光声计测装置制造方法及图纸

技术编号:15730928 阅读:45 留言:0更新日期:2017-07-01 01:41
本发明专利技术提供一种光声计测装置,在光声计测中,能够传送高能光,且能够消除在多根光纤中分别行进的光的能量的偏差。声波检测用探针(11)具备以向被检体(M)照射测定光(L)的方式对测定光(L)进行导光的导光部(44)和检测由测定光(L)的照射而在被检体(M)内产生的光声波(U)的声波振子(20),导光部(44)包含:均化器(40),对从光学系统的上游侧入射的测定光的能量曲线进行平顶化;聚光部件(41),对透过了该均化器(40)的测定光(L)进行聚光;及光纤束(42),包含多根光纤(42a)并配置成使透过了聚光部件(41)的测定光(L)从入射端部(E1)入射。

Photoacoustic measuring device

The present invention provides a photoacoustic measuring device capable of transmitting high energy light in photoacoustic measurement, and eliminating the deviation of the energy of light traveling in a plurality of optical fibers. A probe for acoustic detection (11) have to be inspected (M) was determined by light irradiation (L) on the determination of light (L) light guide part of the light guide (44) and detected by the determination of light (L) irradiation on the subject (M) light waves generated in the (U) wave oscillator (20), a light guide part (44) comprises a homogenizer (40), on a flat top from the upstream side of the incident light energy curve determination of the optical system; component (41), on the spot through the homogenizer (40) determination of light (L by concentrating and fiber bundle); (42), including a plurality of optical fibers (42a) and configured to make through the condensing unit (41) determination of light (L) from the incident end (E1) incident.

【技术实现步骤摘要】
光声计测装置本申请是申请日为2013年2月27日、申请号为201380011865.1、专利技术名称为“声波检测用探针及光声计测装置”的申请的分案申请。
本专利技术涉及与测定对象接触来检测声波的光声计测装置。
技术介绍
光声分光法是如下方法:将具有预定波长(例如可见光、近红外光或中间红外光的波段)的脉冲光照射到被检体,对被检体内的特定物质吸收该脉冲光的能量结果产生的弹性波即光声波进行检测,并对该特定物质的浓度定量地进行计测(例如专利文献1)。所谓被检体内的特定物质,例如是血液中含有的葡萄糖、血红蛋白等。如此对光声波进行检测并基于其检测信号生成光声图像的技术被称作光声成像(PAI:PhotoacousticImaging)或光声层析成像(PAT:PhotoAcousticTomography)。以往,在利用了上述那样的光声分光法的计测(光声计测)中,存在以下那样的课题。照射到被检体的光的强度在被检体内传播的过程中因吸收、散射而显著地衰减。另外,基于所照射的光而在被检体内产生的光声波的强度也在被检体内传播的过程中因吸收、散射而衰减。因此,在光声计测中,难以获得被检体的深部的信息。为了解决该课题,考虑到例如使用高能量的光来增加照射到被检体内的光的能量,从而增大所产生的光声波。可是,在利用光纤对光声计测中所需的高能量(1mJ以上)的光进行导光的情况下,该光纤的端面被破坏的可能性高,产生光纤的耐久性的问题。这是因为,通常,在使光入射到光纤时,以光的光束直径收敛成光纤的纤芯直径的方式将光纤的端面配置于聚光透镜的焦点附近位置。可是,在利用聚光透镜进行聚光时光被过度集中而使能量局部地集中,以该能量集中的部分为起点而使光纤的端面的损伤不断发展。另一方面,在例如专利文献2中,公开了如下内容:使用将入射端部熔接加工后的光纤束(熔接光纤束)来有效地降低每单位面积入射的光的能量,从而实现高能光的传送。专利文献专利文献1:日本特开2010-12295号公报专利文献2:日本特开2004-193267号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而,即使将专利文献2的方法适用于光声计测,也存在无法确保从熔接光纤束出射的光的能量曲线的均匀性的问题。这是因为,在专利文献2的方法中,无法确保光入射到熔接光纤束时的能量曲线的均匀性。在专利文献2的第0017段,记载了以与熔接光纤束的直径大致相同直径的点照射光的内容,但是在专利文献2中,仅是通过透镜将光聚集到熔接光纤束的入射端部。在该情况下,可以认为,光入射到熔接光纤束时的能量曲线与通常的光的能量曲线相同而具有高斯分布。于是,可以推定为在光纤束中的各个光纤行进的光的能量产生偏差。在专利文献2中,只要能够简单地传送光即可,因此不需要确保出射的光的能量曲线的均匀性,但是在光声计测中,从重构优质的光声信号的观点出发,除了高能光的传送外,也要求实际地照射到被检体的光的能量曲线的均匀性。因此,消除在光纤束中的各个光纤行进的光的能量的偏差变得重要。本专利技术根据上述期望而作出,目的在于提供能够传送高能光且能够消除在多根光纤中分别行进的光能量的偏差的光声计测装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题,本专利技术所涉及的声波检测用探针具备以向被检体出射测定光的方式对该测定光进行导光的导光部和检测由测定光的照射而在被检体内产生的光声波的声波振子,所述声波检测用探针的特征为,导光部包含:均化器,对入射到该导光部的测定光的能量曲线进行平顶化;聚光部件,对透过了均化器的测定光进行聚光;及光纤束,包含多根光纤并配置成使透过了聚光部件的测定光从光纤束的入射端部入射。即,在本专利技术中,使测定光通过一次均化器从而对能量曲线进行平顶化,并利用聚光部件对入射到光纤束时的光束直径进行控制。并且,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,均化器使测定光进一步扩散。在该情况下,优选为,聚光部件以由下述式1所规定的测定光的最小光束直径D与光纤束的直径d的关系满足下述式2的方式对测定光进行聚光,光纤束配置成在测定光的光束直径是0.8d以上且1.2d以下的状态下入射测定光。[数学式1]0.8d≤D≤1.2d式2在本说明书中,f表示聚光部件的焦距,表示入射到均化器时的测定光的发散角,θ表示均化器的扩散角。并且,所谓“光纤束的直径”表示光纤束中的多根光纤中相距最远的光纤彼此的纤芯的外周间的最大距离。另外,所谓“发散角”表示激光的光束直径随着传播而发散的角度。另外,所谓均化器的“扩散角”表示设计上的扩散角,即作为平行光而入射到该均化器且透过的激光的光束直径随着传播而发散的角度。另外,“发散角”及“扩散角”以平面角的全角表示。在对这些角度进行测定的情况下,优选为,在从某光束直径发散至该光束直径的2.0倍的光束直径的传播距离的范围内以10点程度测定光束直径,根据此时的光束直径变化的斜率而进行求算。另外,所谓“光束直径”,能够设为包含激光的能量曲线的大约86.5%且以光束中心(通常是光束强度的最大位置)为中心的圆的直径即所谓的1/e2直径。在该情况下,在因光束强度不规则分布等而难以求出光束中心时,也可以在推定为光束中心的位置附近包络地生成能量为86.5%的圆,将其中面积最小的圆的直径作为光束直径。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,导光部在均化器的入射侧的近前处包含扩束器光学系统,该扩束器光学系统以将测定光放大成适合于上述多根光纤的孔径角的光束直径的方式设定有适合于所述多根光纤的孔径角的放大率。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,对光纤束的入射端部实施熔接加工。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,上述入射端部中的多根光纤的外周由对光能具有高耐久性的材料被覆。在该情况下,优选为,对光能具有高耐久性的材料是石英。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,在上述入射端部的端面配置中分割出的多个分割区域各自涉及的光纤的出射端部根据出射端部所属的各分割区域的相对大小而配置,使得测定光从光纤整体的出射端部出射时的能量曲线作为整体而变得均匀。在该情况下,优选为,多个分割区域根据距光纤束的中心的距离而分割而成。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,导光部具备至少一个导光板,该导光板具有与多根光纤的出射端部的至少一部分连接的连接面和从连接面入射的测定光出射的出射面。在该情况下,优选为,导光板以隔着声波振子而相向的方式配置有多个。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,均化器是将微小的透镜随机地配置于基板的单面的透镜扩散板。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,具备将聚光部件及光纤束一体化地进行保持的保持部。在该情况下,优选为,保持部将均化器也包含在内而一体化地进行保持。另外,在本专利技术所涉及的探针中,优选为,具备保持部,以覆盖光纤束的入射面的方式对入射端部进行保持,且在测定光入射的部分具有窗口部。在该情况下,窗口部能够由中性滤光器构成。此外,在具备保持部的情况下,优选为,具有开口部件,该开口部件具有使入射到光纤束的测定光通过的开口并且设置于光纤束的入射端,上述开口的直径越朝向入射端越小直至减小为与光纤束的直径对应的大小。或者,优选为,保持部在保持部内部具备导光部件,该导光部件包含帽部件及嵌入到帽部件的环形状的薄片,该薄片由对光能具有耐性的材料形成,或者优选为,在保持部内部具备导光部件,该导光部件包本文档来自技高网
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光声计测装置

【技术保护点】
一种光声计测装置,具备声波检测用探针和装置框体,所述声波检测用探针具备:导光部,具有入射端和出射端,将测定光从该入射端引导至出射端,并向被检体出射该测定光;及声波振子,检测由所述测定光的照射而在所述被检体内产生的光声波,所述装置框体安装该探针的基端,所述光声计测装置的特征在于,所述探针具有保持导光部的入射端的保持部,所述装置框体具有与该保持部以能够装卸的方式连接的安装部,所述安装部具备对入射到所述导光部的所述测定光的能量曲线进行平顶化的均化器和对透过了该均化器的所述测定光进行聚光的聚光部件,保持于所述保持部的所述导光部包括光纤束,该光纤束包含使透过了所述聚光部件的所述测定光从入射端部入射的多根光纤,所述均化器是将微小的透镜随机地配置于基板的单面的透镜扩散板,使所述测定光进一步扩散,所述聚光部件以由下述式1所规定的所述测定光的最小光束直径D与所述光纤束的直径d的关系满足下述式2的方式对所述测定光进行聚光,[数学式1]

【技术特征摘要】
2012.02.29 JP 2012-043595;2013.02.22 JP 2013-033051.一种光声计测装置,具备声波检测用探针和装置框体,所述声波检测用探针具备:导光部,具有入射端和出射端,将测定光从该入射端引导至出射端,并向被检体出射该测定光;及声波振子,检测由所述测定光的照射而在所述被检体内产生的光声波,所述装置框体安装该探针的基端,所述光声计测装置的特征在于,所述探针具有保持导光部的入射端的保持部,所述装置框体具有与该保持部以能够装卸的方式连接的安装部,所述安装部具备对入射到所述导光部的所述测定光的能量曲线进行平顶化的均化器和对透过了该均化器的所述测定光进行聚光的聚光部件,保持于所述保持部的所述导光部包括光纤束,该光纤束包含使透过了所述聚光部件的所述测定光从入射端部入射的多根光纤,所述均化器是将微小的透镜随机地配置于基板的单面的透镜扩散板,使所述测定光进一步扩散,所述聚光部件以由下述式1所规定的所述测定光的最小光束直径D与所述光纤束的直径d的关系满足下述式2的方式对所述测定光进行聚光,[数学式1]0.8d≤D≤1.2d式2式1中,f表示所述聚光部件的焦距,φ表示入射到所述均化器时的所述测定光的发散角,θ表示所述均化器的扩散角,所述光纤束配置成在所述测定光的光束直径是0.8d以上且1.2d以下的状态下入射所述测定光。2.根据权利要求1所述的光声计测装置,其特征在于,在所述安装部中,在所述均化器的入射侧的近前处安装有扩束器光学系统,所述扩束器光学系统以将所述测定光放大成适合于所述多根光纤的孔径角的光束直径的方式设定有适合于所述多根光纤的孔径角的放大率。3.根据权利要求1所述的光声计测装置,其特征在于,具备保持部,所述保持部以覆盖所述光纤束的入射面的方式对所述入射端部进行保持,且在所述测定光...

【专利技术属性】
技术研发人员:入泽觉
申请(专利权)人:富士胶片株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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