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JP6161941B2 - 光音響波測定器、光音響波測定装置、方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents

光音響波測定器、光音響波測定装置、方法、プログラム、記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、光音響センサに関する。
従来より、光音響波を検出することにより、被測定物を測定することが知られている(例えば、特許文献4を参照)。
ここで、光音響波を検出する光音響センサについても校正を行う必要が生じることがある。光音響センサの校正は、ターゲット(光の吸収特性は既知とする)を有するファントムに光を照射して光音響波を検出し、検出結果と既知の吸収特性とを対比することにより行うことができる。
特開2009−68962号公報 特開2004−286528号公報 特開2012−24460号公報 特開2012−105903号公報
しかしながら、光音響センサの校正を正確に行うためには、超音波ゼリーおよび水などを介して、ファントムが正確に光音響センサに接するようにしなくてはならない。
そこで、本発明は、光音響センサの誤差の補正を、光音響センサ外部のファントムを用いることなく行うことを課題とする。
本発明にかかる光音響波測定器は、光を出力する光出力部と、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材とを備えるように構成される。
上記のように構成された光音響波測定器によれば、光出力部が、光を出力する。光音響波検知部が、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する。光音響波発生部材が、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光および前記光音響波が透過する透過部材を備え、前記光音響波発生部材が、前記透過部材に配置されているようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光音響波発生部材が、前記透過部材の内部に配置されているようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光音響波発生部材が、前記透過部材の外周面上に配置されているようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光および前記光音響波が透過する透過部材を備え、前記光音響波発生部材が、前記透過部材であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光音響波発生部材が着色されたものであるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光音響波発生部材は、前記光を受けて既知の光音響波を発生する物質が混合されたものであるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光出力部が、光ファイバであるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記光音響波検知部が、圧電素子であるようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定器は、前記透過部材が、前記測定対象と前記光音響波検知部との音響インピーダンスを合わせる整合層であるようにしてもよい。
本発明にかかる光音響波測定装置は、本発明にかかる光音響波測定器から前記電気信号を受ける光音響波測定装置であって、前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録部と、前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録部の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定部と、前記誤差測定部の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正部とを備えるように構成される。
上記のように構成された光音響波測定装置によれば、本発明にかかる光音響波測定器から前記電気信号を受ける。特性値記録部が、前記既知の光音響波の特性値を記録する。誤差測定部が、前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録部の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する。誤差補正部が、前記誤差測定部の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する。
なお、本発明にかかる光音響波測定装置は、前記誤差補正部が、前記測定対象が発生した光音響波の測定結果の誤差を補正するようにしてもよい。
なお、本発明にかかる光音響波測定装置は、前記誤差補正部が、前記測定対象が発生した光音響波についての前記電気信号における誤差を補正するようにしてもよい。
本発明は、光を出力する光出力部と、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材とを有する光音響波測定器から前記電気信号を受けて光音響波を測定する光音響波測定方法であって、前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録工程と、前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録工程の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定工程と、前記誤差測定工程の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正工程とを備えた光音響波測定方法である。
本発明は、光を出力する光出力部と、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材とを有する光音響波測定器から前記電気信号を受ける光音響波測定装置における光音響波測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記光音響波測定処理が、前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録工程と、前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録工程の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定工程と、前記誤差測定工程の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正工程とを備えたプログラムである。
本発明は、光を出力する光出力部と、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材とを有する光音響波測定器から前記電気信号を受ける光音響波測定装置における光音響波測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記光音響波測定処理が、前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録工程と、前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録工程の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定工程と、前記誤差測定工程の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正工程とを備えた記録媒体である。
本発明の実施形態にかかる光音響波測定器1の断面図である。 本発明の実施形態にかかる光音響波測定装置40の構成を示す機能ブロック図である。 光音響波測定器1を校正する際の光音響波測定器1の断面図である。 光音響波測定器1を校正する際の光音響波測定装置40の動作を説明するための図である。 光音響波測定器1を測定対象2に載せて測定する際の光音響波測定器1の断面図である。 光音響波測定器1を測定対象2に載せて測定する際の光音響波測定装置40の動作を説明するための図である。 光音響波測定装置40の変形例の構成を示す機能ブロック図である。 スペーサ18内に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。 スペーサ18の外周面上に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。 外部スペーサ34の外周面上に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。 外部スペーサ34の外周面上に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。 光ファイバ20がスペーサ18を貫通している場合の光音響波測定器1の断面図である。 光ファイバ20がスペーサ18を貫通している場合の光音響波測定器1の断面図である。 光ファイバ20のパルス光出力端はスペーサ18に接している場合の、外部スペーサ34が着色されている場合(図14(a))、スペーサ18が着色されている場合(図14(b))、外部スペーサ34およびスペーサ18が着色されている場合(図14(c))の光音響波測定器1の断面図である。 光ファイバ20のパルス光出力端は外部スペーサ34に接している場合において、外部スペーサ34が着色されている場合の光音響波測定器1の断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる光音響波測定器1の断面図である。光音響波測定器1は、光音響波発生部材4、ケース10、バッキング材12、圧電素子(光音響波検知部)14、電極16、スペーサ(透過部材)18、光ファイバ(光出力部)20、外部スペーサ(透過部材)34を備える。光音響波測定器1は、測定対象2を測定するためのものである。
ケース10は、バッキング材12、圧電素子14、電極16およびスペーサ18を収容するケースである。スペーサ18はケース10の底面に接し、電極16はスペーサ18に載せられ、圧電素子14は電極16に載せられ、バッキング材12は圧電素子14に載せられている。バッキング材12は、エポキシ樹脂の裏打ち材である。電極16は、圧電素子14から電気信号(例えば、電圧)を受け、光音響波測定装置40(図2参照)に与える。電極16は、例えば、金の電極である。
光ファイバ(光出力部)20は、パルス光出力端(図1においては、スペーサ18に接している)から光(例えば、パルス光P(図5参照)であるが連続光とすることも考えられる)を出力する。なお、光ファイバ20は、光音響波測定器1の外部のパルス光源(図示省略)に接続されている。光ファイバ20は、ケース10、バッキング材12、圧電素子14および電極16を貫通する。
スペーサ18は、パルス光出力端とケース10の底面との間に配置されている。外部スペーサ34は、ケース10に接している。光音響波発生部材4は、外部スペーサ(透過部材)34の内部に配置されている。
図5は、光音響波測定器1を測定対象2に載せて測定する際の光音響波測定器1の断面図である。
図5を参照して、測定対象2は、例えば人間の指の腹である。測定対象2には血管内の血液2aがあり、血管内の血液2aがパルス光Pを受けると、光音響波W2を発生する。圧電素子14は、光音響波W2を受けて、電気信号(例えば、電圧)に変換する。
圧電素子(光音響波検知部)14は、疎密波(光音響波W1、W2)などの圧力を受け、電気信号(例えば、電圧)に変換する。
スペーサ(透過部材)18は、パルス光Pおよび疎密波(光音響波W1、W2)を透過するものであり、例えばアクリル、エポキシ、石英ガラスなどの透明なスペーサである。スペーサ18は、パルス光出力端と測定対象2との間に配置されている。ただし、スペーサ18は、光学レンズであってもかまわない。
外部スペーサ(透過部材)34は、パルス光Pおよび疎密波(光音響波W1、W2)が透過し、パルス光出力端と測定対象2との間に配置されている。なお、外部スペーサ34は、ケース10に接し、しかも測定対象2に接している。外部スペーサ34は、例えば、アクリル、エポキシ、石英ガラスなどの透明なスペーサである。
なお、スペーサ18および外部スペーサ34は、例えば、パルス光Pおよび疎密波(光音響波W1、W2)が透過して、測定対象2と圧電素子14の音響インピーダンスを合わせる整合層である。
光音響波発生部材4は、外部スペーサ(透過部材)34に配置され、パルス光Pを受けて既知の光音響波W1(図3および図5参照)を発生する。なお、既知の光音響波W1とは、光音響波W1の特性値(例えば、光音響波W1の測定結果がピークをとる時間およびピークの電圧)が既知であることをいう。また、光音響波発生部材4は、外部スペーサ(透過部材)34の内部に配置されている。
光音響波発生部材4は、測定対象2の測定に支障をきたさない程度に、パルス光Pをわずかに吸収するものである。例えば、パルス光Pが緑色のレーザ光である場合は、光音響波発生部材4を薄い黄色のインクとすることが考えられる。
図2は、本発明の実施形態にかかる光音響波測定装置40の構成を示す機能ブロック図である。光音響波測定装置40は、光音響波測定器1に接続されており、光音響波測定器1の電極16から、圧電素子14の出力する電気信号(例えば、電圧)を受ける。
光音響波測定装置40は、信号測定部42、特性値記録部44、誤差測定部45、誤差補正部46、測定結果記録部48を有する。
信号測定部42は、圧電素子14の出力する電気信号を測定し、その測定結果(例えば、時間と電圧との関係)を出力する。信号測定部42の測定結果は、光音響波発生部材4が発生した光音響波W1(図3参照)に関する測定結果は誤差測定部45へ、測定対象2が発生した光音響波W2(図5参照)に関する測定結果は誤差補正部46へ与えられる。
特性値記録部44は、既知の光音響波W1(図3参照)の特性値(例えば、光音響波W1の測定結果がピークをとる時間およびピークの電圧)を記録する。
誤差測定部45は、光音響波発生部材4が発生した光音響波W1の特性値(信号測定部42による測定結果)と、特性値記録部44の記録内容(真の値である)とを比較して、両者の間の誤差を測定する。
誤差補正部46は、誤差測定部45の測定した誤差に基づき、測定対象2が発生した光音響波W2の測定の際の誤差を補正する。すなわち、測定対象2が発生した光音響波W2の測定結果(図6参照)の誤差を補正する。
例えば、誤差測定部45により、光音響波W1の特性値の測定結果(ピーク電圧およびそのタイミング)が、真の値の1.1倍かつ30ns遅延していることが分かったとする。この場合、誤差補正部46は、信号測定部42が出力する光音響波W2の測定結果(電圧および時間)を1/1.1倍し、かつ30ns早める。
測定結果記録部48は、誤差補正部46により補正された光音響波W2の測定結果を記録する。なお、測定結果記録部48の記録内容に基づき、測定対象2の画像を取得して表示するようにしてもよい。
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
(1)校正時の動作
図3は、光音響波測定器1を校正する際の光音響波測定器1の断面図である。
まず、外部のパルス光源(図示省略)がパルス光Pを発し、パルス光Pが光ファイバ20を通過して、パルス光出力端からパルス光Pが出力される。パルス光Pは、スペーサ18を通過して、外部スペーサ34に入射される。外部スペーサ34の内部には、光音響波発生部材4が配置されている。パルス光Pのほぼ全てが、光音響波発生部材4を透過する。しかし、光音響波発生部材4は、わずかにパルス光Pを吸収し、微小な光音響波W1を発生する。
光音響波W1は、外部スペーサ34、スペーサ18および電極16を透過し、圧電素子14に到達する。圧電素子14は、光音響波W1による圧力を、電気信号(例えば、電圧)に変換する。この電気信号(例えば、電圧)が電極16を介して、外部に取り出され、光音響波測定装置40に与えられる。
図4は、光音響波測定器1を校正する際の光音響波測定装置40の動作を説明するための図である。
光音響波測定器1の電極16から出力された電気信号は、信号測定部42に与えられる。信号測定部42は、与えられた電気信号を測定する。信号測定部42の測定結果は、光音響波発生部材4が発生した光音響波W1(図3参照)に関する測定結果である。
信号測定部42の測定結果は、誤差測定部45に与えられる。なお、測定結果は、例えば光音響波W1の特性値(例えば、光音響波W1の測定結果がピークをとる時間およびピークの電圧)である。また、誤差測定部45は、特性値記録部44に記録された光音響波W1の特性値を読み出す。
誤差測定部45は、光信号測定部42による測定結果と、特性値記録部44の記録内容(真の値である)とを比較して、両者の間の誤差を測定する。測定された誤差は、誤差補正部46に与えられる。誤差補正部46は、測定された誤差に基づき、誤差の補正量を決定する。
例えば、誤差測定部45により、光音響波W1の特性値の測定結果(ピーク電圧およびそのタイミング)が、真の値の1.1倍かつ30ns遅延していることが分かったとする。この場合、誤差補正部46は、測定された誤差である「真の値の1.1倍かつ30ns遅延している」ことに基づき、誤差の補正量(信号測定部42が出力する光音響波W2の測定結果(電圧および時間)を1/1.1倍し、かつ30ns早める)を決定する。
(2)測定時の動作
上記のとおり、図5は、光音響波測定器1を測定対象2に載せて測定する際の光音響波測定器1の断面図である。
まず、外部のパルス光源(図示省略)がパルス光Pを発し、パルス光Pが光ファイバ20を通過して、パルス光出力端からパルス光Pが出力される。パルス光Pは、スペーサ18を通過して、外部スペーサ34に入射される。外部スペーサ34の内部には、光音響波発生部材4が配置されている。パルス光Pのほぼ全てが、光音響波発生部材4を透過する。しかし、光音響波発生部材4は、わずかにパルス光Pを吸収し、微小な光音響波W1を発生する。
光音響波W1は、外部スペーサ34、スペーサ18および電極16を透過し、圧電素子14に到達する。圧電素子14は、光音響波W1による圧力を、電気信号(例えば、電圧)に変換する。この電気信号(例えば、電圧)が電極16を介して、外部に取り出され、光音響波測定装置40に与えられる。
また、光音響波発生部材4を透過したパルス光Pは、外部スペーサ34を通過して、測定対象2に与えられる。
パルス光Pは測定対象2の血管内の血液2aに到達する。すると、血管内の血液2aがパルス光Pを吸収する。これにより、血管内の血液2aから疎密波(光音響波W2)が出力される。
光音響波W2は、測定対象2、外部スペーサ34、スペーサ18および電極16を透過し、圧電素子14に到達する。圧電素子14は、光音響波W2による圧力を、電気信号(例えば、電圧)に変換する。この電圧が電極16を介して、外部に取り出され、光音響波測定装置40に与えられる。
光音響波W2は、微小な光音響波W1よりも後に、圧電素子14に到達する。これにより、光音響波W2と、微小な光音響波W1とを区別することができる。しかも、光音響波W2は、微小な光音響波W1に比べてかなり大きい。これにより、圧電素子14が出力する電気信号は、微小な光音響波W1に関するものではなく、光音響波W2に関するものであるとみなすことができる。よって、測定結果記録部48の記録内容に基づいて測定対象2の画像を取得して表示する際の、光音響波W1によるアーチファクトは無視できる。
図6は、光音響波測定器1を測定対象2に載せて測定する際の光音響波測定装置40の動作を説明するための図である。
光音響波測定器1の電極16から出力された電気信号は、信号測定部42に与えられる。信号測定部42は、与えられた電気信号を測定する。信号測定部42の測定結果は、測定対象2が発生した光音響波W2(図5参照)に関する測定結果である。
信号測定部42の測定結果は、誤差補正部46に与えられる。なお、測定結果は、例えば、光音響波W2の時間と電圧との関係である。誤差補正部46は、校正時に決定した誤差の補正量(例えば、電圧を1/1.1倍し、かつ時間を30ns早める)にしたがい、測定結果を補正して、測定結果記録部48に出力する。
測定結果記録部48は、誤差補正部46により補正された光音響波W2の測定結果を記録する。
本発明の実施形態によれば、光音響波測定器1の誤差の補正を、光音響波測定器1内の光音響波発生部材4を用いて行うことができ、光音響波測定器1の外部のファントムを用いる必要が無い。これにより、ファントムが正確に光音響波測定器1に接するようにする手間をかけることなく、光音響波測定器1の誤差の補正を行うことができる。
なお、本発明の実施形態において、誤差補正部46は、測定対象2が発生した光音響波W2の測定結果(図6参照)の誤差を補正している。しかし、誤差補正部46は、測定対象2が発生した光音響波W2についての電気信号における誤差を補正するようにしてもよい。
図7は、光音響波測定装置40の変形例の構成を示す機能ブロック図である。変形例にかかる光音響波測定装置40は、可変増幅器41a、可変遅延器41b、信号測定部42、特性値記録部44、誤差測定部45、誤差補正部46、測定結果記録部48を有する。
可変増幅器41aは、圧電素子14の出力する電気信号を増幅または減衰させる。なお、可変増幅器41aのゲインは可変である。可変遅延器41bは、圧電素子14の出力する電気信号の時間を遅れさせる。なお、可変遅延器41bにより、どの程度時間を遅れさせるかは、可変である。
信号測定部42は、圧電素子14の出力する電気信号を、可変増幅器41aおよび可変遅延器41bを介して受けて測定し、その測定結果(例えば、時間と電圧との関係)を出力する。信号測定部42の測定結果は、光音響波発生部材4が発生した光音響波W1(図3参照)に関する測定結果は誤差測定部45へ、測定対象2が発生した光音響波W2(図5参照)に関する測定結果は測定結果記録部48へ与えられる。
特性値記録部44および誤差測定部45は、本発明の実施形態と同様である。
誤差補正部46は、誤差測定部45の測定した誤差に基づき、測定対象2が発生した光音響波W2についての電気信号における誤差を補正する。すなわち、誤差補正部46は、可変増幅器41aのゲインおよび可変遅延器41bの時間遅れを調整して、光音響波W2についての電気信号における誤差を補正する。
例えば、誤差測定部45により、光音響波W1の特性値の測定結果(ピーク電圧およびそのタイミング)が、真の値の1.1倍かつ30ns早まっていることが分かったとする。この場合、誤差補正部46は、信号測定部42が出力する光音響波W2についての電気信号を可変増幅器41aにより1/1.1倍し、かつ可変遅延器41bにより30ns遅延させる。
また、本発明の実施形態においては、光音響波発生部材4が、外部スペーサ34の内部に配置されているが、光音響波発生部材4の位置は他にも色々な場合が考えられる。
図8は、スペーサ18内に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。図8に示すように、光音響波発生部材4が、外部スペーサ34の内部ではなく、スペーサ18の内部に配置されていてもよい。
また、光音響波発生部材4は、透過部材(スペーサ18または外部スペーサ34)の外周面上に配置されていてもよい。例えば、光音響波発生部材4を透過部材の外周面上に接着する。
図9は、スペーサ18の外周面上に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。図9を参照して、スペーサ18の外周面のうち、ケース10の底面に接している外周面に光音響波発生部材4を配置してもよい。
図10は、外部スペーサ34の外周面上に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。図10を参照して、外部スペーサ34の外周面のうち、ケース10の底面に接している外周面に光音響波発生部材4を配置してもよい。
図11は、外部スペーサ34の外周面上に光音響波発生部材4が配置されている場合の光音響波測定器1の断面図である。図11を参照して、外部スペーサ34の外周面のうち、ケース10の底面から最も遠い外周面に光音響波発生部材4を配置してもよい。
また、本発明の実施形態においては、光ファイバ20のパルス光出力端はスペーサ18に接しているが、光ファイバ20がスペーサ18を貫通していてもよい。この場合、光音響波発生部材4は、外部スペーサ34内または外部スペーサ34の外周面上に配置される。
図12は、光ファイバ20がスペーサ18を貫通している場合の光音響波測定器1の断面図である。図12を参照して、外部スペーサ34の内部に、光音響波発生部材4を配置してもよい。
図13は、光ファイバ20がスペーサ18を貫通している場合の光音響波測定器1の断面図である。図13を参照して、外部スペーサ34の外周面のうち、ケース10の底面から最も遠い外周面に光音響波発生部材4を配置してもよい。
なお、ここまで、光音響波発生部材4が、スペーサ18または外部スペーサ34に配置されている例を説明してきた。しかし、光音響波発生部材4は、パルス光出力端と測定対象2との間に配置されていればよく、必ずしも、スペーサ18または外部スペーサ34に配置されていることを要しない。
また、ここまで、光音響波発生部材4は、スペーサ18および外部スペーサ34と別の部材である例を説明してきた。しかし、スペーサ18および外部スペーサ34の一方または双方が、光音響波発生部材4として機能していてもかまわない。かかる場合であっても、光音響波発生部材として機能するスペーサ18および外部スペーサ34が、パルス光出力端と測定対象2との間に配置されていることに変わりは無い。
図14は、光ファイバ20のパルス光出力端はスペーサ18に接している場合の、外部スペーサ34が着色されている場合(図14(a))、スペーサ18が着色されている場合(図14(b))、外部スペーサ34およびスペーサ18が着色されている場合(図14(c))の光音響波測定器1の断面図である。
図14(a)を参照して、外部スペーサ34が、測定対象2の測定に支障をきたさない程度に、わずかに着色されている。この着色により、パルス光Pのほとんどは外部スペーサ34を透過するものの、パルス光Pのわずかな一部が外部スペーサ34により吸収され、既知の光音響波W1を発生する。例えば、パルス光Pが緑色のレーザ光である場合は、外部スペーサ34を薄い黄色に着色することが考えられる。
図14(b)を参照して、スペーサ18が、測定対象2の測定に支障をきたさない程度に、わずかに着色されている。この着色により、パルス光Pのほとんどはスペーサ18を透過するものの、パルス光Pのわずかな一部がスペーサ18により吸収され、既知の光音響波W1を発生する。例えば、パルス光Pが緑色のレーザ光である場合は、スペーサ18を薄い黄色に着色することが考えられる。
図14(c)を参照して、外部スペーサ34およびスペーサ18が、測定対象2の測定に支障をきたさない程度に、わずかに着色されている。この着色により、パルス光Pのほとんどは外部スペーサ34およびスペーサ18を透過するものの、パルス光Pのわずかな一部が外部スペーサ34およびスペーサ18により吸収され、既知の光音響波W1を発生する。例えば、パルス光Pが緑色のレーザ光である場合は、外部スペーサ34およびスペーサ18を薄い黄色に着色することが考えられる。
図15は、光ファイバ20のパルス光出力端は外部スペーサ34に接している場合において、外部スペーサ34が着色されている場合の光音響波測定器1の断面図である。
外部スペーサ34が、測定対象2の測定に支障をきたさない程度に、わずかに着色されている。この着色により、パルス光Pのほとんどは外部スペーサ34を透過するものの、パルス光Pのわずかな一部が外部スペーサ34により吸収され、既知の光音響波W1を発生する。例えば、パルス光Pが緑色のレーザ光である場合は、外部スペーサ34を薄い黄色に着色することが考えられる。
なお、図14および図15を参照して、スペーサ18および外部スペーサ34のいずれか一方または双方を着色して、光音響波発生部材として機能させる例を説明した。しかし、スペーサ18および外部スペーサ34のいずれか一方または双方を光音響波発生部材として機能させるためには、着色以外にも方法がある。例えば、スペーサ18および外部スペーサ34のいずれか一方または双方に、パルス光Pを受けて既知の光音響波W1を発生するような物質を混合することも考えられる。この場合、パルス光Pが不可視であってもよい。
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。CPU、ハードディスク、メディア(フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROMなど)読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分、例えば、光音響波測定装置40を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
P パルス光
W1 光音響波発生部材4が発生した光音響波
W2 測定対象2が発生した光音響波
1 光音響波測定器
2 測定対象
2a 血液
4 光音響波発生部材
10 ケース
12 バッキング材
14 圧電素子(光音響波検知部)
16 電極
18 スペーサ(透過部材)
20 光ファイバ(光出力部)
34 外部スペーサ(透過部材)
40 光音響波測定装置
41a 可変増幅器
41b 可変遅延器
42 信号測定部
44 特性値記録部
45 誤差測定部
46 誤差補正部
48 測定結果記録部

Claims (12)

  1. 光を出力する光出力部と、
    前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、
    前記光音響波検知部を収容するケースと、
    前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材と、
    前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光および前記光音響波が透過する透過部材とを備え、
    前記透過部材であって前記ケースと前記光出力端との間に配置されたもの及び前記透過部材であって前記ケースと前記測定対象との間に配置されたものの一方または双方の全てが、前記光音響波発生部材である
    光音響波測定器。
  2. 請求項1に記載の光音響波測定器であって、
    前記光音響波発生部材が着色されたものである、
    光音響波測定器。
  3. 請求項1に記載の光音響波測定器であって、
    前記光音響波発生部材は、前記光を受けて既知の光音響波を発生する物質が混合されたものである、
    光音響波測定器。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光音響波測定器であって、
    前記光出力部が、光ファイバである、
    光音響波測定器。
  5. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光音響波測定器であって、
    前記光音響波検知部が、圧電素子である、
    光音響波測定器。
  6. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光音響波測定器であって、
    前記透過部材が、前記測定対象と前記光音響波検知部との音響インピーダンスを合わせる整合層である、
    光音響波測定器。
  7. 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光音響波測定器から前記電気信号を受ける光音響波測定装置であって、
    前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録部と、
    前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録部の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定部と、
    前記誤差測定部の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正部と、
    を備えた光音響波測定装置。
  8. 請求項7に記載の光音響波測定装置であって、
    前記誤差補正部が、前記測定対象が発生した光音響波の測定結果の誤差を補正する、
    光音響波測定装置。
  9. 請求項7に記載の光音響波測定装置であって、
    前記誤差補正部が、前記測定対象が発生した光音響波についての前記電気信号における誤差を補正する、
    光音響波測定装置。
  10. 光を出力する光出力部と、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、前記光音響波検知部を収容するケースと、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材と、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光および前記光音響波が透過する透過部材とを有し、前記透過部材であって前記ケースと前記光出力端との間に配置されたもの及び前記透過部材であって前記ケースと前記測定対象との間に配置されたものの一方または双方の全てが、前記光音響波発生部材である光音響波測定器から前記電気信号を受けて光音響波を測定する光音響波測定方法であって、
    前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録工程と、
    前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録工程の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定工程と、
    前記誤差測定工程の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正工程と、
    を備えた光音響波測定方法。
  11. 光を出力する光出力部と、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、前記光音響波検知部を収容するケースと、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材と、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光および前記光音響波が透過する透過部材とを有し、前記透過部材であって前記ケースと前記光出力端との間に配置されたもの及び前記透過部材であって前記ケースと前記測定対象との間に配置されたものの一方または双方の全てが、前記光音響波発生部材である光音響波測定器から前記電気信号を受ける光音響波測定装置における光音響波測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記光音響波測定処理が、
    前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録工程と、
    前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録工程の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定工程と、
    前記誤差測定工程の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正工程と、
    を備えたプログラム。
  12. 光を出力する光出力部と、前記光により測定対象において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する光音響波検知部と、前記光音響波検知部を収容するケースと、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光を受けて既知の光音響波を発生する光音響波発生部材と、前記光出力部の光出力端と前記測定対象との間に配置され、前記光および前記光音響波が透過する透過部材とを有し、前記透過部材であって前記ケースと前記光出力端との間に配置されたもの及び前記透過部材であって前記ケースと前記測定対象との間に配置されたものの一方または双方の全てが、前記光音響波発生部材である光音響波測定器から前記電気信号を受ける光音響波測定装置における光音響波測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
    前記光音響波測定処理が、
    前記既知の光音響波の特性値を記録する特性値記録工程と、
    前記光音響波発生部材が発生した光音響波の特性値と、前記特性値記録工程の記録内容とを比較して、両者の間の誤差を測定する誤差測定工程と、
    前記誤差測定工程の測定した誤差に基づき、前記測定対象が発生した光音響波の測定の際の誤差を補正する誤差補正工程と、
    を備えた記録媒体。
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