專利名稱：超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢査裝置的制作方法
超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢査裝置技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置，尤其涉及接收或收發(fā)超聲波而得到超聲波圖像的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置。
背景技術(shù)：
超聲波檢查裝置是將超聲波向被檢體內(nèi)發(fā)送、并基于在被檢體內(nèi)反射的反射波對被檢體內(nèi)部的信息進(jìn)行圖像化的裝置。這種超聲波檢查裝置具有實時性、簡便性、非侵襲性等特征，因此也被用于觀察心臟的跳動或胎兒的情況等將生物體作為被檢體的用途。另外，超聲波檢查裝置在近年來還逐漸被用于乳腺癌檢查等，要求更高的空間分辨率。超聲波檢查裝置的空間分辨率分為深度方向的距離分辨率和方位方向的方位分 辨率。距離分辨率依賴于發(fā)送波束的脈沖長度，脈沖波中包含的的波數(shù)越少，另外超聲波的頻率越高，則能夠得到越好的分辨率。該距離分辨率甚至能夠?qū)崿F(xiàn)與CT類似的分辨率。另一方面，方位分辨率依賴于收發(fā)的超聲波波束的方位方向的寬度(以下稱為波束寬度)，因此，以往難以從近距離到遠(yuǎn)距離在大范圍內(nèi)實現(xiàn)高分辨率。因此，作為在大范圍內(nèi)需要高空間分辨率的超聲波檢查裝置，構(gòu)成為能夠控制超聲波波束的焦點(diǎn)位置的陣列型的超聲波探測器逐漸得以使用。該陣列型的超聲波探測器構(gòu)成為將多個振子以一維或二維排列，通過控制對各振子施加電壓的定時，來控制發(fā)送波束或者接收波束的焦點(diǎn)位置。作為使用這種超聲波探測器的情況下提高空間分辨率的方法的例子，存在使用所謂多段焦點(diǎn)法(例如專利文獻(xiàn)I)的方法，該多段焦點(diǎn)法為一邊在深度方向上改變焦點(diǎn)位置一邊多次發(fā)送發(fā)送波束，對來自各發(fā)送波束的焦點(diǎn)位置附近的反射波的信號進(jìn)行合成。另外，一邊在深度方向上使接收波束的焦點(diǎn)位置偏移一邊進(jìn)行信號的接收的所謂動態(tài)焦點(diǎn)法(例如專利文獻(xiàn)2)也得到了實用化。另外，使用數(shù)字波束形成(例如專利文獻(xiàn)3)的方法也由于半導(dǎo)體技術(shù)的提高而能夠?qū)崿F(xiàn)，該數(shù)字波束形成為使數(shù)字存儲器暫時對接收到的信號進(jìn)行存儲，按照希望求取的焦點(diǎn)位置調(diào)出接收信號并進(jìn)行定相相加。但是，對于這種陣列型的超聲波探測器之中的特別是二維的陣列探測器，構(gòu)成振子的壓電元件的微細(xì)加工和向多個壓電元件的布線在技術(shù)上是困難的。與此相對，作為不需要向多個壓電元件的電布線的方法，提出了將超聲波信號變換為光信號來檢測的方式的傳感器，報告了使用光纖布拉格光柵的方法、使用法布里-珀羅(Fabry-PeiOt)共振器構(gòu)造的方法。另外，還提出了使用具有二維檢測面的光檢測方式的超聲波傳感器的方法(例如專利文獻(xiàn)4)。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開2002-058671號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2004-313485號公報
專利文獻(xiàn)3日本特開2001-276058號公報專利文獻(xiàn)4日本特開2004-000482號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在所述現(xiàn)有技術(shù)中，如下所述，在超聲波檢查裝置的方位分辨率提高方面并不充分，進(jìn)而還各自存在問題。例如，在專利文獻(xiàn)I所公開的結(jié)構(gòu)中，需要改變焦點(diǎn)深度對相同方向多次收 發(fā)超聲波，因此如果要在大范圍內(nèi)得到高分辨率，則攝像時間增加成為問題。與此相對，專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3所記載的結(jié)構(gòu)由于能夠針對一次發(fā)送設(shè)定多個接收波束的焦點(diǎn)位置來提高分辨率，因此能夠不增加攝像時間地提高大范圍的分辨率。但是，專利文獻(xiàn)I 3所公開地方式都是在信號的檢測方法以及檢測到的信號的處理中提高分辨率的方法，而不是在構(gòu)造上提高分辨率的方法。然而能夠推斷，如果將這些方式與在構(gòu)造上實現(xiàn)高分辨率的結(jié)構(gòu)組合，則能夠?qū)崿F(xiàn)更高的分辨率。另外，專利文獻(xiàn)4所公開的結(jié)構(gòu)通過將接收到的信號變換為光信號來檢測，從而不需要壓電元件的微細(xì)加工和電布線，能夠?qū)崿F(xiàn)二維的陣列探測器。但是，接收裝置的信號檢測方法僅特別對提高S/N(信噪比)進(jìn)行了探討，而完全沒有進(jìn)行與分辨率相關(guān)的檢討。本發(fā)明鑒于上述情況而做出，其目的在于，提供一種能夠在構(gòu)造上提高分辨率的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置。 用于解決問題的手段為了達(dá)到上述以往的目的，本發(fā)明所涉及的一個方式的超聲波探測器具備超聲波發(fā)送部，向被檢體發(fā)送超聲波；以及超聲波檢測部，利用光來檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波；所述超聲波檢測部的用于檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波的區(qū)域的面積，大于所述超聲波發(fā)送部的用于向所述被檢體發(fā)送超聲波的區(qū)域的面積。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠以大開口檢測來自被檢體的反射波(超聲波)，因此與發(fā)送的超聲波的寬度相比能夠得到高分辨率。另外，由于能夠增大發(fā)送的超聲波的寬度，并且增大掃描間距，因此能夠減少進(jìn)行掃描時的超聲波的收發(fā)次數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像時間的縮短。另外，通過利用光來檢測超聲波回波，超聲波檢測部不需要布線，能夠?qū)崿F(xiàn)容易地二維排列多個接收點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可在構(gòu)造上提高分辨率的超聲波探測器。在此，也可以是，所述超聲波檢測部具備光源；光學(xué)系統(tǒng)，將所述光源所射出的光向所述被檢體上照射；以及受光元件，接收來自所述被檢體上的反射光，檢測與該反射光相應(yīng)的信號；所述超聲波檢測部根據(jù)由所述受光元件檢測的信號的變化，檢測傳播到所述被檢體的表面的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動，由此檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)利用光來檢測超聲波，因此不需要布線，易于多點(diǎn)化以及大面積化。另外，也可以是，所述超聲波檢測部還具有反射體，該反射體在被檢體上與所述被檢體密接配置，按照由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動，反射向所述被檢體上照射的光；所述超聲波檢測部通過受光元件接收由所述反射體反射的光作為所述反射光，來檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，來自光源的光照射到反射體，來自光源的光不直接照射到被檢體，因此能夠確保被檢體的安全。另外，來自光源的光被反射體反射，因此能夠抑制所照射的光的衰減，能夠確保充分的光量。另外，也可以是，所述超聲波檢測部具備光分支元件，該光分支元件將所述光源所射出的光分支為檢查用的第I光和參照用的第2光；所述光學(xué)系統(tǒng)將由所述光分支元件分支的所述第I光向所述被檢體上照射，并且以將所述被檢體上反射的所述第I光與由所述光分支元件分支的所述第2光合波而成的光作為所述反射光使所述受光元件接收，所述合波而成的反射光具有與所述反射的第I光與所述第2光的光頻率之差相應(yīng)的差頻，被按照傳播到所述被檢體的表面的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動進(jìn)行頻率調(diào)制，所述超聲波檢測部根據(jù)由所述受光元件檢測的所述合波而成的反射光的頻率調(diào)制所引起的信號的變化，來檢測傳播到所述被檢體的表面的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動，由此檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠由外差干涉光學(xué)系統(tǒng)來構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)，通過檢測干涉光，能夠檢測由被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。在此，也可以是，所述光分支元件由半透射元件構(gòu)成，該半透射元件透射所述光源所射出的光的一部分作為所述第I光，反射其他部分作為所述第2光。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在被檢體的附近分離參照光和檢測光，因此具有能夠減少振動(體動)噪聲的效果。另外，也可以是，所述反射體具有多個區(qū)域，具備超聲波收斂部，與所述被檢體密接形成，按所述多個檢測區(qū)域中的每個檢測區(qū)域使表示所述被檢體的表面的振動的超聲波收斂；第I反射元件，形成在所述超聲波收斂部的與所述被檢體不密接側(cè)的面上，反射向所述被檢體上照射的光；所述超聲波收斂部按所述多個檢測區(qū)域中的每個檢測區(qū)域使表示所述被檢體的表面的振動的超聲波收斂，并向所述第I反射元件放大傳播；所述第I反射元件以與放大的該超聲波相應(yīng)變化的反射率，反射向所述被檢體上照射的光。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)法布里 珀羅共振器構(gòu)造，通過由該共振器構(gòu)造對反射率變化進(jìn)行檢測，能夠檢測由被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。另外，根據(jù)該共振器構(gòu)造，通過放大由被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波，能夠提高接收感度。在此，例如，也可以是，所述第I反射元件具有第I多層膜以及第2多層膜，通過將具有不同的折射率的膜交替層疊來形成；縫隙，用于按所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域分割所述第2多層膜；以及襯墊，形成在所述第I多層膜及所述第2多層膜之間，對由所述縫隙分割的所述第2多層膜的一端進(jìn)行固定；所述襯墊在第I多層膜及所述第2多層膜之間構(gòu)成空間；所述第I反射元件將由所述超聲波收斂部收斂的所述超聲波向被分割的所述第2多層膜鏡的未固定的另一端附近傳播，從而所述第2多層膜鏡形變，對被傳播的該超聲波進(jìn)行放大。另外，也可以是，所述第I反射元件具有第I多層膜以及第2多層膜，通過將具有不同的折射率的膜交替層疊來形成；縫隙，用于按所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域分割所述第2多層膜；以及襯墊，形成在所述第I多層膜及所述第2多層膜之間，對由所述縫隙分割的所述第2多層膜之中的相隔至少一個的該第2多層膜的一端進(jìn)行固定；所述第I反射元件將由所述超聲波收斂部收斂的所述超聲波向被分割的該第2多層膜鏡的中央或重心位置傳播，從而所述第2多層膜鏡形變，對被傳播的該超聲波進(jìn)行放大。另外，也可以是，所述光源射出波長寬度窄的所述光；所述第I反射元件具有第I多層膜以及第2多層膜，通過將具有不同的折射率的膜交替層疊來形成，具有大致相等的反射特性；以及基板，形成有所述第I多層膜，入射來自所述光源的照明光；所述第I多層膜與所述第2多層膜對置配置以便構(gòu)成共振器構(gòu)造；所述第I反射元件通過由所述超聲波收斂部收斂的所述超聲波傳播，從而使所述共振器構(gòu)造的共振器長度變動，使反射向所述被檢體上照射的光的反射光量變動。此時，也可以是，所述超聲波檢測部在調(diào)整所述光源所射出的所述光的波長以使所述第I反射元件的反射率成為最小之后，利用光來檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的
超聲波。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提高利用光來檢測超聲波時的反射率的變化率，能夠提高接收感度。 另外，為了達(dá)到上述以往的目的，本發(fā)明所涉及的一個方式的超聲波檢查裝置具備上述本發(fā)明所涉及的一個方式的超聲波探測器。另外，也可以具有檢查部，與所述被檢體密接使用，構(gòu)成所述超聲波發(fā)送部以及所述超聲波檢測部的一部分；以及主體部，至少構(gòu)成所述超聲波發(fā)送部以及所述超聲波檢測部的其他部分；所述主體部至少具有所述光源、所述受光元件、以及所述光學(xué)系統(tǒng)的一部分。另外，進(jìn)而，也可以具備控制部，該控制部對所述超聲波發(fā)送部發(fā)送超聲波的定時進(jìn)行控制；所述控制部按照所述超聲波發(fā)送部發(fā)送超聲波之后的經(jīng)過時間，控制從所述光源射出的光的光量。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠通過照射光量的調(diào)節(jié)來進(jìn)行增益控制，因此具有能夠使構(gòu)成超聲波檢查裝置的電路簡化的效果。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)可在構(gòu)造上提高分辨率的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置，具有能夠得到高分辨率并且縮短攝像時間的效果。


圖IA是本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖IB是本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的具體結(jié)構(gòu)的圖。圖3是用于說明由本發(fā)明的實施方式I中的光檢測器檢測的參照光和檢測光的信號波形的圖。圖4A是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的光檢測器的輸出波形的圖。圖4B是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的光檢測器的輸出波形的圖。圖5A是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置的分辨率的圖。圖5B是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置的分辨率的圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的具體結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的其他具體結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置的檢查用探測器的其他結(jié)構(gòu)的圖。圖9是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的具體結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖IOA是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的其他具體結(jié)構(gòu)的圖。圖IOB是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的其他具體結(jié)構(gòu)的圖。
圖IlA是表示本發(fā)明的實施方式2中的光探測器以及接收部的結(jié)構(gòu)的圖。圖IlB是表示本發(fā)明的實施方式2中的光探測器以及接收部的具體結(jié)構(gòu)的圖。圖12A是表示本發(fā)明的實施方式2中的超聲波檢測元件的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。圖12B是表示圖12A所示的超聲波檢測元件的分光特性的圖。圖13A是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的超聲波檢測元件制造方法的圖。圖13B是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的超聲波檢測元件制造方法的圖。圖13C是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的超聲波檢測元件制造方法的圖。圖13D是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的超聲波檢測元件制造方法的圖。圖14A是表示本發(fā)明的實施方式3中的超聲波檢測元件的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖14B是表示本發(fā)明的實施方式3中的超聲波檢測元件的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖15A是表示本發(fā)明的實施方式3中的超聲波檢測元件的結(jié)構(gòu)的其他變形例的圖。圖15B是表示本發(fā)明的實施方式3中的超聲波檢測元件的結(jié)構(gòu)的其他變形例的圖。圖16A是表示本發(fā)明的實施方式3的變形例I中的光探測器以及接收部的結(jié)構(gòu)的圖。圖16B是表示本發(fā)明的實施方式3的變形例I中的光探測器以及接收部的結(jié)構(gòu)的圖。圖17是表示本發(fā)明的實施方式3的變形例2中的超聲波檢測元件的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖18A是表示本發(fā)明的實施方式4中的振子群以及檢測元件群的配置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖18B是表示本發(fā)明的實施方式4中的振子群以及檢測元件群的配置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖19A是表示本發(fā)明的實施方式4中的振子群以及檢測元件群的其他配置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖19B是表示本發(fā)明的實施方式4中的振子群以及檢測元件群的其他配置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖20A是表示本發(fā)明的實施方式4的變形例I中的超聲波檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖20B是表示本發(fā)明的實施方式4的變形例I中的超聲波檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖21A是表示本發(fā)明的實施方式4的變形例2中的超聲波檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖21B是表示本發(fā)明的實施方式4的變形例2中的超聲波檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。其中，對相同要素賦予相同符號，并有時省略說明。另外，附圖是為了易于理解而以各自的結(jié)構(gòu)要素為主體來示意地表示，有時對于形狀等并不準(zhǔn)確表示。(實施方式I)圖IA以及圖IB是本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置10的概略結(jié)構(gòu)圖。圖IA是表示結(jié)構(gòu)的模塊圖，圖IB表示超聲波檢查裝置10的檢查用探測器中進(jìn)行超聲波收發(fā)的點(diǎn)的配置。超聲波檢查裝置10具有超聲波探測器12，將超聲波向被檢體11發(fā)送；光探測器13，利用光來檢測被檢體11的表面的微小振動，并將其信息調(diào)制并輸出；接收部14，對將光探測器13的輸出信號解調(diào)而得到的檢測信號進(jìn)行放大以及數(shù)字變換并輸出；信號處理部15，利用從接收部14輸出的信號進(jìn)行數(shù)字波束形成等的定相相加；圖像處理部16，基于 由信號處理部15生成的三維數(shù)據(jù)，實施三維圖像的繪制處理等；圖像顯示部17，基于實施了處理的圖像數(shù)據(jù)來顯示圖像；發(fā)送部18，產(chǎn)生用于超聲波探測器12發(fā)送超聲波的驅(qū)動信號；以及控制部19，控制發(fā)送部18以使發(fā)送部18在規(guī)定的定時產(chǎn)生驅(qū)動信號。另外，信號處理部15具有存儲部15a，存儲從接收部14輸出的檢測信號；運(yùn)算處理部15b，基于存儲部15a中存儲的信號數(shù)據(jù)來進(jìn)行波束形成處理；以及圖像存儲器15c，將由運(yùn)算處理部15b得到的信息作為三維數(shù)據(jù)存儲。如圖IB所示，超聲波檢查裝置10的檢查用探測器構(gòu)成為在進(jìn)行超聲波發(fā)送的超聲波探測器12的振子121周圍，配置有進(jìn)行超聲波接收的光探測器13的接收點(diǎn)131。其中，圖IB所示的結(jié)構(gòu)是一個例子，只要以接收部的開口比發(fā)送部的開口大的方式分體構(gòu)成超聲波探測器12和光探測器13，則也可以為其他配置。另外，無需以平面狀配置振子121和各接收點(diǎn)131，只要相對的位置關(guān)系明確，則也可以沿著被檢體的形狀配置。其中，超聲波探測器12與光探測器13以分體構(gòu)成，但作為超聲波檢查裝置10的檢查用探測器配置在一個殼體中。而且，如圖IB所示作為檢查用探測器的結(jié)構(gòu)配置有進(jìn)行超聲波的收發(fā)的點(diǎn)。換言之，超聲波檢查裝置10的檢查用探測器以分體具備超聲波探測器12和光探測器13，進(jìn)行超聲波的收發(fā)的點(diǎn)被二維配置。更具體而言，檢查用探測器只要具備以下結(jié)構(gòu)即可超聲波探測器12的至少具有發(fā)送超聲波的功能的結(jié)構(gòu)、以及光探測器13的至少具有將被檢體11的表面的微小振動作為光的信息來接收的功能的結(jié)構(gòu)。因此，超聲波檢查裝置10由檢查用探測器和具備檢查用探測器以外的其他結(jié)構(gòu)的裝置主體部(診斷裝置側(cè))構(gòu)成。也就是說，裝置主體部具備超聲波探測器12和光探測器13之中的未構(gòu)成在檢查用探測器中的結(jié)構(gòu)部分、接收部14、信號處理部15、圖像處理部16、圖像顯示部17、發(fā)送部18和控制部19。超聲波探測器12相當(dāng)于本發(fā)明中的超聲波發(fā)送部，向被檢體發(fā)送超聲波。具體而言，超聲波探測器12由將多個振子二維排列而成的振子陣列構(gòu)成，各振子通過在由PZT (鈦酸鋯酸鉛)為代表的壓電陶瓷等構(gòu)成的壓電元件上形成電極來構(gòu)成。振子陣列構(gòu)成為對各振子的電極施加從發(fā)送部18發(fā)送的實施了延遲處理的脈沖狀的電壓，從而產(chǎn)生超聲波脈沖，并且能夠使產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行聚焦及偏轉(zhuǎn)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，超聲波探測器12能夠向三維方向發(fā)送超聲波26來進(jìn)行扇形掃描。其中，超聲波探測器12也可以由機(jī)械搖動型的探測器構(gòu)成，由此能夠進(jìn)行三維掃描。光探測器13相當(dāng)于本發(fā)明中的超聲波檢測部，利用光來檢測由被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波(超聲波回波28)。而且，光探測器13的用于檢測由被檢體11內(nèi)部的組織反射的超聲波的區(qū)域的面積(開口)，大于超聲波探測器12的用于向被檢體11發(fā)送超聲波的區(qū)域的面積(開口)。另外，光探測器13具備光源、將光源所射出的光向被檢體11上照射的光學(xué)系統(tǒng)、以及接收來自被檢體11上的反射光并檢測與該反射光相應(yīng)的信號的受光元件，光探測器13根據(jù)由所述受光元件檢測的信號的變化，來檢測在被檢體11的表面?zhèn)鞑サ某暡ㄋ鸬谋粰z體11的表面的振動，由此檢測由被檢體11的內(nèi)部的組織反射的超聲波(超聲波回波28)。換言之，光探測器13由例如外差干涉光學(xué)系統(tǒng)或者法布里·珀羅共振器構(gòu)造構(gòu)成，典型地由外差干涉光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。以下，光探測器13作為由外差干涉光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成來 進(jìn)行說明。即，光探測器13構(gòu)成為將被頻率調(diào)制的激光分離為檢測光和參照光，將檢測光向配置在被檢體11的表面上的超聲波檢測元件照射，并且使超聲波檢測元件所反射的檢測光與參照光干涉來進(jìn)行檢測。另外，光探測器13將檢測到的信號(輸出信號)向接收部14輸出。該輸出信號成為對載波進(jìn)行FM (Frequency Modulation :調(diào)頻)調(diào)制的波形。而且，通過接收部14對該輸出信號進(jìn)行解調(diào)，從而得到被檢體11表面的微小振動、即超聲波回波的信息。關(guān)于該光探測器13的具體結(jié)構(gòu)以及信號的檢測原理，留待后述。圖2是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器13的具體結(jié)構(gòu)的圖。在圖2中，光探測器13具備光源、將光源所射出的光向所述被檢體的表面照射的光學(xué)系統(tǒng)、以及接收來自被檢體的表面的反射光的光檢測器42。具體而言，光源由半導(dǎo)體激光器31和電流調(diào)制器30構(gòu)成，該半導(dǎo)體激光器31在局部具有注入電流與發(fā)射波長呈線性變化的動作區(qū)間，該電流調(diào)制器30對供給半導(dǎo)體激光器31的電流進(jìn)行調(diào)制。光學(xué)系統(tǒng)由以下部分構(gòu)成準(zhǔn)直透鏡32，使射出半導(dǎo)體激光器31的激光準(zhǔn)直；偏振光波束分光器33,透射P偏振光成分,反射S偏振光成分；I/4波長板34,將透射了偏振光波束分光器33的直線偏振光的光變換為圓偏振光；透鏡35以及36,用于擴(kuò)大光束徑；透鏡陣列37 ;襯墊38，固定地保持被檢體11與透鏡陣列37的距離；鏡39以及40，反射由偏振光波束分光器33反射的光；以及半反鏡41。光檢測器42相當(dāng)于本發(fā)明中的受光元件，多個光電變換器以二維排列，接收來自被檢體的表面的反射光。另外，光探測器13在被檢體11上配置有傳遞被檢體11表面的位移的反射體43。在此，反射體43相當(dāng)于本發(fā)明中的反射體，在被檢體11上與被檢體11密接配置，按照由被檢體11內(nèi)部的組織反射的超聲波所引起的被檢體11的表面的振動，反射向被檢體11上照射的光。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，來自光源的光照射到反射體，來自光源的光不直接照射到被檢體11，因此能夠確保被檢體11的安全。另外，來自光源的光被反射體反射，因此能夠抑制所照射的光的衰減，能夠確保充分的光量。半導(dǎo)體激光器31構(gòu)成為利用電流調(diào)制器30在注入電流上重疊鋸齒狀的電流，由此射出將射出光的光頻率以鋸齒狀調(diào)制的激光44。其中，以下，將光的波長的調(diào)制頻率記載為光頻率，與強(qiáng)度(振幅)的調(diào)制區(qū)別記載。在此，由半導(dǎo)體激光器31射出的激光44構(gòu)成為相對于偏振光波束分光器33具有P偏振光成分以及S偏振光成分，由偏振光波束分光器33透射一部分而反射一部分，分離為透射光45a以及參照光46。襯墊38以與透鏡陣列37的焦點(diǎn)距離大致相等的長度構(gòu)成，構(gòu)成為從透鏡陣列37射出的光在反射體43上聚光，形成接收點(diǎn)131。圖3是用于說明由本發(fā)明的實施方式I中的光檢測器42檢測的參照光和檢測光的信號波形的圖。在此，在圖3中，縱軸表示光頻率，橫軸表示時間。如圖3所不,參照光的信號波形51和檢測光的信號波形52成為偏移時間Δ t的波形。這是因為參照光和檢測光由偏振光波束分光器33分離之后，在到達(dá)光檢測器42為止的期間所通過的路徑中存在光路差。在此，如果將偏振光波束分光器33與被檢體11表面之間的距離設(shè)為L/2，將光速設(shè)為C，則光路差為L，因此信號波形偏移At = L/c。此時，由光檢測器42接收的參照光與檢測光的光頻率稍稍產(chǎn)生差異，因此在光檢測器42中，檢測到該差頻率(以下稱為差頻)fb= Avfm- At的差頻信號。例如，在設(shè)激光44的鋸齒狀波的重復(fù)頻率fm = 10MHz、光頻率的變動幅度Av= 15GHz、參照光與檢測光的光路差L =40mm的情況下，差頻fb為20MHz。 在被檢體11的表面由于超聲波回波28的傳播而振動的情況下，由被檢體11表面反射的檢測光由于多普勒頻移而光頻率稍稍偏移，因此由光檢測器42檢測的差頻信號也同樣受到多普勒頻移。因此，由光檢測器42檢測到的信號成為以差頻信號為中心頻率的FM信號，通過對該FM信號進(jìn)行解調(diào)，能夠檢測由被檢體11的內(nèi)部反射而來的超聲波回波28所引起的振動。 在此，例如，如果將超聲波回波28所引起的被檢體11表面的變動振幅設(shè)為O. 5nm、將超聲波回波28的頻率設(shè)為5MHz，則被檢體11表面的變動速度V最大為O. 0157m/s。此時，如果設(shè)光源的波長λ = 683nm,則多普勒頻移的頻率fb為fb = 4 π ν/ λ = 289kHz。因此，在差頻為20MHz的情況下，由光檢測器42檢測的信號的頻率成為在19. 71 20. 29MHz之間被FM調(diào)制的頻率。對此利用附圖進(jìn)行說明。圖4A以及圖4B是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的光檢測器42的輸出波形的圖。圖4A表示沒有多普勒頻移的情況，圖4B表示有多普勒頻移的情況。在超聲波沒有被發(fā)送到被檢體11內(nèi)部而在被檢體11的表面上沒有振動的情況下，檢測到如圖4A所示的與參照光和檢測光的光路差L相應(yīng)的差頻的載波。另一方面，在超聲波被發(fā)送到被檢體11內(nèi)部而被檢體11的表面振動的情況下，如圖4B所示，載波被FM調(diào)制，因此通過對該信號進(jìn)行解調(diào)，能夠?qū)Τ暡ɑ夭?8所引起的被檢體表面的振動(以下稱為回波信號)進(jìn)行檢測。接著，對于如上構(gòu)成的超聲波檢查裝置10的動作，利用圖IA以及圖IB來具體說明。在圖IA中，首先，控制部19控制發(fā)送部18，以使發(fā)送部18在規(guī)定的定時產(chǎn)生驅(qū)動信號。發(fā)送部18將進(jìn)行了延遲處理的驅(qū)動脈沖分別供給到超聲波探測器12的多個振子，該延遲處理用于使超聲波探測器12所發(fā)送的超聲波聚焦以及偏轉(zhuǎn)。超聲波探測器12按照從發(fā)送部18發(fā)送的驅(qū)動脈沖，從各振子發(fā)送超聲波26來形成規(guī)定的波面。其中，該超聲波26按照該波面向規(guī)定的方向行進(jìn)。而且，從超聲波探測器12發(fā)送的超聲波26由被檢體11內(nèi)部的聲阻抗不同的組織的界面反射，成為超聲波回波28并傳播到被檢體11的表面，向反射體43傳遞由超聲波引起的振動。傳遞到反射體43的超聲波回波28由光探測器13的多個接收點(diǎn)即振子121檢測到其振動位移，并作為回波信號被接收。在此，利用附圖詳細(xì)說明此時的回波信號檢測動作。首先，如圖2及圖3所示，通過由電流調(diào)制器30對注入電流進(jìn)行調(diào)制，從而從半導(dǎo)體激光器31射出光頻率被調(diào)制的激光44。該激光44由準(zhǔn)直透鏡32變換為平行光，入射到偏振光波束分光器33，分離為P偏振光成分的檢測光(透射光)45和S偏振光成分的參照光(反射光)46。作為檢查光的檢測光45由1/4波長板34變換為圓偏振光，并由透鏡35以及36擴(kuò)大光束。光束擴(kuò)大的圓偏轉(zhuǎn)的檢測光45透射透鏡陣列37而在反射體43上形成多個點(diǎn)。另一方面，參照光46被鏡39以及40導(dǎo)向半反鏡41。其中，通過該偏振光波束分光器33分離為檢測光(透射光)45和參照光(反射光)，從而能夠在被檢體11的附近分離參照光和檢測光，因此具有能夠減小振動(體動)噪聲的效果。此時，如果由超聲波回波28引起的振動傳遞到被檢體11的表面，則由反射體43反射的檢測光45由于多普勒頻移而光頻率稍稍偏移。而且，光頻率稍稍偏移的檢測光45再次透射透鏡36以及35而入射到1/4波長板34，被變換為S偏振光的直線偏振光而入射 到偏振光波束分光器33，由偏振光波束分光器33反射而入射到半反鏡41。結(jié)果，透射了半反鏡41的檢測光45與由半反鏡41反射的參照光46被合波而入射到光檢測器42。光檢測器42通過接收該合波，來檢測差頻信號等信號。如此檢測到的彳目號是以與參照光和檢測光的光路差相應(yīng)的差頻為中心頻率被FM調(diào)制的信號，通過由接收部14對FM調(diào)制進(jìn)行解調(diào)，能夠得到超聲波回波28的檢測信號。再次返回圖IA來繼續(xù)說明。由接收部14解調(diào)并進(jìn)一步放大的多個回波信號被變換為數(shù)字信號，并存儲在存儲部15a中。在此，基于存儲部15a所存儲的回波信號，由運(yùn)算處理部15b進(jìn)行定相相加、即沿著超聲波26的發(fā)送路徑(以下稱為音線)的區(qū)域的波束形成處理，將得到的音線上的數(shù)據(jù)存儲在圖像存儲器15c中。—邊在被檢體內(nèi)對從超聲波探測器12發(fā)送的超聲波26的音線進(jìn)行掃描,一邊進(jìn)行以上的動作，對檢查區(qū)域整體的信息進(jìn)行運(yùn)算并保存在圖像存儲器15c中。圖像存儲器15c所保存的三維數(shù)據(jù)由圖像處理部16實施三維圖像的繪制處理，并由圖像顯示部17顯示圖像。接著，對于如上構(gòu)成的超聲波檢查裝置10的分辨率進(jìn)行說明。在此，在考慮方位方向上配置的兩點(diǎn)的反射點(diǎn)的情況下，方位分辨率可以看作能夠區(qū)別來自兩點(diǎn)的回波信號的相位差異的最小距離。利用

該方位分辨率的條件。圖5A以及圖5B是用于說明本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置10的分辨率的圖。圖5A是方位分辨率的說明圖，圖5B是圖5A的B部的擴(kuò)大圖。在圖5B中，ra表示AA”的距離，Θ表示從點(diǎn)A以及A’看接收點(diǎn)131的兩端P、Q的仰角。在此，如果設(shè)反射點(diǎn)A以及A”與振子121的距離與ra相比充分大，則A以及A’的仰角Θ可以假定為相同。此時，如果設(shè)P點(diǎn)與Q點(diǎn)位于對稱的位置，則可以近似為AP_A”P = A’ Q-AQ =ra*sin0。如果設(shè)回波信號的相位的差異能夠以相位差π檢測，則分辨率為ra = λ/(2 · sin Θ )。在此，λ為超聲波的波長。由此，可知方位分辨率與波長λ成比例，與sin Θ成反比例。但是，如果降低波長λ、即提高頻率，則方位分辨率雖然提高，但存在被檢體內(nèi)的衰減增大的問題。因此，在本實施方式中，如上所述，能夠通過使用光檢測來擴(kuò)大光探測器的接收點(diǎn)131的開口并增大Θ。由此，根據(jù)本實施方式，具有能夠?qū)崿F(xiàn)比以往的結(jié)構(gòu)更好的方位分辨率的效果。另外，由于擴(kuò)大接收開口而提高分辨率，因此能夠使發(fā)送的超聲波波束寬度較寬，能夠擴(kuò)大掃描間距。因此，能夠減少超聲波的收發(fā)次數(shù)。由此，能夠縮短攝像時間。如上所述，本實施方式I的超聲波檢查裝置10通過使接收超聲波的光探測器13的開口比發(fā)送超聲波的超聲波探測器12的開口大，具有能夠大幅度改善分辨率的效果。另夕卜，具有以下效果能夠擴(kuò)大發(fā)送的超聲波波束的寬度，并且由于掃描間距也擴(kuò)大，因此能夠縮短攝像時間。另外，通過構(gòu)成為利用光來檢測超聲波回波，二維排列多個接收點(diǎn)的構(gòu)成變得容易?！?br> 其中，在本實施方式中，為了檢測被檢體表面的振動而應(yīng)用了外差干涉光學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)成為對從光源射出的激光的光頻率以鋸齒狀進(jìn)行調(diào)制，從而檢測依賴于參照光與檢測光的光路差的差頻信號。但是，也可以構(gòu)成為在將參照光與檢測光各自分支之后，利用AOM(Acoust Optic Modulator :光調(diào)制元件)等的一般結(jié)構(gòu)，使參照光和檢測光中的至少一方的光頻率偏移，由此產(chǎn)生差頻信號。另外，在本實施方式中，超聲波探測器12僅進(jìn)行超聲波的發(fā)送，但不限于此。也可以是，超聲波探測器12不僅按照從發(fā)送部18發(fā)送的驅(qū)動脈沖，而且還利用超聲波探測器12所接收的信號進(jìn)行運(yùn)算，由此實現(xiàn)從各振子發(fā)送的超聲波26的S/N的改善。另外，以上作為光探測器13，舉出由外差干涉光學(xué)系統(tǒng)檢測被檢體11表面的超聲波振動的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明。以上，對于將外差干涉光學(xué)系統(tǒng)配置于檢查探測器的情況的例子進(jìn)行了說明，但不限于此。也就是說，例如，并一定將該光學(xué)系統(tǒng)配置于檢查探測器，也可以構(gòu)成為在主體的裝置側(cè)配置光學(xué)系統(tǒng)，通過光纖等收發(fā)檢測光。以下，對于該情況進(jìn)行說明。圖6是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的具體結(jié)構(gòu)的變形例的圖。即，圖6所示的光探測器13a是圖2所示的具備外差干涉光學(xué)系統(tǒng)的光探測器13的變形例。在圖6中，與圖2不同之處僅為光纖束61的結(jié)構(gòu)。其中，雖然未圖不，但在光纖束61的被檢體11側(cè)的端部，配置有折射率分布型的GRIN透鏡，構(gòu)成為在反射體43上聚光。如果如此構(gòu)成，則能夠?qū)⑼獠罡缮婀鈱W(xué)系統(tǒng)不配置在探測器側(cè)而配置在診斷裝置偵牝具有能夠使檢查探測器小型化的效果。另外，即使設(shè)置多個光探測器13作為診斷裝置所具備的探測器，通過使用光纖束61來將來自各位置的檢測光匯聚到一處，也能夠通過一個外差干涉光學(xué)系統(tǒng)來進(jìn)行多個位置的信號檢測。由此，還具有能夠減小診斷裝置的尺寸以及診斷裝置的制造成本的額外效果。另外，以上作為檢測被檢體上的微小位移、振動的光學(xué)系統(tǒng)，舉出使用外差干涉光學(xué)系統(tǒng)的例子進(jìn)行了說明，但不限于此。例如，也可以使用利用法布里 珀羅共振器構(gòu)造的結(jié)構(gòu)或者其他干涉光學(xué)系統(tǒng)。另外，也可以構(gòu)成為以光學(xué)特性由于超聲波的傳播所產(chǎn)生的微小形變而變化的方式構(gòu)成反射體43，對該光學(xué)特性的變化進(jìn)行光檢測。無論哪種情況，通過利用光來檢測超聲波，都能夠減少電布線，因此具有基于使接收點(diǎn)131多點(diǎn)化的效果。另外，例如，也可以是，光探測器13構(gòu)成為檢測被檢體11內(nèi)部的組織的超聲波振動。以下對于該結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。
圖7是表示本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置的檢查用探測器的其他具體結(jié)構(gòu)的圖。在圖7中，光探測器13b具有發(fā)送光纖64，構(gòu)成為將寬頻帶光向被檢體11的內(nèi)部發(fā)送；以及接收光纖65，對透射了被檢體內(nèi)部的寬頻帶光進(jìn)行檢測。另外，雖然未圖示，但發(fā)送光纖64與射出(發(fā)送)多個波長的光的寬頻帶光源連接，接收光纖65與分光器以及受光元件連接，構(gòu)成為能夠檢測吸光度。其中，如果是射出多個波長的光的光源，則不限于寬頻帶光源。在該結(jié)構(gòu)中，如果超聲波回波28到達(dá)被檢體的表面附近，則由其皮下組織散射，發(fā)生吸收的組織的光學(xué)特性變化。該變化量反映出該局部的光學(xué)特性，因此能夠根據(jù)從檢測光得到的吸光度的變化檢測超聲波。在此，與經(jīng)由發(fā)送光纖64發(fā)送的光的大小(矢量的長度)相比，經(jīng)由接收光纖65 接收的光的大小(矢量的長度)被表示得較短。這是因為向被檢體11的內(nèi)部發(fā)送的光在通過被檢體11的內(nèi)部之后到達(dá)接收光纖65，光在被檢體11的內(nèi)部發(fā)生衰減。如果如此構(gòu)成，則光探測器13能夠僅以光纖構(gòu)成，因此具有能夠使超聲波檢查裝置所具備的檢查探測器非常小型化的效果。其中，作為檢測被檢體11內(nèi)部的組織的超聲波振動的結(jié)構(gòu)，還可以考慮與圖7所示的超聲波檢查裝置的檢查用探測器不同的結(jié)構(gòu)例。例如，也可以考慮在超聲波檢查裝置的檢查用探測器中替代發(fā)送超聲波的超聲波探測器12的振子121而配置發(fā)送聲波的光源221的結(jié)構(gòu)。以下，對于該結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。圖8是表示本發(fā)明的實施方式I中的超聲波檢查裝置的檢查用探測器的其他結(jié)構(gòu)的圖。圖8表示利用被稱為光聲成像的PAT(Photo Acoustic Tomography)技術(shù)的檢查裝置的概略結(jié)構(gòu)。該光聲成像是向生物體(被檢體11)照射激光等并對基于入射的光而得到的生物體內(nèi)的信息進(jìn)行圖像化的光成像裝置之一。在該裝置中，將從光源221產(chǎn)生的脈沖光向生物體(被檢體11)照射，通過接收點(diǎn)131檢測從吸收了在生物體內(nèi)傳播·擴(kuò)散的脈沖光的能量的生物體組織產(chǎn)生的聲波。具體而言，利用腫瘤等被檢部位與腫瘤以外的組織之間的光能量的吸收率之差，通過接收被檢部位在吸收被照射的光能量而瞬間膨脹時產(chǎn)生的彈性波，從而檢測從生物體組織產(chǎn)生的聲波。而且，通過對該檢測信號進(jìn)行解析處理，能夠得到生物體內(nèi)的光學(xué)特性分布、尤其是光能量吸收密度分布。在上述結(jié)構(gòu)的裝置中，也能夠利用光探測器以大開口來檢測由生物體組織產(chǎn)生的聲波，因此具有能夠以高分辨率檢測腫瘤等生物體組織的效果。接著，對于本發(fā)明的實施方式I中的光探測器13的另外的其他具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖9是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的具體結(jié)構(gòu)的變形例的圖。其中，對于與圖2同樣的要素賦予相同的符號，省略詳細(xì)的說明。在圖9中，光探測器13c構(gòu)成為具備半導(dǎo)體激光器31，在局部具有注入電流和發(fā)射波長以線性變化的動作區(qū)間；電流調(diào)制器30，對供給半導(dǎo)體激光器31的電流進(jìn)行調(diào)制；準(zhǔn)直透鏡32，使射出半導(dǎo)體激光器31的激光44準(zhǔn)直；偏振光波束分光器33，透射P偏振光成分，反射S偏振光成分；波束擴(kuò)展器，包括透鏡35、36 ;偏振光反射板57,例如由線柵偏振光板構(gòu)成，透射透射軸方向的偏振光，反射與其正交的偏振光成分；透鏡陣列37,使透射了偏振光反射板57的光聚光在被檢體11上而形成多個接收點(diǎn)；反射體43，配置在被檢體11上；以及光檢測器42，具有與反射體43上的各接收點(diǎn)一一對應(yīng)的多個受光區(qū)域。半導(dǎo)體激光器31構(gòu)成為利用電流調(diào)制器30在注入電流上重疊鋸齒狀的電流，從而射出光頻率被調(diào)制的激光44。偏振光反射板57構(gòu)成為透射軸相對于偏振光波束分光器33中的S偏振光大致傾斜45度,構(gòu)成為入射到偏振光反射板57的光的一部分被反射,一部分被透射。透鏡陣列37構(gòu)成為形成多個接收點(diǎn)，但該接收點(diǎn)既可以是在規(guī)定方向上排列為I列的結(jié)構(gòu)，也可以是以二維的矩陣狀配置的結(jié)構(gòu)。另外，由反射體43上的接收點(diǎn)反射的檢測光在再次入射到透鏡陣列37時，如果入射到與來路不同的透鏡，則不入射到光檢測器42上的對應(yīng)的受光區(qū)域。這種光成為迷光， 因此構(gòu)成為用光闌40遮光。以往的外差干涉光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由于是在計測器的內(nèi)部分離參照光的結(jié)構(gòu)，因此存在由計測器與測定物之間的振動引起的噪聲與測定物單體的位移信息相加而使S/N惡化的問題。與此相對，圖9所示的具備外差干涉光學(xué)系統(tǒng)的光探測器13c的結(jié)構(gòu)是檢測反射體43與例如線柵偏振光板的偏振光反射板57之間的相對位移或振動的結(jié)構(gòu)。因此，能夠減少由周圍環(huán)境的振動引起的噪聲。以下，對于與圖2或者圖9所示的具備外差干涉光學(xué)系統(tǒng)的光探測器不同的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖IOA以及圖IOB是表示本發(fā)明的實施方式I中的光探測器的其他具體結(jié)構(gòu)的圖。圖IOA以及圖IOB所示的光探測器13d具備薄型化的外差干涉光學(xué)系統(tǒng)。在此，圖IOA表不立體圖，圖IOB表不主要部分的截面圖。其中，對于與圖2相同的要素賦予相同的符號，并省略詳細(xì)的說明。在圖IOA中，光探測器13d作為本發(fā)明中的光學(xué)系統(tǒng)，具備半導(dǎo)體激光器31、電流調(diào)制器30、準(zhǔn)直透鏡32、將激光44變換為線狀的平行光的導(dǎo)光棒71、以及面狀檢測部72。導(dǎo)光棒71由形成了多個偏轉(zhuǎn)槽的構(gòu)造構(gòu)成,該偏轉(zhuǎn)槽具有相對于光射出的側(cè)面大致傾斜45度的傾斜面，使入射到導(dǎo)光棒71的光通過全反射大致偏轉(zhuǎn)90度。面狀檢測部72例如由圖IOB所示的構(gòu)造構(gòu)成。具體而言，面狀檢測部72具備導(dǎo)光板73，從側(cè)面入射從導(dǎo)光棒71射出的激光44，并從主面73a射出；偏振光反射板57，與導(dǎo)光板73的主面73a鄰接配置；透鏡陣列37 ;偏振光板74，隔著導(dǎo)光板73配置在偏振光反射板57的相反側(cè)；視野角控制板75，使透射了偏振光板74的光之中的僅大致垂直入射的光透射；以及光檢測器42，具有與被檢體11上的受光點(diǎn)對應(yīng)的受光區(qū)域。其中，在與導(dǎo)光板73中的主面73a對置的面即對置面73b上，形成有包括相對于主面73a大致傾斜45度的傾斜面的多個偏轉(zhuǎn)面73c。導(dǎo)光板73構(gòu)成為通過全反射使相對于主面73a大致平行入射的光向與主面73a垂直的方向偏轉(zhuǎn)，并從主面73a大致垂直射出。偏振光板74的透射軸構(gòu)成為與偏振光反射板57的透射軸成大致45度。視野角控制板75基于防止來自對應(yīng)的接收點(diǎn)以外的迷光混入光檢測器42的各受光區(qū)域的目的配置。
接下來，說明如上構(gòu)成的光探測器13d的動作。首先，在光探測器13d中，光頻率被調(diào)制的激光44通過準(zhǔn)直透鏡32準(zhǔn)直，由導(dǎo)光棒71變換為線狀的平行光，并入射到面狀檢測部72。入射到面狀檢測部72的導(dǎo)光板73的激光44由偏轉(zhuǎn)面73c偏轉(zhuǎn)，從導(dǎo)光板73的主面73a大致垂直射出，由偏振光反射板57分離為參照光和檢測光。接著，通過透鏡陣列37在被檢體11表面形成的多個接收點(diǎn)所反射的檢測光、以及由偏振光反射板57反射的參照光,透射導(dǎo)光板73并入射到偏振光板74。在此,參照光與檢測光互為偏振光正交，但雙方的偏振光都相對于偏振光板74的透射軸大致旋轉(zhuǎn)45度。因此，各自相同的偏振光成分的光透射偏振光板74，僅大致垂直透射的光透射視野角控制板75并在光檢測器42上發(fā)生干涉，在光檢測器42的各受光區(qū)域被檢測。如上所述，通過對檢測到的信號的FM調(diào)制進(jìn)行解調(diào)，能夠檢測各接收點(diǎn)的振動。 因此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型、薄型且高分辨度的光探測器的結(jié)構(gòu)。由此，具有能夠?qū)崿F(xiàn)分辨度高的超聲波檢查裝置的效果。(實施方式2)在實施方式I中，說明了光探測器由外差光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成的情況的例子，但在實施方式2中，對于光探測器由法布里·珀羅共振器構(gòu)造構(gòu)成的情況的例子進(jìn)行說明。圖IlA以及圖IlB是表示本發(fā)明的實施方式2中的光探測器以及接收部的結(jié)構(gòu)的圖。圖IlA所示的結(jié)構(gòu)表示在光探測器213內(nèi)配置了光源221以及受光元件的結(jié)構(gòu)，圖IlB表示在超聲波檢查裝置(超聲波診斷裝置)的裝置主體部內(nèi)即接收部214中配置了光源221以及作為受光元件的光檢測器225的結(jié)構(gòu)。在此，圖IlB相當(dāng)于圖IlA所示的結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)例。即，除了使用光纖來傳送照明光以及檢測光以外，圖IlA的結(jié)構(gòu)以及動作與圖IlB相同，因此以下利用圖IlB進(jìn)行說明。如圖IlB所示，光探測器213以及接收部214由光纖220、以及排列數(shù)萬根光纖而能夠傳送圖像的傳像束230連接。接收部214具備作為波長寬度窄(例如50pm)且能夠在IOOOnm附近的任意波長進(jìn)行波長鎖定動作的激光源的光源221、以及對從光源221射出的激光222進(jìn)行聚光的聚光透鏡223，通過光纖220發(fā)送激光222。另外，接收部214具備對通過傳像束230發(fā)送的圖像進(jìn)行擴(kuò)大的擴(kuò)大透鏡224、以及對擴(kuò)大的圖像進(jìn)行受光的由CCD、MOS型傳感器或多個PD(光電二極管)構(gòu)成的二維陣列的光檢測器225。光探測器213具備準(zhǔn)直透鏡231，將通過光纖220發(fā)送的激光222變換為平行光；半反鏡232，在來路和回路中對激光222進(jìn)行分支；波束擴(kuò)展器233 ;超聲波檢測元件240，配置在被檢體11表面；以及成像透鏡234，使由超聲波檢測元件240反射的激光222入射到傳像束230。超聲波檢測元件240例如由如圖12A所示的法布里·珀羅共振器構(gòu)成，該法布里 珀羅共振器通過由多層膜鏡構(gòu)成共振器而成。在此，圖12A是表示超聲波檢測元件240的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，圖12B是表示圖12A所示的超聲波檢測元件240的分光特性的圖。在此，橫軸表示波長(nm),縱軸表示反射率(％ ) ο超聲波檢測元件240相當(dāng)于本發(fā)明的反射體，具有多個區(qū)域，與被檢體11密接形成，具備聲匹配件244，按多個檢測區(qū)域中的每個檢測區(qū)域使表示被檢體11的表面的振動的超聲波收斂；以及第I反射元件，形成在聲匹配件244的與被檢體11不密接側(cè)的面上，反射向被檢體11上照射的光。具體而言，超聲波檢測元件240如圖12A所示，由多層膜鏡241a及多層膜鏡241b、空氣層242、透明的基板243和聲匹配件244層疊構(gòu)成。在此，聲匹配件244相當(dāng)于本發(fā)明中的超聲波收斂部，按多個檢測區(qū)域中的每個檢測區(qū)域，使表示被檢體11的表面的振動的超聲波收斂，并向第I反射元件傳播。另外，多層膜鏡241a及多層膜鏡241b、空氣層242和透明的基板243相當(dāng)于本發(fā)明中的第I反射元件。第I反射元件對傳播的該超聲波進(jìn)行放大，按照與放大的該超聲波相應(yīng)變化的反射率，反射向被檢體11上照射的光。多層膜鏡241a及多層膜鏡241b對應(yīng)于本發(fā)明的第I多層膜及第2多層膜，通過將具有不同的折射率的膜交替層疊來形成。具體而言，多層膜鏡241a及多層膜鏡241b通過將由低折射率材料(例如二氧化硅(SiO2))構(gòu)成的低折射率層和由高折射率材料(例如二氧化鈦(TiO2))構(gòu)成的高折射率層交替層疊來形成。在此，在多層膜鏡241b中設(shè)有縫隙 246，以便易于傳遞聲匹配件244的形變。襯墊245形成(配置)在多層膜鏡241a和多層膜鏡241b之間，固定由縫隙246分割的多層膜鏡241b的一端。襯墊245在多層膜鏡241a和多層膜鏡241b之間構(gòu)成空間。SP，襯墊245使多層膜鏡241a與多層膜鏡241b之間的空氣層242的間隔一定。縫隙246形成為將多層膜鏡241b分割為多個區(qū)域(以下稱為檢測區(qū)域)，襯墊245配置在該檢測區(qū)域的端部。通過如此構(gòu)成，檢測區(qū)域成為以襯墊245為支點(diǎn)的單側(cè)支持狀態(tài)，在配置有襯墊245 —側(cè)與相反側(cè)容易產(chǎn)生位移。在此，所謂單側(cè)支持狀態(tài)，指的是僅由一側(cè)支持全部荷重而另一側(cè)完全自由的狀態(tài)。另外，構(gòu)成多層膜鏡241a以及多層膜鏡241b的各層的厚度構(gòu)成為各自將物理膜厚與折射率相乘而得到的光學(xué)膜厚大致等于設(shè)定波長(例如IOOOnm)的1/4。另一方面，空氣層242構(gòu)成為在初期狀態(tài)下大致等于設(shè)定波長的1/2，并且構(gòu)成為如果聲匹配件244形變，則間隔發(fā)生變化。通過如此構(gòu)成，超聲波檢測元件240將通過聲匹配件244收斂的超聲波向被分割的多層膜鏡241b的未固定的另一端附近傳播，由此多層膜鏡241b形變，對傳播的該超聲波進(jìn)行放大。換言之，超聲波檢測元件240具備將具有不同的折射率的膜交替層疊形成且具有大致相等的反射特性的多層膜鏡241a及多層膜鏡241b、以及入射來自所述光源的照明光的基板，多層膜鏡241a與多層膜鏡241b對置配置以成為共振器構(gòu)造。超聲波檢測元件240通過由聲匹配件244收斂的所述超聲波傳播，從而使共振器構(gòu)造的共振器長度變動，并使反射向被檢體11上照射的光的反射光量變動。如此構(gòu)成的超聲波檢測元件240的分光特性如圖12B所示，對于特定的波長，反射率極低。圖12B是多層膜鏡241a以及多層膜鏡241b分別通過將4層SiO2和5層TiO2層疊構(gòu)成的情況下的反射率的計算結(jié)果。分光特性247a以及分光特性247b分別表示空氣層242的間隔為500. Onm以及500. 5nm的情況下的特性。例如，可知在將波線248所示的波長的光向超聲波檢測元件240照射的情況下，如果空氣層242的間隔從500nm變換O. 5nm，則反射率從10 %的狀態(tài)變化到30 %。其中，超聲波檢測元件240通過增加多層膜鏡241a以及多層膜鏡241b的層數(shù)，能夠增大與空氣層242的厚度變化量對應(yīng)的反射率的變化。通過如此構(gòu)成，能夠進(jìn)一步提高微小位移的檢測感度。接著，對于如此構(gòu)成的本實施方式的超聲波檢查裝置10的動作進(jìn)行說明。與實施方式I同樣，首先，從超聲波探測器12向規(guī)定區(qū)域聚焦的超聲波被朝向被檢體11發(fā)送。此時，控制部19控制發(fā)送部18，以使發(fā)送部18在規(guī)定的定時產(chǎn)生驅(qū)動信號。發(fā)送部18將進(jìn)行了延遲處理的驅(qū)動脈沖分別向超聲波探測器12的多個振子供給，所述延遲處理用于使超聲波探測器12所發(fā)送的超聲波聚焦以及偏轉(zhuǎn)。從超聲波探測器12的振子發(fā)送的超聲波由被檢體11內(nèi)部的聲阻抗不同的組織的界面反射，成為超聲波回波28并到達(dá)被檢體11的表面，向光探測器213傳遞由超聲波回波28引起的振動。光探測器213將超聲波回波的振動變換為反射率的變動，反射從接收部214發(fā)送的光并將反射光(圖像)發(fā)送到接收部214，接收部214根據(jù)從光探測器213發(fā)送的反射光的反射光量分布的變動來檢測回波信號。 利用圖IlA 圖12B來詳細(xì)說明此時的回波信號檢測動作。首先，在進(jìn)行檢查之前，對接收部214的光源221的射出波長進(jìn)行調(diào)整。此時，一邊改變射出波長，一邊對來自超聲波檢測元件240的反射光量進(jìn)行監(jiān)測。然后，例如，選擇射出波長以使超聲波檢測元件240的反射率成為10%左右，并固定波長。接著，為了檢測回波信號，從光源221射出激光222。此時，激光222的射出光量由控制部19控制，以使光量與開始從超聲波探測器12發(fā)送超聲波起的經(jīng)過時間對應(yīng)地增加。射出光量被調(diào)整而射出的激光222經(jīng)由聚光透鏡223及光纖220供給到光探測器213，透射準(zhǔn)直透鏡231及波束擴(kuò)展器233并對超聲波檢測元件240進(jìn)行照明。此時，如圖12A所示，如果來自被檢體11的超聲波回波249傳遞到聲匹配件244，則聲匹配件244由于該振動而發(fā)生形變，同時多層膜鏡241b形變，由此空氣層242的間隔變動。在此，如果設(shè)空氣層242的間隔變動O. 5nm左右，則如圖12B所示，反射率從10%變化到30%，因此在接收超聲波回波249的瞬間，在接收的位置上反射光量在局部成為3倍。其中，與超聲波發(fā)送后的時間經(jīng)過對應(yīng)，超聲波回波249的信號振幅變小，因此與此相伴，超聲波檢測元件240的反射率變化也變小。因此，在本實施方式中，進(jìn)行控制，以使激光的光源221的射出光量與時間經(jīng)過相應(yīng)地增加。具體而言，控制部19對超聲波探測器12發(fā)送超聲波的定時進(jìn)行控制，按照超聲波探測器12發(fā)送超聲波之后的經(jīng)過時間，控制從上述光源射出的光的光量。由此，具有以下效果在超聲波回波49的振幅下降的情況下，也能夠檢測反射光量的變動。另外，也可以是，在隨著作為激光源的光源221的發(fā)光量控制，超聲波回波249的檢測前的反射光量過高的情況下，隨著時間經(jīng)過，使激光222的波長向反射率下降的方向偏移?；蛘撸部梢允?，激光222的波長從檢查最初開始，預(yù)先固定為使超聲波檢測元件240的反射率最低的波長。也就是說，光探測器13在對光源(半導(dǎo)體激光器31和電流調(diào)制器30)所射出的光的波長進(jìn)行調(diào)整以使超聲波檢測元件240的反射率成為最小之后，利用光來檢測由被檢體11內(nèi)部的組織反射的超聲波即可。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如，通過將反射率調(diào)整為零，即使超聲波回波49的振幅的變動微小，也能夠較大得獲取變動、即提高反射率的變化率，因此具有提高接收感度的效果。
然而，超聲波檢測元件240的分光特性有可能因為多層膜鏡241a及多層膜鏡241b在制造時的膜厚誤差或周圍環(huán)境的變化而不均勻。但是，在本實施方式中，通過事先測定分光特性，并合適地設(shè)定作為激光源的光源221的波長，能夠抑制由分光特性的不均勻引起的檢測感度的變化。即，根據(jù)本實施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)易于制造且感度高的超聲波檢測元件240。在圖IlB中，如果超聲波檢測元件240接收到超聲波回波28 (在圖12中為超聲波回波249)，則在超聲波檢測元件240上出現(xiàn)超聲波回波的波紋(強(qiáng)度分布)。該波紋的圖像經(jīng)由波束擴(kuò)展器233、半反鏡232、成像透鏡234和傳像束230發(fā)送到接收部214，由擴(kuò)大透鏡224擴(kuò)大，并由光檢測器225作為二維的強(qiáng)度分布受光。而且，由光檢測器225檢測到的檢測信號根據(jù)必要來調(diào)整數(shù)據(jù)量，被變換為電信號并作為回波信號向信號處理部15發(fā)送。其中，傳像束230能夠發(fā)送數(shù)萬像素的圖像，但光檢測器225的像素數(shù)也可以比其小。優(yōu)選考慮后段的信號處理的負(fù)荷等而設(shè)定為適合的像素數(shù)。例如，光檢測器225的像素數(shù)也可以設(shè)為數(shù)百至一千左右。通過如此構(gòu)成，與由壓電元件檢測超聲波回波28的情況·相比，也能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍且多點(diǎn)的回波信號的檢測。另外，光檢測器225的像素的配置不限于矩陣。也可以是不規(guī)則地分散(稀疏化)的配置、或各像素的形狀或尺寸不同的結(jié)構(gòu)。另外，檢測到的大范圍且大量的回波信號與實施方式I同樣被存儲在存儲部15a中。而且，波束形成處理由運(yùn)算處理部15b進(jìn)行，三維數(shù)據(jù)被存儲在圖像存儲器15c中。此時，通過對大范圍且大量的回波信號進(jìn)行處理，提高了波束形成處理的分辨率，并且能夠得到S/N高的三維數(shù)據(jù)。通過一邊改變超聲波的發(fā)送方向一邊進(jìn)行以上的動作，對被檢體11內(nèi)高速地進(jìn)行三維掃描，對檢查區(qū)域整體的信息進(jìn)行運(yùn)算并保存在圖像存儲器15c中。被保存的檢查區(qū)域整體的信息即三維數(shù)據(jù)由圖像處理部16實施三維圖像的繪制處理，并在圖像顯示部17上顯示圖像。通過這樣的動作，能夠以高速且高分辨度得到大范圍的超聲波圖像。接著，利用圖13A 圖13D來說明超聲波檢測元件240的制造方法。圖13A 圖13D是用于說明超聲波檢測元件240的制造方法的圖，對各工序的狀態(tài)示意地進(jìn)行表示。其中，對于與圖12A以及圖12B相同的要素賦予相同的符號，并省略說明。首先，在基板243上，形成將高折射率材料和低折射率材料交替層疊而成的多層膜鏡241a以及多層膜鏡241b (圖13A)，在聲匹配件244上，形成將高折射率材料和低折射率材料交替層疊而成的多層膜鏡241b (圖13B)。在此，多層膜鏡241b被掩蔽層疊以形成縫隙246。優(yōu)選多層膜鏡241a與多層膜鏡241b具有相同特性，為了使各層的膜厚不均等的條件一致，優(yōu)選例如由相同噴濺裝置同時形成。接著，在形成在基板243上的多層膜鏡241a的一部分上形成襯墊245 (圖13C)。其中，該襯墊245能夠通過利用噴濺等掩蔽層疊而形成。在利用噴濺形成的情況下，如果使襯墊245的厚度薄型化到30nm左右，則檢測感度多少下降，但能夠大幅提高生產(chǎn)量。最后，如上所述，將形成有襯墊245及多層膜鏡241a的基板243和形成有多層膜鏡241b的聲匹配件244，以多層膜鏡241a與241b相對的方式配置。接下來，以襯墊245與縫隙246的位置稍稍偏移的方式進(jìn)行對位并固定(圖13D)。如果通過如上工序制造，則能夠較為容易地制造大面積的部件。因此，通過在以大面積制造之后最后進(jìn)行切斷的工藝來制造超聲波檢測元件240，具有能夠得到高量產(chǎn)性的效果。其中，以上的工序例是一個例子，不限于此。即使使用其他制造方法，本實施方式的效果顯然也不發(fā)生變化。如上所述，在本實施方式的超聲波檢查裝置10中，與實施方式I同樣利用光來進(jìn)行超聲波回波的檢測，因此在接收探測器中不需要電布線，能夠使超聲波回波的接收點(diǎn)多點(diǎn)化，并且能夠配置在較大的區(qū)域中。由此，具有以下效果S/N提高，并且能夠提高基于波束形成的分辨率。另外，按照時間經(jīng)過來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定用于檢測超聲波回波28的激光222的波長、光量，由此還能夠?qū)Υ鬄樗p的超聲波回波28進(jìn)行檢測。而且，能夠抑制由超聲波檢測元件240的膜厚誤差或周圍環(huán)境的變化引起的感度不均。另外，超聲波檢測元件240成為共振器構(gòu)造由單側(cè)10層左右的多層膜鏡構(gòu)成的簡單構(gòu)造，進(jìn)而，能夠利用噴濺形成大部分，因此制造工序少，能夠?qū)崿F(xiàn)高生產(chǎn)量。由此，具有以下效果能夠以低成本進(jìn)行量產(chǎn)，另外還利于 接收探測器的小型化。(實施方式3)在實施方式2中，說明了光探測器利用由超聲波回波引起的聲匹配件的形變來檢測超聲波回波的情況，該光探測器由法布里·珀羅共振器構(gòu)造構(gòu)成，具備具有聲匹配件的超聲波檢測元件。在實施方式3中，說明光探測器由法布里 珀羅共振器構(gòu)造構(gòu)成，但超聲波檢測元件具備聲學(xué)透鏡或聲鏡作為聲匹配件的情況的例子。圖14A以及圖14B是表示本發(fā)明的實施方式3中的超聲波檢測元件的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。其中，對于與圖12A同樣的要素賦予相同的符號，并省略詳細(xì)的說明。圖14A是表不使用聲學(xué)透鏡351的情況的結(jié)構(gòu)例的圖，圖14B是表不使用聲鏡361的情況的結(jié)構(gòu)例的圖。在圖14A以及圖14B中，與圖12A不同之處僅為聲學(xué)透鏡351以及聲鏡361，通過聲學(xué)透鏡351以及聲鏡361提高超聲波回波249的振幅之后進(jìn)行檢測。圖14A所示的超聲波檢測元件340為多層膜鏡241b由縫隙246分割為多個檢測區(qū)域。而且，構(gòu)成為按每個該檢測區(qū)域，在聲匹配件344的內(nèi)部配置有聲學(xué)透鏡351。如果超聲波回波349入射到如此構(gòu)成的超聲波檢測元件340，則超聲波回波349通過聲學(xué)透鏡351按每個檢測區(qū)域收斂并朝向多層膜鏡241b。此時，在多層膜鏡241b的底面，由于超聲波回波349的振幅增大，因此空氣層242的間隔的變動幅度增大，能夠提高超聲波回波349的檢測感度。另外，圖14B所示的超聲波檢測元件340a構(gòu)成為替代聲學(xué)透鏡351而使用聲鏡361。即使如此構(gòu)成，通過由聲鏡361反射超聲波回波349，也能夠使其向多層膜鏡241b的底面收斂，能夠增大超聲波回波349的振幅。因此，與圖14A所示的超聲波檢測元件340同樣，能夠提高檢測感度。其中，在如圖14A所示在超聲波檢測元件中使用聲學(xué)透鏡351的情況下，在其界面稍稍發(fā)生超聲波回波349的反射。另一方面，在如圖14B所示在超聲波檢測元件中使用聲鏡361的情況下，沒有這樣的能量損失，因此能夠更有效地提高感度。另外，圖14B所示的超聲波檢測元件340a的構(gòu)造還可以考慮其他變形。接著對其進(jìn)行說明。
圖15A以及圖15B是表示本發(fā)明的實施方式3中的超聲波檢測元件的結(jié)構(gòu)的其他變形例的圖。其中，對于與圖12A同樣的要素賦予相同的符號，并省略詳細(xì)的說明。圖15A是表不使用楔形的空氣層的情況的結(jié)構(gòu)例的圖，圖15B是表不將聲匹配件表面設(shè)為楔形的情況的結(jié)構(gòu)例的圖。超聲波檢測元件340b具備突起狀的錐形部件，截面積朝向表示被檢體11的表面的振動的超聲波的傳播方向變??；以及鏡部件，配置在錐形部件的周圍，聲阻抗與錐形部件不同；在錐形部件的內(nèi)部傳播的超聲波由錐形部件與鏡部件的邊界面反射并且向所述第I反射元件傳播。具體而言，圖15A所示的超聲波檢測元件340b是通過將薄膜362與具有無數(shù)突起的聲匹配件364經(jīng)由突起貼合而成的構(gòu)造。聲匹配件364的突起相當(dāng)于本發(fā)明的錐形部件，構(gòu)成為截面積朝向膜362逐漸變小。空氣層363相當(dāng)于本發(fā)明的鏡部件，形成為楔形。另外，多層膜鏡241b形成在膜362上，以與聲匹配件364的突起對應(yīng)的方式被分割為檢測區(qū)域。如果超聲波回波349b入射到如此構(gòu)成的超聲波檢測元件340b的聲匹配件364，則超聲波回波349b由聲匹配件364與空氣層363之間的邊界反射。因此，超聲波回波349b按每個檢測區(qū)域收斂，在多層膜鏡241b的底面中超聲波回波349b的振幅增大。由此，空氣層242的間隔的變動幅度增大，能夠提高超聲波回波349b的檢測感度。進(jìn)而，在該結(jié)構(gòu)中，通過由空氣層363形成反射面，聲匹配件364更易于變形，具有能夠?qū)崿F(xiàn)高檢測感度的效果。其中，也可以構(gòu)成為如圖15B所示的超聲波檢測元件340c那樣，通過在膜362的表面配置的聲鏡365使被檢體11變形，而被檢體11形成突起部11a。此時，被檢體11與聲鏡365之間的間隙優(yōu)選通過能夠變形來填埋間隙的液體或凝膠狀的聲匹配件填埋。通過如此構(gòu)成，也能夠使超聲波回波349c收斂而增大振幅，因此能夠提高檢測感度。進(jìn)而，在該結(jié)構(gòu)中，使放大的超聲波回波349c直接傳播到膜362，因此具有能夠抑制損失的效果。其中，在本實施方式中，舉出對一個檢測區(qū)域配置一個襯墊的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明，但不必須在全部檢測區(qū)域中各配置一個襯墊。例如，也可以在多層膜鏡241a及多層膜鏡241b之間形成襯墊，對通過縫隙246分割的多層膜鏡241b的多層膜之中的至少相隔一個的多層膜鏡241b的一端進(jìn)行固定。而且，在未配置襯墊的檢測區(qū)域和配置襯墊的檢測區(qū)域中，優(yōu)選在未配置襯墊的檢測區(qū)域中，使超聲波收斂并傳播到各反射區(qū)域的中央或重心位置，由此所述第2多層膜鏡形變，對傳播的該超聲波進(jìn)行放大。通過如此構(gòu)成，抑制了超聲波回波在多層膜鏡241b的底面?zhèn)鞑r反射區(qū)域的傾斜，也增大了共振器長度的變動幅度，因此提高了檢測感度。另外，在本實施方式的超聲波檢測元件240、340、340a、340b、340c中，將共振器媒質(zhì)設(shè)為空氣層242，但也可以利用空氣以外的氣體以及液體構(gòu)成，能夠得到同樣的效果。另外，多層膜鏡241a以及多層膜鏡241b也可以使用金屬鏡、或者構(gòu)成為折射率在反射面內(nèi)周期性變化的光子晶體鏡或使用入射光的波長以下的微細(xì)柵格的亞波長柵格，能夠得到同樣的效果。(變形例I)在本實施方式中，此前說明了光探測器由法布里 珀羅共振器構(gòu)造構(gòu)成的情況。以下，作為變形例，說明光探測器由外差干涉系統(tǒng)構(gòu)成的情況。圖16A以及圖16B是表示本發(fā)明的實施方式3的變形例I中的光探測器以及接收部的結(jié)構(gòu)的圖。圖16A所示的結(jié)構(gòu)表示光探測器313以及接收部314的概略結(jié)構(gòu)圖，圖16B所示的結(jié)構(gòu)表示超聲波檢測元件331的概略結(jié)構(gòu)圖。在本變形例中，與實施方式3中的超聲波檢查裝置的結(jié)構(gòu)不同之處僅為光探測器313以及接收部314，其他部分相同因此省略說明。另外，與圖IlA以及圖IlB相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的符號，并省略說明。本變形例所涉及的超聲波檢查裝置10的光探測器313以及接收部314構(gòu)成為利用光外差法，來檢測被檢體11的表面由于超聲波而變動的情況。
在圖16A中，光探測器313與接收部314與圖12所示的結(jié)構(gòu)同樣，由光纖220及傳像束230連接。在本變形例中，接收部214的光源構(gòu)成為包括半導(dǎo)體激光器371和電流調(diào)制器372，通過電流調(diào)制器372在半導(dǎo)體激光器371的注入電流上重疊鋸齒狀的電流，射出以鋸齒狀對射出光的光頻率進(jìn)行了頻率調(diào)制的激光373。另外，在光纖220的射出端，配置有折射率分布型的GRIN透鏡，構(gòu)成為使從光纖220射出的光準(zhǔn)直。光探測器313具備將通過光纖220發(fā)送的激光373變換為線狀的平行光的導(dǎo)光棒374、以及超聲波檢測元件331。光探測器313構(gòu)成為將在超聲波檢測元件331的上表面380a出現(xiàn)的超聲波回波的波紋的圖像通過傳像束230傳送。超聲波檢測元件331例如由如圖16B所示的具有光外差干涉系統(tǒng)的構(gòu)造構(gòu)成。具體而言，超聲波檢測元件331具備導(dǎo)光板381，使從導(dǎo)光棒374射出的激光373從側(cè)面入射，并從一個主面381a射出；線柵偏振光板382,與導(dǎo)光板381的主面381a鄰接配置；反射板383，使透射了線柵偏振光板382透射的光反射；偏振光板384，隔著導(dǎo)光板381配置在線柵偏振光板382的相反側(cè)；以及屏幕385，對透射了偏振光板384的光進(jìn)行投影。導(dǎo)光棒374是形成了多個偏轉(zhuǎn)槽的構(gòu)造，通過全反射將入射到導(dǎo)光棒374的光偏轉(zhuǎn)大致90度，該偏轉(zhuǎn)槽具有相對于光射出的側(cè)面大致傾斜45度的傾斜面。在導(dǎo)光板381的對置面381b，形成有包括相對于主面381a傾斜大致45度的傾斜面的多個偏轉(zhuǎn)面381c。導(dǎo)光板381通過全反射將相對于主面381a大致平行入射的光向主面381a偏轉(zhuǎn)，從主面381a大致垂直射出。反射板383配置在具有無數(shù)突起的聲匹配件364的突起部的上表面，構(gòu)成為各突起部成為檢測區(qū)域。線柵偏振光板382與偏振光板384的透射軸構(gòu)成為偏移大致45度。另外，構(gòu)成為由線柵偏振光板382反射的激光373a的一部分、以及透射了線柵偏振光板382之后由反射板383反射的激光373b的一部分透射偏振光板384。接著，利用圖16A以及圖16B對于如此構(gòu)成的本變形例的超聲波檢測動作進(jìn)行說明。首先，從半導(dǎo)體激光器371，射出由電流調(diào)制器372對光頻率進(jìn)行了調(diào)制的激光373。該激光373經(jīng)由聚光透鏡223及光纖220供給至光探測器313。供給的激光373通過未圖示的GRIN透鏡準(zhǔn)直而從光纖220射出，由導(dǎo)光棒374變換為線狀的平行光，向超聲波檢測元件380入射。而且，向超聲波檢測元件331的導(dǎo)光板381入射的激光373由偏轉(zhuǎn)面381c偏轉(zhuǎn),從導(dǎo)光板381的主面381a大致垂直射出，由線柵偏振光板382透射一部分，并反射一部分。
由線柵偏振光板382反射的激光373a透射導(dǎo)光板381并入射到偏振光板384,透射了線柵偏振光板382的激光373b由反射板383反射，并再次經(jīng)由線柵偏振光板382、導(dǎo)光板381入射到偏振光板384。此時，如果來自被檢體11的超聲波回波349d傳遞到聲匹配件364，則按每個檢測區(qū)域，超聲波回波349d通過聲匹配件364的突起部收斂，振幅被放大而使反射板383振動。由此，由反射板383反射的激光373b由于多普勒頻移而光頻率稍稍偏移。到達(dá)了偏振光板384的激光373a與激光373b雖然偏振光正交,但偏振光板384的透射軸構(gòu)成為相對于這些偏振光成大致45度。因此,兩個激光都有一部分透射偏振光板384而被合波。被合波的激光373a以及激光373b成為相同的偏振光，因此在屏幕385上作為干涉光重合。該干涉光的強(qiáng)度分布經(jīng)由傳像束230發(fā)送到接收部314，由擴(kuò)大透鏡224擴(kuò)大，并由光檢測器225作為二維的強(qiáng)度分布接收。在此，在屏幕385上被觀測的某個區(qū)域的干涉光的強(qiáng)度成為與激光373a和激光 373b的光路長度差相應(yīng)的差頻信號，如果反射板383振動，則表現(xiàn)為差頻信號的頻率偏移。因此，根據(jù)由光檢測器225檢測到的信號對進(jìn)行了 FM調(diào)制的差頻信號進(jìn)行解調(diào)，從而能夠進(jìn)行二維面內(nèi)的回波信號的檢測。其中，在激光位移計等中使用的光外差法的結(jié)構(gòu)是在計測器的內(nèi)部分離參照光的結(jié)構(gòu)，因此存在以下問題計測器與測定物之間的振動所引起的噪聲與測定物單體的位移信息相加，而使S/N惡化。與此相對，本變形例的結(jié)構(gòu)構(gòu)成為檢測線柵偏振光板382與反射板383的相對位移或者振動，因此具有能夠減小由周圍環(huán)境的振動引起的噪聲的效果。如上所述，作為檢測超聲波的結(jié)構(gòu)，由于能夠利用光來進(jìn)行超聲波回波的檢測，因此在接收探測器中也不需要電布線，能夠使超聲波回波的接收點(diǎn)多點(diǎn)化，并且配置在大區(qū)域中。由此，能夠提高S/N，并且提高基于波束形成的分辨率。另外，超聲波檢測元件331相對于光源的波長寬度或制造不均等的精度寬松，生產(chǎn)性優(yōu)良。其中，本變形例的超聲波檢測元件240、340、340a、340b、340c、331在檢測中沒有使用機(jī)械性共振，無論超聲波的頻率如何，都能夠進(jìn)行檢測。因此，能夠與對應(yīng)于用途的多個頻率的超聲波探測器(發(fā)送探測器)組合使用。因此，針對使用多個頻率的不同的發(fā)送探測器的用戶，能夠削減探測器的成本。(變形例2)在圖16B所示的超聲波檢測元件331中，通過具備聲匹配件364和反射板383，來制作包括超聲波回波349d的振動的信息的差頻信號，但不限于此。由于只要能夠制作包括超聲波回波的振動的信息的差頻信號即可，因此也可以考慮不具備聲匹配件364和反射板383的其他結(jié)構(gòu)。將其一例作為變形例2在以下進(jìn)行說明。圖17是表示本發(fā)明的實施方式3的變形例2中的超聲波檢測元件的概略結(jié)構(gòu)的圖。其中，對于與圖16B同樣的要素賦予相同的符號，并省略詳細(xì)的說明。圖17所示的超聲波檢測元件331a與上述變形例I中的超聲波檢測元件331的結(jié)構(gòu)相比，僅在不具備聲匹配件364和反射板383而具備棒體386的方面結(jié)構(gòu)不同。其他部分相同，因此省略說明。在圖17所示的超聲波檢測元件331a中，由于能夠制作包括超聲波回波349e的振動的信息的差頻信號即可，因此構(gòu)成為通過棒體386使被檢體11變形，而被檢體11形成突起部lib。此時，被檢體11與棒體386之間的間隙成為空氣層387。其中，該空氣層387是通過棒體386使被檢體11變形時的間隙(空氣層)，因此也可以由液體或凝膠狀的聲匹配件填埋。通過如此構(gòu)成，也能夠通過由棒體386變形而成的被檢體11的突起部Ilb使超聲波回波349e收斂來增大振幅，因此具有能夠提高檢測感度的效果。(實施方式4)在實施方式I 3中，說明了超聲波探測器12由將多個振子二維排列而成的振子陣列構(gòu)成，各振子通過在由PZT(鈦酸鋯酸鉛)為代表的壓電陶瓷等構(gòu)成的壓電元件上形成 電極來構(gòu)成，但不限于此，也可以是其他結(jié)構(gòu)。在實施方式4中，說明與實施方式I 3中的超聲波探測器12不同的結(jié)構(gòu)。作為超聲波探測器12，由將多個振子二維排列而成的振子陣列構(gòu)成，因此需要對多個振子進(jìn)行高集成化，由于難以實現(xiàn)構(gòu)成振子的壓電元件的微細(xì)加工和向多個壓電元件的布線等理由，難以實現(xiàn)大型化。另外，即使實現(xiàn)了大型化，振子的數(shù)量也非常龐大，因此系統(tǒng)的成本和耗電有可能成為問題。由于這樣的理由，超聲波探測器12存在難以大型化且難以進(jìn)行大范圍的檢查的問題。與此相對，提出了適度對振子進(jìn)行間隔剔除而僅使用有效振子的以所謂稀疏方式構(gòu)成超聲波探測器12的方法。但是，在該稀疏方式中，由于稀疏化而限制了振子的數(shù)量，并且雖然能夠?qū)Υ蠓秶膮^(qū)域進(jìn)行扇形掃描，但即使增大掃描角，也無法在較淺的區(qū)域中檢查探測器周邊以外的區(qū)域。也就是說，以稀疏方式構(gòu)成超聲波探測器12雖然適于例如心臟檢查等從肋骨的間隙發(fā)送超聲波，但不適于乳房或腹部的檢查等從較淺的區(qū)域到較深的區(qū)域以大寬度進(jìn)行檢查的用途。因此，在本實施方式中，說明如下超聲波探測器以及具備該超聲波探測器的超聲波檢查裝置，該超聲波探測器以及具備該超聲波探測器的超聲波檢查裝置削減了高集成化所需的超聲波發(fā)送用的振子的數(shù)量而易于制造，并且能夠高速地進(jìn)行三維掃描，而且，能夠從較淺的區(qū)域到較深的區(qū)域以大寬度、大范圍進(jìn)行檢查。本實施方式中的超聲波檢查裝置與圖I所示的超聲波檢查裝置10相同，因此省略說明。其中，為了說明超聲波探測器的特征性結(jié)構(gòu)，將圖IA所示的超聲波探測器12作為超聲波探測器12a進(jìn)行說明。另外，為了簡化說明，以下將光探測器13作為以往類型的接收探測器913進(jìn)行說明。超聲波探測器12a具有能夠以二維或三維發(fā)送超聲波的振子群。振子群122由二維排列的多個振子(振子群)構(gòu)成，各振子通過在由PZT(鈦酸鋯酸鉛)為代表的壓電陶瓷等構(gòu)成的壓電元件上形成電極來構(gòu)成。該振子群122構(gòu)成為通過對各振子的電極施加從發(fā)送部18發(fā)送的施加了延遲處理的脈沖狀的電壓，從而產(chǎn)生超聲波脈沖，并且能夠使該超聲波聚焦以及偏轉(zhuǎn)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，振子群122能夠向三維方向發(fā)送超聲波26。另外，超聲波探測器12a構(gòu)成為通過設(shè)置多個振子群122，能夠向大范圍發(fā)送超聲波26。接收探測器913由具有多個檢測元件的檢測元件群132構(gòu)成，各檢測元件例如包括在壓電元件上形成電極而成的構(gòu)造，構(gòu)成為與振子群122具有相同的共振頻率。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，如果頻率與從振子群122發(fā)送的超聲波26相同的超聲波回波28傳播到檢測元件群132，則檢測元件的各壓電元件共振，分別由于壓電效果而產(chǎn)生電壓。各檢測元件構(gòu)成為通過檢查該電壓的變化，能夠檢測超聲波回波28。其中，接收探測器913也可以與上述相同，在與被檢體11之間，配置有傳遞由超聲波26引起的被檢體11的表面的位移(振動)的反射體43 (不圖示)。圖18A以及圖18B是表示本發(fā)明的實施方式4中的振子群以及檢測元件群的配置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖18A表示俯視圖，圖18B表示從圖18A的A方向觀察的截面圖。如圖18A所示，振子群122在被檢體11之上配置多個，在其周圍配置有檢測元件群132。另外，如圖18B所示，振子群122及檢測元件群132與被檢體11之間，配置有與振子群122對應(yīng)的聲學(xué)透鏡421。聲學(xué)透鏡421相當(dāng)于本發(fā)明中的超聲波偏轉(zhuǎn)元件，使超聲波探測器12a所發(fā)送的超聲波偏轉(zhuǎn)為大致垂直入射到被檢體U。具體而言，聲學(xué)透鏡421構(gòu)成為從超聲波探測器12a的振子群122發(fā)送的超聲波424大致垂直入射到被檢體11。其中，在配置有反射體43的情況下，也可以是，聲學(xué)透鏡421在反射體43與被檢 體11之間與反射體43 —體構(gòu)成，反射體43隔著聲學(xué)透鏡421與被檢體11密接配置。接著，具體說明如此構(gòu)成的本實施方式的超聲波檢查裝置的動作。首先，控制部19控制發(fā)送部18，以使發(fā)送部18在規(guī)定的定時產(chǎn)生驅(qū)動信號，發(fā)送部18進(jìn)行用于使超聲波聚焦以及偏轉(zhuǎn)的延遲處理，將進(jìn)行了延遲處理的驅(qū)動脈沖分別供給到超聲波探測器12a的多個振子群122。超聲波探測器12a按照從發(fā)送部18發(fā)送的驅(qū)動脈沖，從各振子群122向規(guī)定的方向發(fā)送超聲波424。接著，從振子群122發(fā)送的超聲波424通過圖18B所示的聲學(xué)透鏡421偏轉(zhuǎn)，大致垂直入射到被檢體11。入射的超聲波424由被檢體11內(nèi)部的聲阻抗不同的組織的界面反射，成為超聲波回波425而在被檢體11的表面?zhèn)鞑ィ陕晫W(xué)透鏡421再次偏轉(zhuǎn)而到達(dá)收發(fā)面426。到達(dá)了收發(fā)面426的超聲波回波425使檢測元件群132的各檢測元件的壓電元件機(jī)械性共振，根據(jù)由壓電效果產(chǎn)生的電壓的變動來檢測回波信號。一邊改變從振子群122發(fā)送的超聲波424的發(fā)送方向，一邊進(jìn)行該回波信號檢測動作。在此，圖18B的點(diǎn)線表示超聲波424的掃描范圍,如該點(diǎn)線所示,在從振子群122發(fā)送超聲波424的時刻，該掃描成為扇形掃描。但是，進(jìn)行了該扇形掃描的超聲波424通過由聲學(xué)透鏡421偏轉(zhuǎn)而大致垂直入射到被檢體內(nèi)，因此，在被檢體內(nèi)，以線性掃描的方式被掃描。如果如此進(jìn)行掃描，則具有以下效果與通常的扇形掃描相比，能夠擴(kuò)大被檢體11的較淺部分的掃描范圍。另外，在本結(jié)構(gòu)中，能夠使用多個振子群122來擴(kuò)大檢查區(qū)域，因此能夠消除檢查區(qū)域的間隙，并且也縮小重疊的部分，因此具有能夠高效地進(jìn)行檢查的效果。其中，以往，為了在這樣的二維的大區(qū)域中進(jìn)行線性掃描，需要在與掃描的區(qū)域相同大小的區(qū)域中以高密度排列振子，由于難以實現(xiàn)壓電元件的微細(xì)加工和布線等理由，難以實現(xiàn)。在本實施方式的結(jié)構(gòu)中，僅振子群122以高密度配置振子，而同樣使用壓電元件的檢測元件群132不必須以高密度排列檢測元件(壓電元件)。因此，能夠降低制造上的困難度，能夠各易地制造。另外，檢測元件群132不僅能夠以低密度排列檢測元件，而且也可以設(shè)為不規(guī)則地分散檢測元件而成的稀疏陣列。如果如此構(gòu)成，則能夠削減用于處理檢測數(shù)據(jù)的運(yùn)算量和存儲器，能夠削減成本及耗電。
再次返回關(guān)于超聲波檢查裝置的動作的說明。由接收探測器913檢測到的回波信號由接收部14進(jìn)行放大以及數(shù)字變換，并向信號處理部15發(fā)送。在信號處理部15中，該回波信號首先被存儲在存儲部15a中之后，由運(yùn)算處理部15b基于存儲部15a所存放的信號數(shù)據(jù)進(jìn)行定相相加即波束形成處理，得到的三維數(shù)據(jù)被存儲在圖像存儲器15c中。一邊對被檢體11內(nèi)進(jìn)行掃描，一邊進(jìn)行以上的動作，對檢查區(qū)域整體的信息進(jìn)行運(yùn)算并保存在圖像存儲器15c中。保存在圖像存儲器15c中的三維數(shù)據(jù)由圖像處理部16實施三維圖像的繪制處理，由圖像顯示部17顯示圖像。通過這樣的動作，能夠得到大范圍的超聲波圖像。以上，根據(jù)本實施方式的超聲波檢查裝置，通過使用多個振子群122，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的檢查區(qū)域。另外，能夠沒有間隙且減少重疊地配置各振子群122的掃描范圍，因此能夠高效地進(jìn)行檢查，能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行大范圍的檢查。另外，與實現(xiàn)同程度的檢查區(qū)域的線性掃描結(jié)構(gòu)相比，能夠大幅減少高密度排列的振子的數(shù)量，因此減輕了壓電元件的微細(xì)加工和布線的問題，能夠容易地制造。進(jìn)而，能夠與超聲波探測器12的振子群122分體形成 檢測元件群132，因此能夠使接收探測器913大開口化。由此，能夠提高基于波束形成的分辨率。其中，本實施方式的超聲波檢查裝置說明了通過具備聲學(xué)透鏡421來減少各振子群122 (超聲波探測器12a)的掃描范圍的間隙以及重疊，但不限于此。也可以是超聲波檢查裝置具備聲音耦合器(楔)，具有同樣的效果。圖19A以及圖19B是表示本發(fā)明的實施方式4中的振子群以及檢測元件群的其他配置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖19A表示俯視圖，圖19B表示從圖19A的B方向觀察的截面圖。在圖19A以及圖19B中，與圖18A以及圖18B的結(jié)構(gòu)不同之處僅為替代聲學(xué)透鏡421而具備聲音稱合器421a。其中,對于與圖18A以及圖18B同樣的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的符號,并省略說明。如圖19A以及圖19B所示，在振子群122a及檢測元件群132a與被檢體11之間，配置有聲音稱合器421a。聲音耦合器421a相當(dāng)于本發(fā)明中的超聲波偏轉(zhuǎn)元件，使超聲波探測器12a所發(fā)送的超聲波偏轉(zhuǎn)為大致垂直入射到被檢體11。另外，聲學(xué)透鏡421具有相對于被檢體11的表面傾斜的面，在該傾斜的面上配置有超聲波探測器12a的振子群122a。具體而言，聲音I禹合器421a具有相對于被檢體11的表面的傾斜面432a、432b、以及水平面433。而且，在傾斜面432a、432b上配置有振子群122a，在水平面433上配置有檢測元件群132a。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，超聲波424相對于被檢體11傾斜入射。而且，設(shè)定聲音耦合器321a的聲阻抗，以使傾斜入射的超聲波424在入射到被檢體11時發(fā)生折射，并向大致垂直方向偏轉(zhuǎn)。另外，傾斜面432a與傾斜面432b的傾斜方向相反，如圖19A的點(diǎn)線所示，構(gòu)成為超聲波424的發(fā)送方向相互相對，并且構(gòu)成為掃描范圍無間隙地重疊。如此構(gòu)成的聲音耦合器421a以及振子群122a在從振子群122a發(fā)送超聲波424的時刻為扇形掃描。但是，通過聲音耦合器421a與被檢體11之間的折射以及振子群122a的配置，能夠無間隙且減少重疊地配置各振子群的掃描范圍，因此能夠高效地進(jìn)行檢查，能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行大范圍的檢查。另外，僅振子群122a以高密度形成振子，因此也容易制造。另外，如圖18B所示，在超聲波檢查裝置具備聲學(xué)透鏡421的結(jié)構(gòu)中，在聲學(xué)透鏡421的界面稍稍發(fā)生超聲波回波25的反射。另一方面，在超聲波檢查裝置具備聲音耦合器421a的結(jié)構(gòu)中，沒有能量損失，因此具有能夠提高超聲波回波425的檢測感度的額外效果。其中，在本實施方式中，構(gòu)成為以壓電元件進(jìn)行超聲波的發(fā)送以及接收，但不限于此。例如，也可以使用利用微電機(jī)加工的電容型超聲波換能器(以下稱為CMUT)。在使用壓電元件的情況下，有可能發(fā)生由振子群與檢測元件群的共振頻率的偏差引起的感度下降，但CMUT的特性的不均較小，不容易發(fā)生由共振頻率的偏差引起的感度下降。(變形例I)以上構(gòu)成為由壓電元件進(jìn)行超聲波的接收，但不限于此。也可以如實施方式I 3所述，構(gòu)成為利用光來檢測超聲波。在以下的變形例I中，說明替代接收部14和接收探測器913而具備用于利用光來檢測超聲波的接收部314和光探測器413的結(jié)構(gòu)。·圖20A以及圖20B是表示本發(fā)明的實施方式4的變形例I中的超聲波檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。其中，對于與圖16A同樣的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的符號，并省略說明。圖20A表示光探測器413以及接收部314的概略結(jié)構(gòu)圖，圖20B表示檢測元件群132a的概略結(jié)構(gòu)圖。本變形例的結(jié)構(gòu)與實施方式4的結(jié)構(gòu)不同之處僅為光探測器413以及接收部314，其他部分相同因此省略說明。本變形例中的超聲波檢查裝置的光探測器413以及接收部314構(gòu)成為利用光外差法，檢測從被檢體11向圖19A以及圖19B所示的聲音耦合器421a傳播的超聲波所引起的振動。接收部314構(gòu)成為向光探測器413供給用于檢測超聲波回波的合適的光，并且將來自光探測器413的光輸出變換為電信號并輸出。在圖20A中，光探測器413與接收部214通過光纖220以及傳像束230連接，該傳像束230由數(shù)萬根光纖排列，能夠傳送圖像。接收部414的光源構(gòu)成為包括半導(dǎo)體激光器371和電流調(diào)制器372，通過電流調(diào)制器372在半導(dǎo)體激光器371的注入電流上重疊鋸齒狀的電流，射出將射出光的光頻率以鋸齒狀調(diào)制的激光373。另外，構(gòu)成為具有對從半導(dǎo)體激光器371射出的激光373進(jìn)行聚光的聚光透鏡223，通過光纖220發(fā)送激光373。另外，具備擴(kuò)大透鏡224，對由傳像束230傳送的圖像進(jìn)行擴(kuò)大；以及二維陣列的光檢測器225，由接收被擴(kuò)大的圖像的CCD、MOS型傳感器、或多個PD (光電二極管)構(gòu)成。光纖220的射出端構(gòu)成為配置有折射率分布型的GRIN透鏡，使從光纖220射出的光準(zhǔn)直。光探測器413具備將由光纖220發(fā)送的激光373變換為線狀的平行光的導(dǎo)光棒451、以及檢測元件群132a，通過傳像束230傳送在檢測元件群132a的上表面423a出現(xiàn)的超聲波回波的波紋的圖像。檢測元件群132a例如由圖20B所示的構(gòu)造構(gòu)成。具體而言，檢測元件群132a具備導(dǎo)光板461,使從導(dǎo)光棒451射出的激光443從側(cè)面入射，并從一個主面461a射出；線柵偏振光板462,與導(dǎo)光板461的主面461a鄰接配置；被分割的多個反射板463,使透射了線柵偏振光板462的光反射；偏振光板464,隔著導(dǎo)光板461配置在線柵偏振光板462的相反側(cè)；以及屏幕465，對透射了偏振光板464的光進(jìn)行投影。導(dǎo)光棒451是形成了多個偏轉(zhuǎn)槽的構(gòu)造，通過全反射使入射到導(dǎo)光棒451的光偏轉(zhuǎn)大致90度，該偏轉(zhuǎn)槽具有相對于光射出的側(cè)面傾斜大致45度的傾斜面。
在導(dǎo)光板461的對置面461b，形成有包括相對于主面461a傾斜大致45度的傾斜面的多個偏轉(zhuǎn)面461c，構(gòu)成為通過全反射使相對于主面461a大致平行入射的光向主面461a偏轉(zhuǎn)，并從主面461a大致垂直射出。另外，線柵偏振光板462和偏振光板464的透射軸構(gòu)成為大致偏移45度。另外，構(gòu)成為由線柵偏振光板462反射的激光443a的一部分、以及透射了線柵偏振光板462之后由反射板463反射的激光443b的一部分透射偏振光板464。接著，利用圖20A以及圖20B說明如此構(gòu)成的本變形例的超聲波檢測動作。首先，從半導(dǎo)體激光器371射出由電流調(diào)制器372對光頻率進(jìn)行了調(diào)制的激光373。該激光373經(jīng)由聚光透鏡223及光纖220供給到光探測器413。被供給的激光373通過未圖示的GRIN透鏡準(zhǔn)直并從光纖220射出，由導(dǎo)光棒451變換為線狀的平行光，并入射到檢測元件群132a。而且，入射到檢測元件群132a的導(dǎo)光板461的激光373由偏轉(zhuǎn)面461c偏轉(zhuǎn)，從導(dǎo)光板461的主面461a大致垂直射出，由線柵偏振光板462透射一部分,并反射一 部分。由線柵偏振光板462反射的激光373e透射導(dǎo)光板461并入射到偏振光板464,透射了線柵偏振光板462的激光373f由反射板463反射，并再次經(jīng)由線柵偏振光板462、導(dǎo)光板461入射到偏振光板464。此時，如果超聲波回波425傳遞到聲音稱合器421a的上表面,則反射板463振動，由反射板463反射的激光373f由于多普勒頻移而光頻率稍稍偏移。到達(dá)了偏振光板464的激光373e和激光373f雖然偏振光正交,但偏振光板464的透射軸構(gòu)成為相對于這些偏振光為大致45度。因此,兩個激光都有一部分透射偏振光板464而被合波。被合波的激光373e、激光373f成為相同的偏振光，因此在屏幕465上作為干涉光重合。該干涉光的強(qiáng)度分布經(jīng)由光纖220發(fā)送到接收部414，由擴(kuò)大透鏡224擴(kuò)大，并由光檢測器225作為二維的強(qiáng)度分布受光。在此，在屏幕465上觀測的某個區(qū)域的干涉光的強(qiáng)度成為與激光373e和激光373f的光路長度差相應(yīng)的差頻信號，如果反射板463振動，則表現(xiàn)為差頻信號的頻率偏移。因此，根據(jù)由光檢測器225檢測到的信號，對進(jìn)行了 FM調(diào)制的差頻信號進(jìn)行解調(diào)，從而能夠進(jìn)行二維面內(nèi)的回波信號的檢測。如上所述，本變形例的超聲波檢查裝置構(gòu)成為能夠光學(xué)性地檢測超聲波回波425。如果如此構(gòu)成，則在光探測器413中不需要壓電元件的微細(xì)加工和電布線，能夠使超聲波回波425的接收點(diǎn)多點(diǎn)化，并且能夠配置在大區(qū)域中。由此，能夠提高S/N，并且提高基于波束形成的分辨率。其中，本變形例中的應(yīng)用了光外差法的超聲波檢測的結(jié)構(gòu)也可以使用聲學(xué)透鏡來構(gòu)成。以下在變形例2中對其進(jìn)行說明。(變形例2)圖21A以及圖21B是表示本發(fā)明的實施方式4的變形例2中的超聲波檢查裝置的結(jié)構(gòu)的圖。其中，對于與圖20A以及圖20B相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的符號，并省略說明。圖21A表示接收部314以及包括振子群122的光探測器413a的概略結(jié)構(gòu)圖，圖21B表示包括振子群122的光探測器413a的概略結(jié)構(gòu)圖。在圖21A以及圖21B中，與圖20A以及圖20B不同之處僅為包括振子群122的光探測器413a和聲學(xué)透鏡482，其他部分相同因此省略說明。另外，對于與圖20A以及圖20B相同的構(gòu)成要素賦予相同的符號，并省略說明。如圖21A所示，光探測器413a具有檢測元件群132b、聲學(xué)透鏡482和振子群122，構(gòu)成為使從導(dǎo)光棒451射出的激光373入射，并由傳像束230傳送在檢測元件群132b的上表面出現(xiàn)的超聲波回波的波紋的圖像。 檢測元件群132b例如如圖21B所示，具備與圖20B所示的構(gòu)造相同的導(dǎo)光板461、線柵偏振光板462、偏振光板464和屏幕465。聲學(xué)透鏡482相當(dāng)于本發(fā)明的超聲波偏轉(zhuǎn)元件，由光學(xué)折射率相等且聲阻抗不同的2種以上透明部件的組合構(gòu)成。具體而言，聲學(xué)透鏡482由光學(xué)折射率相等且聲阻抗不同的2種透明部件482a和透明部件482b構(gòu)成，超聲波424發(fā)生折射，而激光373h不發(fā)生 折射。另外，在聲學(xué)透鏡482與被檢體11之間，配置有反射層483，構(gòu)成為與從被檢體11傳播的超聲波回波425相應(yīng)地振動，并且反射激光373h。另外，在聲學(xué)透鏡482的上表面，配置有振子群122。如此構(gòu)成的檢測元件群132b與圖18A以及圖18B所示的構(gòu)造相同，通過聲學(xué)透鏡482，能夠進(jìn)行線性掃描那樣的掃描，能夠向被檢體11大致垂直發(fā)送超聲波424。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，如果組合多個收發(fā)元件，則能夠高效地且在短時間內(nèi)進(jìn)行大范圍的檢查。另外，與圖20A以及圖20B所示的構(gòu)造相同，從被檢體11傳播的超聲波回波425所引起的振動傳遞到反射層483，將該信息傳達(dá)給由反射層483反射的激光373h，由此能夠檢測超聲波回波425。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要壓電元件的微細(xì)加工和電布線，能夠使超聲波回波425的接收點(diǎn)多點(diǎn)化，并且能夠配置在大區(qū)域中。由此，能夠提高S/N，并且提高基于波束形成的分辨率。在該結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而，在聲學(xué)透鏡482與被檢體11之間配置有反射層483，從被檢體11的內(nèi)部傳播而來的超聲波回波425能夠在由聲學(xué)透鏡482衰減或反射之前將信號(振動)傳達(dá)給激光373h。由此，能夠提高回波信號的檢測感度。以上，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)可在構(gòu)造上提高分辨率的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置，具有能夠得到高分辨率并且能夠縮短攝像時間的效果。更詳細(xì)而言，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，以大開口檢測來自被檢體的反射波(超聲波)，因此能夠得到比發(fā)送的超聲波的寬度高的分辨率。另外，由于能夠擴(kuò)大發(fā)送的超聲波的寬度，并且擴(kuò)大掃描間距，因此能夠減少進(jìn)行掃描時的超聲波的收發(fā)次數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)攝像時間的縮短。另外，通過構(gòu)成為利用光來檢測超聲波回波，能夠構(gòu)成為將多個接收點(diǎn)以二維排列。以上，基于實施方式，對于本發(fā)明的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于這些實施方式。只要不脫離本發(fā)明的主旨，對本實施方式實施了本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的各種變形而得到的方式，以及對不同實施方式中的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行組合而構(gòu)筑的方式，都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。也就是說，本發(fā)明的實施方式I 實施方式4所示的結(jié)構(gòu)為一個例子，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變更。另外，全部的結(jié)構(gòu)以何種方式組合皆可，顯然都能夠發(fā)揮本發(fā)明固有的效果。產(chǎn)業(yè)可利用性
本發(fā)明能夠適用于超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置，尤其能夠適用于高速進(jìn)行三維掃描并且希望擴(kuò)大檢查區(qū)域的超聲波探測器以及使用該超聲波探測器的超聲波檢查裝置。附圖標(biāo)記說明10超聲波檢查裝置11被檢體I la、I Ib 突起部12、12a 超聲波探測器13、13a、13b、13c、13d、213、313、413、413a 光探測器 14、214、314、414 接收部15信號處理部15a存儲部15b運(yùn)算處理部15c圖像存儲器16圖像處理部17圖像顯示部18發(fā)送部19控制部25、28、49、249、349、349b、349c、349d、349e、425 超聲波回波26、424 超聲波30、372 電流調(diào)制器31、371半導(dǎo)體激光32、231準(zhǔn)直透鏡33偏振光波束分光器34 1/4 波長板35、36 透鏡37透鏡陣列38、24 5 襯墊39 鏡40 光闌41、232 半反鏡42、225光檢測器43反射體44、222、373、373a、373b、373c、373d、373e、373f、373g、373h、443、443a、443b 激光45檢測光45a透射光46參照光51、52信號波形
57偏振光反射板61光纖束64發(fā)送光纖65接收光纖71、374、451 導(dǎo)光棒72面狀檢測部73、381、461 導(dǎo)光板73a、461a、381a 主面73b、46 lb、38 Ib 對置面 73c,461c,381c 偏轉(zhuǎn)面74、384、464 偏振光板75 視野角控制板121 振子122、122a 振子群131接收點(diǎn)132、132a、132b 檢測元件群220 光纖221 光源223、323 聚光透鏡224擴(kuò)大透鏡230傳像束233波束擴(kuò)展器234成像透鏡240、331、331a、340、340a、340b、340c、380 超聲波檢測元件241a多層膜鏡241b多層膜鏡242空氣層243 基板244、344、364 聲匹配件246 縫隙247a、247b 分光特性248 波線321a、421a聲首稱合器351、421、482 聲學(xué)透鏡361、365 聲鏡362 膜363,387 空氣層380a、423a 上表面382、462線柵偏振光板
383、463 反射板386 棒體385,465 屏幕426收發(fā)面432a、432b 傾斜面433水平面482a、482b 透明部件483反射層 913接收探測器
權(quán)利要求
1.一種超聲波探測器，具備 超聲波發(fā)送部，向被檢體發(fā)送超聲波；以及 超聲波檢測部，利用光來檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波； 所述超聲波檢測部的用于檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波的區(qū)域的面積，大于所述超聲波發(fā)送部的用于向所述被檢體發(fā)送超聲波的區(qū)域的面積。
2.如權(quán)利要求I所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波檢測部具備 光源； 光學(xué)系統(tǒng)，將所述光源所射出的光向所述被檢體上照射；以及 受光元件，接收來自所述被檢體上的反射光，檢測與該反射光相應(yīng)的信號； 所述超聲波檢測部根據(jù)由所述受光元件檢測的信號的變化，來檢測傳播到所述被檢體的表面的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動，由此檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波檢測部還具有反射體，該反射體在被檢體上與所述被檢體密接配置，按照由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動，反射向所述被檢體上照射的光； 所述超聲波檢測部通過受光元件接收由所述反射體反射的光作為所述反射光，來檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。
4.如權(quán)利要求2或3所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波檢測部具備光分支元件，該光分支元件將所述光源所射出的光分支為檢查用的第I光和參照用的第2光； 所述光學(xué)系統(tǒng)將由所述光分支元件分支的所述第I光向所述被檢體上照射，并且將在所述被檢體上反射的所述第I光與由所述光分支元件分支的所述第2光合波而成的光作為所述反射光，使所述受光元件接收； 所述合波而成的反射光具有與所述反射的第I光和所述第2光的光頻率之差相應(yīng)的差頻，被按照傳播到所述被檢體的表面的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動進(jìn)行頻率調(diào)制； 所述超聲波檢測部根據(jù)由所述受光元件檢測的所述合波而成的反射光的頻率調(diào)制所引起的信號的變化，來檢測傳播到所述被檢體的表面的超聲波所引起的所述被檢體的表面的振動，由此檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。
5.如權(quán)利要求4所述的超聲波探測器，其中， 所述光分支元件由半透射元件構(gòu)成，該半透射元件透射所述光源所射出的光的一部分作為所述第I光，反射其他部分作為所述第2光。
6.如權(quán)利要求3所述的超聲波探測器，其中， 所述反射體具有多個區(qū)域，具備 超聲波收斂部，與所述被檢體密接形成，按所述多個檢測區(qū)域中的每個檢測區(qū)域使表示所述被檢體的表面的振動的超聲波收斂；以及 第I反射元件，形成在所述超聲波收斂部的與所述被檢體不密接側(cè)的面上，反射向所述被檢體上照射的光； 所述超聲波收斂部按所述多個檢測區(qū)域中的每個檢測區(qū)域使表示所述被檢體的表面的振動的超聲波收斂，并向所述第I反射元件放大傳播； 所述第I反射元件以與放大的該超聲波相應(yīng)變化的反射率，反射向所述被檢體上照射的光。
7.如權(quán)利要求6所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波收斂部由聲學(xué)透鏡構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波收斂部具備 突起狀的錐形部件，截面積朝向表示所述被檢體的表面的振動的超聲波的傳播方向變??；以及 鏡部件，配置在所述錐形部件的周圍，聲阻抗與所述錐形部件不同； 在所述錐形部件的內(nèi)部傳播的該超聲波由所述錐形部件與所述鏡部件的邊界面反射并且向所述第I反射元件傳播。
9.如權(quán)利要求8所述的超聲波探測器，其中， 所述鏡部件由空氣層構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求6所述的超聲波探測器，其中， 所述第I反射元件具有 第I多層膜及第2多層膜，通過將具有不同折射率的膜交替層疊來形成； 縫隙，用于按所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域分割所述第2多層膜；以及襯墊，形成在所述第I多層膜及所述第2多層膜之間，對由所述縫隙分割的所述第2多層膜的一端進(jìn)行固定； 所述襯墊在第I多層膜及所述第2多層膜之間構(gòu)成空間； 所述第I反射元件將由所述超聲波收斂部收斂的所述超聲波向被分割的所述第2多層膜鏡的未固定的另一端附近傳播，從而所述第2多層膜鏡形變，對被傳播的該超聲波進(jìn)行放大。
11.如權(quán)利要求6所述的超聲波探測器，其中， 所述第I反射元件具有 第I多層膜及第2多層膜，通過將具有不同折射率的膜交替層疊來形成； 縫隙，用于按所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域分割所述第2多層膜；以及襯墊，形成在所述第I多層膜及所述第2多層膜之間，對由所述縫隙分割的所述第2多層膜之中的相隔至少一個的該第2多層膜的一端進(jìn)行固定； 所述第I反射元件將由所述超聲波收斂部收斂的所述超聲波向被分割的該第2多層膜鏡的中央或重心位置傳播，從而所述第2多層膜鏡形變，對被傳播的該超聲波進(jìn)行放大。
12.如權(quán)利要求6所述的超聲波探測器，其中， 所述光源射出波長寬度窄的所述光； 所述第I反射元件具有 第I多層膜及第2多層膜，通過將具有不同折射率的膜交替層疊來形成，具有大致相等的反射特性；以及基板，形成有所述第I多層膜，入射來自所述光源的照明光； 所述第I多層膜與所述第2多層膜對置配置以便構(gòu)成共振器構(gòu)造； 通過由所述超聲波收斂部收斂的所述超聲波傳播，從而使所述第I反射元件的所述共振器構(gòu)造的共振器長度變動，并使反射光量變動，該反射光量是反射向所述被檢體上照射的光的反射光量。
13.如權(quán)利要求10 12中任一項所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波檢測部在調(diào)整所述光源所射出的所述光的波長以使所述第I反射元件的反射率成為最小之后，利用光來檢測由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波。
14.如權(quán)利要求3 5中任一項所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波探測器還具備超聲波偏轉(zhuǎn)元件，該超聲波偏轉(zhuǎn)元件使所述超聲波發(fā)送部所發(fā)送的超聲波偏轉(zhuǎn)為大致垂直入射到所述被檢體； 所述超聲波發(fā)送部具有能夠以二維或三維發(fā)送超聲波的振子群； 所述超聲波偏轉(zhuǎn)元件在所述反射體與所述被檢體之間與所述反射體一體構(gòu)成； 所述反射體隔著所述超聲波偏轉(zhuǎn)元件，與所述被檢體密接配置。
15.如權(quán)利要求14所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波偏轉(zhuǎn)元件包括聲學(xué)透鏡。
16.如權(quán)利要求14所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波偏轉(zhuǎn)兀件包括聲音稱合器，該聲音稱合器具有相對于所述被檢體的表面傾斜的面，在該傾斜的面上配置有所述超聲波發(fā)送部的振子群。
17.如權(quán)利要求14所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波探測器具有多個所述超聲波發(fā)送部； 所述超聲波偏轉(zhuǎn)元件形成為無間隙地構(gòu)成所述多個超聲波發(fā)送部的在所述被檢體內(nèi)部的超聲波的掃描范圍。
18.如權(quán)利要求14或15所述的超聲波探測器，其中， 所述超聲波偏轉(zhuǎn)元件包括由光學(xué)折射率相等且音速不同的兩種以上的透明部件的組合構(gòu)成的聲學(xué)透鏡； 所述聲學(xué)透鏡構(gòu)成為使所述超聲波折射，而不使所述照明光折射。
19.一種超聲波檢查裝置，具備權(quán)利要求2 18中任一項所述的超聲波探測器。
20.如權(quán)利要求19所述的超聲波檢查裝置，其中，具有 檢查部，與所述被檢體密接使用，構(gòu)成所述超聲波發(fā)送部以及所述超聲波檢測部的一部分；以及 主體部，至少構(gòu)成所述超聲波發(fā)送部以及所述超聲波檢測部的其他部分； 所述主體部至少具有所述光源、所述受光元件、以及所述光學(xué)系統(tǒng)的一部分。
21.如權(quán)利要求19或20所述的超聲波檢查裝置，其中， 還具備控制部，該控制部對所述超聲波發(fā)送部發(fā)送超聲波的定時進(jìn)行控制； 所述控制部按照所述超聲波發(fā)送部發(fā)送超聲波之后的經(jīng)過時間，控制從所述光源射出的光的光量。
22.如權(quán)利要求19 21中任一項所述的超聲波檢查裝置，其中， 所述超聲波檢查裝置還具備信號處理部，該信號處理部基于由所述超聲波檢測部檢測出的由所述被檢體內(nèi)部的組織反射的超聲波，進(jìn)行定相相加，得到所述被檢體內(nèi)部的信息； 所述超聲波檢查裝置顯示由所述信號處理部得到的所述被檢體內(nèi)部的信息。
全文摘要
目的在于提供一種能夠在構(gòu)造上提高分辨率的超聲波探測器。該超聲波探測器具備向被檢體(11)發(fā)送超聲波的超聲波探測器(12)、以及利用光來檢測由被檢體(11)內(nèi)部的組織反射的超聲波的光探測器(13)，所述超聲波探測器(12)的開口大于所述光探測器(13)的開口。由此，通過大開口來檢測來自被檢體(11)的反射波(超聲波)，因此能夠得到比發(fā)送的超聲波的寬度高的分辨率。
文檔編號G01N29/00GK102946809SQ201180003578
公開日2013年2月27日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者永田貴之, 門脅慎一, 古屋博之 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社