光源單元及使用了該光源單元的光聲計(jì)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及射出激光的光源單元及使用了該光源單元的光聲計(jì)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 光聲分光法為，將具有預(yù)定的波長(zhǎng)（例如，可見光、近紅外光或中間紅外光的波長(zhǎng) 帶）的光向被檢體照射，檢測(cè)被檢體內(nèi)的特定物質(zhì)吸收該光的能量的結(jié)果所產(chǎn)生的彈性波 即光聲波，測(cè)定該特定物質(zhì)的濃度或分布（例如專利文獻(xiàn)1)。被檢體內(nèi)的特定物質(zhì)例如在 被檢體為人體時(shí)，是指血液中含有的葡萄糖、血紅蛋白等。而且，檢測(cè)光聲波并基于其檢測(cè) 信號(hào)來(lái)生成光聲圖像的技術(shù)被稱為光聲成像（PAI ;化otoacoustic Imaging)或光聲層析 成像（PAT ;化oto Acoustic Tomography)。
[0003] 照射到被檢體的激光的強(qiáng)度在被檢體內(nèi)傳播的過(guò)程中因吸收、散射而顯著減衰， 因此在上述那樣的利用了光聲分光法的計(jì)測(cè)（光聲計(jì)測(cè)）中，通常使用具有大的光能的激 光。并且，例如如圖20所示，光聲計(jì)測(cè)裝置1具備光聲計(jì)測(cè)用的探頭4、向該探頭4供給激 光L的光源單元3及對(duì)由探頭4檢測(cè)出的光聲波的信號(hào)進(jìn)行處理的音響信號(hào)處理單元2。 而且，在使用情況上，探頭4和音響信號(hào)處理單元2能夠通過(guò)第一連接器5a連接和斷開，探 頭4和光源單元3能夠通過(guò)第二連接器化連接和斷開。在探頭4內(nèi)設(shè)置音響檢測(cè)元件陣 列4a，音響檢測(cè)元件陣列4a通過(guò)控制信號(hào)線4c而與音響信號(hào)處理單元2的控制單元2a連 接。從光源3a輸出的激光L由光纖4b導(dǎo)光至探頭4的前端，向被檢體M照射。
[0004] 然而，在如上述那樣探頭和光源單元能夠連接和斷開的情況下，作為光源單元的 殼體內(nèi)部的激光的傳送，不使用光纖等導(dǎo)光部件而采用空間傳送的情況較多。該是因?yàn)?，?使用光纖進(jìn)行殼體內(nèi)部的傳送的情況下，光纖無(wú)法承受光能而被破壞。例如在圖20的光源 單元3中，從光源3a到第二連接器化為止的殼體內(nèi)部的激光L的傳送通過(guò)空間傳送來(lái)進(jìn) 行。
[000引專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開2010-12295號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的課題
[000引然而，在如上述那樣將殼體內(nèi)部的激光的傳送設(shè)為空間傳送的情況下，光源單元 的殼體內(nèi)部和殼體壁伴隨著溫度變化及振動(dòng)而分別進(jìn)行不同的移動(dòng)，因此有時(shí)會(huì)產(chǎn)生光向 連接器座部的入射位置發(fā)生偏移，傳送的能量不穩(wěn)定，進(jìn)而傳送效率下降該樣的問(wèn)題。在該 種情況下，結(jié)果是也存在與使用了導(dǎo)光部件的光傳送相比傳送效率下降的情況。
[0009] 本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而作出，目的在于提供能夠更穩(wěn)定且高效地進(jìn)行光源單元的 殼體內(nèi)部的光傳送的光源單元及使用了該光源單元的光聲計(jì)測(cè)裝置。
[0010] 用于解決課題的方案
[0011] 為了解決上述課題，本發(fā)明的光源單元是向探頭的導(dǎo)光部射出激光的光源單元， 其特征在于，具備：?jiǎn)卧獨(dú)んw，具有能夠與導(dǎo)光部的連接器部連接和斷開的連接器座部；光 源，設(shè)置于單元?dú)んw的內(nèi)部且輸出激光；擴(kuò)散部，使從光源輸出的激光擴(kuò)散；聚光透鏡系 統(tǒng)，對(duì)由擴(kuò)散部擴(kuò)散后的激光進(jìn)行聚光；及光傳送部，包含將由聚光透鏡系統(tǒng)聚光后的激光 傳送至連接器座部的光纖，連接器座部將光纖及導(dǎo)光部光學(xué)連接。
[0012] 另一方面，本發(fā)明的光聲裝置具備；探頭，具有對(duì)為了產(chǎn)生光聲波而朝被檢體射出 的激光進(jìn)行導(dǎo)光的導(dǎo)光部；及光源單元，向?qū)Ч獠可涑黾す猓摴饴曈?jì)測(cè)裝置的特征在于， 光源單元具備：?jiǎn)卧獨(dú)んw，具有能夠與導(dǎo)光部的連接器部連接和斷開的連接器座部；光源， 設(shè)置于單元?dú)んw的內(nèi)部且輸出激光；擴(kuò)散部，使從光源輸出的激光擴(kuò)散；聚光透鏡系統(tǒng)，對(duì) 由擴(kuò)散部擴(kuò)散后的激光進(jìn)行聚光；及光傳送部，包含將由聚光透鏡系統(tǒng)聚光后的激光傳送 至連接器座部的光纖，連接器座部將光纖及導(dǎo)光部光學(xué)連接。
[0013] 并且，在本發(fā)明的光源單元及光聲計(jì)測(cè)裝置中，優(yōu)選的是，光纖為單纖維。
[0014] 另外，在光纖為單纖維的情況下，優(yōu)選的是，光傳送部在光纖的光入射側(cè)的端部具 有耐光能結(jié)構(gòu)，聚光透鏡系統(tǒng)W使由下述式1規(guī)定的激光的最小光束直徑D在與光纖的光 入射側(cè)的巧部直徑中。的關(guān)系中成為d 1。/2 W上的方式對(duì)激光進(jìn)行聚光，光纖的光入射側(cè)的 巧部端面配置成在激光的光束直徑為中。/2 W上的狀態(tài)下使激光入射。在該種情況下，光傳 送部?jī)?yōu)選是具有被覆部件的氣隙光纜，該被覆部件W使光纖的端面附近的側(cè)面露出的方式 被覆光纖。
[00巧][數(shù)學(xué)式^
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光源單元，向探頭的導(dǎo)光部射出激光，所述光源單元的特征在于，具備： 單元?dú)んw，具有能夠與所述導(dǎo)光部的連接器部連接和斷開的連接器座部； 光源，設(shè)置于該單元?dú)んw的內(nèi)部且輸出所述激光； 擴(kuò)散部，使從該光源輸出的所述激光擴(kuò)散； 聚光透鏡系統(tǒng)，對(duì)由該擴(kuò)散部擴(kuò)散后的所述激光進(jìn)行聚光；及 光傳送部，包含將由所述聚光透鏡系統(tǒng)聚光后的所述激光傳送至所述連接器座部的光 纖， 所述連接器座部將所述光纖及所述導(dǎo)光部光學(xué)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光源單元，其特征在于， 所述光纖為單纖維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源單元，其特征在于， 所述光傳送部在所述光纖的光入射側(cè)的端部具有耐光能結(jié)構(gòu)， 所述聚光透鏡系統(tǒng)以使由下述式1規(guī)定的所述激光的最小光束直徑D在與所述光纖的 光入射側(cè)的芯部直徑din的關(guān)系中成為din/2以上的方式對(duì)所述激光進(jìn)行聚光， 所述光纖的光入射側(cè)的芯部端面配置成在所述激光的光束直徑為din/2以上的狀態(tài)下 使所述激光入射， [數(shù)學(xué)式1]
(在式1中，A表示根據(jù)擴(kuò)散部的種類而確定的系數(shù)，f?表示所述聚光透鏡系統(tǒng)的焦距， 9表示入射于所述擴(kuò)散部時(shí)的所述激光的擴(kuò)展角，0表示所述擴(kuò)散部的擴(kuò)散角。）
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光源單元，其特征在于， 所述光傳送部是具有被覆部件的氣隙光纜，所述被覆部件以使所述光纖的端面附近的 側(cè)面露出的方式被覆所述光纖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光源單元，其特征在于， 所述聚光透鏡系統(tǒng)以使由下述式2規(guī)定的所述激光的最小光束直徑D在與所述光纖的 光入射側(cè)的芯部直徑din的關(guān)系中成為din/3以上且2din/3以下的方式對(duì)所述激光進(jìn)行聚 光， 所述光纖的光入射側(cè)的芯部端面配置成在所述激光的光束直徑為din/3以上且2din/3 以下的狀態(tài)下使所述激光入射， [數(shù)學(xué)式2]
(在式2中，A表示根據(jù)擴(kuò)散部的種類而確定的系數(shù)，f?表示所述聚光透鏡系統(tǒng)的焦距， 9表示入射于所述擴(kuò)散部時(shí)的所述激光的擴(kuò)展角，0表示所述擴(kuò)散部的擴(kuò)散角。）
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的光源單元，其特征在于， 所述擴(kuò)散部是將微小的透鏡隨機(jī)地配置于基板的表面的透鏡擴(kuò)散板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的光源單元，其特征在于， 所述擴(kuò)散部對(duì)入射的所述激光的能量曲線進(jìn)行平頂化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的光源單元，其特征在于， 所述擴(kuò)散部為工程擴(kuò)散板， 所述系數(shù)A為2. 5。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的光源單元，其特征在于， 所述擴(kuò)散部為全息擴(kuò)散板， 所述系數(shù)A為2. 4。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1?9中任一項(xiàng)所述的光源單元，其特征在于， 所述連接器座部以使所述光纖的光出射側(cè)的第一光軸的方向具有傾角的方式保持所 述光纖。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光源單元，其特征在于， 所述連接器部的插入部所插入的所述連接器座部的插入路具有以隨著所述插入部插 入而使所述導(dǎo)光部的光入射側(cè)的第二光軸與所述第一光軸一致的方式進(jìn)行引導(dǎo)的引導(dǎo)結(jié) 構(gòu)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光源單元，其特征在于， 所述引導(dǎo)結(jié)構(gòu)是所述插入路的開口寬度比該插入路的深處的寬度大且所述插入路的 內(nèi)壁面從開口側(cè)朝深處彎曲的結(jié)構(gòu)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的光源單元，其特征在于， 在所述插入路的內(nèi)壁面設(shè)有輥。
14. 一種光聲計(jì)測(cè)裝置，具備： 探頭，具有對(duì)為了產(chǎn)生光聲波而朝被檢體射出的激光進(jìn)行導(dǎo)光的導(dǎo)光部；及 光源單元，向所述導(dǎo)光部射出激光， 所述光聲計(jì)測(cè)裝置的特征在于， 所述光源單元具備： 單元?dú)んw，具有能夠與所述導(dǎo)光部的連接器部連接和斷開的連接器座部； 光源，設(shè)置于該單元?dú)んw的內(nèi)部且輸出所述激光； 擴(kuò)散部，使從該光源輸出的所述激光擴(kuò)散； 聚光透鏡系統(tǒng)，對(duì)由該擴(kuò)散部擴(kuò)散后的所述激光進(jìn)行聚光；及 光傳送部，包含將由所述聚光透鏡系統(tǒng)聚光后的所述激光傳送至所述連接器座部的光 纖， 所述連接器座部將所述光纖及所述導(dǎo)光部光學(xué)連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的光聲計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 所述光纖為單纖維。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光聲計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 所述光傳送部在所述光纖的光入射側(cè)的端部具有耐光能結(jié)構(gòu)， 所述聚光透鏡系統(tǒng)以使由下述式3規(guī)定的所述激光的最小光束直徑D在與所述光纖的 光入射側(cè)的芯部直徑din的關(guān)系中成為din/2以上的方式對(duì)所述激光進(jìn)行聚光， 所述光纖的光入射側(cè)的芯部端面配置成在所述激光的光束直徑為din/2以上的狀態(tài)下 使所述激光入射， [數(shù)學(xué)式3]
(在式3中，A表示根據(jù)擴(kuò)散部的種類而確定的系數(shù)，f?表示所述聚光透鏡系統(tǒng)的焦距， 9表示入射于所述擴(kuò)散部時(shí)的所述激光的擴(kuò)展角，0表示所述擴(kuò)散部的擴(kuò)散角。）
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的光聲計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 所述聚光透鏡系統(tǒng)以使由下述式4規(guī)定的所述激光的最小光束直徑D在與所述光纖的 光入射側(cè)的芯部直徑din的關(guān)系中成為din/3以上且2din/3以下的方式對(duì)所述激光進(jìn)行聚 光， 所述光纖的光入射側(cè)的芯部端面配置成在所述激光的光束直徑為din/3以上且2din/3 以下的狀態(tài)下使所述激光入射， [數(shù)學(xué)式4]
(在式4中，A表示根據(jù)擴(kuò)散部的種類而確定的系數(shù)，f?表示所述聚光透鏡系統(tǒng)的焦距， 9表示入射于所述擴(kuò)散部時(shí)的所述激光的擴(kuò)展角，0表示所述擴(kuò)散部的擴(kuò)散角。）
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的光聲計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 所述擴(kuò)散部為工程擴(kuò)散板， 所述系數(shù)A為2. 5。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的光聲計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 所述擴(kuò)散部為全息擴(kuò)散板， 所述系數(shù)A為2. 4。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15?19中任一項(xiàng)所述的光聲計(jì)測(cè)裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)光部為纖維束， 所述光纖的光出射側(cè)的芯部直徑cLt和所述纖維束的束徑B滿足下述式5: 0? 8B彡dQUt< 1. 2B。
【專利摘要】能夠更穩(wěn)定且高效地進(jìn)行光源單元的殼體內(nèi)部的光傳送。向探頭(11)的導(dǎo)光部(40)射出激光(L)的光源單元(13)具備：?jiǎn)卧獨(dú)んw(13b)，具有能夠與導(dǎo)光部(40)的連接器部(51a)連接和斷開的連接器座部(51b)；光源(30)，設(shè)置于單元?dú)んw(13b)的內(nèi)部且輸出激光(L)；擴(kuò)散部(80)，使從光源(30)輸出的激光(L)擴(kuò)散；聚光透鏡系統(tǒng)(81)，對(duì)由擴(kuò)散部(80)擴(kuò)散后的激光(L)進(jìn)行聚光；及光纖(82a)，將由聚光透鏡系統(tǒng)(81)聚光后的激光(L)傳送至連接器座部(51b)，連接器座部(51b)將光纖(82a)及導(dǎo)光部(40)光學(xué)連接。
【IPC分類】A61B8-00
【公開號(hào)】CN104582581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380043184
【發(fā)明人】入澤覺
【申請(qǐng)人】富士膠片株式會(huì)社
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年8月20日
【公告號(hào)】US20150160168, WO2014034469A1