特開 2024-11846 超音波測定装置、方法、プログラム、記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024011846

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】超音波測定装置、方法、プログラム、記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/24 20060101AFI20240118BHJP

   A61B 8/00 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

G01N29/24

A61B8/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114129

(22)【出願日】2022-07-15

(71)【出願人】

【識別番号】390005175

【氏名又は名称】株式会社アドバンテスト

(74)【代理人】

【識別番号】100097490

【弁理士】

【氏名又は名称】細田 益稔

(74)【代理人】

【識別番号】100113354

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 総

(72)【発明者】

【氏名】伊田 泰一郎

【テーマコード（参考）】

2G047

4C601

【Ｆターム（参考）】

2G047AA12

2G047AC13

2G047BC03

2G047BC13

2G047CA04

2G047EA13

2G047GB25

2G047GF06

2G047GF18

2G047GG02

2G047GG28

2G047GJ28

4C601DE16

4C601EE11

4C601GB32

(57)【要約】

【課題】音響レンズの焦点を自動的に合わせる。
【解決手段】超音波測定装置１は、測定対象２から出力された超音波Ｐ２を受けるレンズ１０ｃと、レンズ１０ｃが受けた超音波Ｐ２を時間に対応付けて測定する超音波測定部１２と、超音波Ｐ２が測定対象２より出力されてからレンズ１０ｃの焦点距離ｆｄを進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれているか否かを判定する超音波判定部１２と、超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれていると判定されるように、レンズ１０ｃを移動させるレンズ移動部１６と、超音波パルスＰ１を出力する測定用ヘッド１０を備え、超音波Ｐ２は超音波パルスＰ１が測定対象２によって反射されたものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、
前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定部と、
前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定部と、
前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させるレンズ移動部と、
を備えた超音波測定装置。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波測定装置であって、
超音波パルスを出力する超音波パルス出力部を備え、
前記超音波は、前記超音波パルスが前記測定対象によって反射されたものである超音波測定装置。

【請求項3】

請求項２に記載の超音波測定装置であって、
前記超音波パルス出力部が前記超音波パルスを出力した時点に前記焦点距離の２倍を音速で割った値を加えたものから所定範囲内の時間を、前記経過時点とみなす超音波測定装置。

【請求項4】

請求項１に記載の超音波測定装置であって、
パルス光を出力するパルス光出力部を備え、
前記超音波は、前記パルス光により前記測定対象において発生した光音響波である超音波測定装置。

【請求項5】

請求項４に記載の超音波測定装置であって、
前記パルス光出力部が前記パルス光を出力した時点に前記焦点距離を音速で割った値を加えたものから所定範囲内の時間を、前記経過時点とみなす超音波測定装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
前記レンズ移動部が、前記レンズを前記測定対象に近づけるように移動させる超音波測定装置。

【請求項7】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
前記レンズ移動部が、前記レンズを前記測定対象から遠ざかるように移動させる超音波測定装置。

【請求項8】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
前記経過時点において前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定された後に、前記レンズ移動部が、さらに前記レンズを前記測定対象に近づける超音波測定装置。

【請求項9】

請求項１ないし５のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
前記経過時点において前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定された後に、前記レンズ移動部が、さらに前記レンズを前記測定対象から遠ざける超音波測定装置。

【請求項10】

測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、前記レンズを移動させるレンズ移動部とを有する超音波測定装置を用いた超音波測定方法であって、
前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定工程と、
前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定工程の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定工程と、
を備え、
前記レンズ移動部が、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させる超音波測定方法。

【請求項11】

測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、前記レンズを移動させるレンズ移動部とを有する超音波測定装置を用いた超音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、
前記超音波測定処理が、
前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定工程と、
前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定工程の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定工程と、
を備え、
前記レンズ移動部が、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させるプログラム。

【請求項12】

測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、前記レンズを移動させるレンズ移動部とを有する超音波測定装置を用いた超音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、
前記超音波測定処理が、
前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定工程と、
前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定工程の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定工程と、
を備え、
前記レンズ移動部が、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させる記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波の測定に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、超音波を被測定物に与えてその反射波を測定する技術（例えば、特許文献１および特許文献３を参照）およびパルス光を被測定物に与えることにより生じた光音響波を測定する技術（例えば、特許文献２を参照）が知られている。

【0003】

また、光音響波を音響レンズによって測定し、音響レンズの焦点の位置を表示する技術も知られている（例えば、特許文献４を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－５５９８４号公報

【特許文献2】特開２０１８－８０４０号公報

【特許文献3】特開平７－２２９７０５号公報

【特許文献4】特開２０２０－１５６７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、音響レンズの焦点の位置が表示されても、音響レンズの焦点を被測定物に合わせるのは、ユーザが自ら手動で行わなければならず、手間がかかる。

【0006】

そこで、本発明は、音響レンズの焦点を自動的に合わせることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明にかかる超音波測定装置は、測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定部と、前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定部と、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させるレンズ移動部とを備えるように構成される。

【0008】

上記のように構成された超音波測定装置によれば、レンズが、測定対象から出力された超音波を受ける。超音波測定部が、前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する。超音波判定部が、前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する。レンズ移動部が、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させる。

【0009】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、超音波パルスを出力する超音波パルス出力部を備え、前記超音波は、前記超音波パルスが前記測定対象によって反射されたものであるようにしてもよい。

【0010】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、前記超音波パルス出力部が前記超音波パルスを出力した時点に前記焦点距離の２倍を音速で割った値を加えたものから所定範囲内の時間を、前記経過時点とみなすようにしてもよい。

【0011】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、パルス光を出力するパルス光出力部を備え、前記超音波は、前記パルス光により前記測定対象において発生した光音響波であるようにしてもよい。

【0012】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、前記パルス光出力部が前記パルス光を出力した時点に前記焦点距離を音速で割った値を加えたものから所定範囲内の時間を、前記経過時点とみなすようにしてもよい。

【0013】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、前記レンズ移動部が、前記レンズを前記測定対象に近づけるように移動させるようにしてもよい。

【0014】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、前記レンズ移動部が、前記レンズを前記測定対象から遠ざかるように移動させるようにしてもよい。

【0015】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、前記経過時点において前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定された後に、前記レンズ移動部が、さらに前記レンズを前記測定対象に近づけるようにしてもよい。

【0016】

なお、本発明にかかる超音波測定装置は、前記経過時点において前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定された後に、前記レンズ移動部が、さらに前記レンズを前記測定対象から遠ざけるようにしてもよい。

【0017】

本発明は、測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、前記レンズを移動させるレンズ移動部とを有する超音波測定装置を用いた超音波測定方法であって、前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定工程と、前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定工程の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定工程と、を備え、前記レンズ移動部が、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させる超音波測定方法である。

【0018】

本発明は、測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、前記レンズを移動させるレンズ移動部とを有する超音波測定装置を用いた超音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、前記超音波測定処理が、前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定工程と、前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定工程の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定工程と、を備え、前記レンズ移動部が、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させるプログラムである。

【0019】

本発明は、測定対象から出力された超音波を受けるレンズと、前記レンズを移動させるレンズ移動部とを有する超音波測定装置を用いた超音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、前記超音波測定処理が、前記レンズが受けた前記超音波を時間に対応付けて測定する超音波測定工程と、前記超音波が前記測定対象より出力されてから前記レンズの焦点距離を進行するためにかかる時間が経過した経過時点において、前記超音波測定工程の測定結果に前記超音波が含まれているか否かを判定する超音波判定工程と、を備え、前記レンズ移動部が、前記超音波測定部の測定結果に前記超音波が含まれていると判定されるように、前記レンズを移動させる記録媒体である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第一の実施形態にかかる超音波測定装置１の構成を示す機能ブロック図である。

【図2】本発明の第一の実施形態にかかる測定用ヘッド１０の断面図である。

【図3】本発明の第二の実施形態にかかる超音波測定装置１の構成を示す機能ブロック図である。

【図4】本発明の第二の実施形態にかかる測定用ヘッド１０の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

【0022】

第一の実施形態
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる超音波測定装置１の構成を示す機能ブロック図である。図２は、本発明の第一の実施形態にかかる測定用ヘッド１０の断面図である。

【0023】

第一の実施形態にかかる超音波測定装置１は、測定用ヘッド（超音波パルス出力部）１０、超音波測定部１２、超音波判定部１４、レンズ移動部１６を備える。

【0024】

測定用ヘッド（超音波パルス出力部）１０は、超音波パルスＰ１を出力する。測定用ヘッド１０は、測定対象２に接している。測定対象２は、例えば皮膚であり、上に凸に湾曲している。測定用ヘッド１０は、スペーサ１０ａ、センサ１０ｂ、レンズ１０ｃ、水１０ｄを有する。

【0025】

スペーサ１０ａは、その底部に薄膜（図示省略）を有しており、薄膜が測定対象２の表面に沿って湾曲している。スペーサ１０ａ内には、水１０ｄが収容されている。図１においては、レンズ１０ｃの焦点ｆｐが測定対象２の表面に合っているが、このような場合、センサ１０ｂの先端およびレンズ１０ｃが水１０ｄ内に収容されている。

【0026】

レンズ１０ｃは、測定対象２から出力された超音波Ｐ２（図１参照）を受ける。なお、超音波Ｐ２は、超音波パルスＰ１が測定対象２によって反射されたものである。また、レンズ１０ｃの焦点距離をｆｄという。

【0027】

センサ１０ｂは、超音波センサであり、レンズ１０ｃが受けた超音波Ｐ２を受け、電気信号に変換し、超音波測定部１２に与える。なお、第一の実施形態においては、センサ１０ｂとレンズ１０ｃとが別体であるが、センサ１０ｂ自体が湾曲してレンズとなっていてもよい。また、第一の実施形態においては、センサ１０ｂとレンズ１０ｃとが接しているが、センサ１０ｂが平板状になっていてレンズ１０ｃとは離れているようにしてもよい。

【0028】

超音波測定部１２は、レンズ１０ｃが受けた超音波Ｐ２を時間に対応付けて測定する。

【0029】

超音波判定部１４は、超音波Ｐ２が測定対象２より出力（反射）されてからレンズ１０ｃの焦点距離ｆｄを進行するためにかかる時間（ｆｄ／Ｖｓ、ただしＶｓは音速）が経過した経過時点において、超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれているか否かを判定する。超音波Ｐ２が含まれているか否かは、一例としては、測定結果（またはその特定の周波数の成分）のパワーが所定の閾値を超えたか否かにより判定できる。

【0030】

ただし、超音波パルス出力部（測定用ヘッド１０）が超音波パルスを出力した時点ｔ０に、焦点距離ｆｄの２倍を音速Ｖｓで割った値を加えたものから、所定範囲内（±Δｔ）の時間を、経過時点とみなす。すなわち、ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ－Δｔ以後かつ、ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ＋Δｔ以前であれば、経過時点とみなす。

【0031】

レンズ１０ｃの焦点ｆｐが測定対象２の表面に合っている場合、超音波パルス出力部（測定用ヘッド１０）が超音波パルスを出力した時点ｔ０から、焦点距離ｆｄを音速Ｖｓで割った値を加えた時点（ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ）で、超音波パルスＰ１が測定対象２に到達し、かつ超音波Ｐ２が測定対象２より出力（反射）される。さらに、超音波Ｐ２が測定対象２より出力（反射）された時点（ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ）に、焦点距離ｆｄを音速Ｖｓで割った値を加えた時点（ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ）で、超音波Ｐ２がレンズ１０ｃに到達する。ただし、水１０ｄの水温等による音速Ｖｓの変動等を考慮して、ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓから所定範囲内（±Δｔ）であれば、レンズ１０ｃの焦点ｆｐが測定対象２の表面に合っていると考えられる。

【0032】

レンズ移動部１６は、超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれていると判定されるように、レンズ１０ｃを移動させる。これにより、レンズ１０ｃの焦点ｆｐを測定対象２の表面に合わせることができる。

【0033】

例えば、レンズ１０ｃを測定対象２から充分に遠ざけておいてから（焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも上にある）、レンズ移動部１６がレンズ１０ｃを測定対象２に近づけるようにＺ方向（高さ方向）に移動させる。または、レンズ１０ｃを測定対象２に充分に近づけておいてから（焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも下にある）、レンズ移動部１６がレンズ１０ｃを測定対象２から遠ざかるようにＺ方向（高さ方向）に移動させる。

【0034】

次に、第一の実施形態の動作を説明する。

【0035】

まず、測定用ヘッド１０のレンズ１０ｃを測定対象２から充分に遠ざけておく。少なくとも、焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも上にあるようにしておく。

【0036】

次に、超音波パルス出力部（測定用ヘッド１０）のレンズ１０ｃから超音波パルスＰ１を測定対象２に向けて出射する（出射時点ｔ０）。超音波パルスＰ１は測定対象２の表面により反射され（超音波Ｐ２）、レンズ１０ｃに向かう。超音波Ｐ２がレンズ１０ｃに到達する時点は、ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓよりも後となる。

【0037】

レンズ１０ｃが受けた超音波Ｐ２は、センサ１０ｂにより電気信号に変換され、超音波測定部１２に与えられる。超音波測定部１２の測定結果は、超音波判定部１４に与えられ、経過時点（ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ）において、超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれていないと判定される。

【0038】

この判定を受け、レンズ移動部１６によって、レンズ１０ｃが測定対象２に近づくようにＺ方向（高さ方向）に移動する。

【0039】

すると、やがて、焦点ｆｐが測定対象２の表面に合う（図１参照）。

【0040】

超音波パルス出力部（測定用ヘッド１０）のレンズ１０ｃから超音波パルスＰ１を測定対象２に向けて出射する（出射時点ｔ０）。超音波パルスＰ１は測定対象２の表面により反射され（超音波Ｐ２）、レンズ１０ｃに向かう。超音波Ｐ２がレンズ１０ｃに到達する時点は、音速Ｖｓの変動等を考慮しても、ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ－Δｔ以後かつｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ＋Δｔ以前となる。

【0041】

レンズ１０ｃが受けた超音波Ｐ２は、センサ１０ｂにより電気信号に変換され、超音波測定部１２に与えられる。超音波測定部１２の測定結果は、超音波判定部１４に与えられ、経過時点（ｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ－Δｔ以後かつｔ０＋２ｆｄ／Ｖｓ＋Δｔ以前）において、超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれていると判定される。

【0042】

この判定を受け、焦点ｆｐが測定対象２の表面に合ったまま、レンズ１０ｃは停止する。

【0043】

なお、測定用ヘッド１０のレンズ１０ｃを測定対象２に充分に近づけておき（少なくとも、焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも下にあるようにしておく）、レンズ移動部１６によって、レンズ１０ｃが測定対象２から遠ざかるようにＺ方向（高さ方向）に移動するようにしても同様に、焦点ｆｐが測定対象２の表面に合ったまま、レンズ１０ｃが停止する。

【0044】

第一の実施形態によれば、レンズ１０ｃの焦点ｆｐを自動的に測定対象２の表面に合わせることができる。

【0045】

なお、第一の実施形態には、以下に示すような色々な変形例が考えられる。

【0046】

変形例１
焦点ｆｐが測定対象２の表面に合い、経過時点において超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれていると超音波判定部１４によって判定されるまでは、第一の実施形態と同様である。

【0047】

変形例１においては、この後に、レンズ移動部１６が、さらにレンズ１０ｃを測定対象２に近づける。

【0048】

変形例１によれば、測定対象２の表面に焦点ｆｐを合わせてから、さらに測定対象２の内部（例えば、皮下組織(特に、皮下脂肪)）に焦点ｆｐを合わせることができる。

【0049】

皮膚は、表皮、真皮および皮下組織を有する。超音波は、皮下組織(特に、皮下脂肪)において大きく減衰する。よって、皮下組織を超音波により測定するためには、真皮の深い部分または皮下組織に焦点ｆｐを合わせることが好ましい。そこで、上記のように、測定対象２の内部（例えば、皮下組織(特に、皮下脂肪)）に焦点ｆｐを合わせることが、皮下組織の測定には好ましい。

【0050】

変形例２
焦点ｆｐが測定対象２の表面に合い、経過時点において超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれていると超音波判定部１４によって判定されるまでは、第一の実施形態と同様である。

【0051】

変形例２においては、この後に、レンズ移動部１６が、レンズ１０ｃを測定対象２から遠ざける。

【0052】

変形例２によれば、測定対象２の全体が焦点ｆｐよりも下に位置することになる。測定対象２が焦点ｆｐより上の部分と下の部分とが存在すると、測定対象２の画像処理が困難となるところ、測定対象２の全体が焦点ｆｐよりも下に位置するので、測定対象２の画像処理を容易なものとすることができる。

【0053】

第二の実施形態
第二の実施形態にかかる超音波測定装置１は、測定対象２から光音響波ＡＷを受ける点が、測定対象２から超音波Ｐ２を受ける第一の実施形態と異なる。

【0054】

図３は、本発明の第二の実施形態にかかる超音波測定装置１の構成を示す機能ブロック図である。図４は、本発明の第二の実施形態にかかる測定用ヘッド１０の断面図である。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。

【0055】

第二の実施形態にかかる超音波測定装置１は、測定用ヘッド１０、超音波測定部１２、超音波判定部１４、レンズ移動部１６を備える。

【0056】

測定用ヘッド１０は、パルス光Ｐを出力する。測定用ヘッド１０は、測定対象２に接している。測定対象２は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。測定用ヘッド１０は、スペーサ１０ａ、レンズ１０ｃ、水１０ｄ、光ファイバ（パルス光出力部）１０ｅ、光ファイバ保持部１０ｆ、出力端１０ｇを有する。

【0057】

スペーサ１０ａおよび水１０ｄは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。

【0058】

光ファイバ（パルス光出力部）１０ｅは、出力端１０ｇから、パルス光Ｐを出力する。なお、パルス光Ｐの出力方向はＺ方向とする。また、測定対象２がパルス光Ｐを受けると、光音響波ＡＷを発生する。光ファイバ保持部１０ｆは、光ファイバ１０ｅの周囲に配置され、光ファイバ１０ｅを保持する。

【0059】

図４においては、レンズ１０ｃの焦点ｆｐが測定対象２の表面に合っているが、このような場合、光ファイバ保持部１０ｆの先端およびレンズ１０ｃが水１０ｄ内に収容されている。

【0060】

レンズ１０ｃは、測定対象２から出力された超音波（光音響波ＡＷ）（図３および図４参照）を受ける。なお、光音響波ＡＷは、パルス光Ｐにより測定対象２において発生したものである。また、レンズ１０ｃの焦点距離は、第一の実施形態と同様に、ｆｄという。

【0061】

センサ１０ｂは、レンズ１０ｃが受けた超音波（光音響波ＡＷ）を受けること以外は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。

【0062】

超音波測定部１２は、レンズ１０ｃが受けた超音波（光音響波ＡＷ）を時間に対応付けて測定する。

【0063】

超音波判定部１４は、超音波（光音響波ＡＷ）が測定対象２より出力されてからレンズ１０ｃの焦点距離ｆｄを進行するためにかかる時間（ｆｄ／Ｖｓ）が経過した経過時点において、超音波測定部１２の測定結果に超音波Ｐ２が含まれているか否かを判定する。超音波（光音響波ＡＷ）が含まれているか否かは、一例としては、測定結果（またはその特定の周波数の成分）のパワーが所定の閾値を超えたか否かにより判定できる。

【0064】

ただし、光ファイバ（パルス光出力部）１０ｅがパルス光Ｐを出力した時点ｔ０に、焦点距離ｆｄを音速Ｖｓで割った値を加えたものから、所定範囲内（±Δｔ）の時間を、経過時点とみなす。すなわち、ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ－Δｔ以後かつ、ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ＋Δｔ以前であれば、経過時点とみなす。

【0065】

レンズ１０ｃの焦点ｆｐが測定対象２の表面に合っている場合、光ファイバ（パルス光出力部）１０ｅがパルス光Ｐを出力した時点ｔ０とほぼ同時に、パルス光Ｐが測定対象２に到達し、かつ超音波（光音響波ＡＷ）が測定対象２より出力される。さらに、超音波（光音響波ＡＷ）が測定対象２より出力された時点（ｔ０）に、焦点距離ｆｄを音速Ｖｓで割った値を加えた時点（ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ）で、超音波（光音響波ＡＷ）がレンズ１０ｃに到達する。ただし、水１０ｄの水温等による音速Ｖｓの変動等を考慮して、ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓから所定範囲内（±Δｔ）であれば、レンズ１０ｃの焦点ｆｐが測定対象２の表面に合っていると考えられる。

【0066】

レンズ移動部１６は、超音波測定部１２の測定結果に超音波（光音響波ＡＷ）が含まれていると判定されるように、レンズ１０ｃを移動させる。これにより、レンズ１０ｃの焦点ｆｐが測定対象２の表面に合わせることができる。

【0067】

例えば、レンズ１０ｃを測定対象２から充分に遠ざけておいてから（焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも上にある）、レンズ移動部１６がレンズ１０ｃを測定対象２に近づけるようにＺ方向（高さ方向）に移動させる。または、レンズ１０ｃを測定対象２に充分に近づけておいてから（焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも下にある）、レンズ移動部１６がレンズ１０ｃを測定対象２から遠ざかるようにＺ方向（高さ方向）に移動させる。

【0068】

次に、第二の実施形態の動作を説明する。

【0069】

まず、測定用ヘッド１０のレンズ１０ｃを測定対象２から充分に遠ざけておく。少なくとも、焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも上にあるようにしておく。

【0070】

次に、光ファイバ（パルス光出力部）１０ｅからパルス光Ｐを測定対象２に向けて出射する（出射時点ｔ０）。パルス光Ｐが測定対象２の表面に到達し、超音波（光音響波ＡＷ）が発生して、レンズ１０ｃに向かう。超音波（光音響波ＡＷ）がレンズ１０ｃに到達する時点は、ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓよりも後となる。

【0071】

レンズ１０ｃが受けた超音波（光音響波ＡＷ）は、センサ１０ｂにより電気信号に変換され、超音波測定部１２に与えられる。超音波測定部１２の測定結果は、超音波判定部１４に与えられ、経過時点（ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ）において、超音波測定部１２の測定結果に超音波（光音響波ＡＷ）が含まれていないと判定される。

【0072】

この判定を受け、レンズ移動部１６によって、レンズ１０ｃが測定対象２に近づくようにＺ方向（高さ方向）に移動する。

【0073】

すると、やがて、焦点ｆｐが測定対象２の表面に合う（図１参照）。

【0074】

光ファイバ（パルス光出力部）１０ｅからパルス光Ｐを測定対象２に向けて出射する（出射時点ｔ０）。パルス光Ｐが測定対象２の表面に到達し、超音波（光音響波ＡＷ）が発生して、レンズ１０ｃに向かう。超音波（光音響波ＡＷ）がレンズ１０ｃに到達する時点は、音速Ｖｓの変動等を考慮しても、ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ－Δｔ以後かつｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ＋Δｔ以前となる。

【0075】

レンズ１０ｃが受けた超音波（光音響波ＡＷ）は、センサ１０ｂにより電気信号に変換され、超音波測定部１２に与えられる。超音波測定部１２の測定結果は、超音波判定部１４に与えられ、経過時点（ｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ－Δｔ以後かつｔ０＋ｆｄ／Ｖｓ＋Δｔ以前）において、超音波測定部１２の測定結果に超音波（光音響波ＡＷ）が含まれていると判定される。

【0076】

この判定を受け、焦点ｆｐが測定対象２の表面に合ったまま、レンズ１０ｃは停止する。

【0077】

なお、測定用ヘッド１０のレンズ１０ｃを測定対象２に充分に近づけておき（少なくとも、焦点ｆｐが測定対象２の表面よりも下にあるようにしておく）、レンズ移動部１６によって、レンズ１０ｃが測定対象２から遠ざかるようにＺ方向（高さ方向）に移動するようにしても同様に、焦点ｆｐが測定対象２の表面に合ったまま、レンズ１０ｃが停止する。

【0078】

第二の実施形態によれば、測定対象２から光音響波ＡＷを受けるようにしても、レンズ１０ｃの焦点を自動的に合わせることができる。

【0079】

なお、第二の実施形態においても、第一の実施形態の変形例１および変形例２と同様に、焦点ｆｐが測定対象２の表面に合い、経過時点において超音波測定部１２の測定結果に超音波（光音響波ＡＷ）が含まれていると超音波判定部１４によって判定された後に、レンズ移動部１６が、さらにレンズ１０ｃを測定対象２に近づけるか、または遠ざけるようにしてもよい。

【0080】

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（ＵＳＢメモリ、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、例えば超音波測定部１２および超音波判定部１４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。

【符号の説明】

【0081】

１ 超音波測定装置
１０ 測定用ヘッド（超音波パルス出力部）
１０ａ スペーサ
１０ｂ センサ
１０ｃ レンズ
１０ｄ 水
１０ｅ 光ファイバ（パルス光出力部）
１０ｆ 光ファイバ保持部
１０ｇ 出力端
１２ 超音波測定部
１４ 超音波判定部
１６ レンズ移動部
Ｐ１ 超音波パルス
Ｐ２ 超音波
Ｐ パルス光
ＡＷ 光音響波（超音波）
ｆｐ 焦点
ｆｄ 焦点距離
Ｖｓ 音速

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】