光声振动计制造技术

本申请所公开的光声振动计，具备：声波源；声透镜系统，其将从声波源出射的声波照射对象物而产生的散射波转换成规定的会聚状态；光声介质部，其按照使透过声透镜的散射波入射的方式配置；检测光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的平行的检测光束，该检测光束相对于声透镜系统的声轴以非垂直且非平行的角度入射光声介质部；参照光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的参照光束，该参照光束与在光声介质部发生的由检测光束形成的衍射光重叠；成像透镜系统，其使重叠有参照光束的衍射光会聚；图像接收部，其检测由成像透镜会聚的光，且输出电信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光声振动计
[0001 ] 本申请涉及利用光和声波来计测对象物的运动的光声振动计。
技术介绍
近年来，预测到心肌梗塞和脑梗塞等循环系统疾病的罹患人数的增加，对于诊断这些疾病的技术的要求特别高。在诊断循环系统的疾病上，有用的信息之一，可列举通过脏器的高速的动态行为而观测到的组织和脏器的弹性特性。例如，在体内，通过调查比心率快的频域的心壁和动脉壁上的位移分布，从而调查病变部位的弹性特性，进行判断动脉硬化进展的程度和病变部位的大小的工作。由于检查方法很简单，能够以非侵入方式进行检查等，所以在该弹性特性的测定上，就超声波诊断装置的使用正在探讨研究。现有的超声波诊断装置，是从体外向脏器等的体内组织照射超声波，检测由体内组织反射的超声波，取得体内的二维或三维图像。这种现有的超声波诊断装置，例如，在专利文献I被公开。现有的超声波诊断装置，为了进行超声波的发送接收而具备包含多个超声波振子的探头。例如，如图 30所示，探头包含一维排列的振子Tl~T15。在超声波的接收时，振子TI~T15分别接收由体内反射的超声波、且输出电信号。各个接收信号，由信号处理电路(图30中未示出)延迟合成，而生成一个接收信号。从振子Ti(i = 1、…、15)输出的接收信号分别设为Si (t) (i = 1、…、15)时，所谓延迟合成，就是进行 AlXSl(t+tl)+A2XS2(t+t2)+...+A15XS15(t+tl5)的运算。在此，t 表示时间，ti(i = 1、…、15)表示时滞、即延迟时间，另外,Ai (i = 1、…、15)表示加权(实数)。如此，所谓延迟合成，就是指对于从各振子输出的电信号、在一边使时间错开一边加权下进行加法运算处理的信号合成法。如图30所示，认为例如，从探头发送的超声波在点a2反射，脉冲状的球面波发生，朝向振子T1~T15传播。以球面波到达振子T5 (最靠近点a2的振子)的时刻为基准，其他的振子Ti在按时间Ti(Ti>0)滞后下输出电信号。使上述的延迟合成作为ti=T i(i=l、…、15)而进行延迟合成时，各振子的基于电信号所形成的延迟信号Si (t+ti)全部成为在同时刻脉冲状的波形出现的时间信号。其结果是，延迟合成后的信号成为拥有大的脉冲状的波形的接收信号(时间信号)。作为假定，在该延迟合成时，在a2以外的点，例如在B1有脉冲状的球面波发生。在从各振子输出的接收信号的延迟信号Si (t+ti)中，该球面波所对应的脉冲状的波形没有同时刻出现。这是由于从a2到各振子的距离与从到各振子的距离不同，球面波到达各振子的时刻不同。因此，在延迟合成的接收信号中，在从点a2到达的球面波所相当的波形上，几乎未重叠有从点B1到来的球面波所相当的波形。如此，通过生成接收信号，仅对于来自图30所示的纸面内的希望的点的球面波拥有灵敏度而设定延迟时间ti (i=l、…、15)，按延迟时间设定从振子T1~T15进行脉冲信号的发送接收，对于接收信号以设定的延迟时间进行延迟合成。由此，能够检测来自体内的组织的各点的球面波。由各点反射的球面波具有与反射的强度相应的振幅，反射强度依存于各点的组织的弹性特性和组织间的声阻抗的差等。因此，通过分析接收信号中的球面波的强度分布，能够取得体内组织的断层图像。先行技术文献专利文献专利文献1:专利昭58-34580号公报专利文献2:特开2000-229078号公报根据现有的超声波诊断装置，可以进行体表面至体内的组织和脏器的断层摄影。但是，为了一张超声波图像的摄像，需要大致等于摄像区域中的像素总数的次数的延迟合成信号处理。因此，为了高速拍摄断层图像，就需要拥有大规模的模拟/数字转换器阵列和运算电路的信号处理电路。根据市场销售的高性能的超声波诊断装置，因为具备高速且大规模的信号处理电路，所以能够以数十帧/秒来得到断层图像。但是，例如，在心脏的功能诊断中所需要的数IOHz至IOOHz左右的高速振动状态的观测、和捕捉搏动引起的数IOiim微小的血管变形中要实现充分的分辨率极其困难。另外，通过应用在专利文献2中公开检测接收信号的零交叉点的信号处理方法、和脉冲多普勒法等的雷达所适用的相位检测手法、或对于检查对象组织特殊化的各种测定方法，即使使用专利文献I所公开的探头时，也可以在数IOOHz下观察脉搏波程度的血管的振动状态。然而，构建按检查对象的组织所最佳化的检查环境的必要性存在等，要求可适应实际的临床现场的通用性的实现。
技术实现思路
本申请的非限定性的例示的实施方式，提供一种可以高速拍摄对象物的光声振动计。为了解决上述课题，本专利技术的一个方式的光声振动计，具备:声波源；声透镜系统，其将从所述声波源出射的声波照射对象物而产生的散射波转换成规定的会聚状态；光声介质部，其按照使透过所述声透镜系统的散射波入射的方式配置；检测光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的检测光束，该检测光束相对于所述声透镜系统的声轴，以非垂直且非平行的角度入射所述光声介质部；参照光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的参照光束，该参照光束与在所述光声介质部发生的由所述检测光束形成的衍射光重叠；成像透镜系统，其使有所述参照光束重叠的所述衍射光会聚；图像接收部，其检测由所述成像透镜会聚的光，且输出电信号。根据本申请公开的光声振动计，能够高速摄影对象物的高精细的图像。另外，能够计测对象物的位移速度分布。【附图说明】图1是表示本专利技术的光声摄像装置的第一实施方式的概略的结构图。图2是表示第一实施方式的声透镜系统6的功能的光线追跡图。图3是表示第一实施方式的检测光源19的构成的图。图4(a)是表示第一实施方式中的、均匀照明光学系统31的构成和光线的图，(b)是表示其他构成和光线的图。图5是表示第一实施方式的均匀照明面43的设定位置的图。图6是表不第一实施方式的参照光源23的构成和光线的图。图7是表不第一实施方式的光声调制器214构成例的图。图8(a)是表不在第一实施方式的光声振动计中，检测光束14由平面声波9进行衍射的情况的图，(b)是用于说明一维衍射光栅的Bragg衍射条件的图，(C)是用于说明通过Bragg衍射使平面声波上的声压分布被转印成衍射光的光束波阵面上的光振幅分布的图。图9 (a)是表不在第一实施方式的光声振动计中,衍射光201在y方向上发生畸变的图，(b)是用于说明第一实施方式的光声振动计的图像畸变校正部15所使用的变形棱镜的构造的图。图10是用于说明构成变形棱镜的楔形棱镜的功能的图。图11是表示在第一实施方式的光声振动计中，需要使彼此入射角度不同的多条平面光束重叠而成的光束的图。图12(a)是用于说明光学领域中的双衍射光学系统的运转的图，(b)是表示第一实施方式的光声振动计的光声系统的图。图13是表示经由在时间上发生位移的对象物4而发生的多普勒频移233的图。图14是表示对象物4上的位移速度矢量分布被反映成由声透镜系统6所生成的各超声波平面波的频率调制的图。图15是表示由平面声波生成的+1级Bragg衍射光按平面声波的频率进行频率增加的图。图16是表示对象物4上的位移速度矢量分布被反映为实像18上的光点的频率调制的图。图17是表不由于参照光束24的重叠而使实像18上的光点成为跳动光的图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光声振动计，其特征在于，具备：声波源；声透镜系统，其将从所述声波源出射的声波照射对象物而产生的散射波转换成规定的会聚状态；光声介质部，其按照使透过所述声透镜系统的散射波入射的方式配置；检测光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的检测光束，该检测光束相对于所述声透镜系统的声轴以非垂直且非平行的角度入射所述光声介质部；参照光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的平行的参照光束，该参照光束与在所述光声介质部发生的由所述检测光束形成的衍射光重叠；成像透镜系统，其使有所述参照光束重叠的所述衍射光会聚；图像接收部，其检测由所述成像透镜会聚的光，且输出电信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.15 JP 2012-1116061.一种光声振动计，其特征在于，具备: 声波源； 声透镜系统，其将从所述声波源出射的声波照射对象物而产生的散射波转换成规定的会聚状态； 光声介质部，其按照使透过所述声透镜系统的散射波入射的方式配置； 检测光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的检测光束，该检测光束相对于所述声透镜系统的声轴以非垂直且非平行的角度入射所述光声介质部； 参照光源，其出射使彼此行进方向不同的多个单色光重叠而成的平行的参照光束，该参照光束与在所述光声介质部发生的由所述检测光束形成的衍射光重叠； 成像透镜系统，其使有所述参照光束重叠的所述衍射光会聚； 图像接收部，其检测由所述成像透镜会聚的光，且输出电信号。2.根据权利要求1所述的光声振动计，其中， 所述检测光束和所述参照光束的振动数互不相同。3.根据权利要求1所述的光声振动计，其中， 所述参照光源含有至少一个光声调制器。4.根据权利要求3所述的光声振动计，其中， 所述参照光源含有散光板。5.根据权利要求1所述的光声振动计,其中， 所述参照光源含有复眼透镜。6.根据权利要求1所述的光声振动计,其中， 具备含有所述成像透镜和所述图像接收部的光学系统两组。7.根据权利要求6所述的光声振动计，其中， 所述参照光源含有偏光板。8.根据权利要求1至7中任一项所述的光声振动计，其中， 所述图像接收部是:具有二维配置的多个像素的二维图像传感器。9.根据权利要求2所述的光声振动计，其中， 还具备图像处理部，该图像处理部基于所述电信号来检测由所述图像接收部的所述各像素检测到的光的量的时间变化。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光声振动计，其中， 所述参照光源含有:控制所述参照光束的出射时刻的快门。11.根据权利要求1至10中任一项所述的光声振动计，其中， 具备至少3个所述声波源。12.根据权利要求1至11中任一项所述的光声振动计，...

【专利技术属性】
技术研发人员：寒川潮，岩本卓也，金子由利子，釜井孝浩，桥本雅彦，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：