JP5840152B2 - プローブ - Google Patents

Description

本発明は、プローブに関し、更に詳しくは光音響イメージングに用いられるプローブに関する。

生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波プローブ（探触子）を用いる。超音波プローブから被検体（生体）に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。超音波プローブでその反射音波を受信し、反射超音波が超音波プローブに戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。

また、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。一般に光音響イメージングでは、例えばパルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響信号）が発生する。この光音響信号を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、光音響信号に基づく生体内の可視化が可能である。

ここで、通常、超音波プローブでは、プローブ本体内部にポッティング剤が充填され、プローブ本体の内部の部品が固定される。プローブ本体内をポッティングすることは、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。ポッティング剤には、例えばエポキシ樹脂などが用いられる。

また、光音響イメージングでは、光ファイバなどを用いてレーザ光源からの光を超音波プローブまで導光し、超音波プローブからレーザ光を照射することがある。光照射部を有する超音波プローブは、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、光ファイバの光出射端側の端部と超音波振動子とを、隣接するように一体に固定する。光ファイバの光出射端は、超音波振動子からの超音波が進行する方向に光が照射されるように、ホルダに設けられた孔に固定される。

特開平７−３１３５０７号公報 特開平８−０１０２５５号公報 特開２００８−４９０６３号公報

光照射部を有する超音波プローブとして、プローブ本体内に導光板を有し、光ファイバなどを用いて導光された光を導光板に入射し、導光板の光出射面から被検体方向に光を出射する超音波プローブを考える。導光板には、例えば石英ガラスを用いることができる。このような超音波プローブにおいて、プローブ本体内にエポキシなどの樹脂を充填し、導光板を含むプローブ本体内の構成部品を固定するものとする。このとき、導光板を固定するために一般的なポッティング剤を使用すると、導光板とポッティング剤の屈折率差が小さくなり、導光板内の光が反射せずに光漏れが発生することがある。

すなわち、一般的な光ファイバの開口数はＮＡ＝０．２３であり、出射光の広がり角θｉは、θｉ＝ｓｉｎ^−１（ＮＡ）から１３．３°程度である。一般的な、エポキシ系などのポッティング剤の標準屈折率は１．４２〜１．４５である。導光板に石英を用いたとすると、導光板の屈折率は、波長７００ｎｍから８００ｎｍの光に対して１．４５となる。光ファイバから、直方体形状の導光板の光入射面に対して垂直に光を入射すると、光ファイバ出射光は広がり角θｉを持つため、光ファイバ出射光の導光板とポッティング剤との界面への最大入射角は、９０°−θｉ＝７６．７°となる。

ポッティング剤の屈折率が１．４２の場合、導光板とポッティング剤との界面における臨界角（全反射が起こる最も小さな入射角）は７８．３°となる。また、ポッティング剤の屈折率が１．４５の場合、導光板とポッティング剤との界面における臨界角は９０°となる。これらのケースでは、光ファイバから入射した光が臨界角よりも小さい角度で導光板とポッティング剤との界面に入射するため、導光板内を進行する光の一部が導光板とポッティング剤との界面で反射せず、光漏れが生じる。

本発明は、上記に鑑み、プローブ本体内にポッティング剤で導光板を固定したとき、導光板から光が漏れだすことを防止できるプローブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、被検体からの音響波を検出する音響波検出器と、光源から出射した光をプローブ本体まで導光する光ファイバと、光ファイバと光学的に結合された光入射端から音響波検出器の近傍に配置された光出射端まで光を導光する導光手段とを備え、導光手段が、導光手段の周囲の少なくとも一部に形成された固定材料によりプローブ本体内で固定され、導光手段の屈折率をｎ１、固定材料の屈折率をｎ２、光ファイバから光入射端に入射する光の広がり角をθｉとしたとき、ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ１）×（１８０°／π）＜９０°−θｉを満たすことを特徴とするプローブを提供する。

本発明では、導光手段の少なくとも一部をガラスで形成することができる。

上記の固定材料には、フッ素系樹脂材料を用いることができる。具体的には、上記固定材料に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）を用いることができる。

上記に代えて、固定材料にフロロシリコーンゴムを用いることとしてもよい。あるいは、固定材料に、導光手段の屈折率よりも屈折率が低い低屈折率シリコーン樹脂又はメチル系シリコーン樹脂を用いてもよい。

本発明では、導光手段の光出射端を固定材料で覆うこととしてもよい。

導光手段は、光源から出射した光を導光する第１の導光部材と、その第１の導光部材により導光された光を拡散させて音響波検出器の近傍まで導光する第２の導光部材とを含んでいてもよい。

上記において、第２の導光部材が、第１の導光部材からの光入射側に入射光を拡散させる光拡散部材を含むこととしてもよい。

また、第２の導光部材の屈折率をｎ３、光拡散部材の拡散角度をθ１としたとき、ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ３）×（１８０°／π）＜９０°−θｄ （ただしθｄ＝（θｉ^２＋θ１^２）^１／２）を満たすことが好ましい。

第１及び第２の導光部材のうちの少なくとも第２の導光部材が固定材料により固定されることとしてもよい。あるいは、第１及び第２の導光部材のうちの第２の導光部材のみが固定材料により固定されることとしてもよい。

本願発明では、上記固定材料が、導光手段の光入射端から光出射端までの間の側面に形成される構成を採用することができる。

あるいは、上記固定材料が、導光手段の光出射端から、光出射端から所定距離離れた位置までの間の側面に形成されていてもよい。その場合、導光手段の光入射端から光出射端までの間の距離の少なくとも１／３に上記固定材料が形成されていることが好ましい。

上記固定材料は、プローブ本体を構成するケース、又は、プローブ本体内に設けられたケースと導光手段との間に形成されている構成としてもよい。

導光手段は、固定部材により、プローブ本体を構成するケース、又は、プローブ本体内に設けられたケースと、音響波検出器を保持する保持部材との間に固定されていてもよい。その場合、音響波検出器を、固定部材による導光部材の固定後に保持部材に取り付けることとしてもよい。

本発明は、また、少なくとも、被検体からの音響波を検出する音響波検出器と、光源から出射した光をプローブ本体まで導光する光ファイバと、光ファイバと光学的に結合された光入射端から音響波検出器の近傍に配置された光出射端まで光を導光する導光手段とを備え、導光手段が、光入射端から、光入射端側から距離ｈだけ離れた位置までの間の導光手段の周囲の少なくとも一部に形成された固定材料によりプローブ本体内で固定され、光入射端における光ファイバの結合位置から導光手段側面までの距離をｄとし、光ファイバから光入射端に入射する光の広がり角をθｉとしたとき、ｈ＝ｄ／ｔａｎ（θｉ）であることを特徴とするプローブを提供する。

上記のプローブでは、導光手段の光入射端側から距離ｈだけ離れた位置以降の側面が、空気層により覆われる構成とすることができる。

本発明のプローブは、プローブ本体内で導光手段を固定する際に用いられる固定材料に、屈折率が低い固定材料を用いる。導光手段と固定材料との界面における全反射の臨界角が、光ファイバから導光手段に入射した光が導光手段と固定材料との界面に入射する際の最大入射角度よりも小さくなるように選定された固定材料を用いることで、導光手段から固定材料への光漏れを防ぐことができる。

本発明の第１実施形態のプローブを含む光音響画像診断装置を示すブロック図。 プローブの側面方向の断面を示す断面図。 比較例のプローブの側面方向の断面を示す断面図。 変形例のプローブの側面方向の断面を示す断面図。 本発明の第２実施形態のプローブの側面方向の断面を示す断面図。 本発明の第３実施形態のプローブの先端付近の断面を示す断面図。 本発明の第４実施形態のプローブの先端付近の断面を示す断面図。 本発明の第５実施形態のプローブの先端付近の断面を示す断面図。 本発明の第６実施形態のプローブの先端付近の断面を示す断面図。を含む光音響画像診断装置を示すブロック図。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態のプローブ（探触子）を含む光音響画像診断装置を示す。光音響画像診断装置は、プローブ１０、光源ユニット３１、及び超音波ユニット３２を備える。プローブ１０は、被検体に光を照射する光照射部と、少なくとも被検体からの音響波（例えば超音波）が検出可能な音響波検出器とを有する。音響波検出器は、例えば一元配列された複数の超音波振動子を含む。

光源ユニット３１は、例えばパルスレーザ光を生成するレーザユニットであり、超音波プローブ１０から被検体に対して照射すべき光を生成する。プローブ１０は、光配線２１を介して光源ユニット３１と接続される。光配線２１は、それぞれ例えば数十本の光ファイバが束ねられたバンドルファイバとして構成される。光源ユニット３１で生成されたパルスレーザ光は、光配線２１によりプローブ１０に導光され、プローブ１０の光照射部から被検体に照射される。

超音波ユニット３２は、プローブ１０が検出した音響波の検出信号（超音波信号）に基づいて、光音響画像の生成を行う。プローブ１０は、電気配線２２を介して超音波ユニット３２と接続される。プローブ１０が検出した超音波信号は、電気配線２２により超音波ユニット３２に伝送され、超音波ユニット３２で処理される。

図２は、プローブ１０を超音波振動子が配列された方向と直交する方向から見た側面方向の断面を示す。プローブ１０は、電子材１１と光ファイバ１３と導光板１４とを有する。電子材１１は、音響波検出器を構成する超音波振動子１２を含む。超音波振動子１２は、少なくとも、被検体からの超音波を検出する。電子材１１は、超音波振動子１２に加えて、例えば検出された超音波を増幅するプリアンプなどを含んでいてもよい。

光ファイバ１３は、図１の光配線２１に相当し、レーザ光源ユニット３１（図１）から出射した光をプローブ本体まで導光する。導光板１４は、導光手段であり、光ファイバ１３と光学的に結合された光入射端から超音波振動子１２の近傍に配置された光出射端まで光を導光する。光ファイバ１３は、例えば導光板１４の図２に示す断面の横方向（ｘ方向）の中央の位置に光学的に結合される。プローブ１０は、例えば導光板１４を少なくとも２つ備えており、２つの導光板１４は、超音波振動子１２を挟んで対向するように配置される。導光板１４は、例えばガラス材料で形成されている。

導光板１４は、その周囲の少なくとも一部に形成された固定材料により、プローブ本体内に固定される。固定材料には、例えば樹脂材料を用いることができる。導光板１４は、例えばプローブ本体を構成するケースと電子材１１との間に充填された樹脂１６により、プローブ本体内に固定されている。樹脂１６は、例えば、導光板１４の光入射端から光出射端までの間の側面の全面（ｙ方向の全面）にわたって形成される。

樹脂１６には、一般的なポッティング剤であるエポキシ系の樹脂に比して屈折率が低い樹脂材料が用いられる。例えば樹脂１６には、フッ素系樹脂材料が用いられる。具体的には、樹脂１６に、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）を用いることができる。あるいは、樹脂１６に、低屈折率シリコーン樹脂（屈折率１．３９）又はメチル系シリコーン樹脂（１．４１）を用いてもよい。また、それら樹脂に代えて、固定材料に、フロロシリコーンゴム（信越化学工業ＦＥ−１２３：屈折率１．３９程度）を用いてもよい。

ここで、光ファイバ１３の端面から導光板１４の光入射面に入射した光は、光ファイバ１３の端面の開口数ＮＡに応じた広がり角θｉの広がりを持って導光板１４内を進行する。光ファイバ１３から導光板１４の光入射面に対して垂直に光を入射すると、光ファイバ１３から出射した光の、導光板１４と樹脂１６との界面に対する入射角度は最大で９０°−θｉとなる。一方、導光板１４の屈折率をｎ１、樹脂１６の屈折率をｎ２としたとき、臨界角（全反射が起こる最も小さな入射角）は、ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ１）×（１８０°／π）となる。臨界角が、導光板１４と樹脂１６との界面に対する最大入射角度よりも小さいとき、導光板１４内に入射した光は、全反射しながら光出射端側に進行する。

一般的な光ファイバの開口数はＮＡ＝０．２３であり、出射光の広がり角θｉは１３．３°程度である。導光板１４に石英を用いたとすると、導光板の屈折率はｎ１＝１．４５である。樹脂１６には、例えば屈折率ｎ２＝１．３２のフッ素系樹脂を用いる。この場合、臨界角は６５．６°となる。臨界角が、導光板１４と樹脂１６との界面に対する最大入射角度９０°−１３．３°＝７６．７°よりも小さいため、光ファイバ１３から導光板１４内に入射した光は導光板１４と樹脂１６との界面で全反射する。

本実施形態では、全反射の臨界角が、導光板１４と樹脂１６との界面に入射する光の最大入射角度よりも小さくなるように、低屈折率の樹脂１６を用いて導光板１４を固定する。すなわち、ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ１）×（１８０°／π）＜９０°−θｉを満たすような屈折率ｎ２を持つ樹脂材料を導光板１４の周囲に形成して導光板１４を固定する。全反射の臨界角が、光ファイバ１３を出射した光が導光板１４と樹脂１６との界面に入射する際の最大入射角度よりも小さくなるような樹脂材料を用いることで、導光板１４から光が漏れだすことを防ぐことができる。光漏れを防ぐことで、導光板１４に入射した光を効率よく光出射端まで導光することができ、被検体に照射する光の光量が低下することを防止できる。

比較例として、一般的なポッティング剤を用いて導光板１４を固定した場合を考える。図３は、比較例のプローブの側面方向の断面を示す。導光板５２は、光ファイバ５１と光学的に結合されており、光ファイバ５１から入射した光を被検体方向に導光する。導光板５２を固定するための樹脂５３に一般的なポッティング剤であるエポキシ系樹脂を用いた場合、エポキシ系樹脂の屈折率は１．４２〜１．４５程度であるため、臨界角は７８．３°〜９０°程度になる。この場合、臨界角が導光板５２と樹脂５３との界面に対する最大入射角よりも大きく、光漏れが生じる。光漏れを防ぐために、導光板５２と樹脂５３との界面に反射膜５４をコーティングすることも考えられるが、その場合、製作工程が増え、コストが増加する。これに対し、本実施形態では、反射膜のコーティングは不要であり、コスト増加を抑えつつ、光漏れを防止できる。

なお、樹脂１６は、導光板１４の光入射端から光出射端までの側面の全面にわたって形成されている必要はなく、導光板１４の側面の一部に形成されていてもよい。図４は、変形例のプローブ１０の側面方向の断面を示す。この例では、導光板１４の光出射端側から、光出射端から所定の距離だけ離れた位置までの間の導光板１４の側面に樹脂１６が形成されている。例えば導光板１４の光入射端から光出射端までの長さの１／２以下、望ましくは１／３の以下の長さだけ、樹脂１６を形成する。このようにする場合、導光板１４を固定する強度は低くなるものの、必要な樹脂材料を削減することができる。

次いで、本発明の第２実施形態を説明する。図５は、本発明の第２実施形態のプローブの側面方向の断面を示す。本実施形態では、導光板１４の光入射端から、光入射端側から所定の距離ｈだけ離れた位置までの間の導光板１４の周囲の少なくとも一部に、固定材料として樹脂１７を形成することで、導光板１４をプローブ本体内に固定する。導光板１４の光入射端側から距離ｈだけ離れた位置以降の側面は、例えば空気層により覆われる。

例えば導光板１４の紙面横方向（ｘ方向）の厚みを２×ｄとし、導光板１４のｘ方向の中央に光ファイバ１３を結合するとした場合、光ファイバ１３から入射した光の広がり角をθｉとすれば、導光板１４に入射した光は、光入射端からｄ／ｔａｎ（θｉ）だけ離れた距離で、導光板１４の側面（ｘ方向の側面）に入射する。逆に言えば、光入射端からｄ／ｔａｎ（θｉ）だけ離れた距離までの間は、光ファイバ１３から出射して導光板１４の側面に直接入射する光はない。本実施形態では、その範囲に樹脂１７を形成する。つまり、ｈ＝ｄ／ｔａｎ（θｉ）の間に樹脂１７を形成する。

本実施形態では、導光板１４の光入射端から、光入射端側から所定の距離ｈだけ離れた位置までの間の導光板１４の周囲の少なくとも一部に樹脂１７を形成し、導光板１４をプローブ本体内で固定する。光入射端側から、ｈ＝ｄ／ｔａｎ（θｉ）で定まる所定の距離までの間に樹脂１７を形成し、導光板１４を固定することで、光ファイバ１３から導光板１４に入射した光が導光板１４から漏れ出すことを防止できる。本実施形態では、樹脂１７に対して光ファイバ１３から出射した光が直接に入射しないため、第１実施形態とは異なり、樹脂１７に低屈折率の樹脂材料を用いる必要はない。所定の距離ｈ以降は空気層とすることで、フッ素系樹脂を用いる場合よりもさらに小さくなり、導光板１４と空気層との界面に入射した光は、全反射する。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。図６は、本発明の第３実施形態のプローブの先端付近（超音波振動子側）の断面を示す。本実施形態では、プローブ内に、音響波検出器を構成する超音波振動子１２を保持する保持部材１８が設けられている。保持部材１８は、外装を構成するケース１５と一体に形成されていてもよく、あるいはケース１５とは別に形成されていてもよい。導光板１４は、固定部材を構成する樹脂１６により、ケース１５と保持部材１８との間に固定される。樹脂１６には、第１実施形態で説明したものを用いることができる。

プローブの組み立てに際しては、例えば高温状態の樹脂１６を導光板１４とケース１５及び保持部材１８との間に流し込み、その後硬化させることで、導光板１４を固定する。その後、超音波振動子１２を保持部材１８に接着する。図２に示したように、超音波振動子１２を含む電子材１１とケース１５との間に導光板１４を固定する場合、電子材１１や超音波振動子１２が、高温状態の樹脂１６からの熱を受けることになる。これに対し、本実施形態では、樹脂１６による導光板の固定後に保持部材１８に超音波振動子１２を取り付けることができるため、熱に弱い超音波振動子１２が高温状態の樹脂１６から熱を受けることを避けることができる。このため、導光板１４を固定するための固定材料に、より高温で硬化する材料を用いることが可能である。その他の効果は、第１実施形態と同様である。

続いて、本発明の第４実施形態を説明する。図７は、本発明の第４実施形態のプローブの先端付近の断面を示す。本実施形態では、導光板１４ａが、第１の導光部材１４１と第２の導光部材１４３とを含む。第２の導光部材１４３は、第１の導光部材１４１により導光された光を拡散させて超音波振動子１２の近傍まで導光する。第１の導光部材１４１と第２の導光部材１４３との間には、例えば０．１ｍｍから１ｍｍ程度のギャップが設けられている。固定部材である樹脂１６は、第１の導光部材１４１（その一部）及び第２の導光部材１４３をプローブ本体内に固定する。

第１の導光部材１４１は、例えばガラスで形成されている。第１の導光部材１４１には光源からの高エネルギーレーザが入射し、第１の導光部材１４１に入射した光は、第２の導光部材１４３方向へ導光されている間に広がっていく。第２の導光部材１４３は、例えば、ガラスと、そのガラスの第１の導光部材１４１と対向する端面に設けられた拡散板（光拡散部材）１４２とを有する。拡散板１４２には、例えばホログラフィックディフューザーを用いることができる。第２の導光部材１４３に発散光として入射した光は、拡散板１４２で更に発散角が拡大されて、超音波振動子１２の近傍まで導光される。具体的には、拡散板１４２自体の拡散角度をθ１としたとき、θｄ＝（θｉ^２＋θ１^２）^１／２まで光が広げられる。

本実施形態では、第１の導光部材１４１は、光ファイバ１３（図２）から出射した高エネルギー密度のレーザ光が入射するための透明ガラスで形成されており、入射光は透明ガラスを導光されている間に広がる。第２の導光部材１４３は、透明ガラスの光入射側に拡散板１４２を有しており、第１の導光部材１４１から入射した光を更に広げて被検体方向へ導光する。このようにすることで、中心部と周辺部とで被検体方向に出射する光の光強度の差を抑えることができる。

本実施形態では、ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ１）×（１８０°／π）＜９０°−θｉを満たすような屈折率ｎ２を持つ樹脂材料を導光板１４ａの周囲に形成して導光板１４ａを固定することで、第１の導光部材１４１から外部へ光が漏れることを抑制することができる。特に、第２の導光部材１４３の屈折率をｎ３として、ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ３）×（１８０°／π）＜９０°−θｄを満たすとき、第２の導光部材１４３の部分において、外部への光漏れを抑制することができる。

引き続き、本発明の第５実施形態を説明する。図８は、本発明の第５実施形態のプローブの先端部分の断面を示す。先に説明した第４実施形態では、第１の導光部材１４１と第２の導光部材１４３の双方が樹脂１６によりプローブ本体内に固定された。これに対し、本実施形態では、第１の導光部材１４１及び第２の導光部材１４３のうちの第２の導光部材１４３のみが樹脂１６により固定される。本実施形態では、第２の導光部材１４３の屈折率をｎ３、拡散板１４２自体の拡散角度をθ１としたとき、ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ３）×（１８０°／π）＜９０°−θｄ（ただしθｄ＝（θｉ^２＋θ１^２）^１／２）を満たすことが好ましい。

本実施形態では、第１の導光部材１４１及び第２の導光部材１４３のうちの第２の導光部材１４３のみを樹脂１６によりプローブ本体内に固定する。このような構成とした場合、導光板１４ａを構成する第１の導光部材１４１及び第２の導光部材１４３のうち、第１の導光部材１４１のみをプローブ本体から取り外すことが可能となり、第１の導光部材１４１の清掃や交換が可能となる。また、第２の導光部材１４３の拡散板１４２側の端面が樹脂１６から露出するようにしておけば、拡散板１４２の清掃や交換も可能である。その他の効果は第４実施形態と同様である。

更に、本発明の第６実施形態を説明する。図９は、本発明の第６実施形態のプローブの先端付近の断面を示す。本実施形態のプローブは、導光板１４の光出射端が固定材料である樹脂１６で覆われている点で、第１実施形態のプローブと相違する。その他の点は、第１実施形態と同様である。

導光板１４から直接に被検体である生体に光を出射する場合、生体の屈折率と導光板１４の屈折率との間に差があり、効率よく生体に光を入射できないことが考えられる。本実施形態では、導光板１４から出射した光は、樹脂１６を介して生体に照射されるため、生体の屈折率とガラスの屈折率との差を緩和し、効率良く生体に光を入射させることができる。その他の効果は、第１実施形態と同様である。

なお、上記各実施形態では、プローブ本体を構成するケース１５と導光板１４との間に導光板１４を固定するための樹脂１６が形成されるものとして説明したが、これには限定されない。例えば、プローブ本体内に別のケースを設け、そのケースと導光板１４との間に樹脂などの固定部材を形成し、導光板１４をプローブ本体内で固定してもよい。第３実施形態においては、プローブ本体に設けられた別のケースと、保持部材１８（図６）との間に樹脂などの固定部材を形成し、導光板１４をプローブ本体内に固定してもよい。

また、第３〜第６実施形態（図６〜図９）では、超音波振動子１２の直下にも光が照射されるように導光板１４を斜めに配置しているが、これら実施形態において、導光板１４は斜めに傾いて配置されている必要はない。また、第１及び第２実施形態（図２や図５など）において、導光板１４が斜めに傾いて配置されることとしてもよい。

上記各実施形態は、適宜組み合わせて用いることが可能である。例えば第３実施形態と第４実施形態とを組み合わせ、図７において超音波振動子１２を保持する保持部材１８（図６）を設け、導光板１４ａの第１の導光部材１４１及び第２の導光部材１４３を、ケース１５と保持部材１８との間に固定する構成としてもよい。また、第３実施形態と第５実施形態とを組み合わせ、図８において超音波振動子１２を保持する保持部材１８（図６）を設け、導光板１４ａの第２の導光部材１４３を、ケース１５と保持部材１８との間に固定する構成としてもよい。

また、第３実施形態と第６実施形態とを組み合わせ、図６において、図９に示したように樹脂１６が導光板１４の光出射端を覆う構成としてもよい。第４実施形態と第６実施形態とを組み合わせ、図７において、図９に示したように樹脂１６が導光板１４ａの光出射端（第２の導光部材１４３の光出射端）を覆う構成としてもよい。また、第５実施形態と第６実施形態とを組み合わせ、図８において、図９に示したように樹脂１６が導光板１４ａの光出射端（第２の導光部材１４３の光出射端）を覆う構成としてもよい。

更には、第３実施形態と第４実施形態と第６実施形態とを組み合わせ、図７において導光板１４ａの第１の導光部材１４１及び第２の導光部材１４３をケース１５と保持部材１８との間に固定すると共に、図９に示したように樹脂１６が導光板１４ａの光出射端（第２の導光部材１４３の光出射端）を覆う構成としてもよい。また、第３実施形態と第５実施形態と第６実施形態とを組み合わせ、図８において導光板１４ａの第２の導光部材１４３をケース１５と保持部材１８との間に固定すると共に、図９に示したように樹脂１６が導光板１４ａの光出射端（第２の導光部材１４３の光出射端）を覆う構成としてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のプローブは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

１０：プローブ
１１：電子材
１２：超音波振動子
１３：光ファイバ
１４：導光板
１５：ケース
１６、１７：樹脂
１８：保持部材
２１：光配線
２２：電気配線
３１：光源ユニット
３２：超音波ユニット
１４１：第１の導光部材
１４２：拡散板
１４３：第２の導光部材

Claims (20)

1. 少なくとも、被検体からの音響波を検出する音響波検出器と、
   光源から出射した光をプローブ本体まで導光する光ファイバと、
   前記光ファイバと光学的に結合された光入射端から前記音響波検出器の近傍に配置された光出射端まで光を導光する導光手段とを備え、
   前記導光手段が、導光手段の周囲の少なくとも一部に形成された固定材料によりプローブ本体内で固定され、
   前記導光手段の屈折率をｎ１、前記固定材料の屈折率をｎ２、前記光ファイバから前記光入射端に入射する光の広がり角をθｉとしたとき、下記式
   ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ１）×（１８０°／π）＜９０°−θｉ
   を満たすことを特徴とするプローブ。
2. 前記導光手段の少なくとも一部が、ガラスで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
3. 前記固定材料が、フッ素系樹脂材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブ。
4. 前記固定材料が、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）であることを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
5. 前記固定材料がフロロシリコーンゴムであることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブ。
6. 前記固定材料が、前記導光手段の屈折率よりも屈折率が低い低屈折率シリコーン樹脂又はメチル系シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプローブ。
7. 前記導光手段の光出射端が前記固定材料で覆われていることを特徴とする請求項１から６何れか１項に記載のプローブ。
8. 前記導光手段が、光源から出射した光を導光する第１の導光部材と、該第１の導光部材により導光された光を拡散させて前記音響波検出器の近傍まで導光する第２の導光部材とを含むことを特徴とする請求項１から７何れか１項に記載のプローブ。
9. 前記第２の導光部材が、前記第１の導光部材からの光入射側に入射光を拡散させる光拡散部材を含むことを特徴とする請求項８に記載のプローブ。
10. 前記第２の導光部材の屈折率をｎ３、前記光拡散部材の拡散角度をθ１としたとき、下記式、
    ｓｉｎ^−１（ｎ２／ｎ３）×（１８０°／π）＜９０°−θｄ （ただしθｄ＝（θｉ^２＋θ１^２）^１／２）
    を満たすことを特徴とする請求項９に記載のプローブ。
11. 前記第１及び第２の導光部材のうちの少なくとも第２の導光部材が前記固定材料により固定されることを特徴とする請求項８から１０何れか１項に記載のプローブ。
12. 前記第１及び第２の導光部材のうちの第２の導光部材のみが前記固定材料により固定されることを特徴とする請求項８から１０何れか１項に記載のプローブ。
13. 前記固定材料が、前記光入射端から前記光出射端までの間の導光手段の側面に形成されることを特徴とする請求項１から１１何れか１項に記載のプローブ。
14. 前記固定材料が、前記光出射端から、光出射端から所定距離離れた位置までの間の導光手段の側面に形成されることを特徴とする請求項１から１２何れか１項に記載のプローブ。
15. 前記光入射端から前記光出射端までの間の距離の少なくとも１／３に前記固定材料が形成されることを特徴とする請求項１４に記載のプローブ。
16. 前記固定材料が、プローブ本体を構成するケース、又は、プローブ本体内に設けられたケースと前記導光手段との間に形成されていることを特徴とする請求項１から１５何れか１項に記載のプローブ。
17. 前記導光手段が、前記固定材料により、プローブ本体を構成するケース、又は、プローブ本体内に設けられたケースと、前記音響波検出器を保持する保持部材との間に固定されることを特徴とする請求項１から１６何れか１項に記載のプローブ。
18. 前記音響波検出器が、前記固定材料による導光部材の固定後に保持部材に取り付けられることを特徴とする請求項１７に記載のプローブ。
19. 少なくとも、被検体からの音響波を検出する音響波検出器と、
    光源から出射した光をプローブ本体まで導光する光ファイバと、
    前記光ファイバと光学的に結合された光入射端から前記音響波検出器の近傍に配置された光出射端まで光を導光する導光手段とを備え、
    前記導光手段が、前記光入射端から、光入射端側から距離ｈだけ離れた位置までの間の導光手段の周囲の少なくとも一部に形成された固定材料によりプローブ本体内で固定され、
    前記光入射端における光ファイバの結合位置から前記導光手段側面までの距離をｄとし、前記光ファイバから前記光入射端に入射する光の広がり角をθｉとしたとき、ｈ＝ｄ／ｔａｎ（θｉ）であることを特徴とするプローブ。
20. 前記導光手段の前記光入射端側から距離ｈだけ離れた位置以降の側面が、空気層により覆われることを特徴とする請求項１９に記載のプローブ。

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