｄに効率よく照射することができ、光の照射効率を高めることができる。なお、入射面１５３、反射部１５４の形状の詳細については後述する。

また、光源カバーボトム１５において、導光部１５５の長手方向の範囲は入光面１５３が形成されている範囲である。そして、入光面１５３から入射した光は、光源カバーボトム１５の長手方向（Ｘ方向）にも拡散する。音響波検出部１４は、音響電気変換素子１４１が配列されている部分の真下からの音響波を検出することが好ましい。しかしながら、光源部１３から長手方向に拡散した光が照射されると、音響電気変換素子１４１からずれた位置からの音響波が入射してしまう恐れがある。そのため、ＬＥＤ素子１３１から出射された光のうち、導光部１５５の長手方向（Ｘ方向）の端部には、光を反射する仕切部１７が設けられている。

図７、図９に示すように、仕切部１７は、光源カバーボトム１５の内部に反射率が高い材料で形成された部材を埋め込んだ構成を有している。このような、仕切部１７を備えていることで、被検体Ｂｄの音響波検出部１４の音響電気変換素子１４１が配列された範囲の下部の外側に光が照射されるのを抑制することができる。なお、ＬＥＤ素子１３１自体が光源カバーボトム１５の長手方向に光が拡散しないような構成の場合、仕切部１７を省略してもよい。

光源カバートップ１６は、光源カバーボトム１５の開口を塞ぐように取り付けられる。光源カバートップ１６には、ＬＥＤ駆動回路１２から光源基板１３０に実装されたＬＥＤ素子１３１に制御信号及び駆動電力を供給する配線４が貫通するようになっている。なお、光源カバートップ１６は、光源カバーボトム１５の開口を塞ぐように取り付けたとき、光源基板１３０をずれないように押えるようになっている。

次に、本発明にかかる光源部１３の光源カバーボトム１５の詳細な形状について説明する。図１０は本発明にかかる光源部に用いられる光源カバーボトム内での光路を示す図である。

ＬＥＤ素子１３１から出射される光の最も外側に照射される光は、光源基板１３０を基板支持部１５１に配置したとき、最も反射部１５４に近いＬＥＤ素子１３１から反射部１５４側に照射される光（ここでは、光Ｐｈ１とする）である。そして、反射部１５４の形状が光Ｐｈ１を接触面１５０に臨界角度以下の入射角で入射するように反射させる形状とすることで、ＬＥＤ素子１３１からの光を確実に接触面１５０から被検体Ｂｄに照射することができる。

そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、反射面１５４の形状について以下のような条件が成り立つことを発見した。反射部１５４の光Ｐｈ１が照射される点での接線と接触面１５０との角度を角度ａ、入光面１５３の接触面１５０に対する傾斜角度を角度ｂ、ＬＥＤ素子１３１の配光角度を角度ｃとしたとき、角度a、角度ｂ及び角度ｃは次の式が成り立つ。
ｂ＋ｃ／２＜９０°のとき
ａ＝１２０°―（ｂ＋ｃ／２）
又は、
ｂ＋ｃ／２≧９０°のとき
ａ＝１６０°―（ｂ＋ｃ／２）
ただし、０＜ｂ≦４０°、６０°≦ｃ≦１６０°とする。

以上の条件を満たすように反射部１５４の形状を決定することで、反射部１５４で反射した光は接触面１５０への入射する角度を６０度以下とすることができる。そして、次の式を満たすことで、反射部１５４で反射した光は接触面１５０で全反射せずに被検体内に照射することができる。
Sin^-1（ｎ１/ｎ２）≧６０°
ｎ１は被検体の屈折率、ｎ２は導光体の屈折率

導光部１５５内部に入射した光が全反射を繰り返して導光部１５５内部で減衰したり、被検体Ｂｄと接触する接触面１５０以外から外部に出射してしまったりするのを抑制することができる。これにより、ＬＥＤ素子１３１から出射された光の利用効率を高め、エネルギ効率よく断層画像情報を検出することができる。

（第２実施形態）
本発明にかかる光音響探触子の他の例について図面を参照して説明する。図１１は本発明にかかる光音響探触子の他の例の底面図であり、図１２は図１１に示す光源カバーボトムの仕切部を拡大した断面図である。なお、図１２に示す光源カバーボトム１３ｂは、仕切部１５８の構成が異なる、光源カバーボトム１５ｂを備えている以外、光源カバーボトム１３と同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。また、光源部１３ｂ以外の光音響探触子１０の構成は第１実施形態と同じ構成であるため、詳細な説明は省略する。

図１１、図１２に示すように、光源カバーボトム１５ｂは、接触面１５０に仕切部１５８が形成されている。仕切部１５８は、接触面１５０側に開口を有する凹部１５８１が設けられている。凹部１５８１の光源基板１３０側に接触面１５０と垂直な面を備えている。そして、この垂直な面には外側からアルミニウムや金等の反射率の高い材料（金属）の反射膜が形成されている。

このように、凹部１５８１を形成し、その外側の面に反射膜を形成する構成とすることで、製造が容易である。これ以外の特徴は、第１実施形態と同じである。

上記各実施形態において、発光素子としてＬＥＤ素子を利用しているが、これに限定されるものではない。発光ダイオード素子、半導体レーザ素子又は有機発光ダイオード素子のように、小型で発光制御が容易な素子を広く採用することが可能である。また、複数のＬＥＤ素子を発光基板に並べて実装しているものとしているが、これに限定されるものではなく、発光部の構成部材の一部に直接配置するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。また、上記各実施形態は適宜組み合わせて実施することも可能である。

Ａ 光音響画像化装置
１０ 光音響探触子
１１ 駆動電源部
１２ ＬＥＤ駆動回路
１３ 光源部
１３０ 光源基板
１３１ ＬＥＤ素子（発光素子）
１４ 音響波検出部
１５ 光源カバーボトム
１５１ 基板支持部（基板保持部）
１５２ 凹部
１５３ 入光面
１５４ 反射部
１５５ 導光部
１６ 光源カバートップ
２０ 画像生成部
２１ 受信回路
２２ Ａ／Ｄコンバータ
２３ 受信メモリ
２４ データ処理部
２５ 光音響画像再構成部
２６ 検波・対数コンバータ
２７ 光音響画像構築部
２８ 超音波画像再構成部
２９ 検波・対数コンバータ
２１０ 超音波画像構築部
２１１ 画像合成部
２１２ 制御部
２１３ 送信制御回路
３０ 画像表示部
４ 配線

Claims (12)

1. 被検体に対し光を照射する光源部と、
   前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有し、
   前記光源部は複数個の発光素子と、透光性を有するとともに前記発光素子から出射された光を前記被検体に導く導光体とを有しており、
   前記導光体は、前記複数の発光素子の光軸が前記音響波検出部の中心軸に向かって傾くように保持する光源保持部と、前記被検体と接触する面を含む接触部と、前記発光素子から出射された光及び前記接触部で反射した光を前記被検体に向けて反射する反射部とを備えている光音響探触子。
2. 前記反射部は前記音響波検出部に近接して設けられており、前記反射部は前記接触部に対して凸型に湾曲する曲面部を含む形状である請求項１に記載の光音響探触子。
3. 前記曲面部の断面形状が円弧である請求項２に記載の光音響探触子。
4. 前記音響波検出部は、前記光音響波を検出する複数個の検出素子を配列した構成を有しており、
   前記発光素子は前記検出素子の配列方向と同じ方向に並べて配列されており、
   前記発光素子の配列方向の両端部分で光を反射するように設けられた仕切部を備えている請求項１から請求項３のいずれかに記載の光音響探触子。
5. 前記仕切部は、前記導光体内部に設けられた空隙であり、
   前記空隙内部に前記発光素子からの光を反射する部材が設けられている請求項４に記載の光音響探触子。
6. 前記複数個の発光素子は、所定の配列で基板に実装されており、
   前記光源保持部は前記発光素子の光出射面が前記光源保持部に向くように前記基板を保持する請求項１から請求項５のいずれかに記載の光音響探触子。
7. 前記反射部の前記発光素子から出射され最も広がる光が最初に照射される部分の前記接触部に対する傾斜角の角度をａとし、前記発光素子の光軸と前記接触部の前記被検体と接触する面の法線との角度をｂとし、前記発光素子の配光角をｃとしたとき、
   ｂ＋ｃ／２＜９０°のとき
   ａ＝１２０°−（ｂ＋ｃ／２）
   又は
   ｂ＋ｃ／２≧９０°のとき
   ａ＝１６０°−（ｂ＋ｃ／２）
   （ただし、０＜ｂ≦４０°、６０°≦ｃ≦１６０°とする。）
   を満たすように前記導光体が形成されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の光音響探触子。
8. 前記導光体が、
   被検体の屈折率をｎ１とし、導光体の屈折率をｎ２としたとき、
   Sin^-1（ｎ１/ｎ２）≧６０°
   を満たす材料で形成されている請求項７に記載の光音響探触子。
9. 前記発光素子が発光ダイオード素子を含む請求項１から請求項８のいずれかに記載の光音響探触子。
10. 前記発光素子が半導体レーザ素子を含む請求項１から請求項８のいずれかに記載の光音響探触子。
11. 前記発光素子が有機発光ダイオード素子を含む請求項１から請求項８のいずれかに記載の光音響探触子。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の光音響探触子を備え、
    前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置。

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