光聲顯微鏡裝置的制造方法
【專利摘要】光聲顯微鏡裝置(100)具有：光源(101)，其產生用于產生光聲波的激勵光；物鏡(103)，其使激勵光會聚到標本(S)上；掃描部(102)，其使標本(S)上的激勵光的會聚位置移動；光聲波檢測部(202)，其具有檢測所產生的光聲波的傳感器部(201)；以及圖像構成部(251)，其基于來自光聲波檢測部(202)的數據，構成圖像，在傳感器部(201)中，能夠接收入射到傳感器部(201)的光聲波的范圍的角度比與物鏡(103)的照明側的數值孔徑對應的角度大。
【專利說明】
光聲顯微鏡裝置
技術領域
[0001 ]本發明設及光聲顯微鏡裝置。
【背景技術】
[0002] 光聲波是指在熱彈性過程中產生的聲波的一種，上述熱彈性過程是在向物質照射 了吸收波長范圍的光時產生的。因此，光聲波作為使吸收特性成像的方法而受到關注。此 夕h光聲波是超聲波的一種，與光相比，具有不易受到散射的影響的特征，因此被應用為活 體內部的成像手段。
[0003] 在將光聲波作為檢測信號而應用于成像的光聲顯微鏡中，采用了如下方法:使用 與觀察對象物的吸收波長范圍匹配的脈沖光來作為激勵光，通過物鏡會聚該激勵光而通過 聚光點掃描標本內，由此，用傳感器(transducer)等檢測由此在各聚光點位置產生的光聲 波。如果利用上述光聲顯微鏡，在用聚光點掃描標本時，如果在聚光點位置處存在吸收物 質，則產生光聲波，因此通過檢測該光聲波，能夠使標本內的吸收特性成像。
[0004] 作為運樣的光聲顯微鏡，例如已知專利文獻1公開的光聲顯微鏡。圖12示出專利文 獻1所公開的光聲顯微鏡。在圖12中，來自未圖示的激光脈沖光源的激勵光L經過聚光透鏡 11、針孔12、振動反射鏡13、物鏡14、校正透鏡15、等腰棱鏡16、硅油層17、菱形棱鏡18 W及聲 透鏡19后，被會聚到標本S的內部。此外，通過激勵光L的照射而從標本S內的會聚位置產生 的光聲波U被聲透鏡19會聚并進行波前變換，在菱形棱鏡18內反射并被超聲波傳感器20檢 測到。
[0005] 在圖12中，等腰棱鏡16和菱形棱鏡18經由硅油層17結合。聲透鏡19與菱形棱鏡18 接合，使得和光學透鏡的光軸對應的聲軸與物鏡14的光軸一致、且聲透鏡19的焦點位置與 物鏡14的焦點位置一致。超聲波傳感器20與菱形棱鏡18接合，使得來自聲透鏡19的焦點的 光聲波U在波陣面被聲透鏡19變換為平面波后垂直入射到超聲波傳感器20的檢測面。此外， 標本S被浸潰到液體中。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[000引專利文獻1:特表號公報

【發明內容】

[0009] 發明所要解決的課題
[0010] 在圖12示出的結構的光聲顯微鏡中，通過使振動反射鏡13振動，使被照射到標本S 的激勵光L偏轉，用激勵光L的聚光點掃描標本S。但是，在通過振動反射鏡13使激勵光L偏轉 時，由從聲透鏡19的焦點位置偏離照射的聚光點而產生的光聲波U在由聲透鏡19進行波前 變換后，傾斜入射到超聲波傳感器20的檢測面。
[0011] 運里，超聲波傳感器20被設定為，在平面波垂直入射的情況下檢測靈敏度最高。運 里，當要擴大振動反射鏡13對標本S的掃描范圍時，入射到超聲波傳感器20的光聲波U的最 大傾斜度增大而檢測精度下降。
[0012] 此外，需要將照射到標本S的激勵光L、和從標本S返回的光聲波U分離的部件。因 此，難W充分確保工作距離。并且，照射標本S的照射側的激勵光L的數值孔徑(NA)減小。
[0013] 本發明正是鑒于上述觀點而完成的，目的在于提供一種光聲顯微鏡裝置，能夠確 保足夠長度的工作距離，且能夠在較寬的掃描范圍內，W較大的區域單位進行掃描，從而能 夠提局檢測精度。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 為了解決上述課題并達成目的，本發明的光聲顯微鏡裝置的特征在于，具有：
[0016] 光源，其產生用于產生光聲波的激勵光；
[0017] 物鏡，其使激勵光會聚到標本上；
[0018] 掃描部，其使標本上的激勵光的會聚位置移動；
[0019] 光聲波檢測部，其具有檢測所產生的光聲波的傳感器部；W及
[0020] 圖像構成部，其基于來自光聲波檢測部的數據，構成圖像，
[0021] 在所述傳感器部中，能夠接收入射到所述傳感器部的光聲波的范圍的角度比與所 述物鏡的照明側的數值孔徑NA對應的角度γ大。
[0022] 數值孔徑 ΝΑ 用ΝΑ= 1.333 X sin(丫）表示。
[0023] 1.333是水的折射率，丫是物鏡與標本間的介質（水）中的光束相對于光軸的最大 角度。與數值孔徑對應的角度是指該γ的角度。
[0024] 此外，能夠接收入射到傳感器部的光聲波的范圍的角度Θ是指光聲信號的檢測靈 敏度為最高檢測靈敏度的入射方向與檢測靈敏度為最高檢測靈敏度的1/2的入射方向所成 的角。
[0025] 發明的效果
[0026] 本發明起到如下效果:可提供一種光聲顯微鏡裝置，能夠確保足夠長度的工作距 離，且能夠在較寬的掃描范圍內，W較大的區域單位進行掃描，從而能夠提高檢測精度。
【附圖說明】
[0027] 圖1是示出第1實施方式的光聲顯微鏡裝置的圖。
[0028] 圖2的(a)、(b)是分別示出使振鏡102偏轉的情況下的狀態的圖。
[0029] 圖3是說明參數的圖。
[0030] 圖4的(a)是示出光聲波檢測部的結構的圖。圖4的(b)是示出光纖傳感器的端部結 構的圖。圖4的(C)是示出光纖傳感器的指向性分布的圖。
[0031] 圖5的（a)是示出光聲波信號的圖。圖5的（b)是示出二維的映射的圖。圖5的（C)是 示出標本的深度方向的信息的圖。圖5的(d)是示出Ξ維的光聲波圖像的圖。
[0032] 圖6是示出第1實施方式的變形例的光聲顯微鏡裝置的結構的圖。
[0033] 圖7的(a)是示出由光纖傳感器檢測出的光聲波信號的圖。圖7的(b)是示出由另一 光纖傳感器檢測出的光聲波信號的圖。圖7的（C)是示出由又一光纖傳感器檢測出的光聲波 信號的圖。
[0034] 圖8的(a)是示出第2實施方式的光聲顯微鏡裝置的圖。圖8的（b)是說明檢測器保 持部的圖。
[0035] 圖9的(a)是示出第3實施方式的光聲顯微鏡裝置的圖。圖9的（b)是說明檢測器保 持部的圖。
[0036] 圖10的（a)是示出光聲檢測部的概略結構的圖。圖10的(b)是示出光纖傳感器211 的前端結構的圖。
[0037] 圖11的(a)是示出從物鏡的光軸方向觀察到的檢測器保持部的結構的圖。圖11的 (b)、（c)、（d)是分別示出不同的光纖傳感器檢測出的光聲波信號的圖。
[0038] 圖12是說明W往的光聲顯微鏡的結構的圖。
【具體實施方式】
[0039] 對本實施方式的光聲顯微鏡裝置的結構和作用效果進行說明。另外，本發明不受 該實施方式限定。即，在實施方式的說明時為了例示包含較多的特定詳細內容，但即使在運 些詳細內容中加入各種變形或變更，也不會超出本發明的范圍。因此，W下說明的本發明的 例示性實施方式是針對請求權利的發明沒有失去一般性，并且不對請求權利的發明進行任 何限定而被敘述的。
[0040] (第1實施方式）
[0041] 接著，說明第1實施方式的結構。如圖1所示，本實施方式的光聲顯微鏡裝置100的 特征在于，具有：
[0042] 脈沖光源101，其產生用于產生光聲波的激勵光；
[0043] 物鏡103,其使激勵光會聚到標本S上；
[0044] 振鏡102,其是使標本上的激勵光的會聚位置移動的掃描部；
[0045] 光聲波檢測部202,其具有檢測所產生的光聲波的傳感器部201; W及
[0046] 圖像構成部251，其基于來自光聲波檢測部202的數據，構成圖像，
[0047] 在傳感器部201中，能夠接收入射到傳感器部201的光聲波的范圍的角度比與物鏡 103的照明側的數值孔徑對應的角度大。
[004引另外，物鏡103是物鏡103的前端與標本S之間被液體、例如水W填充的液浸透鏡。
[0049] 通過該結構，來自作為脈沖光源的脈沖激光器101的光束被振鏡102反射。并且，W 規定的角度入射至用于使激勵光L會聚到標本S上的物鏡103。
[0050] 入射到物鏡103的光束經由水W會聚到標本S。如果在標本S內部的聚光的位置處存 在產生光聲波的物體，則在標本S內部產生光聲波。
[0051] 接著，說明通過激勵光L來掃描標本S的結構。
[0052] 光聲波信號(聲信號)在標本S中傳播，進而在水W中傳播。在水W內傳播后的光聲波 Lr到達光聲波檢測部202具有的光纖傳感器201。
[0053] 圖2的(a)、(b)分別示出使振鏡102偏轉的情況下的狀態。
[0054] 在圖2的（a)中，來自脈沖光源101的激勵光L的光路被振鏡102彎折45度。然后，平 行的激勵光L大致垂直地入射到物鏡103。物鏡103將所入射的激勵光L會聚到焦點位置。
[0055] 在標本S內的聚光點位置P0處產生光聲波SN。光聲波SN在標本S內傳播并行進，進 而在水W內傳播并行進。作為在水W中傳播后的光聲波SN中的一部分的光聲波Lr到達光纖傳 感器201的前端部。
[0056] 圖2的(b)示出使振鏡102相比圖2的(a)中示出的狀態朝紙面箭頭方向振動(傾斜） 后的狀態。在使振鏡102振動時，例如來自脈沖光源101的激勵光L被振鏡102在保持平行光 的狀態下彎折規定角度。然后，平行的激勵光L傾斜地入射到物鏡103。物鏡103將傾斜入射 的激勵光L會聚到聚光點位置P1。
[0057] 運里，聚光點位置P1(圖2的（b))是與聚光點位置P0(圖2的(a))不同的位置。運樣， 能夠通過振鏡102,利用激勵光L的聚光點，沿著第1掃描方向和第2掃描方向二維掃描標本S 內。
[0058] W下，針對能夠通過激勵光L掃描的標本S的區域，將掃描范圍的半徑設為Xr(即， 進行觀察的最大區域的半徑）。
[0059] 并且，能夠通過改變物鏡103和標本S的相對距離，使聚光點的位置朝標本S的深度 方向移動。此外，如上所述，對于物鏡103,可W適當選擇焦距不同的物鏡來進行安裝。
[0060] 在標本S內的聚光點位置P1處產生了光聲波SN的情況下，光聲波SN在標本S內傳播 并行進，進而在水W內傳播并行進。作為在水W中傳播后的光聲波SN中的一部分的光聲波Lr 到達光聲波檢測部202具有的光纖傳感器201的前端部。光聲波檢測部202是計算檢測出的 光聲波Lr的干設儀。光聲波檢測部202的詳細結構將后述。
[0061 ] 此外，在控制部250上連接有圖像構成部251。控制部250與控制部250對振鏡102的 驅動同步地，即與在平面內二維掃描標本S時的激勵光L的照射定時同步地，基于從光聲檢 測部202得到的輸出信號，將激勵光L的照射位置與輸出信號之間的對應關系數據化。例如， 控制部250可W將激勵光L的照射位置和所取得的信號強度對應，也可W將激勵光L的照射 位置和所取得的輸出波形對應。
[0062] 此外，在將標本S的掃描面的數據圖像化的情況下，通過圖像構成部251進行圖像 化，例如存儲到存儲部252中，并顯示在未圖示的監視器上。另外，圖像構成部251可W內置 在控制部250中。
[0063] 此外，在本實施方式中，優選滿足W下的條件式。
[0064] Zs X 1:an(目+α) >Xr+d (1)
[00化]運里，如圖3所示，
[0066] NA是物鏡103(高倍率用）的數值孔徑，
[0067] Φ (mm)是實際視野(Xr的2倍），
[0068] X;r(mm)是進行觀察的最大區域的半徑，
[0069] WD(mm)是物鏡103的工作距離，
[0070] Zs(mm)是光纖傳感器201的前端部與物鏡103的會聚位置的距離，
[0071] Θ(度)是能夠入射到光纖傳感器201的前端部的光束的角度范圍，
[0072] d(mm)是物鏡103的光軸AXob與光纖傳感器201在垂直于光軸AXob的觀察面內（xy 面內）的距離，
[0073] α(度)是光纖傳感器201的中屯、軸AXfb與物鏡103的光軸AXob所成的角度。
[0074] 本實施方式能夠通過設為滿足條件式(1)的結構，確保檢測靈敏度高的區域。
[0075] W下示出本實施方式中的條件式(1)的對應值。 ΝΑ 0.巧： Φ (mm '> I WD (mm 11 Zs (mm) 10 目（度） 45
[0076] d '(nim ) 15; 過（度） 撕 Xr (nim) OJ ZsXtan ( Θ + a ) 37.32 .Xr+d 15.5
[0077] 此外，物鏡103的會聚位置與光纖傳感器201的、沿著物鏡的光軸的方向的距離Zs 優選比從物鏡103的前端部到會聚位置的距離、即工作距離WD短。
[0078] 在本實施方式中，如上所述，Zs = 10、WD = ll。運樣，能夠確保足夠的工作距離。
[0079] 圖4的(a)示出光聲波檢測部202的結構。激光二極管203射出波長λ=1〇〇〇ηπι的光。 來自激光二極管203的光從光環行器204的端口 ΡΑ入射、直線傳播、透過，并從端口 ΡΒ射出。 從端口 ΡΒ射出的光輸入到光纖傳感器201的一個端子。
[0080] 圖4的（b)示出光纖傳感器201的端部結構。在光纖傳感器201的端部形成有薄膜 201曰。薄膜201a具有用于參照用的光聲波的參照面20化和標本側的物體側面201c。
[0081] 返回圖4的(a)繼續說明。
[0082] 考慮從光環行器204的端口 PB射出的光束中的、如上述那樣被照射到標本S并再次 返回的光聲信號Lr。光聲信號Lr入射到光環行器204的端口 PB。入射到端口 PB的光聲信號Lr 此次從端口 PC射出。
[0083] 娃光電探測器217接收來自端口 PC的光。在娃光電探測器217中，得到2個光束發生 干設后的強度信號。
[0084] 如使用圖4的(b)說明那樣，在光纖傳感器201的標本S側的端部，形成有薄膜201a。 光纖傳感器201的前端被浸入到水W中。在薄膜201a的參照面20化處反射后的光束作為參照 光返回到光環行器204側。
[0085] 當來自標本S的光聲信號Lr到達光纖傳感器201的前端時，薄膜201a的膜厚發生變 化。W薄膜201b反射后的光束、和W薄膜201c反射后的光束在相同的路徑中返回，并到達光 環行器204。
[0086] 因此，由于干設，光的強度發生變化，獲得聲信號作為光的強度信號。
[0087] 然后，從光環行器204的端口PB入射的聲強度信號（光束）入射到娃光電探測器 217。圖像構成部251根據基于干設的光的強度信息，構成圖像。圖像構成步驟將后述。
[0088] 圖4的（C)示出與光纖傳感器201相關的角度和靈敏度之間的關系。對于角度，將沿 著光纖傳感器201的指向性的中屯、軸AX扎(例如參照圖2的(a)、圖2的(b))的軸上入射的光 束設為0度。此外，將最大靈敏度設為1來歸一化地示出靈敏度。
[0089] 例如，檢測從相對于中屯、軸AX化的45度方向入射的光聲信號的靈敏度為檢測從中 屯、軸ΑΧ化的軸上入射的信號的靈敏度(信號強度=1)的大致1/2(信號強度= 0.5)。
[0090] 圖5的（a)示出通過光聲波檢測部202得到的光聲波信號。圖5的（a)的橫軸表示時 間T，縱軸表示信號強度I。由此，光聲波信號成為時間序列信號。
[0091] 將信號振幅的最大值Amax設為來自聚光點的光聲波信號的大小。此外，物鏡103的 聚光點的位置信息根據振鏡102的偏轉角得到。
[0092] 因此，圖像構成部251能夠根據位置信息和聲信號的大小，進行圖5的(b)所示的二 維的映射。圖5的(b)示出根據掃描的xy位置對標本S內部的特定的強度信息進行映射、并圖 像化后的結果。
[0093] 并且，通過物鏡驅動部104(圖1)，物鏡驅動部104(圖1)使物鏡103朝沿著光軸AXob 的Z方向移動。其結果，如圖5的(C)所示，能夠獲得標本S的深度Z方向的信息。
[0094] 圖像構成部251根據深度Z方向的信息，對物鏡103進行運算。并且，在標本S的內部 進行上述光聲波檢測。
[0095] 使圖5的(d)所示那樣的、物鏡103的位置改變，再次取得圖像。由此，能夠得到多個 Z方向的圖像。由此，構成標本S的Ξ維的光聲波圖像。
[0096] 另外，如上所述，將光纖傳感器201能夠檢測和取得光聲波信號的指向性的范圍設 為能夠檢測至靈敏度最好的狀態（圖4的（C)的角度0度）的50%的靈敏度的位置（圖4的（C) 的角度45度）的范圍。
[0097] 如上所述，在本實施方式中，不需要W往的棱鏡或聲透鏡。由此，較大取得至標本S 的距離(WD)，因此能夠更明亮地觀察標本S的更深部。
[0098] 此外，由于激勵光L上不需要聲透鏡，因此能夠進行滿足物鏡103的光學性能(數值 孔徑)的觀察。并且，能夠通過指向性寬的光纖傳感器201，擴大能夠觀察標本S的范圍。
[0099] 并且，在圖12的現有技術的結構中，為了使來自標本S的光聲波U始終垂直入射到 超聲波傳感器20,假設替代利用振動反射鏡13的掃描，而使包含物鏡14的激勵光L的入射系 統W及包含聲透鏡19的光聲波U的檢測系統、與載置標本S的標本臺相對移動。但是，該情況 下，掃描耗費時間。
[0100] 與此相對，在本實施方式中，在進行掃描時，不需要物鏡或標本臺的移動。因此，起 到能夠進行高速的掃描的效果。
[0101] (第1實施方式的變形例）
[0102] 圖6示出第1實施方式的變形例的光聲顯微鏡裝置的結構。在本變形例中，如圖6所 示，是檢測來自與物鏡103的焦點（聚光點）位置P0不同位置的光聲波信號的結構。另外，省 略控制部和存儲部的圖示。
[0103] 在本變形例中，為此而另外具有新的光纖傳感器201'和光聲波檢測部20化。
[0104] 圖7的(a)示出由光纖傳感器201檢測出的光聲波信號。
[0105] 例如，由于通過光纖傳感器201前端的薄膜觀察水W的移位，因此僅由光纖傳感器 201檢測出的、來自標本S的光聲波信號不僅受到來自標本S的光聲波Lr的影響，還受到空氣 的干擾、或標本S的移動等引起的外部振動的影響。
[0106] 圖7的(b)示出由光纖傳感器201'檢測出的光聲波信號。光纖傳感器201'檢測來自 標本SW外的區域的信號。
[0107] 因此，取圖7的(a)所示的光聲波信號的強度分布、與圖7的（b)所示的光聲波信號 的強度分布的差分。圖7的山)示出該結果。在本變形例中，能夠僅檢測來自標本S的信號。因 此，能夠進行排除了外界因素的噪聲、即減少了外部環境的影響的精度高的檢測。
[0108] 優選的是，光纖傳感器201'需要獲得來自標本SW外的聲信號。因此，優選將指向 性最高的方向配置成朝向與標本S相反的方向。
[0109] (第2實施方式）
[0110] 接著，使用圖8的(a),說明第2實施方式的光聲顯微鏡裝置200。
[0111] 另外，對與第1實施方式相同的部分標注相同標號并省略重復的說明。此外，省略 控制部和存儲部的圖示。
[0112] 光聲波檢測部202的光纖傳感器（傳感器部）具有多個、例如3個傳感器組301a、 30化、301。，
[0113] 多個傳感器組301a、3(nb、301c優選能夠在從期望范圍至全部范圍中的任意范圍 內入射來自作為掃描部的振鏡102能夠掃描的標本S的范圍的光聲波Lr。
[0114] 由此，能夠在從期望范圍至全部范圍中的任意范圍內，大范圍地觀察來自標本的 范圍的光聲波。
[0115] 并且，優選的是，圖像構成部251能夠根據來自多個傳感器組301a、3(nb、301c的信 息(光聲波信號），檢測標本S中的信號產生源的位置。
[0116] 由此，與W往相比，能夠根據多個信息(光聲波信號），更高精度地檢測信號產生源 的位置。
[0117] 此外，在本實施方式中，優選的是，在物鏡103的周邊部，還具有用于保持構成傳感 器部的傳感器組301a、3(nb、301d的檢測器保持部302。
[0118] 圖8的(b)示出從物鏡103的光軸方向觀察到的檢測器保持部103的結構。
[0119] 由此，結構簡單、且配置傳感器組的自由度提高。其結果，能夠增大工作距離、且還 增大xy面內的觀察區域。
[0120] 在本實施方式中，用于檢測光聲信號的3個光纖傳感器301a、301b、301c在圓筒形 的檢測器保持部302中離散地設置于每隔120度的位置處。
[0121] 由此，在1個光纖傳感器中，即使在無法充分網羅通過掃描觀察到的范圍的情況 下，也能夠組合來自多個光纖傳感器的信息，生成光聲波信號的圖像。
[0122] 圖像構成部251根據基于振鏡102的物鏡103的會聚位置的信息、和由對應的任意 光纖傳感器301a、3(nb、301c檢測出的信息，構成圖像。
[0123] 此外，在3個光纖傳感器中，在光纖傳感器的檢測范圍處于光聲波信號的范圍外的 情況下，能夠將該光纖傳感器用作在上述變形例中敘述的、進行噪聲去除的傳感器。
[0124] W下示出本實施方式中的條件式(1)的對應值。 ΝΑ 0.15 Φ (min ) 5 WD (mm) 20 Zs (mm) 18 Θ (度） 挪
[0125] d (mm) 15 a (度） 0 Xr (mm) 2.5 Zs X Ian ( *·' + u ) 10.39 ：Xr+d 17.5
[0126] (第3實施方式）
[0127] 接著，說明第3實施方式的光聲顯微鏡裝置300。
[0128] 圖9的(a)示出本實施方式的結構。另外，對與第1實施方式、第2實施方式相同的部 分標注相同標號并省略重復的說明。此外，省略控制部和存儲部的圖示。
[0129] 本實施方式與第2實施例相比，構成為即使利用多個光纖傳感器組401a、401b、 401c中的1個光纖傳感器，也能夠檢測來自可通過掃描觀察到的區域的信號。
[0130] 具體而言，例如使用3個光纖傳感器組401a、4(nb、401c。圖9的（b)示出從物鏡103 的光軸方向觀察到的檢測器保持部103的結構。
[0131] 構成為能夠根據來自光纖傳感器組401a、401b、401c的多個信號，進一步提高精 度，來檢測物鏡103的聚光點的位置信息、和光聲波信號。
[0132] 并且，在本實施方式中，光聲檢測部202還通過圖10的(a)、（b)所示的外差干設法， 觀察光纖傳感器201的薄膜201a的變化量。
[0133] 圖10的(a)示出光聲檢測部202的概略。在外差法中，需要W特定的頻率對來自激 光二極管211的光(例如λ=1〇〇〇ηπι)進行調制。
[0134] 光束分離器212將來自激光二極管211的光分割為透過的物體光、和反射的參照 光。并且，使用參照用移頻器215和觀察用移頻器216。
[0135] 此外，透過光束分離器212后的光束透過觀察用移頻器213和光環行器214。然后， 入射到光纖傳感器201。
[0136] 如圖10的(b)所示，光纖傳感器201在標本S側形成有薄膜201a。運里，標本S側的面 201c的反射率比標本S的相反側的面20化的反射率大。
[0137] 其結果，來自標本S側的光進行反射并穿過光纖傳感器201。然后，來自標本S的光 聲波信號通過光環行器214入射到娃光電探測器217。
[0138] 另一方面，穿過參照用移頻器215后的光束經過光路長度為與光纖的往復光路長 度大致相同長度的參照用光路后，入射到娃光電探測器217。由娃光電探測器217檢測出的 光量成為與參照用和觀察用的2個光的頻率對應的共振的信號。
[0139] 圖像構成部251對該共振信號進行分析。由此，能夠更高精度地檢測光纖傳感器 201的端部的膜厚變化。其結果，能夠高精度地檢測來自標本S的光聲波信號。
[0140] 接著，在本實施方式中，說明測量標本S的深度z方向的會聚位置的原理。圖11的 (a)示出從物鏡103的光軸方向觀察到的檢測器保持部402的結構。例如使用3個光纖傳感器 組401a、4(nb、401c。圖11的（a)的X符號SP表示位于從標本S的表面起一定程度的深度處的 物鏡102的會聚位置。
[0141] 在本實施方式中，3個光纖傳感器組401a、4(nb、401c的中屯、軸與物鏡103的光軸 AXob形成規定的角度。能夠通過基于振鏡102偏轉的物鏡103的會聚位置的坐標(x，y)、和光 聲波信號到達標本S內的觀察對象物為止的時間，運算相對于各個光纖傳感器位置的、到觀 察對象物為止的深度Z方向的位置(聲源位置）。
[0142] 由此，在本實施方式中，能夠基于從3個光纖傳感器組401a、4(nb、401c得到的聲源 的深度Z位置，高精度地得到觀察對象物的深度Z的位置。
[0143] 圖11的(b)示出光纖傳感器401a檢測出的光聲波信號。
[0144] 圖11的（C)示出光纖傳感器40化檢測出的光聲波信號。
[0145] 圖11的(d)示出光纖傳感器401c檢測出的光聲波信號。
[0146] W下示出本實施方式中的條件式(1)的對應值。 NA 0.5 Φ ( mm) 2 WD (mm) 15 Zs ( mni) 12 Θ (度） 芽0
[0147] d (mm) 12 a (度） 25 Xr (mm) 1 ZsX^n(0 + a) 17.14 Xr+d 13
[0148] 另外，例如在標本S是活體，且使活體內的血管成像的情況下，在脈沖光源101中射 出血紅蛋白的吸收波長的激勵光L。另外，觀察對象不限于血管，還能夠應用于黑色素等內 源性物質的成像。此時，激勵光L使用作為對象的物質的吸收波長范圍的光即可。
[0149] 此外，還能夠應用于巧光體或金屬納米粒子等外源性物質的成像。此時，對于激勵 光L，在巧光體的情況下，使用作為對象的巧光體的吸收波長范圍的光即可，在金屬納米粒 子的情況下，使用作為對象的金屬納米粒子的共振波長范圍的光即可。
[0150] 此外，在標本S內存在多個吸收體的情況下，優選使用觀察對象物的特征性吸收光 譜的峰值波長的光。脈沖光源101通過控制部250控制脈沖光的發光定時。
[0151] 運里，對于物鏡103,適當選擇焦距不同的物鏡來進行安裝。
[0152] 如W上所說明那樣，本發明能夠在不脫離其宗旨的范圍內采取各種變形例。例如， 在上述各實施方式中，為了使激勵光偏轉，使用了振鏡。但是，只要是能夠使光束偏轉的結 構即可，不限于此。
[0153] 產業上的可利用性
[0154] 如上所述，本發明的光聲顯微鏡裝置作為能夠確保足夠長度的工作距離、且能夠 在較寬的掃描范圍內W較大的區域單位進行掃描、從而能夠提高檢測精度的裝置是有用 的。
[0155] 標號說明
[0156] 100:光聲顯微鏡裝置
[0157] 101:脈沖光源(脈沖激光器）
[015引 102:振鏡
[0159] 103:物鏡
[0160] 201:光纖傳感器(傳感器部）
[0161] 202:光聲波檢測部
[0162] 250:控制部
[0163] 251:圖像構成部
[0164] 252:存儲部
【主權項】
1. 一種光聲顯微鏡裝置，其特征在于，具有： 光源，其產生用于產生光聲波的激勵光； 物鏡，其使所述激勵光會聚到標本上； 掃描部，其使所述標本上的所述激勵光的會聚位置移動； 光聲波檢測部，其具有檢測所產生的光聲波的傳感器部；以及 圖像構成部，其基于來自所述光聲波檢測部的數據，構成圖像， 在所述傳感器部中，能夠接收入射到所述傳感器部的光聲波的范圍的角度比與所述物 鏡的照明側的數值孔徑對應的角度大。2. 根據權利要求1所述的光聲顯微鏡裝置，其特征在于， 所述光聲波檢測部的傳感器部具有多個傳感器組， 多個所述傳感器組能夠在從期望范圍至全部范圍的任意范圍中入射來自所述掃描部 所能掃描的所述標本的范圍的光聲波。3. 根據權利要求2所述的光聲顯微鏡裝置，其特征在于， 所述圖像構成部根據來自多個所述傳感器組的光聲波信號，檢測所述標本中的信號產 生源的位置。4. 根據權利要求1所述的光聲顯微鏡裝置，其特征在于， 在所述物鏡的周邊部，還具有用于保持所述傳感器部的檢測器保持部。5. 根據權利要求1~4中的任意一項所述的光聲顯微鏡裝置，其特征在于，滿足以下的 條件式(1)， Zs X tan(B-a) >Xr+d (1) 這里， Θ是所述傳感器部能夠接收光聲波的范圍的角度， a是所述傳感器部的指向性的中心軸與所述物鏡的光軸所成的角度， Xr是進行觀察的最大區域的半徑， d是所述物鏡的光軸與所述傳感器部在垂直于光軸的觀察面內的距離， Zs是所述物鏡的會聚位置與所述傳感器部在沿著所述物鏡的光軸的方向上的距離。6. 根據權利要求1所述的光聲顯微鏡裝置，其特征在于， 所述物鏡的會聚位置與所述傳感器部的、沿著所述物鏡的光軸的方向上的距離比從所 述物鏡的前端部到會聚位置的距離短。7. 根據權利要求1所述的光聲顯微鏡裝置，其特征在于， 所述傳感器部具有光纖， 所述光纖在前端具有干涉薄膜。8. 根據權利要求1所述的光聲顯微鏡裝置，其特征在于， 所述傳感器部具有光纖，并且使用外差信號，檢測光聲波信號的產生源的位置。
【文檔編號】A61B8/00GK105849550SQ201580003425
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月7日
【發明人】福島郁俊
【申請人】奧林巴斯株式會社