光声成像装置的制作方法

文档序号:11159029阅读:940来源:国知局
光声成像装置的制造方法

本发明涉及光声成像装置,特别地,涉及具有包括检测部的探测器的光声成像装置。



背景技术:

以往,已知具有如下光声成像装置,该光声成像装置具有包括检测部的探测器。这样的光声成像装置在例如日本特开2013-188330号公报中被公开。

在上述日本特开2013-188330号公报中公开了如下被检测体信息获取装置,该被检测体信息获取装置具有包括超声波探头的探测器。在该被检测体信息获取装置中,设置有光源、包括出射部和超声波探头的探测器、处理装置。并且,出射部构成为,将来自与出射部分离配置的光源的脉冲光向被检测体引导。另外,超声波探头构成为,获取从出射部向被检测体照射脉冲光时产生的声波。并且,处理装置构成为,使由超声波探头获取的声波成像。

另外,以往已知具有图像形成装置,该图像形成装置具有连接电缆。这样的光声成像装置在例如日本特开2008-44148号公报中被公开。

在上述日本特开2008-44148号公报中公开了具有连接电缆的图像形成装置。在该图像形成装置中,设置有印刷控制部、连接电缆、LED头。并且,印刷控制部和LED头由连接电缆连接。另外,在LED头上设置有输入部电阻和终端电阻,它们用于调整LED头的阻抗和连接电缆的阻抗(特性阻抗)。由此,能够抑制因未调整LED头的阻抗和连接电缆的阻抗所引起的来自印刷控制部的控制信号的反射波产生。

在此,在上述日本特开2013-188330号公报的被检测体信息获取装置中,为了减少将来自光源的光向被检测体照射(导光)时的光量的损失,在将光源设置于探测器的情况下,需要从被检测体信息获取装置的装置主体部(光源驱动部)经由连接电缆向光源供给电力(脉冲状的电力)。在该情况下,为了不产生脉冲状的电力的反射波,考虑将上述日本特开2008-44148号公报中的输入部电阻和终端电阻设置于光源的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-188330号公报

专利文献2:日本特开2008-44148号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

然而,在将上述日本特开2008-44148号公报中的输入部电阻和终端电阻设置于光源的日本特开2013-188330号公报的被检测体信息获取装置中,考虑因设置输入部电阻和终端电阻所引起的在光源(发光元件)中流动的电流相对于脉冲状的电力(脉冲照射信号)的响应性降低。另外,在上述的被检测体信息获取装置中,由于经由连接电缆传递脉冲照射信号,因此,电磁波等(噪音)会从连接电缆的外部(其他设备等)向内部侵入,从而认为脉冲照射信号的波形会紊乱。另外,认为电磁波从连接电缆的内部向外部放射,放射的电磁波会对光源造成影响。其结果,通过在光源(发光元件)中流动的电流的响应性降低和脉冲照射信号的波形紊乱,会导致在发光元件中不流动充分的电流,从发光元件照射的光的光量会不足。因此,在将上述日本特开2008-44148号公报的输入部电阻和终端电阻设置于光源的上述日本特开2013-188330号公报的被检测体信息获取装置中,存在因在发光元件中流动的电流的响应性降低和来自外部的电磁波等(噪音)所引起的从发光元件照射的光的光量不足。此外,在本说明书中,在发光元件中流动的电流的响应性设为,从脉冲照射信号(电压)施加于发光元件到在发光元件中流动的电流的电流值达到大致峰值为止的时间和从停止脉冲照射信号到在发光元件中流动的电流的电流值变为大致0为止的时间相加的时间。

本发明为解决上述那样的问题而提出,本发明的一个目的在于,提供一种光声成像装置,其通过一边抑制在发光元件中流动的电流的响应性降低,一边抑制来自外部的电磁波等(噪音)的侵入和抑制电磁波从内部向外部放射,能够抑制从发光元件照射的光的光量不足。

解决问题的手段

为了达到上述目的,本发明的一个技术方案的光声成像装置具有:

发光元件,能够向被检测体照射光,

检测部,检测所述被检测体内部的检测对象物吸收从所述发光元件向所述被检测体照射的光所产生的声波,

装置主体部,设置有光源驱动部,所述光源驱动部包括向所述发光元件供给电力的电源部和生成用于控制所述发光元件照射光的状态与所述发光元件不照射光的状态的脉冲照射信号的信号生成部,

同轴电缆,连接所述发光元件和所述装置主体部,

所述同轴电缆构成为,所述同轴电缆的外部导体与所述光源驱动部的所述电源部连接或接地,并且所述同轴电缆的内部导体与所述光源驱动部的所述信号生成部连接。

在本发明的一个技术方案的光声成像装置中,如上所述,将同轴电缆设置为连接发光元件和装置主体部,将同轴电缆的外部导体与光源驱动部的电源部连接或接地,并且将同轴电缆的内部导体与光源驱动部的信号生成部连接。由此,能够抑制反射波的产生和在发光元件中流动的电流的响应性的降低,并且能够抑制电磁波(噪音)从同轴电缆的外部向内部侵入。另外,能够抑制电磁波从同轴电缆的内部向外部放射。其结果,通过一边抑制在发光元件中流动的电流的响应性降低,一边抑制来自外部的电磁波等(噪音)的侵入和抑制电磁波从内部向外部放射,能够抑制从发光元件照射的光的光量不足。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,光源驱动部构成为,在生成用于使发光元件变为照射光的状态的所述脉冲照射信号时,使同轴电缆中流动10A以上的脉冲状的电流。在此,在同轴电缆中流动10A以上的大电流的使用方法并非一般,但在本发明中,通过变为脉冲状的电流来流动10A以上的大电流。由此,能够将从发光元件照射的光的光量变大,因此,能够可靠地将从被检测体产生的声波的强度变大。此外,就上述的在同轴电缆中流动10A以上的脉冲状的电流而言,并不限定于在一根同轴电缆中流动10A以上的脉冲状的电流,在设置有多根同轴电缆的情况下,在多根同轴电缆中流动的电流值的总值为10A以上即可。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,同轴电缆构成为,所述同轴电缆的特性阻抗在30Ω以下。在此,在电缆的特性阻抗大的情况下,在发光元件中流动的电流的响应性降低。因此,如本发明那样,若同轴电缆的特性阻抗在30Ω以下,则能够进一步抑制在发光元件中流动的电流的响应性降低。其结果,能够更加可靠地抑制因在发光元件中流动的电流的响应性降低所引起的从发光元件照射的光的光量不足。

在该情况下,优选地,同轴电缆构成为,所述同轴电缆的特性阻抗在15Ω以上。在此,通过将同轴电缆的内部导体的直径变大或将设置在同轴电缆的外部导体与同轴电缆的内部导体之间的绝缘体的厚度变小,能够将同轴电缆的特性阻抗变小。在该情况下,如本发明那样,若同轴电缆的特性阻抗在15Ω以上,则能够抑制内部导体的直径变得过大,并且能够抑制绝缘体的厚度变得过小。其结果,通过抑制内部导体的直径变得过大,能够抑制探测器的操作性降低,并且通过抑制绝缘体的厚度变得过小,能够抑制同轴电缆的耐压变小。

在上述-个技术方案的光声成像装置中,优选地,发光元件和装置主体部通过多根同轴电缆连接。在此,一般而言,使用具有50Ω或75Ω的特性阻抗的同轴电缆。因此,如上所述,若利用多根同轴电缆连接发光元件和装置主体部,则不使用专用的(定制的)同轴电缆,通过一般的(通用的)同轴电缆也能够容易地将多根同轴电缆合成的特性阻抗构成为小于50Ω或75Ω的值。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,还具有:

成像部,基于由检测部检测出的声波的信号进行声波的成像,

信号电缆,与成像部和检测部连接,传递声波的信号,

同轴电缆和信号电缆以变为一体的状态被处理。

若这样地构成,由于同轴电缆和信号电缆不分离,因此,与同轴电缆和信号电缆以分别单独的状态处理的情况相比,能够提高探测器的操作性。

在该情况下,优选地,还具有第一屏蔽罩,覆盖同轴电缆或信号电缆中至少一方的外侧。若这样地构成,由于第一屏蔽罩能够屏蔽电磁波,因此,能够屏蔽侵入覆盖有第一屏蔽罩的同轴电缆或信号电缆中至少一方的电磁波(噪音)和从覆盖有第一屏蔽罩的同轴电缆或信号电缆中至少一方放射的电磁波。

在上述同轴电缆和信号电缆以变为一体的状态处理的光声成像装置中,优选地,同轴电缆和信号电缆形成以变为一体的状态处理的电缆群,

还具有第二屏蔽罩,覆盖电缆群的外侧。

若这样地构成,由于第二屏蔽罩能够屏蔽电磁波,因此,能够屏蔽从电缆群的外侧侵入的电磁波(噪音)和向电缆群的外侧放射的电磁波。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,同轴电缆构成为,同轴电缆的外部导体与光源驱动部的电源部连接,并且同轴电缆的内部导体与信号生成部连接。在此,在将同轴电缆的外部导体接地,并且将同轴电缆的内部导体与信号生成部连接的情况下,需要设置与信号生成部连接的能够施加负电压的电源部。另外,一般而言,设置能够施加负电压的电源部与设置能够施加正电压的电源部的情况相比,会使光声成像装置的结构复杂化。因此,如上所述,若将同轴电缆的外部导体与光源驱动部的电源部连接,并且将同轴电缆的内部导体与信号生成部连接,则不需要设置能够施加负电压的电源部,因此,既能够抑制光声成像装置的结构的复杂化,又能够抑制从发光元件照射的光的光量不足。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,同轴电缆构成为,导体电阻在0.5Ω/m以下。若这样地构成,与同轴电缆构成为导体电阻比0.5Ω/m大的情况相比,能够将因导体电阻所引起的同轴电缆内的电力的损失变小。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,还具有:

光源部,包括发光元件,

基板,在第一面配置有光源部,并且在第一面或第一面的相反一侧的第二面配置有布线,

电磁波吸收层,以从基板的第二面侧覆盖布线的方式设置。

在此,同轴电缆以外的部分,具体为包括发光元件的光源部存在如下可能性,即,不能充分地抑制来自外部的电磁波等(噪音)的侵入和不能充分地抑制从内部向外部放射电磁波。相对于此,在本发明中,在光声成像装置中设置从基板的第二面侧覆盖布线的电磁波吸收层。由此,能够通过电磁波吸收层吸收由光源部和与光源部连接的布线产生且朝向光源部的附近的检测部的电磁波。其结果,能够抑制由检测部检测电磁波,因此,能够抑制噪音在由光声成像装置生成的图像中出现。

在该情况下,优选地,在电磁波吸收层中形成有用于使基板的第二面露出的基板露出部,

还具有热传导部,以经由电磁波吸收层的基板露出部与基板的第二面接触的方式配置,用于使基板的热散热。

若这样地构成,通过热传导部能够有效地将由光源部产生的热从基板的第二面散热。由此,能够延长光源部的寿命。

在具有上述热传导部的光声成像装置中,优选地,

还具有框体,其容纳检测部,

热传导部构成为,一侧的端部侧与基板的第二面接触,另一侧的端部侧与框体接触。

若这样地构成,通过热传导部能够使由光源部产生的热向框体侧释放。其结果,能够更加有效地使由光源部产生的热散热。

在具有容纳上述检测部的框体的光声成像装置中,优选地,

框体包括散热部,

热传导部构成为,另一侧的端部侧与散热部连接。

若这样地构成,通过热传导部的另一侧的端部侧的散热部,能够更加有效地使由光源部产生的热散热。

在具有上述电磁波吸收层的光声成像装置中,优选地,

在基板的第二面与电磁波吸收层之间设置有绝缘构件。

若这样地构成,通过绝缘层能够提高绝缘耐压。其结果,能够向光源部施加高电压,从而能够使从光源部照射的光的强度变大。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,

还具有光源部,其包括发光元件,

光源部和检测部相邻配置。

在此,就来自光源部的光和来自被检测体的声波而言,传播距离越大,越衰减。考虑到这一点,在本发明中,通过将光源部和声波检测部相邻配置,能够分别将光源部、声波检测部、被检测体相互的距离变得比较小,因此,在抑制来自光源部的光和来自被检测体的声波的衰减的状态下,能够利用检测部高效地检测声波。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,

发光元件设置为多个,

多个发光元件配置成直线状。

若这样地构成,即使在每一个发光元件的光量小的情况下,利用配置成直线状的多个发光元件,作为多个发光元件整体,也能够获得用于使声波成像的充分的光量。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,发光元件由发光二极管元件构成。

若这样地构成,发光二极管元件与发出激光的发光元件相比指向性低,因此,即使在产生位置偏移的情况下,光的照射范围也比较难以变化。由此,与使用发出激光的发光元件的情况不同,不需要光学构件的精密的校准(对位),并且不需要用于抑制由光学系统的振动所引起的特性变动的光学平台和坚固的框体。其结果,由于不需要光学构件的精密的校准,并且不需要光学平台和坚固的框体,因此,能够抑制光声成像装置的大型化和光声成像装置的结构的复杂化。另外,发光二极管元件与发出激光的发光元件等相比,每一个元件的光量小,因此,优选将发光二极管元件配置在检测部的附近。因此,如上所述,通过将同轴电缆以连接探测器和装置主体部的方式设置,既能够进一步有效地抑制在发光二极管元件中流动的电流的响应性降低,又能够进一步有效地抑制来自外部的电磁波等(噪音)侵入,由此,能够抑制从发光二极管元件照射的光的光量不足。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,发光元件由半导体激光元件构成。若这样地构成,与发光二极管元件相比,能够向被检测体照射指向性较高的激光,因此,能够可靠地将来自半导体激光元件的光的大部分向被检测体照射。

在上述一个技术方案的光声成像装置中,优选地,发光元件由有机发光二极管元件构成。若这样地构成,通过使用容易薄型化的有机发光二极管元件,能够容易使包括有机发光二极管元件的探测器部小型化。

发明效果

根据本发明,如上所述,通过一边抑制在发光元件中流动的电流的响应性降低,一边抑制来自外部的电磁波等(噪音)的侵入和抑制电磁波从内部向外部的放射,能够抑制从发光元件照射的光的光量不足。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的光声成像装置的整体结构的立体图。

图2是表示本发明的第一实施方式的探测器的结构的立体图。

图3是用于说明本发明的第一实施方式的同轴电缆的结构的图。

图4是表示本发明的第一实施方式的光声成像装置的整体结构的框图。

图5是用于说明本发明的第一实施方式的光声成像装置的动作相关的实验结果的图。

图6是用于说明未使用同轴电缆的情况下的光声成像装置的动作相关的实验结果的图。

图7是用于说明本发明的第二实施方式的同轴电缆的特性阻抗与在发光二极管元件中流动的电流的响应时间之间的关系的图。

图8是表示本发明的第三实施方式的光声成像装置的结构的一部分的框图。

图9是表示本发明的第四实施方式的光声成像装置的整体结构的立体图。

图10是表示本发明的第四实施方式的光声成像装置的电缆的结构的剖视图。

图11是表示本发明的第四实施方式的探测器的结构的立体图。

图12是表示本发明的第五实施方式的光声成像装置的电缆的结构的剖视图。

图13是表示本发明的第六实施方式的光声成像装置的整体结构的立体图。

图14是表示本发明的第六实施方式的光声成像装置的第二框体的剖视图。

图15是表示本发明的第六实施方式的光声成像装置的基板的第一面的图。

图16是表示在本发明的第六实施方式的光声成像装置的基板的第二面设置电磁波吸收层的状态的图。

图17是本发明的第六实施方式的光声成像装置的第一框体的剖视图。

图18是本发明的第六实施方式的光声成像装置的框图。

图19是用于说明由未设置电磁波吸收层的光声成像装置生成的检测对象物的图像的示意图。

图20是用于说明由本发明的第六实施方式的光声成像装置生成的检测对象物的图像的示意图。

图21是本发明的第七实施方式的光声成像装置的第二框体的剖视图。

图22是表示本发明的第八实施方式的光声成像装置的整体结构的立体图。

图23是表示本发明的第一实施方式的第一变形例的装置主体部的结构的立体图。

图24是表示本发明的第一实施方式的第二变形例的光源驱动部的结构的框图。

图25是表示本发明的第一实施方式的第三变形例和第四变形例的照明部的结构的图。

图26是表示本发明的第四实施方式和第五实施方式的第五变形例的电缆的结构的剖视图。

图27是本发明的第六实施方式的第六变形例的光声成像装置的第二框体的剖视图。

具体实施方式

下面,基于附图来说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

参照图1~图4来说明本发明的第一实施方式的光声成像装置100的结构。

如图1所示,在本发明的第一实施方式的光声成像装置100中设置有探测器1和装置主体部2。另外,在光声成像装置100中设置有同轴电缆3和信号电缆4。

同轴电缆3和信号电缆4具有例如大约2m的长度,并且构成为连接探测器1和装置主体部2。

另外,探测器1构成为,一边被操作者把持一边在被检测体P(人体的体表等)的表面上移动。并且,同轴电缆3构成为,从装置主体部2向探测器1传递电力,探测器1构成为,能够借助经由同轴电缆3获取的电力产生光,并向被检测体P照射光。另外,如图2所示,探测器1构成为,检测来自被检测体P内的后述的声波A和超声波B2,并经由信号电缆4将声波A和超声波B2作为接收信号向装置主体部2传递。

并且,如图1所示,装置主体部2处理由探测器1检测出的接收信号并进行成像。另外,在装置主体部2中设置有图像显示部21。图像显示部21由液晶面板等构成,用于显示从装置主体部2获取的图像。

另外,如图2所示,在探测器1中设置有探测器主体部11和照明部12、13。具体而言,探测器主体部11形成为线型。另外,照明部12在探测器主体部11的顶端部(箭头Z2方向侧)附近且配置在箭头X1方向侧,照明部13在探测器主体部11的顶端部(箭头Z2方向侧)附近且配置在箭头X2方向侧。并且,照明部12和照明部13以从X方向的两侧夹持探测器主体部11的方式配置。另外,在探测器主体部11的顶端部配置有声波检测部14。即,照明部12、13配置在声波检测部14的附近。此外,声波检测部14是本发明的“检测部”的一个例子。

另外,在照明部12中设置有光源部15,在光源部15上设置有能够向被检测体P照射光的多个(例如,108个)发光二极管元件16。另外,与照明部12相同,在照明部13中设置有光源部17,在该光源部17上设置有多个发光二极管元件16。另外,多个发光二极管元件16配置成阵列状(直线状),配置成阵列状的发光二极管元件16作为整体构成为面光源。此外,发光二极管元件16是本发明的“发光元件”的一个例子。

另外,同轴电缆3包括同轴电缆31、32。同轴电缆31与照明部12的箭头Z1方向侧连接,同轴电缆32与照明部13的箭头Z1方向侧连接。

并且,如图3所示,同轴电缆31具有例如AWG20(UL标准的尺寸)、AWG30、AWG36或AWG40等尺寸,该同轴电缆31由内部导体3a、绝缘体3b、外部导体3c、护套3d构成。

并且,内部导体3a配置在同轴电缆31的中心部C,由例如软铜线、镀银软铜线、镀锡铜合金线或镀锡软铜线构成。另外,内部导体3a由单线或多根(例如,7根)绞合线构成。并且,内部导体3a构成为,其外径D(在多根绞合线的情况下为绞合线整体的外径)在例如0.26mm以上0.30mm以下。

另外,绝缘体3b以覆盖内部导体3a的外周面的方式设置,由例如聚乙烯、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)或PFA(全氟烷氧基树脂)等构成。并且,绝缘体3b构成为,其厚度t在例如0.08mm以上0.40mm以下。

另外,外部导体3c以覆盖绝缘体3b的外周面的方式设置,并且相对于内部导体3a具有屏蔽来自外部导体3c的外部侧的电磁波(噪音)的功能。另外,外部导体3c具有屏蔽从内部导体3a向外部侧的电磁波(噪音)的功能。并且,外部导体3c由例如软铜线、镀锡铜合金线或镀锡软铜线构成。并且,外部导体3c以例如线径为0.03mm以上0.08mm以下的线材被编织或横向卷绕的状态设置。

另外,护套3d以覆盖外部导体3c的外周面的方式设置,由例如FEP、PVC(聚氯乙烯)、PFA或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等构成。

并且,通过上述的结构,同轴电缆31构成为,例如导体电阻在大约1.0Ω/2m以下,并且构成为特性阻抗在22Ω以上75Ω以下。

另外,如图4所示,在装置主体部2中设置有光源驱动部22和控制部23。光源驱动部22构成为,从外部电源部(未图示)获取电力,并将获取的电力经由同轴电缆3向发光二极管元件16供给。另外,控制部23包括CPU(Central Processing Unit)等,该控制部23通过向各部传递控制信号来控制光声成像装置100的整体。

并且,在光源驱动部22中设置有电源部22a和信号生成部22b。

在此,在第一实施方式中,同轴电缆31、32构成为,同轴电缆31、32的外部导体3c与光源驱动部22的电源部22a连接,并且同轴电缆31、32的内部导体3a与光源驱动部22的信号生成部22b连接。并且,光源驱动部22构成为,当生成用于使发光二极管元件16变为照射光的状态的脉冲照射信号时,使同轴电缆31、32中流动10A以上的脉冲状电流。

具体而言,电源部22a与同轴电缆31、32的各个外部导体3c连接,并且包括例如DC/DC转换器等,该电源部22a施加规定的电压(例如,大约200V)。另外,同轴电缆31、32的外部导体3c与发光二极管元件16的阳极连接,并向阳极施加规定的电压。

另外,信号生成部22b包括例如两个FET(Field Effect Transistor:场效应晶体管)等。并且,两个FET中的一个的漏极与同轴电缆31的内部导体3a连接,两个FET中的另一个的漏极与同轴电缆32的内部导体3a连接。并且,同轴电缆31、32的内部导体3a与发光二极管元件16的阴极连接。另外,信号生成部22b的FET的源极分别接地。

并且,在向信号生成部22b的FET的栅极输入来自控制部23的脉冲状的光触发信号而FET接通的情况下,产生脉冲照射信号,由此,能够从发光二极管元件16的阳极侧向阴极侧流动脉冲状的电流(例如,峰值电流为15A(10A以上))。并且,发光二极管元件16构成为,向被检测体P照射与脉冲状的电流相对应的脉冲光。此外,光源驱动部22和控制部23构成为,使脉冲光的脉冲宽度变为例如大约150ns。另外,生成脉冲照射信号表示使发光二极管元件16的阴极侧的电压降低。

并且,如图2所示,从探测器1向被检测体P照射的光被被检测体P内的检测对象物Pa(例如,血红蛋白等)吸收。并且,检测对象物Pa根据脉冲光的照射强度(吸收量)膨胀和收缩(从膨胀后的大小返回至原来的大小),由此,由检测对象物Pa(被检测体P)产生声波A。此外,在本说明书中,为了便于说明,将由被检测体P内的检测对象物Pa吸收光所产生的超声波定义为“声波A”,将由声波检测部14所产生并被被检测体P反射的超声波定义为后述的“超声波B2”来进行区分。

另外,在声波检测部14中配置有具有128波道的超声波振子(未图示)。并且,声波检测部14的超声波振子构成为,由压电元件(例如,锆钛酸铅(PZT))等构成,在获取上述的声波A的情况下,振动而产生电压(接收信号)。并且,声波检测部14将获取的接收信号向后述的成像部24(参照图4)传递。

另外,声波检测部14的超声波振子构成为,通过以与来自控制部23的振子驱动信号相应的频率振动,能够产生超声波B1,并且使超声波B1向被检测体P照射。

并且,如图2所示,由声波检测部14产生的超声波B1被被检测体P内的声阻抗高的物质(检测对象物Pa)反射。另外,超声波B2(超声波B1被反射的部分)被声波检测部14获取。

并且,声波检测部14构成为,在获取超声波B2的情况下,与获取声波A的情况相同,将接收信号向成像部24传递。此外,光声成像装置100构成为,使由声波检测部14获取声波A的期间和由声波检测部14获取超声波B2的期间不重复,从而能够区分声波A和超声波B2。

另外,如图4所示,在装置主体部2中设置有成像部24。成像部24构成为,从控制部23获取与光触发信号同步的抽样触发信号,并且从声波检测部14获取接收信号。并且,成像部24构成为,基于获取的抽样触发信号和获取的接收信号,生成基于声波A的断层图像和基于超声波B2的断层图像,并且进行合成断层图像的处理。并且,成像部24构成为,将合成的图像向图像显示部21输出。

接着,参照图5和图6说明为了比较第一实施方式的光声成像装置100中的使用同轴电缆3的情况(第一实施方式)和未使用同轴电缆3的情况(使用双绞线电缆的情况)(比较例)下的在发光二极管元件16中流动的电流的响应性所进行的实验。

在该实验中,首先,向使用同轴电缆3的第一实施方式的光声成像装置100(参照图5)和使用双绞线电缆的光声成像装置(参照图6)输入具有150ns脉冲宽度的光触发信号,来测定发光二极管元件16的阳极电压的波形、阴极电压的波形、在发光二极管元件16流动的电流值的波形。并且,通过获取在发光二极管元件16中流动的电流值的波形来测定响应时间。

此外,将使用双绞线电缆的光声成像装置的双绞线的一侧的导线与电源部及发光二极管元件的阳极连接,并且将双绞线的另一侧的导线与信号生成部及发光二极管元件的阴极连接来进行测定。

如图5所示,在光触发信号的信号电平处于H(High)期间(150ns),在使用同轴电缆3的光声成像装置100中,阳极电压的波形变为大致200V而变为恒定。然而,如图6所示,在使用双绞线电缆的光声成像装置中,阳极电压的波形产生周期为50ns且振幅(最大值与最小值之间的电压值)为80V的反射波而发生变动。

另外,如图5所示,在使用同轴电缆3的光声成像装置100中,阴极电压的波形(脉冲照射信号的波形)变为大致60V而变为恒定。然而,如图6所示,在使用双绞线电缆的光声成像装置中,阴极电压的波形产生反射波而发生变动。

并且,如图5所示,在使用同轴电缆3的光声成像装置100中,在光触发信号的信号电平达到H后,在发光二极管元件16中流动的电流值在100ns后达到大致15A(10A以上)。然而,如图6所示,在使用双绞线电缆的光声成像装置中,在光触发信号的信号电平达到H后,在发光二极管元件16中流动的电流值未达到10A。

另外,如图5所示,在光触发信号的信号电平达到L(Low)后,在使用同轴电缆3的光声成像装置100中,阳极电压和阴极电压的波形变为大致200V而变为恒定。然而,如图6所示,在使用双绞线电缆的光声成像装置中,阳极电压和阴极电压的波形产生振幅为220V的反射波而发生变动。

并且,如图5所示,在使用同轴电缆3的光声成像装置100中,在光触发信号的信号电平达到L后,在发光二极管元件16中流动的电流值在50ns后变为大致0。然而,如图6所示,在使用双绞线电缆的光声成像装置中,在光触发信号的信号电平达到L后,在发光二极管元件16中流动的电流值在100ns后变为大致0。

基于上面的结果可知,在使用同轴电缆3的光声成像装置100(第一实施方式),在发光二极管元件16中流动的电流的响应时间为150ns(100ns+50ns),在使用双绞线电缆的光声成像装置(比较例)中,在发光二极管元件16中流动的电流的响应时间至少为250ns以上。另外,在使用同轴电缆3的光声成像装置100中,在发光二极管元件16中流动的电流值达到15A,另一方面,在使用双绞线电缆的光声成像装置中,在发光二极管元件16流动的电流值小于10A(最大为9A左右)。即,在使用同轴电缆3的光声成像装置100中,与使用双绞线电缆的光声成像装置相比,能够将光的波形(在发光二极管元件16中流动的电流值的波形)变得陡峭,并且能够将光量变大。

在第一实施方式中,能够获得下面的效果。

在第一实施方式中,如上所述,将同轴电缆3设置为连接探测器1(发光二极管元件16)和装置主体部2,将同轴电缆3的外部导体3c与光源驱动部22的电源部22a连接,并且将同轴电缆3的内部导体3a与光源驱动部22的信号生成部22b连接。由此,能够抑制反射波的产生和在发光二极管元件16中流动的电流的响应性的降低,并且能够抑制电磁波(噪音)从同轴电缆3的外部向内部侵入。其结果,通过一边抑制在发光二极管元件16流动的电流的响应性降低,一边抑制来自外部的电磁波等(噪音)侵入和抑制电磁波从内部向外部放射,能够抑制从发光二极管元件16照射的光的光量不足。

另外,在第一实施方式中,如上所述,将光源驱动部22构成为,当生成用于使发光二极管元件16变为照射光的状态的脉冲照射信号时,使同轴电缆3中流动10A以上的脉冲状的电流。在此,在同轴电缆3中流动10A以上的大电流那样的使用方法并非一般,但在本发明中,通过变为脉冲状的电流,流动10A以上的大电流。由此,能够将从发光二极管元件16照射的光的光量变大,因此,能够可靠地使由被检测体P产生的声波A的强度变大。

另外,在第一实施方式中,如上所述,将同轴电缆3的外部导体3c与光源驱动部22的电源部22a连接,并且将同轴电缆3的内部导体3a与信号生成部22b连接。在此,在将同轴电缆3的外部导体3c接地并且将同轴电缆3的内部导体3a与信号生成部22b连接的情况下,需要设置与信号生成部22b连接的能够施加负电压的电源部。另外,一般而言,就设置能够施加负电压的电源部而言,与设置能够施加正电压的电源部22a的情况相比,使光声成像装置100的结构复杂化。因此,在第一实施方式中,通过上述那样地构成,由于不需要设置能够施加负电压的电源部,因此,既能够抑制光声成像装置100的结构复杂化,又能够抑制从发光二极管元件16照射的光的光量不足。

另外,在第一实施方式中,如上所述,在光源部15、17设置有发光二极管元件16。由此,发光二极管元件16与发出激光的发光元件相比指向性低,因此,即使在产生位置偏移的情况下,光的照射范围也比较难以变化。由此,与使用发出激光的发光元件的情况不同,不需要光学构件的精密的校准(对位),并且不需要用于抑制由光学系统的振动所引起的特性变动的光学平台和坚固的框体。其结果,由于不需要光学构件的精密的校准,并且不需要光学平台和坚固的框体,因此,能够抑制光声成像装置100的大型化和光声成像装置100的结构的复杂化。另外,发光二极管元件16与发出激光的发光元件等相比,每一个元件的光量小,因此,优选将发光二极管元件16配置在声波检测部14的附近。因此,在第一实施方式中,通过将同轴电缆3以连接探测器1(发光二极管元件16)和装置主体部2的方式设置,既能够进一步有效地抑制在发光二极管元件16中流动的电流的响应性降低,又能够进一步有效地抑制来自外部的电磁波等(噪音)侵入,由此,能够抑制从发光二极管元件16照射的光的光量不足。

另外,在第一实施方式中,如上所述,将同轴电缆3构成为导体电阻在0.5Ω/m以下(1.0Ω/2m)。由此,与同轴电缆3构成为导体电阻大于0.5Ω/m的情况相比,能够使因导体电阻所引起的同轴电缆3内的电力的损失变小。

另外,在第一实施方式中,如上所述,还具有包括发光二极管元件16的光源部15、17,将光源部15(照明部12)及光源部17(照明部13)和声波检测部14相邻配置。在此,就来自光源部15、17的光和来自被检测体P的声波A而言,传播距离越大,越衰减。考虑到这一点,在第一实施方式中,通过将光源部15、17和声波检测部14相邻配置,能够分别将光源部15、17、声波检测部14、被检测体P相互的距离变得比较小,因此,在抑制来自光源部15、17的光和来自被检测体P的声波A的衰减的状态下,能够利用声波检测部14高效地检测出声波A。

另外,在第一实施方式中,如上所述,将多个发光二极管元件16配置成直线状(阵列状)。由此,即使在发光二极管元件16的每一个的光量小的情况下,利用配置成直线状的多个发光二极管元件16来作为光源部15、17整体,也能够获得用于使声波A成像的充分的光量。

(第二实施方式)

接着,参照图1和图7说明第二实施方式的光声成像装置200的结构。在第二实施方式中,在光声成像装置中设置有具有15Ω以上30Ω以下的特性阻抗的同轴电缆。

如图1所示,在第二实施方式的光声成像装置200中设置有同轴电缆203。另外,同轴电缆203包括同轴电缆231、232。

在此,在第二实施方式中,同轴电缆231、232构成为,特性阻抗在15Ω以上30Ω以下。

图7示出了同轴电缆231、232的特性阻抗与在发光二极管元件16中流动的电流的响应时间之间的关系。此外,响应时间(tr+tf)表示从发光二极管元件16获取脉冲照射信号至电流值达到大致峰值为止的时间tr和从停止脉冲照射信号的时刻至电流值变为大致0为止的时间tf相加的时间。

在同轴电缆203的特性阻抗大于30Ω的情况下,特性阻抗和响应时间具有大致一次函数的关系。即,存在如下关系,同轴电缆203的特性阻抗越大,在发光二极管元件16中流动的电流的响应时间越大。

另外,在同轴电缆203的特性阻抗在30Ω以下的情况下,响应时间相对于特性阻抗比较恒定(80ns以上100ns以下)。此外,通过将光源驱动部22和光源部15、17接近配置且将电缆的长度设为5cm,当在大致不受电缆的阻抗的影响的状态下进行相同的测定时,响应时间为100ns。因此,通过以同轴电缆203的特性阻抗变为30Ω以下的方式来构成该同轴电缆203,使得在发光二极管元件16中流动的电流的响应时间能够变为100ns以下。

在此,同轴电缆203(同轴电缆231、232)的特性阻抗Z能够使用同轴电缆203的电感L和同轴电缆203的电容C,以式(1)来表示。

利用上述的式(1),通过将内部导体3a的外径D(参照图3)变大,使得同轴电缆203的电感L能够变小。因此,通过将内部导体3a的外径D变大,能够使特性阻抗Z变小。然而,就将内部导体3a的外径D变得过大而言,随着同轴电缆203的大型化,需要处理探测器1,因此不优选。优选地,例如,内部导体3a的外径D为大约0.3mm(AWG30左右)。

另外,利用上述的式(1),通过将绝缘体3b的厚度t变小,使得同轴电缆203的电容C能够变大。因此,通过将绝缘体3b的厚度t变小,能够将特性阻抗Z变小。然而,就将绝缘体3b的厚度t变得过小而言,与同轴电缆203的耐压(耐电压)不足相关。例如,在同轴电缆203的尺寸为AWG30的情况下,通过同轴电缆203的特性阻抗变为15Ω以上那样构成绝缘体3b的厚度t,能够将同轴电缆203的耐压确保为250V。

另外,第二实施方式的光声成像装置200的其他结构与第一实施方式的光声成像装置100相同。

在第二实施方式中,能够获得下面那样的效果。

在第二实施方式中,如上所述,将同轴电缆203构成为同轴电缆203的特性阻抗为30Ω以下。由此,与同轴电缆203的特性阻抗大于30Ω的情况相比,能够进一步抑制在发光二极管元件16中流动的电流的响应时间变大(响应性降低)。其结果,能够更加可靠地抑制因在发光二极管元件16中流动的电流的响应性降低所引起的从发光二极管元件16照射的光的光量不足。

另外,在第二实施方式中,如上所述,将同轴电缆203构成为同轴电缆203的特性阻抗在15Ω以上。由此,与同轴电缆203的特性阻抗小于15Ω的情况相比,能够抑制内部导体3a的外径D变得过大,并且能够抑制绝缘体3b的厚度t变得过小。其结果,通过抑制内部导体3a的外径D变得过大,能够抑制探测器1的操作性降低,并且通过抑制绝缘体3b的厚度t变得过小,能够抑制同轴电缆203的耐压变小。

另外,第二实施方式的光声成像装置200的其他效果与第一实施方式中的光声成像装置100相同。

(第三实施方式)

接着,参照图8说明第三实施方式的光声成像装置300的结构。在第三实施方式中,与探测器的两个光源部和装置主体部分别被一根同轴电缆连接的第一实施方式及第二实施方式的光声成像装置不同,探测器的两个光源部和装置主体部分别被两根(多根)同轴电缆连接。

如图8所示,在第三实施方式的光声成像装置300中设置有同轴电缆303。另外,在光声成像装置300中设置有包括光源部315的照明部312、包括光源部317的照明部313、光源驱动部322。

同轴电缆303包括连接光源部315与光源驱动部322的第一同轴电缆331和第二同轴电缆332。并且,第一同轴电缆331和第二同轴电缆332相对于光源部315和光源驱动部322并联。另外,在从光源驱动部322向光源部315供给电力时,在第一同轴电缆331和第二同轴电缆332中流动的电流值(峰值)的总值在10A以上。

另外,同轴电缆303包括将光源部317与光源驱动部322连接的第三同轴电缆333和第四同轴电缆334,第三同轴电缆333和第四同轴电缆334相对于光源部317和光源驱动部322并联。另外,在从光源驱动部322向光源部317供给电力时,在第三同轴电缆333和第四同轴电缆334中流动的电流值(峰值)的总值在10A以上。

另外,第一同轴电缆331、第二同轴电缆332、第三同轴电缆333、第四同轴电缆334同样地构成,分别具有大约50Ω的特性阻抗。并且,并联的第一同轴电缆331和第二同轴电缆332通过合成各自的特性阻抗变为具有大约25Ω的特性阻抗的状态。另外,第三同轴电缆333和第四同轴电缆334也通过合成变为具有大约25Ω的特性阻抗的状态。

即,同轴电缆303与第二实施方式的同轴电缆203相同,变为具有30Ω以下的特性阻抗的状态(参照图7),因此,能够进一步抑制在发光二极管元件16中流动的电流的响应性降低。

另外,第三实施方式的光声成像装置300的其他结构与第一实施方式中的光声成像装置100相同。

在第三实施方式中,能够获得下面那样的效果。

在第三实施方式中,如上所述,探测器1和装置主体部2通过第一同轴电缆331、第二同轴电缆332、第三同轴电缆333及第四同轴电缆334连接。在此,一般而言,使用具有50Ω(或75Ω)的特性阻抗的同轴电缆。因此,通过上述那样地构成,不使用专用的(定制的)同轴电缆,通过一般的(通用的)同轴电缆也能够容易地将同轴电缆303的特性阻抗构成为小于50Ω(或75Ω)的值。另外,第三实施方式的光声成像装置300的其他效果与第一实施方式中的光声成像装置100相同。

(第四实施方式)

接着,参照图9~图11说明第四实施方式的光声成像装置400的结构。在第四实施方式中,与信号电缆和同轴电缆以分别被处理的方式和探测器及装置主体部连接的第一~第三实施方式的光声成像装置不同,信号电缆和同轴电缆以一体地处理的方式与探测器和装置主体部连接。

如图9所示,在第四实施方式的光声成像装置400中设置有探测器401和电缆402。在电缆402的内部设置有同轴电缆403和信号电缆404,同轴电缆403和信号电缆404以变为一体的状态被处理。

具体而言,如图10所示,在电缆402上设置有护套405,该护套405以覆盖同轴电缆403和信号电缆404的方式设置。另外,信号电缆404包括在上述的超声波振子的各个波道(128波道)中布线的多根(128根)电缆。另外,各电缆构成为,在各个超声波振子的各波道与控制部23及成像部24之间进行信号的发送接收时,传递信号。

此外,在图10中,为了容易说明,只图示了信号电缆404中的信号电缆441及442。信号电缆441由导体441a和覆盖导体441a的外周面的护套441b(绝缘体)构成。另外,信号电缆442与信号电缆441相同,由导体442a和覆盖导体442a的外周面的护套442b(绝缘体)构成。

在此,在第四实施方式中,电缆402包括覆盖同轴电缆403的外侧的屏蔽罩403a。此外,屏蔽罩403a是本发明的“第一屏蔽罩”的一个例子。

具体而言,同轴电缆403包括同轴电缆431、432。同轴电缆431构成为,从内侧向外侧按照内部导体431a、绝缘体431b、外部导体431c及护套431d(绝缘体)的顺序设置。另外,同轴电缆432与同轴电缆431相同,包括内部导体432a、绝缘体432b、外部导体432c及护套432d(绝缘体)。

屏蔽罩403a由金属构成,能够屏蔽电磁波。并且,屏蔽罩403a以一体地覆盖相互相邻配置的同轴电缆431、432的外侧的方式设置。此外,屏蔽罩403a也可以接地。

另外,电缆402包括在护套405的内侧覆盖屏蔽罩403a的外周面的护套403b(绝缘体)。

另外,如图11所示,探测器401构成为,在内部配置有光源部415和声波检测部414。并且,同轴电缆403与光源部415连接,信号电缆404与声波检测部414连接。

另外,第四实施方式的光声成像装置400的其他结构与第一实施方式中的光声成像装置100相同。

在第四实施方式中,能够获得下面那样的效果。

在第四实施方式中,如上所述,将同轴电缆403与信号电缆404以变为一体的状态处理。由此,由于同轴电缆403和信号电缆404不分离,因此,与同轴电缆403和信号电缆404以分别单独的状态被处理的情况相比,能够提高探测器1的操作性。

另外,在第四实施方式中,如上所述,在电缆402上设置有覆盖同轴电缆403的外侧的屏蔽罩403a。由此,屏蔽罩403a能够屏蔽电磁波,因此,能够屏蔽侵入覆盖有屏蔽罩403a的同轴电缆403的电磁波(噪音)和从覆盖有屏蔽罩403a的同轴电缆放射的电磁波。

另外,第四实施方式的光声成像装置400的其他效果与第一实施方式中的光声成像装置100相同。

(第五实施方式)

接着,参照图12说明第五实施方式的光声成像装置500的结构。在第五实施方式中,在电缆502上设置有覆盖由同轴电缆403与信号电缆404构成的电缆群502a的外侧的屏蔽罩505a。

如图12所示,在第五实施方式的光声成像装置500中设置有电缆502。电缆502包括同轴电缆403和信号电缆404。

在此,在第五实施方式中,电缆502包括覆盖同轴电缆402的外侧的屏蔽罩403a和覆盖信号电缆402的外侧的屏蔽罩404a。此外,屏蔽罩403a、404a是本发明的“第一屏蔽罩”的一个例子。

屏蔽罩403a与第四实施方式的光声成像装置400的屏蔽罩403a同样地构成。屏蔽罩404a与屏蔽罩403a相同,由金属构成,屏蔽电磁波。另外,信号电缆404包括信号电缆441、442。并且,屏蔽罩404a以从相互相邻配置的信号电缆441、442的外侧覆盖的方式配置。另外,电缆502包括覆盖屏蔽罩403a的外周面的护套403b(绝缘体)和覆盖屏蔽罩404a的外周面的护套404b。

另外,在第五实施方式中,同轴电缆403和信号电缆404形成以变为一体的状态处理的电缆群502a,电缆502包括覆盖电缆群502a的外侧的屏蔽罩505a。此外,屏蔽罩505a是本发明的“第二屏蔽罩”的一个例子。

具体而言,电缆群502a由同轴电缆403、屏蔽罩403a、护套403b和信号电缆404、屏蔽罩404a、护套404b构成。并且,电缆502包括以包围电缆群502a的外侧的方式覆盖的屏蔽罩505a。屏蔽罩505由金属构成,能够屏蔽电磁波。另外,电缆502包括覆盖屏蔽罩505a的外周面的护套505b。由此,电缆群505a构成为,一边通过屏蔽罩505a屏蔽电磁波,一边通过护套505b一体地被处理。

另外,第五实施方式的光声成像装置500的其他结构与第一实施方式中的光声成像装置100相同。

在第五实施方式中,能够获得下面那样的效果。

在第五实施方式中,如上所述,将同轴电缆403与信号电缆404构成为形成以变为一体的状态被处理的电缆群502a,并且在电缆502上设置覆盖电缆群502a的外侧的屏蔽罩505a。由此,屏蔽罩505a能够屏蔽电磁波,因此,能够屏蔽从电缆群502a的外侧侵入的电磁波(噪音)和向电缆群502a的外侧放射的电磁波。

另外,第五实施方式的光声成像装置500的其他效果与第一实施方式中的光声成像装置100相同。

(第六实施方式)

首先,参照图13~图18说明本发明的第六实施方式的光声成像装置600的结构。

如图13所示,本发明的第六实施方式的光声成像装置600具有第一框体610a、第二框体610b、光源部620、基板630。如图14所示,光声成像装置600具有绝缘构件640、电磁波吸收层650、热传导部660、检测部670(参照图13)、装置主体部680(参照图18)。此外,在图13中,为了便于说明,绝缘构件640和电磁波吸收层650省略图示。

第一框体610a和第二框体610b由树脂形成。此外,第一框体610a是本发明的“框体”的一个例子。

如图13所示,第一框体610a容纳有检测部670。第一框体610a的上部(Z1侧)包括散热部601a。散热部601a由例如铝等金属构成。此外,作为第一框体610a(光声成像装置600),能够应用线型、凸出型及扇型等。

第二框体610b容纳有光源部620、基板630、绝缘构件640(参照图14)、电磁波吸收层650(参照图14)。另外,第二框体610b以夹持第一框体610a的方式成对设置。第二框体610b的Z2侧使光透过。

光源部620配置在检测部670的附近。如图15所示,光源部620设置在基板630的第一面630a侧(Z2侧)。另外,光源部620包括多个发光元件620a。发光元件620a由LED元件(发光二极管元件)构成。另外,在基板630的长边方向(X方向)上相邻的发光元件620a相互通过键合线(未图示)连接。另外,各发光元件620a串联。另外,光源部620构成为向被检测体P(参照图13)照射光。被检测体P内的检测对象物Pa(参照图13)在吸收从光源部620照射的光时产生声波。此外,在图13所示的使用状态下,基板630的第一面630a是表示与基板630的被检测体P相对的面的概念。

此外,本说明书中的超声波是频率越高越不会对具有正常听力的人产生听觉的声波(弹性波),是表示大约16000Hz以上的声波的概念。另外,在本说明书中,将由被检测体P内的检测对象物Pa吸收从光源部620照射的光所产生的超声波称为“声波”。另外,将由检测部670(后述的超声波振子673)所产生并且被被检测体P内的检测对象物Pa反射的超声波简称为“超声波”。

基板630是板状的铝基板。基板630的表面被绝缘体的覆膜覆盖。基板630具有在俯视时在X方向上延伸的长方形形状。基板630构成为,在第一面630a上配置有光源部620。另外,基板630以第一面630a与被检测体P相对的方式,容纳于第二框体610b。另外,在图13所示的使用状态下,基板630配置在后述的检测部670的超声波振子673(参照图13)的下方。如图16所示,在基板630中,在第一面630a的相反一侧(Z1侧)的第二面630b上设置有布线631。布线631设置在基板630的绝缘体的覆膜上。通过在第一面630a配置光源部620,在第二面630b配置布线631,与在第一面630a配置光源部620和布线631双方的情况不同,能够使俯视时的基板630的尺寸(面积)变小。其结果,能够使第二框体610b紧凑地形成。

布线631也可以由例如铜等金属制的布线构成,也可以是形成于第二面630b的布线图案。另外,光源部620在X方向的两端部经由通孔630c与布线631电连接。另外,布线631由连接部631a与同轴电缆3(31、32)(参照图13)连接。同轴电缆3以不产生电磁波的方式实施处理。

如图14所示,绝缘构件640由薄膜构件构成。另外,绝缘构件640通过由绝缘体构成的材料构成。在绝缘构件640上能够使用例如聚酰亚胺薄膜等。在俯视时,绝缘构件640具有X方向变为长边方向的长方形形状(参照图16)。另外,绝缘构件640设置在基板630的第二面630b与电磁波吸收层650之间。另外,绝缘构件640以覆盖基板630的第二面630b的大致整体(参照图16)的方式设置。另外,绝缘构件640分别与基板630的第二面630b和电磁波吸收层650紧贴。另外,绝缘构件640以覆盖基板630的布线631的方式设置。另外,绝缘构件640以与布线631紧贴的方式配置。另外,绝缘构件640通过粘合剂分别与基板630的第二面630b和电磁波吸收层650粘合。另外,在绝缘构件640上形成有用于使基板630的第二面630b的一部分露出的切口状的基板露出部641。

电磁波吸收层650由片状构件构成。电磁波吸收层650构成为从基板630的第二面630b侧(Z1侧)覆盖布线631。另外,电磁波吸收层650构成为,覆盖绝缘构件640的基板630侧的相反一侧(Z1侧)的面的大致整体(参照图16)。电磁波吸收层650经由绝缘构件640与基板630的第二面630b粘合。另外,电磁波吸收层650设置为,以经由绝缘构件640的状态覆盖布线631和基板630的第二面630b的大致整体。另外,在电磁波吸收层650上形成有用于使基板630的第二面630b露出的切口状的基板露出部651(参照图16)。基板露出部651设置在与绝缘构件640的基板露出部641相对应的位置。

另外,电磁波吸收层650包括磁性体和电介体。作为磁性体能够使用强磁性金属、强磁性合金、强磁性烧结体、强磁性氧化物等。具体而言,作为强磁性金属能够使用Fe、Ni、Co、Gd等。另外,作为强磁性合金能够使用Fe-Ni合金即坡莫合金及超坡莫合金、坡曼德合金(Fe-Co合金)、铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金)、SmCo、NdFeB等。另外,能够使用强磁性体的烧结体。另外,作为强磁性氧化物,能够使用各种铁素体类材料。磁性体特别吸收电磁波中的磁场成分而变换为热。作为电介体,能够使用橡胶、树脂、玻璃、陶瓷等。电介体特别吸收电磁波中的电场成分而变换为热。

热传导部660由在内部具有空洞660a的热管构成。另外,热传导部660由例如铜等金属构成。在热传导部660一侧的端部侧(Z2侧)包括扩径部661。由此,由于能够使与基板630的接触面积变大,因此,能够从基板630高效地吸收热。热传导部660在经由电磁波吸收层650的基板露出部651和绝缘构件640的基板露出部641的状态下,一侧的端部侧(扩径部661)与基板630的第二面630b直接接触,吸收基板630的热。此外,对一侧的端部侧(扩径部661)的表面实施绝缘处理。另外,如图17所示,热传导部660的另一侧的端部侧(Z1侧)与第一框体610a接触。具体而言,热传导部660的另一侧的端部侧(Z1侧)与第一框体610a的散热部601a连接。热传导部660构成为,从与基板630接触的高温侧(Z2侧)向低温侧(Z1侧)传递热。

检测部670构成为,检测由吸收从光源部620照射的光的被检测体P内的检测对象物Pa(参照图13)产生的声波。检测部670具有声透镜671、声匹配层672、超声波振子673、背衬材料674。检测部670构成为照射超声波。另外,检测部670构成为检测超声波和声波。

检测部670检测在从光源部620向被检测体P照射光时由被检测体P内的检测对象物Pa产生的声波(超声波)。另外,光声成像装置600基于由检测部670检测出的声波,能够使检测对象物Pa成像。

另外,检测部670能够检测从超声波振子673向被检测体P照射超声波并被被检测体P内的检测对象物Pa反射的超声波。另外,光声成像装置600基于由检测部670检测的被反射的超声波,能够使检测对象物成像。

声透镜671(参照图13)一边使来自声匹配层672(超声波振子673)的超声波聚集,一边向被检测体P照射。

声匹配层672(参照图13)由多个声阻抗不同的层构成,并且调整超声波振子673与被检测体P之间的声阻抗。

超声波振子673(参照图13)由压电元件(例如,锆钛酸铅(PZT))等构成。超声波振子673通过电压的施加进行振动而产生超声波,并且在检测出声波(超声波)的情况下,进行振动而产生电压(接收信号)。另外,超声波振子673通过由光源部620和布线631产生的电磁波产生电压,并进行振动而产生超声波。因该电磁波所引起的超声波被被检测体P内的检测对象物Pa反射,被反射的超声波被超声波振子673(检测部670)检测,这是噪音在生成的图像中出现的原因。

另外,背衬材料674(参照图13)配置在超声波振子673的后方(Z1侧),抑制超声波和声波向后方传播。

如图18所示,装置主体部680具有控制部681、光源驱动部682、信号处理部683、图像显示部684。

控制部681包括CPU(CentralProcessingUnit)等,基于规定的程序进行动作。控制部681构成为进行光声成像装置600的整体的控制。

光源驱动部682构成为从外部电源部(未图示)获取电力。光源驱动部682配置于与容纳检测部670的第一框体610a分别单独的装置主体部680。由此,能够抑制通过检测部670检测因从光源驱动部682照射的电磁波所引起的噪音。光源驱动部682构成为,获取来自控制部681的光触发信号,并基于获取的光触发信号向光源部620供给电力。光源驱动部682将基于光触发信号的电力经由与基板630的布线631连接的同轴电缆3(参照图13)向光源部620供给。另外,光源驱动部682构成为,使例如大约150ns的脉冲宽度的脉冲光由光源部620产生。

信号处理部683构成为,从控制部681获取与光触发信号同步的抽样触发信号。信号处理部683构成为,从检测部670获取超声波振子673因检测声波(超声波)而振动时的电压(接收信号)。信号处理部683构成为,基于获取的抽样触发信号和获取的接收信号,生成基于声波的断层图像和基于超声波的断层图像,并且进行合成断层图像的处理,并将合成的图像向图像显示部684输出。

图像显示部684由液晶面板等构成。另外,图像显示部684显示合成的图像。

接着,参照图19和图20说明用于确认设置第六实施方式的电磁波吸收层650所带来的效果的实验结果。该实验使用不锈钢棒来作为检测对象物Pa,将不锈钢棒埋入距琼脂的表面20mm的位置的物体当作被检测体P来进行。

从光源部620照射的光的速度Vc(3×108m/s)远远大于声波(超声波)Vs的速度(Vc>>Vs)。因此,从光源部620照射的光到达检测对象物Pa为止的时间t1远远小于由检测部670产生的超声波到达检测对象物Pa为止的时间t2和声波(超声波)从超声波检测对象物Pa到达检测部670为止的时间t3(≈t2)。因此,在t2和t3之间的关系中,t1可以当作大致0。

图19是示意性地表示由未设置电磁波吸收层的光声成像装置生成的图像的图。在使用未设置电磁波吸收层的光声成像装置的情况下,在距琼脂的表面20mm对应的位置确认表示不锈钢棒(检测对象物Pa)的实像则。在从光源部620向不锈钢棒照射光的情况下,在从照射光的时刻t0经过t1+t3(≈t3)后,检测来自不锈钢棒的声波。由该声波生成的像为实像RI。

另外,在使用未设置电磁波吸收层的光声成像装置的情况下,在距琼脂的表面40mm相对应的位置(不存在不锈钢棒的位置)确认为虚像VI。在从光源部向不锈钢棒照射光的情况下,在照射光的时刻t0的同时,从光源部和布线产生电磁波。即,在时刻t0,检测部的超声波振子振动。由此,在从时刻t0经过t2+t3(≈2×t3)后,检测出被不锈钢棒反射的超声波。虚像VI在相对于实像RI的深度位置(距被检测体P的表面的位置)的两倍大的深度位置生成。由该超声波生成的像为虚像VI,虚像VI是因在照射光的同时由光源部和布线产生的电磁波所引起的噪音。

图20是示意性地表示由设置有电磁波吸收层650的光声成像装置600生成的图像的图。在使用设置有电磁波吸收层650的光声成像装置600的情况下,在距琼脂的表面20mm相对应的位置,只确认出表示不锈钢棒(检测对象物Pa)的实像RI。在从照射光的时刻t0经过t1+t3(≈t3)后,检测来自不锈钢棒的声波。由该声波生成的像为实像RI。

另外,在使用设置有电磁波吸收层650的光声成像装置600的情况下,与使用未设置电磁波吸收层的光声成像装置的情况(图19)不同,在距琼脂的表面40mm相对应的位置(不存在不锈钢棒的位置)未确认出虚像VI。由此,可以确认,在从光源部620照射光的时刻t0的同时,由光源部620和布线631产生的电磁波被电磁波吸收层650吸收。

在第六实施方式中,能够获得下面那样的效果。

在第六实施方式中,如上所述,设置从基板630的第二面630b覆盖布线631的电磁波吸收层650。在此,同轴电缆3以外的部分,具体为包括发光元件620a的光源部620存在如下可能性,即,不能充分地抑制来自外部的电磁波等(噪音)的侵入和不能充分地抑制从内部向外部放射电磁波。相对于此,在第六实施方式中,在光声成像装置600中设置从基板630的第二面630b侧覆盖布线631的电磁波吸收层650。由此,能够通过电磁波吸收层650吸收由光源部620和与光源部620连接的布线631产生且朝向光源部620的附近的检测部670的电磁波。其结果,能够抑制由检测部670检测电磁波,因此,能够抑制噪音在由光声成像装置600生成的图像中出现。

另外,在第六实施方式中,将用于使基板630的第二面630b露出的基板露出部651形成于电磁波吸收层650。另外,设置以经由电磁波吸收层650的基板露出部651与基板630的第二面630b接触的方式设置且用于使基板630的热散热的热传导部660。由此,能够通过热传导部660使由光源部620产生的热从基板630的第二面630b有效地散热。其结果,能够延长光源部620的寿命。

另外,在第六实施方式中,设置容纳检测部670的第一框体610a。另外,以一侧的端部侧与基板630的第二面630b接触,另一侧的端部侧与第一框体610a接触的方式构成热传导部660。由此,能够通过热传导部660使由光源部620产生的热向第一框体610a侧释放。其结果,能够更加有效地使由光源部620产生的热散热。

另外,在第六实施方式中,在第一框体610a中设置散热部601a。另外,将热传导部660的另一侧的端部侧与散热部601a连接。由此,通过热传导部660的另一侧的端部侧的散热部601a,能够进一步有效地使由光源部620产生的热散热。

另外,在第六实施方式中,在基板630的第二面630b与电磁波吸收层650之间设置绝缘构件640。由此,利用绝缘层能够提高绝缘耐压。其结果,能够向光源部620施加高电压,从而能够使从光源部620照射的光的强度变大。

另外,在第六实施方式中,由发光二极管元件构成光源部620的发光元件620a。由此,与光源部620由固体激光源构成的情况相比,能够降低光源部620的消耗电力,并且能够使装置小型化。

(第七实施方式)

下面,参照图21说明本发明的第七实施方式的光声成像装置700的结构。

在该第七实施方式中,与在基板630的第二面630b和电磁波吸收层650之间设置有绝缘构件640的第六实施方式不同,对在基板630的第二面630b与电磁波吸收层650之间未设置有绝缘构件640的光声成像装置700进行说明。此外,在第七实施方式中,对与第六实施方式相同的结构赋予相同的附图标记,并省略说明。

如图21所示,在第七实施方式的光声成像装置700中,电磁波吸收层650以与基板630的第二面630b侧相接的方式设置。另外,电磁波吸收层650覆盖基板630的第二面630b的大致整体。另外,对电磁波吸收层650的Z2侧的面实施绝缘处理。另外,电磁波吸收层650以直接覆盖布线631和基板630的第二面630b的方式设置。另外,电磁波吸收层650以与布线631和基板630的第二面630b紧贴(接触)的方式配置。另外,电磁波吸收层650通过粘合剂与基板630的第二面630b粘合。

在第七实施方式中,由于能够使电磁波吸收层650与布线631及基板630的第二面630b紧贴(接触),因此,能够可靠地吸收从布线631照射的电磁波。另外,在第七实施方式中,与设置有绝缘构件640的结构不同,能够使光声成像装置700的结构简单化。另外,与设置有绝缘构件640的结构不同,能够减少部件件数。此外,在第六实施方式中,由于设置有片状的绝缘构件640,因此,通过第七实施方式能够容易地向光源部620施加高电压,因此,能够容易使从光源部620照射的光的强度变大。

此外,第七实施方式的其他结构与上述第六实施方式相同。

在第七实施方式中,能够获得下面那样的效果。

在第七实施方式中,与第六实施方式相同,能够抑制由检测部670检测电磁波,因此,能够抑制噪音在由光声成像装置700生成的图像中出现。

(第八实施方式)

下面,参照图22说明本发明的第八实施方式的光声成像装置800的结构。

在该第八实施方式中,与设置有热传导部660的第六实施方式不同,对未设置有热传导部660的光声成像装置800进行说明。此外,在第八实施方式中,对与第六实施方式相同的结构赋予相同的附图标记,并省略说明。

如图22所示,在第八实施方式的光声成像装置800中,具有第一框体610a、第二框体610b、光源部620、基板630。另外,光声成像装置800具有绝缘构件640(参照图14)、电磁波吸收层650(参照图14)、检测部670、装置主体部680(参照图18)。

在第八实施方式中,与设置有热传导部660的结构不同,能够使光声成像装置800的结构简单化。另外,与设置有热传导部660的结构不同,能够减少部件件数。

此外,第八实施方式的其他结构与上述第六实施方式相同。

在第八实施方式中,能够获得下面那样的效果。

在第八实施方式中,与第六实施方式相同,能够抑制由检测部670检测电磁波,能够抑制噪音在由光声成像装置800生成的图像中出现。

此外,本次公开的实施方式的全部方面均为例示,并不应该认为是用于限制。本发明的范围并非上述的实施方式的说明,而是由权利要求书示出,还包含与权利要求的范围均等的含义和范围内的全部变更。

例如,在上述第一~第八实施方式中,作为本发明的发光元件,示出了使用发光二极管元件的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,作为发光元件,也可以使用发光二极管元件以外的发光元件。例如,作为发光元件也可以使用半导体激光元件。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了将本发明的光源驱动部和成像部一体地设置的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,也可以将光源驱动部和成像部分别单独地设置。例如,如图23所示的第一变形例那样,也可以将装置主体部2a由光源驱动部主体2b和成像部主体2c构成。

在此,第一变形例的装置主体部2a包括光源驱动部主体2b和成像部主体2c。并且,在光源驱动部主体2b的内部设置有光源驱动部2d。另外,在成像部主体2c的内部配置有除了第一实施方式的装置主体部2的光源驱动部2d(22)以外的结构。

并且,光源驱动部主体2b和成像部主体2c由控制电缆2e连接,从成像部主体2c向光源驱动部主体2b传递光触发信号。另外,光源驱动部主体2b连接有同轴电缆3,成像部主体2c连接有信号电缆4。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了将本发明的同轴电缆的外部导体与光源驱动部的电源部连接,并且将同轴电缆的内部导体与信号生成部连接的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,也可以将同轴电缆的外部导体接地,并且将同轴电缆的内部导体与信号生成部连接。例如,如图24所示的第二变形例那样,也可以将同轴电缆3的外部导体3c接地,并且将同轴电缆3的内部导体3a与信号生成部922b连接。

在此,第二变形例的光源驱动部922包括电源部922a和信号生成部922b。并且,电源部922a与信号生成部922b连接,并且能够施加负电压(例如,-200V)。并且,同轴电缆3的外部导体3c接地,并且同轴电缆3的内部导体3a与信号生成部922b连接。

并且,在通过控制部23使光触发信号的电压电平变为H的情况下,与同轴电缆3的内部导体3a连接的发光二极管元件16的阴极变为负电压,从发光二极管元件16的阳极侧向阴极侧流动电流。此外,由于同轴电缆3的外部导体3c接地,因此,与外部导体3c和电源部922a(或22a)连接的情况相比,与护套3d的外部(例如,大地)之间的电位差变小。其结果,能够抑制同轴电缆3的护套3d的厚度变大。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了相对于一个光源部设置一根或两根本发明的同轴电缆的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,相对于一个光源部也可以设置三根以上的同轴电缆。

另外,上述在第三实施方式中,就本发明的同轴电缆而言,示出了使用多根每根的特性阻抗为50Ω的同轴电缆的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,也可以使用多根每根的特性阻抗为50Ω以外的同轴电缆。例如,也可以使用多根每根的特性阻抗为75Ω的同轴电缆。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了在探测器上设置一个或两个本发明的光源部的例子,但本发明并不限定于此。本发明也可以在探测器上设置三个以上的光源部。例如,也可以在探测器上设置三个光源部,并在每个光源部上连接同轴电缆。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了本发明的耐压(250V)、光触发信号的脉冲的时间幅度(150ns)、电缆的长度(2m)等数值的例子来进行了说明,但本发明并不限定于此。在本发明中,例如,也可以将耐压构成为300V,也可以将脉冲的时间幅度构成为100ns,也可以将电缆构成为3m。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了本发明的探测器构成为线型形状的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,探测器也可以构成为线型以外的形状。例如,探测器可以构成为凸出型形状,也可以构成为扇型形状。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了在本发明的探测器上设置发光二极管元件(照明部)和声波检测部(探测器主体部)双方的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,在探测器上也可以不设置发光二极管元件和声波检测部双方。例如,也可以在探测器上设置声波检测部,将包括发光二极管元件的照明部与探测器分离配置。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了使用发光二极管元件来作为本发明的发光元件的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,作为发光元件也可以使用发光二极管元件以外的发光元件。例如,如图25所示的变形例那样,作为发光元件也可以使用半导体激光元件16a或有机发光二极管元件16b。

在此,如图25所示,第三变形例的照明部12a(及13a)包括光源部15a(及17a),光源部15a(及17a)包括半导体激光元件16a。在该情况下,半导体激光元件16a与发光二极管元件相比,能够向被检测体P照射指向性较高的激光,因此,能够可靠地将来自半导体激光元件16a的光的大部分向被检测体P照射。

另外,如图25所示,第四变形例的照明部12b(及13b)包括光源部15b(及17b),光源部15b(及17b)包括有机发光二极管元件16b。在该情况下,有机发光二极管元件16b容易薄型化,从而能够容易使光源部15b(及17b)小型化。另外,作为发光元件也可以使用发光二极管元件、半导体激光元件及有机发光二极管元件以外的元件。

另外,在上述第一~第八实施方式中,示出了在本发明的信号生成部设置两个FET的例子,但本发明并不限定于此。在本发明中,也可以在信号生成部设置两个以外的数量的FET。例如,如上述第一~第三实施方式那样,即使在设置两个照明部的情况下,当发光二极管元件(发光元件)的正向电压值大致均等(偏差小)时,也可以设置一个FET,将两根同轴电缆的内部导体与FET的漏极连接。

另外,上述在第四实施方式中,示出了在电缆402上设置覆盖同轴电缆403的外侧的屏蔽罩403a(第一屏蔽罩)的例子,在上述在第五实施方式中,示出了在电缆502上设置覆盖同轴电缆403的外侧的屏蔽罩403a(第一屏蔽罩)和覆盖信号电缆404的外侧的屏蔽罩404a(第一屏蔽罩)双方的例子,但本发明并不限定于此。例如,如图26所示的第四实施方式和第五实施方式的第五变形例的电缆402a那样,也可以不设置覆盖同轴电缆403的外侧的屏蔽罩403a,设置覆盖信号电缆404的外侧的屏蔽罩404a(第一屏蔽罩)。

在此,如图26所示,第五变形例的电缆402a包括同轴电缆403和信号电缆404。并且,在电缆402a上设置有覆盖信号电缆404的外侧的屏蔽罩404a。另外,电缆402a包括覆盖屏蔽罩404a的外周面的护套404b,并且包括覆盖同轴电缆403、信号电缆404、屏蔽罩404a、护套404b的外侧的护套405a。由此,电缆402a能够将同轴电缆403和覆盖于屏蔽罩404a的信号电缆404一体地处理。

另外,在上述第六~第八实施方式中,在基板630的第一面630a设置光源部620,在第二面630b设置布线631,但本发明并不限定于此。在本发明中,如图27所述的第六变形例那样,也可以在基板630的第一面630a设置布线631。

在该情况下,不仅可以将电磁波吸收层650设置于基板630的第二面630b,也可以设置于第一面630a。

另外,在上述第六~第八实施方式中,设置有片状的构件的电磁波吸收层650,但本发明并不限定于此。在本发明中,也可以设置有膏状的电磁波吸收层650。

附图标记的说明:

2、2a 装置主体部

3、31、32、203、231、232、303、403、431、432 同轴电缆

3a、431a、432a 内部导体

3c、431c、432c 外部导体

4、404、441、442 信号电缆

14 声波检测部(检测部)

15、15a、17、17a、620 光源部

16 发光二极管元件(发光元件)

16a 半导体激光元件(发光元件)

16b 有机发光二极管元件(发光元件)

22、322、682、922 光源驱动部

22a、922a 电源部

22b、922b 信号生成部

100、200、300、400、500、600、700、800 光声成像装置

331 第一同轴电缆(同轴电缆)

332 第二同轴电缆(同轴电缆)

333 第三同轴电缆(同轴电缆)

334 第四同轴电缆(同轴电缆)

403a、404a 屏蔽罩(第一屏蔽罩)

502a 电缆群

505a 屏蔽罩(第二屏蔽罩)

601a 散热部

610a 第一框体(框体)

620a 发光元件

630 基板

630a 第一面

630b 第二面

631 布线

640 绝缘构件

650 电磁波吸收层

651 基板露出部

670 检测部

660 热传导部

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1