(57)【要約】【課題】  探触子を連続的に動かした場合にも、音響波に基づく信号に重畳されるノイズを低減できる被検体情報取得装置および被検体情報取得方法を提供する。【解決手段】  被検体情報取得装置は、被検体から伝播した音響波を受信して互いに逆の極性の信号を出力する第１および第２の検出素子と、第１および第２の検出素子から出力された信号の差分に基づく差分信号を用いて、被検体の情報を取得する信号処理部と、を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から伝播した音響波を受信して互いに逆の極性の信号を出力する第１および第２の検出素子と、
前記第１および第２の検出素子から出力された信号の差分に基づく差分信号を用いて、前記被検体の情報を取得する信号処理部と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
複数の前記第２の検出素子を有し、
前記差分信号は、
前記第１の検出素子から出力された信号と、
前記複数の第２の検出素子から出力された複数の前記第２の信号を合成した合成信号と、の差分に基づくこと、
を特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記第１および第２の検出素子は、
前記音響波を検知して検知信号を出力する検知部と、
前記検知信号を増幅する増幅部と、をそれぞれ有すること
を特徴とする請求項１または２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記検知部は、一方の端子が前記増幅部に接続され、他方の端子が電源に接続された容量型感圧素子であって、
前記第１の検出素子と前記第２の検出素子とでは、前記容量型感圧素子の前記増幅部および前記電源に対する接続が逆であること
を特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記検知部は、一方の端子が前記増幅部に接続され、他方の端子が電源に接続されたピエゾ素子であって、
前記第１の検出素子と前記第２の検出素子とでは、前記ピエゾ素子の前記増幅部および前記電源に対する接続が逆であること
を特徴とする請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記第１および第２の検出素子を支持する支持部と、
前記支持部を前記被検体に対して相対移動させる駆動部と、をさらに有すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
複数の前記第１および第２の検出素子を有し、
前記支持部は、前記複数の第１および第２の検出素子の指向軸が集まるように前記複数の第１および第２の検出素子を支持すること
を特徴とする請求項６に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記第１および第２の検出素子が一つのモジュールとして構成され、
前記被検体情報取得装置は、複数の前記モジュールを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
前記被検体に光を照射する光照射部をさらに備え、
前記音響波は、前記光を前記被検体に照射したことに起因する音響波であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記第１の検出素子から出力された信号と前記第２の検出素子から出力された信号との差が、第１の閾値を超えるか否かの判定を行う判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記判定手段が、前記第１の検出素子から出力された信号と前記第２の検出素子から出力された信号との差が、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えるか否かの判定をさらに行うことを特徴とする請求項１０に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記第１の検出素子と前記第２の検出素子とをそれぞれ複数備え、
前記判定手段が、前記第１の検出素子から出力された信号と前記第２の検出素子から出力された信号との差が、前記第１の閾値を超えたと判定した場合、
前記信号処理部は、該第１の閾値を超えたと判定された前記第１の検出素子および前記第２の検出素子を除く前記第１および第２の検出素子から出力された信号を用いて前前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１０または１１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１３】
一対の検出素子を用いて、受信した音響波に対して互いに逆の極性の信号を出力させ、
前記互いに逆の極性の信号の差分に基づく差分信号を用いて、被検体の情報を取得することを特徴とする被検体情報取得方法。
【請求項１４】
前記一対の検出素子とは別の検出素子から出力された信号を、前記一対の検出素子のうち同じ極性の信号と合成して合成信号を得、
前記合成信号と、前記一対の検出素子から出力される信号の他方との差分を前記差分信号とすること
を特徴とする請求項１３に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１５】
前記差分信号が、第１の閾値を超えるか否かの判定をさらに行うことを特徴とする請求項１３または１４に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１６】
前記差分信号が、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値を超えるか否かの判定をさらに行うことを特徴とする請求項１５に記載の被検体情報取得方法。
【請求項１７】
複数の前記一対の検出素子のうち、前記差分信号が、前記第１の閾値を超えたと判定した場合に、該第１の閾値を超えたと判定された一対の検出素子以外の対の検出素子から出力された差分信号を用いて前前記被検体の情報を取得することを特徴とする請求項１５または１６に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１８】
被検体から伝播した音響波を受信して互いに逆の極性の信号を出力する、複数の第１の検出素子および第２の検出素子と、
前記複数の第１の検出素子から出力された信号を合成して第１の合成信号を出力する、第１の合成部と、
前記第１の合成信号と第２の検出素子から出力された信号とを合成した第２の合成信号を出力する第２の合成部と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置および被検体情報取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光音響効果は、パルス光を被検体に照射すると、被検体内で光が吸収されることにより音響波が発生するという現象である。光音響効果によって生じる音響波を用いて、音響波の発生源となる内部構造を画像化する光音響トモグラフィー（ＰＡＴ：Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）という技術が知られている。この技術は、生体の生理的情報、つまり機能情報のイメージングに用いることができる。
【０００３】
探触子をモータ等の駆動手段で機械的に移動させることにより、被検体の広い範囲から音響波を取得するＰＡＴ装置が知られている。ところが、駆動手段が動作する際に生じるノイズは、電気ノイズとして探触子から出力される電気信号に重畳されることがある。
【０００４】
特許文献１では、探触子が音響波を受信する期間においては、駆動手段の動作の少なくとも一部を停止することで、駆動手段に起因するノイズが、音響波を受信して得られる電気信号に与える影響を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２００３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、探触子の移動と停止が繰り返されるために、測定に要する時間が長くなることが考えられる。
【０００７】
本発明は、探触子を連続的に動かした場合にも、音響波に基づく電気信号に重畳されるノイズを低減できる被検体情報取得装置および被検体情報取得方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの側面である被検体情報取得装置は、被検体から伝播した音響波を受信して互いに逆の極性の電気信号を出力する第１および第２の検出素子と、前記第１および第２の検出素子から出力された電気信号の差分に基づく差分信号を用いて、前記被検体の情報を取得する信号処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、探触子を連続的に動かした場合にも、音響波に基づく電気信号に重畳されるノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１の構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１の音響波検出素子群の電気接続の例を示す等価回路図である。
【図３】本発明の実施形態１で得られる電気信号の例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１の測定シーケンスを示す図である。
【図５】本発明の実施例の音響波検出素子の配置例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態２の音響波検出素子群の電気接続の例を示す等価回路図である。
【図７】本発明の実施形態４の音響波検出素子群の電気接続の例を示す等価回路図である。
【図８】本発明の実施形態４で得られる電気信号の例を示す図である。
【図９】本発明の実施例の音響波検出素子の他の配置例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例の音響波検出素子の他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
本実施形態に係る被検体情報取得装置を、図１に示す構成図を用いて説明する。本実施形態における被検体情報取得装置は光音響装置であって、うつぶせ（伏臥位）にある被検者１００の被検部１０１にパルス光を照射して音響波を受信する構成になっている。図１において、被検部１０１は乳房である。図１において、図示した様にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。なお、Ｘ軸とＹ軸は水平方向である。また、Ｚ軸方向は高さ方向である。
【００１２】
本実施形態に係る被検体情報取得装置は、制御部２０１、寝台２０３、保持部２０４、支持体２０６、支持台２０７、支持体駆動部２０８、光源部４０１、および信号処理部５０３を備える。
【００１３】
制御部２０１は、支持体駆動部２０８、光源部４０１および信号処理部５０３の制御を行う。制御部２０１は汎用的なＰＣであってもよいし、専用のハードウェアあるいはソフトウェアによって実現されるものでもよい。
【００１４】
寝台２０３は、被検者１００を伏臥位で支持することができる。寝台２０３には、被検部１０１を挿入するための開口部が設けられている。寝台２０３を支える脚部２０２は、高さを調整する機構を備えても良い。
【００１５】
保持部２０４は、寝台２０３に設けられた開口部に挿入された被検部１０１を保持する。保持部２０４により被検部１０１を保持することにより、測定時の被検部１０１の形状を安定させることができる。保持部２０４は、被検部１０１の大きさや形状などに応じて交換可能にしたり、調整ができるようなものであると、装置の利便性が高まる。保持部２０４は、被検部１０１と保持部２０４の界面での反射を抑えるために、被検部１０１の音響インピーダンスに近い材料を用い、厚みを薄くすることが好ましい。更に、光音響装置では、保持部２０４を通して被検部１０１に光を照射するため、保持部２０４の材料としては、光の透過率が高いもの（好ましくは９０％以上）が良く、さらに、剛性の高い材料が好ましい。例えばポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート等が好適な材料である。
【００１６】
音響マッチング液２０５は、被検部１０１からの音響波を音響波検出部５００に伝搬させるための音響マッチング液である。音響マッチング液２０５としては、人体の音響インピーダンスと近く、音響波の減衰が小さい材料を選定することが望ましく、そのような材料として例えば水や油が挙げられる。適切な音響マッチング液２０５を利用することで、光照射部４０３から射出された光を効率的に被検部１０１に導くとともに、被検部１０１で発生した音響波を効率的に音響波検出部５００に伝播させることができる。
【００１７】
支持部である支持体２０６は、音響波検出部５００を支持するとともに、音響マッチング液を保持することができる。本実施形態においては、支持体２０６は複数の音響波検出部５００が設けられた半球状の部分を有し、この半球状の部分に音響マッチング液２０５が満たされる。保持部２０４と支持体２０６とは、両者の間が音響マッチング液２０５で満たされる。
【００１８】
支持体２０６を支持する支持台２０７は、支持体２０６と一体的に移動可能で、たとえば、互いに交差する方向に設けられた２つのレールに沿って移動するように構成できる。
【００１９】
以下では、支持台２０７がＸ−Ｙ平面内で移動可能な場合を説明するが、支持台２０７は、３次元的に移動可能に構成されても良い。支持台２０７は、
支持体駆動部２０８は、支持体２０６を水平方向に移動させる。本実施形態では、支持体２０６と支持台２０７とを一体的に移動させることができる。支持体駆動部２０８は、モータ等のアクチュエータを有して構成される。
【００２０】
光源部４０１は、パルス光を発生させる光源であり、Ｔｉ：Ｓａレーザーや、ＹＡＧレーザー、アレキサンドライトレーザー、色素レーザー、ＬＥＤなどを用いて実現できる。光源部４０１から発せられるパルス光の波長は、被検部１０１の内部まで光が伝搬するような波長であることが望ましく、生体が被検体である場合には、ヘモグロビンと水による吸収が少ない波長である、６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。また、パルス光のパルス幅は、被検部１０１が生体の場合には、１０〜５０ナノ秒程度が好適である。なお、光源部４０１としてレーザーを用いる場合、生体に照射されるパルス光の照射密度（単位面積当たりの照射光量）の最大値は、レーザー安全基準（ＪＩＳ規格Ｃ６８０２およびＩＥＣ６０８２５−１）で定められる最大許容露光量（ＭＰＥ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）を超えないようにする必要がある。
【００２１】
光伝送部４０２は、光源部４０１から発せられたパルス光を伝送する部材であり、ファイバーバンドルや、複数のミラーを用いて構成できる。
【００２２】
光照射部４０３は、光伝送部４０２によって伝送されたパルス光を、不図示の拡散板やレンズを介して被検部１０１に照射する。光照射部４０３は支持体２０６に保持されており、支持体２０６の移動に伴って光照射部４０３も移動する。
【００２３】
支持体２０６によって支持された音響波検出部５００は、被検部１０１から伝播した音響波を受信して、電気信号を生成する。本実施形態において、音響波検出部５００は、一対の検出素子、具体的には、第１の検出素子である音響波検出素子５０１と第２の検出素子である音響波検出素子５０２とを備える。図１においては、音響波検出素子５０２が１個しか示されていないが、各音響波検出素子５０１につき音響波検出素子５０２が設けられている者とする。音響波検出部５００は、被検部１０１から音響マッチング液２０５を介して伝播した音響波を受信し、電気信号に変換する。音響波検出部を構成する音響波検出素子は、感度が高く、周波数帯域が広いものが望ましく、ＣＭＵＴ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）をはじめとする容量型感圧素子や、ピエゾ素子を用いることができる。複数の音響波検出部５００は、支持体２０６の音響マッチング液２０５と接する面に、各音響波検出素子の受信指向性の最も感度の高い方向が集まるように配置される。音響波検出部５００をこのように配置すると、音響波検出素子５０１の受信指向性の最も感度が高い方向が集まる領域の情報を高分解能に取得することができる。複数の音響波検出部５００の受信指向性の最も高い方向、あるいは指向軸、が１点で交わる場合には、その交点が最も高い分解能で情報を取得できる。本実施形態においては、複数の音響波検出部５００の受信指向性の最も高い方向が１点で交わるものとし、この交点を中心に所定の分解能以上の分解能で被検部の情報を得られる範囲を高解像度領域と呼ぶものとする。所定の分解能とは、たとえば、最も高い解像度が得られる領域に対して５０％の分解能である。
【００２４】
高解像度領域は、支持体２０６に音響波検出部５００が固定されている場合には、支持体２０６との相対的な空間位置が固定される。本実施形態では、支持台２０７および支持体駆動部２０８により支持体２０６を被検部１０１に対して相対移動させることにより、高解像度な情報を得られる範囲を広げることができる。
【００２５】
第２の検出素子である音響波検出素子５０２は、音響波を受信すると、第１の検出素子である音響波検出素子５０１から出力される電気信号とは、逆の極性の電気信号を出力する。ここで、逆の極性とは、０Ｖを基準とした電位の正負に限らず、任意の基準電位に対して電位が反対の方向に振幅を持つことを意味するものとする。たとえば、３［Ｖ］を基準として、音響波検出素子５０１からは５［Ｖ］の電気信号が出力され、音響波検出素子５０２からは１［Ｖ］の電気信号が出力される場合も、２つの音響波検出部から出力される電気信号は逆の極性であると言える。音響波検出素子５０１および５０２の具体的な構成は後述する。
【００２６】
信号処理部５０３は、制御部２０１からの指示を受けて、音響波検出素子５０１や音響波検出素子５０２からの電気信号を収集し、各種演算処理を行う。信号処理部５０３は、音響波検出素子５０１および５０２から出力されたアナログ電気信号を所望のレベルまで増幅し、その後、デジタル信号へ変換する機能を有しても良い。さらに、信号処理部５０３は、変換されたデジタル信号をもとに画像の再構成を行ってもよい。画像再構成はＵＢＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法などの手法で行える。信号処理部５０３は汎用的なＰＣであってもよいし、専用のハードウェアあるいはソフトウェアによって実現されるものでもよい。
【００２７】
次に、図２を用いて、本実施形態の音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２の電気的接続について説明する。ここでは、複数設けられた音響波検出部５００のうち、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２の対を２個抜き出して示している。また、説明のために支持体駆動部２０８の持つモータに起因するノイズをノイズ源Ｍとしてモデル化し、ノイズ源Ｍと音響波検出素子５０１および５０２との間の結合容量Ｃ１２、Ｃ２２を示している。結合容量Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２、Ｃ４２は寄生容量である。
【００２８】
図２において、各音響波検出素子は、音響波を検知する検知部と、検知部から出力された信号を増幅する増幅部とを有して構成される。ここでは、検知部は、音響波を受けて発生する静電容量の変化を電流量の変化として検出するＣＭＵＴ素子として説明する。Ｃ２１は、音響波検出部５００に含まれる、音響波検出用の容量である。
【００２９】
本実施形態において、音響波検出素子５０１は、検知部５０５と増幅部５０６とを有する。検知部５０５に含まれるＣＭＵＴ素子を構成する容量Ｃ２１の第１の端子は、増幅部５０６の持つ電流電圧変換器（以下、Ｉ−Ｖ＿ａｍｐ）の第１の入力端子に接続される。第１の端子は、図１において、被検体に面する側の端子である。容量Ｃ２１の第２の端子は、バイアス電圧源ＤＣ１を介してＩ−Ｖ＿ａｍｐの第２の入力端子およびＧＮＤに接続される。増幅部５０６は、Ｉ−Ｖ＿ａｍｐ、フィードバック抵抗Ｒ１、および可変ゲインアンプＶＧＡを有する。Ｉ−Ｖ＿ａｍｐの第１の入力端子は、フィードバック抵抗Ｒ１を介してＩ−Ｖ＿ａｍｐの出力端子および可変ゲインアンプＶＧＡの入力端子と接続される。なお、容量Ｃ１１、Ｃ２１はそれぞれが１つの容量素子によって構成される必要はなく、複数の容量素子を並列に接続した構成としても良い。これは、複数個のＣＭＵＴを共通接続することを意味しており、同じ領域に１個のＣＭＵＴを設ける倍と比べて、個々のＣＭＵＴのダイアフラムの面積が小さくなるので、高い周波数の音響波に対する感度を高めることにつながる。
【００３０】
本構成において、容量Ｃ２１の電極間の距離は、受信した音響波の音圧に応じて変化する。これにより、容量Ｃ２１に保持される電荷量が変化する。
【００３１】
バイアス電源ＤＣ１は、音響波検出部５００に含まれるＣＭＵＴ素子にバイアス電圧を印加するための直流電源である。
【００３２】
増幅部５０６は、音響波検出部５００で得られた電気信号を増幅する。本例では、容量Ｃ２１の容量変化に伴う電荷量の変化、すなわち電流を電圧に変換するＩ−Ｖ  ａｍｐと可変ゲインアンプＶＧＡとを含んで構成される。
【００３３】
音響波検出素子５０２は、音響波検出素子５０１と同様に、検知部５０７と、検知部５０７から出力された検知信号を増幅する増幅部５０８とを有した構成である。本実施形態において、音響波検出素子５０２と音響波検出素子５０１とは、検知部５０７において容量Ｃ１１に供給されるバイアス電圧源ＤＣ２が、ＧＮＤに対してバイアス電圧源ＤＣ１とは逆の極性である点のみが異なる。それ以外は、音響波検出素子５０１と同じ構成となっている。この構成により、音響波検出素子５０１および５０２が音響波を受信すると、互いに逆の極性の電気信号を出力する。
【００３４】
ノイズ源Ｍは、説明のために電圧源として示した。ノイズ発生源Ｍは、先述した支持体駆動部２０８に含まれるモータのほか、支持台２０７の位置を検出するために設けられたリニアスケールや、スイッチング電源等の周辺回路でありうる。ノイズが電気信号に重畳される経路は様々なものが考えられる。たとえば、モータを動作させることで生じるノイズは、寝台２０３や支持台２０７などを構成する金属製の筐体との間の容量結合により伝播することが考えられる。
【００３５】
音響波検出素子５０１および５０２に含まれる可変ゲインアンプＶＧＡは、同じゲインになるように設定すると、後段の処理が容易になるので好ましい。
【００３６】
図２において、信号処理部５０３は、１対の音響波検出素子５０１と５０２から出力された電気信号の差分信号を出力する差分出力部としてのオペアンプＯＰ＿ＡＭＰと、オペアンプＯＰ＿ＡＭＰの出力をデジタル信号に変換するＡＤ変換器ＡＤＣを示している。ここでは、オペアンプＯＰ＿ＡＭＰのゲインを決定する抵抗素子は全て同じ容量値Ｒ２を持つ場合を示しているが、オペアンプＯＰ＿ＡＭＰのゲインは必要に応じて設計すればよい。
【００３７】
信号処理部５０３は、ＡＤ変換器ＡＤＣによって得られたデジタル信号を用いて、被検部１０１の内部の画像を再構成する不図示の再構成処理部を含む。
【００３８】
図３に、本実施形態における音響波検出素子５０１および５０２の出力波形と、その差分信号の例を示す。横軸は時間で、縦軸は信号出力を示す。音響波検出素子５０１および５０２は、同じ音響波を受信したとする。図３（ａ）は、音響波検出素子５０１の出力波形を示し、図３（ｂ）は、音響波検出素子５０２の出力波形を示す。図３（ｃ）は、オペアンプＯＰ＿ＡＭＰの出力波形を示す。図３（ａ）および図３（ｂ）から分かるように、音響波に基づく信号成分は、０に対して互いに逆の極性となっている一方で、ノイズ源Ｍからの電気ノイズによる成分は、同じ極性の成分として表れている。そのため、両者の差分を取る処理を行うと、電気ノイズによる成分は、打ち消され、音響波に基づく成分のみが残る。しかも、各音響波検出素子から出力される電気信号のうち音響波に基づく成分は互いに逆の極性であるため、差分信号は、元の信号の２倍の振幅となるので、信号のＳ／Ｎ比の向上が図れる。現実には、音響波検出素子を構成する素子の特性差等のため、電気ノイズによる成分を完全に打ち消せない可能性があるが、電気ノイズによる成分は低減でき、さらに、差分信号の振幅が元の電気信号大きくなるため、Ｓ／Ｎ比は向上できる。
【００３９】
なお、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２の物理的な距離を、ノイズ源（たとえば、支持体駆動部２０８が持つモータ）と音響波検出素子５０１の距離、およびノイズ源と音響波検出素子５０２の距離に比べ十分に短くすることにより、Ｃ１２＝Ｃ２２とみなすことができる。その結果、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２とで、ノイズ源Ｍからの電気ノイズに起因する出力電圧をほぼ同じにすることができる。
【００４０】
本実施形態では、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２を１対１で対応づけられた構成とした。このような構成とすることで、音響波検出素子５０１および５０２を互いに近接して設けることができるため、それぞれの音響波検出素子からノイズ源までの経路を等しく扱いやすくなる。また、１個の音響波検出素子５０２から出力された電気信号を、複数の音響波検出素子５０１から出力された電気信号に対して共通に利用する場合には、音響波検出素子５０２から各音響波検出素子５０１までの距離に応じた遅延量や振幅を与えることが望ましい。このように、複数の音響波検出素子５０１に対して１個の音響波検出素子５０２を設けた構成では、１対１で設ける場合と比べて音響波検出素子の数を少なくできる。また、１個の音響波検出素子５０１に対して複数の音響波検出素子５０２が設けられた場合に、複数の音響波検出素子５０２から出力された電気信号を合成して、この合成信号と音響波検出素子５０１からの電気信号との差分を取っても良い。このようにすることで、ランダムなノイズ成分を抑圧することができる。
【００４１】
次に、本実施形態の測定シーケンスについて図４を用いて説明する。
【００４２】
ステップＳ３０１では、被検部１０１を寝台２０３の開口部に挿入する。
【００４３】
ステップＳ３０２において、被検体情報取得装置は、操作者からの測定開始指示を受け付けると、測定処理を開始する。このステップにおいて、操作者は、測定を行う範囲の指定や、取得する信号の精度などの設定を行える。被検体情報取得装置は、操作者による指定がない場合に実行するデフォルト設定を持っていてもよい。
【００４４】
ステップＳ３０３では、制御部２０１は、ステップＳ３０２における指定に基づいて、支持体２０６を移動させる。
【００４５】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で移動した位置で、光照射部４０３からパルス光を被検体に照射して、音響波検出部５００により音響波を受信する。
【００４６】
ステップＳ３０５では、制御部２０１は、ステップＳ３０２において設定された測定範囲の測定が終了したか否かの判定を行う。測定範囲の測定が終了したと判定した場合（Ｓ３０５＝ＹＥＳ）には、測定シーケンスを終了し、そうでない場合（Ｓ３０５＝ＮＯ）には、ステップＳ３０３に戻り、次の測定点へと支持体２０６を移動させる。支持体２０６を移動させる軌道は、螺旋状、円形、楕円形などのなめらかな曲線で描かれるものが好ましい。
【００４７】
ステップＳ３０５の後に、被検部１０１を保持部２０４から解放する。
【００４８】
以上で説明したように、本実施形態によれば、音響波検出素子から出力される電気信号に重畳した電気ノイズを低減することができる。そのため、被検体に対して音響波検出部を相対移動させる場合に、モータ等から発せられる電気ノイズを低減できるので、特許文献１の技術とは異なり、音響波検出部の移動と停止を繰り返さないで済む。音響波の入力に対して出力される逆の極性の電気信号の差分信号を用いて画像再構成を行うことにより、良好な画質の再構成画像を得ることができる。したがって、本実施形態によれば、測定時間の短縮と画質の向上とを図ることができる。
【００４９】
なお、図２ではアナログ回路での減算処理について説明したが、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２の出力をそれぞれデジタル信号に変換した後に、減算処理を行ってもよい。
【００５０】
（実施例）
次に、本実施形態の実施例を説明する。
【００５１】
本実施例では、対をなす音響波検出素子５０１および５０２が、１つのパッケージにモジュールとして構成される。図５に示すように、円筒状のモジュール５０９の一端に、容量Ｃ１１およびＣ２１が設けられる。バイアス電源や増幅部は、モジュール５０９の中に収容されている。このように構成することで、２個の音響波検出素子５０１および５０２は、互いに近接して設けられるので、音響波検出素子間で、音響波および電気ノイズの違いが少なくできる。言い方を変えると、電気信号に重畳する電気ノイズの大きさと位相を音響波検出素子間で近づけることが可能となる。このため、より正確に電気ノイズを減算することが可能となり、その結果、良好な再構成画像を得ることが出来る。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、容量Ｃ１１及びＣ２１の受波面の形状は円形あるいは楕円形としても良いし、図５（ｂ）のように半円形状としてもよい。
【００５３】
図５（ａ）の構成では、容量Ｃ１１と容量Ｃ２１の形状が円に近くなっているので。受信感度特性の角度依存性を低減できる。たとえば、表層の広い領域から均一に信号を得たい場合は図５（ａ）のような構成が好ましい。一方、図５（ｂ）の構成では、モジュール５０９の受信面に対して、各容量の占める割合が大きくできるため、音響波の受信感度を図５（ａ）の構成に比して高めることができる。このため、電気信号のＳ／Ｎ比を高くできるので、良好な再構成画像を得ることが出来る。生体内の深い領域からの信号を受信したい場合には、図５（ｂ）のような構成をとることが好ましい。
【００５４】
音響波検出素子の受波面の形状は上記に限定されるものではなく、スキャンのパターンや被検対象に応じて設計すればよい。
【００５５】
以上に記載したように、本実施例によれば、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２とを同一のモジュールとしてパッケージに収めることにより、検知部５０５と検知部５０７との距離を近づけることが容易になる。このような配置をとることにより、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２に重畳される電気ノイズがほぼ等しくなるので、２つの電気信号に重畳された電気ノイズを良好に低減でき、この結果、良好な再構成画像を得ることが出来る。さらに、検知部５０５および５０７が近接して設けることにより、音響波に基づく成分も両者の間でほぼ等しくなるので、再構成された画像の分解能が高められるという利点もある。
【００５６】
（実施形態２）
次に、本発明の別の実施形態を説明する。図６は、本実施例に係る音響波検出素子５０１および５０２と、信号処理部５０３の一部の等価回路図である。図２と共通する要素については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００５７】
本実施形態において、検知部にはピエゾ素子Ｐ１１およびＰ２が用いられる。これに伴って、増幅部５０６および５０８からは電流電圧変換器Ｉ−Ｖ＿ａｍｐがなくなっている。
【００５８】
音響波検出素子５０１において、ピエゾ素子Ｐ２１の一方の端子は、可変ゲインアンプＶＧＡに接続され、他方の端子はＧＮＤに接続される。このうち、可変ゲインアンプＶＧＡに接続される端子が、音響波を受ける受波面であるとする。実施形態１と同じく、この受波面側の端子に対して電気ノイズＭがＣ２２を介して入力される。
【００５９】
一方、音響波検出素子５０２では、ピエゾ素子Ｐ１１の出力がピエゾ素子Ｐ２１とは逆の極性になるように構成されている。具体的には、ピエゾ素子Ｐ２１とＰ１１とでは音響波を受ける面を逆にし、さらに可変ゲインアンプおよびＧＮＤに接続される電極を逆にすることで、ピエゾ素子Ｐ２１とＰ１１とで、正負を逆転させた起電力を発生させられる。
もちろん、電極のみを逆に接続してもかまわない。
【００６０】
検知部に利用されるピエゾ素子の出力電圧が足りない場合には、ピエゾ素子とバリアブルゲインアンプＶＧＡの間に、アンプを挿入することで出力を増幅してもよい。
【００６１】
本実施形態によれば、ピエゾ素子を使用した構成でも、実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
（実施形態３）
音響波検出部５００に含まれる音響波検出素子５０１と５０２とは、互いに特性が等しくなるように設計されるが、現実には、たとえば製造上のばらつきに起因して、両者の特性が完全に一致しないことがある。本実施形態では、音響波検出素子５０１と５０２の特性が異なった場合でも対応できる形態を説明する。
【００６３】
まず、音響波検出部５００に含まれる音響波検出素子５０１および５０２の特性差を判定する方法を説明する。
【００６４】
一つの手法としては、装置評価用のファントムを被検体とすることが挙げられる。ファントムは、母材中にターゲットを配設して構成された部材である。ターゲットは母材中の既知の位置に設けられているので、ファントムを被検体とした場合に、得られると推測される電気信号や再構成画像と、実際に得られた電気信号や再構成画像とを比較することにより、被検体情報取得装置の評価を行うことができる。ファントムは、光の伝搬特性と音響伝搬特性に近似させることが好ましく、母材にポリオールとポリオールに分散可能なフィラーを含んで構成されても良い。また、ターゲットには、光吸収性フィラーとしてカーボンブラック等の顔料を含有させても良い。
【００６５】
ファントムを被検体として測定を行った結果、対をなす音響波検出素子５０１と５０２の出力の差が、あらかじめ設定された閾値を超えた場合には、当該対を含む音響波検出部５００に基づく信号を補正したり、それ以降の測定においては再構成に利用しなかったりしてもよい。また、閾値を複数設定し、対をなす音響波検出素子５０１と５０２の出力の差が第１の閾値を超え、かつ第１の閾値よりも高い第２の閾値を下回る場合には、信号を補正し、出力の差が第２の閾値を超える場合には、当該対の出力を再構成に供しないようにしても良い。上記の判定は、信号処理部５０３とは別に設けられた判定手段が実行しても良いし、信号処理部５０３が判定手段の機能を担っても良い。なお、対をなす音響波検出素子の出力のアンバランスは、ファントムを用いた評価以外の手法によって検出しても良い。
【００６６】
２個の音響波検出素子の出力の差が第１の閾値を超え、第２の閾値を下回ると判定された音響波検出部があった場合の処理を説明する。２個の音響波検出素子の特性が同等である場合には、音響波検出部５００から出力される信号は、２個の音響波検出素子の間に重心を持つ１個の音響波検出素子から得られた信号と等しく扱える。ところが、２個の音響波検出素子の出力に無視できない程度のアンバランスがある場合には、仮想的な素子の重心が、信号の出力の大きい方の音響波検出素子に近い位置にずれる。そのため、信号処理部５０３は、再構成処理を行う際に、この重心のずれを補正することが好ましい。さらに、ゲインの補正を行うことにより、他の音響波検出部５００からの出力レベルとそろえることができる。
【００６７】
２個の音響波検出素子の出力の差が、第２の閾値を上回ると判定された場合を考える。
【００６８】
このように判定された場合、対をなす音響波検出素子の一方が故障していることが疑われ得る。そのため、信号処理部５０３は、この対を含む音響波検出部５００からの信号は、利用せずに再構成処理を行う。この際に、信号を再構成処理に利用しないと判定された音響波変換部５００の近傍に位置する音響波変換部５００の出力により、信号を補間してもよい。具体的な手法としては、信号を再構成処理に利用しないと判定された音響波変換部５００に関して対称な位置にある複数の音響波変換部５００からの信号を平均化したり、距離に応じた重み付け平均処理を行ったりすることが考えられる。
【００６９】
ここまでは、対をなす音響波変換素子の出力の差によって、ばらつきの判定を行う例を説明したが、たとえば図２においてＯＰ＿ＡＭＰの入力を直接検出することができると、２個の音響変換素子５０１と５０２のうちのどちらが故障しているのかも検出することができる。この場合には、故障したと判定手段が判定した音響波検出素子を除く音響波検出素子からの信号を用いて信号処理部５０３が再構成処理を実行する。この際に、有効な音響波検出素子の出力をたとえば２倍することにより、他の音響波変換部５００から出力される信号と出力レベルを近づけることができる。
【００７０】
本実施形態によれば、対をなす音響波検出素子の特性の相違を検出することにより、音響波検出素子のアンバランスが生じた場合にも、被検体情報を精度よく得ることができる。なお、以上では、音響波検出部５００が２個の音響波検出素子を含んで成る場合を説明したが、３以上の音響波検出素子を含んで構成されても良い。
【００７１】
上記の各実施形態においては、支持体駆動部２０８に含まれるモータに起因するノイズが、音響波による信号成分に重畳する場合を説明した。しかし、支持体駆動部２０８のモータに限らず、その他のノイズ源から生じ、その他の経路から混入するようなノイズであっても、各音響波検出素子に同相で入力されるノイズであれば、ノイズを低減することができる。しかも、各音響波検出素子から出力される音響波に基づく成分は互いに逆の極性であるため、両者の差分信号の信号振幅が大きくなる。これにより、良好な再構成画像を得ることができる。
【００７２】
（実施形態４）
実施形態４では、同一極性の複数の音響波検出素子と、これとは逆極性の１個の音響波検出素子を用いる構成を説明する。具体的には、受信した音響波に対して同一極性の信号を出力する複数の音響波検出素子からの合成信号と、これらとは逆極性の信号を出力する音響波検出素子からの信号との差分を得る構成を説明する。上述の各実施形態と共通する要素には同じ符号を付している。
【００７３】
図７は、本実施形態の音響波検出素子群の電気接続の例を示す等価回路図である。
【００７４】
図７に示す音響波検出素子群は、被検体から伝播した音響波を受信して互いに逆の極性の電気信号を出力する、第１の音響波検出素子５０１および第２の音響波検出素子５０２を含んで構成される。音響波検出素子群は、さらに２つの第１の検出素子５０１の出力信号あるいは２つの第２の検出素子５０２の出力信号を合成する第１の合成部５３３を備える。
【００７５】
第１の合成部５３３は、対応付けられた複数の第１の音響波検出素子５０１からの信号あるいは複数の第２の音響波検出素子５０２からの信号を合成して第１の合成信号を出力する。
【００７６】
第１の合成部５３３の内部に備えられた加算器５３０は、それぞれ入力された信号を加算する機能を有し、既知の加算回路を用いて構成できる。
【００７７】
増幅器５３１は、入力された信号を増幅する回路であり、典型的には、合成部に入力される信号の数がｎ個の場合に、入力された信号の振幅を１／ｎ倍、つまり平均化する。
【００７８】
第１の合成部５３３から出力された第１の合成信号は、信号処理部５０３に含まれる第２の合成部である減算器５３２にて、１個の音響波検出素子５０１または５０２からの信号と差分処理される。
【００７９】
図８（ａ）は、音響波検出素子５０１の出力信号の波形を示す図であり、図８（ｂ）は、音響波検出素子５０２の出力信号の波形を示す図である。受信した音響波に基づく信号成分Ｓａｃ５０１およびＳａｃ５０２は、互いに逆極性で出力される。一方で、たとえば支持体駆動部２０８に含まれるモータに由来するノイズ成分Ｓｓｗは、音響波検出素子５０１、５０２とで同極性で出力される。
【００８０】
さらに、音響波検出素子５０１、５０２からの出力信号は熱雑音やショット雑音などのランダムノイズ（Ｓｒａｎｄ）も含んでいる。
【００８１】
このため、音響波検出素子５０１の出力信号Ｓ５０１は、各成分の合成として考えることができ、Ｓ５０１＝Ｓａｃ５０１＋Ｓｓｗ５０１＋Ｓｒａｎｄ５０１と表せる。同様に、音響波検出素子５０２の出力信号はＳ５０２＝Ｓａｃ５０２＋Ｓｓｗ５０２＋Ｓｒａｎｄ５０２と表せる。
【００８２】
ここで、音響波検出素子５０１および５０２の音響波に対する感度は同一と仮定する。Ｓ５０１とＳ５０２の第１項同士を比較すると、音響波に基づく信号成分は逆極性であるため、Ｓａｃ５０１＝−Ｓａｃ５０２の関係にある。次に、第２項同士を比較すると、モータ等のノイズ源に基づく信号成分であり、これらは同極性であるためＳｓｗ５０１＝Ｓｓｗ５０２という関係にある。最後に、第３項同士を比較すると、ランダムノイズ成分Ｓｒａｎｄ５０１とＳｒａｎｄ５０２は大きさが等しい直交関係になる。
【００８３】
したがって、仮に、音響波検出素子５０１の出力信号と音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２の出力信号を差分処理すると、その合成信号Ｓｃｏｍｐ１は、Ｓｃｏｍｐ１＝Ｓ５０１−Ｓ５０２で表され、Ｓｃｏｍｐ１＝２×Ｓａｃ５０１＋（Ｓｒａｎｄ５０１＋Ｓｒａｎｄ５０２）となる。つまり、合成信号は、各音響波検出素子５０１、５０２からの出力信号に対して音響波に由来する成分の振幅が２倍になるとともに、モータ等に起因するノイズ成分が低減され、ランダムノイズ成分が合算された信号となる。
【００８４】
本実施形態では、図７に示すように、第１の合成部５３３にて、音響波検出素子からの信号をそれぞれ平均化した信号を第１の合成信号としている。そのため、減算器５３２の各入力端に入力される合成信号は、各音響波検出素子の出力信号に比べ、ランダムノイズが二乗平均されたものとなる。
【００８５】
一般化して、ｎ個の第１の音響波検出素子５０１からの出力信号を合成して第１の合成信号とし、１個の第２の音響波検出素子５０２からの出力信号を第２の合成信号とした場合、第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎは、Ｓｃｏｍｐｎ＝Ｓ５０１ｎ／ｎ＋Ｓ５０２であらわされ、Ｓｃｏｍｐｎ＝２×Ｓａｃ５０１＋（（ｎ＋１）／ｎ）０．５×Ｓｒａｎｄ５０１となる。つまり、第２の合成信号のランダムノイズ量は、第１の合成信号を作成する際に参照した素子数に応じて減少する。具体的には、２つの音響波検出素子５０１を用いた場合では、ランダムノイズ量は、（（２＋１）／２）０．５＝１．５０．５倍（≒１．２倍）の増加にとどまる。即ち、ランダムノイズ量は、１対１での合成に比べて８５％（＝１．２／１．４）となる。一方で、音響波に基づく信号は２倍に増加するため、第２の合成信号のＳ／Ｎ比は、１個の音響波検出素子５０１からの信号と１個の音響波検出素子５０２からの信号との合成に比べて１７％（＝１／０．８５）／改善する。
【００８６】
このように、ｎ個（ｎ≧２）の音響波検出素子５０１に対して、１個の音響波検出素子５０２との第２の合成信号を得るｎ対１の構成では、１対１の構成に比べて、ランダムノイズの増加量を低減できる。第２の合成信号に含まれるランダムノイズ量を一般化すると、（（ｎ＋１）／ｎ）０．５となり、ｎ→∞でランダムノイズの増加量は１倍となる。すなわち、ｎ→∞では、合成によるランダムノイズの増加量は０となる。
【００８７】
図９は、本実施形態に係る音響波検出素子の別の配置例を示す図である。
【００８８】
図９（ａ）は、黒丸で示す第１の音響波検出素子と、白丸で示す第２の音響波検出素子５０２とを交互に１次元状に配置した例である。本配置例では、音響波検出素子５０２（Ｓ３）に対して、隣接する複数の音響波検出素子５０１（Ｓ２，Ｓ４）から第１の合成信号を生成する。このような構成とすることで、複数の音響波検出素子５０１（Ｓ２，Ｓ４）の第１の合成信号の音響波受信面重心は、一つの音響波検出素子５０２（Ｓ３）の音響波受信面重心と略等しくなる。そのため、音響波検出素子５０２（Ｓ３）に対して、音響波受信面重心ずれがほぼない第２の合成信号Ｓｃｏｍｐ２を得ることができる。
【００８９】
上記のように１次元配置では、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２を周期的に交互に並べることで、ランダムノイズの増加量を低減するとともに、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号を得られる。
【００９０】
なお、ここでは、２対１の例で説明したが、音響波受信面重心が合っていれば、第１の合成信号に寄与する音響波検出素子の数を２以外の数、たとえば４個、としてもよい。４対１の場合、ランダムノイズの増加量は、（（４＋１）／４）０．５＝１．２５０．５倍（≒１．１倍）にとどまる。このように、４個の音響波検出素子５０１に対して、１個の音響波検出素子５０２を設けた４対１の構成では、１対１の構成に対して、第２の合成信号のランダムノイズの増加量を約２０％低減できる。即ち、ランダムノイズ量は、１対１での合成に比べて７８％（＝１．１／１．４）となる。
【００９１】
一方で、音響波に基づく信号は、１つの音響波検出素子の出力の２倍に増加し、この値は、１対１での合成と同等である。このため、第２の合成信号のＳ／Ｎ比は１対１での合成に比べて２７％（＝１／０．７８）改善する。
【００９２】
図９（ｂ）は、複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２とを２次元状に配置した例である。本配置例では、複数の音響波検出素子５０１をｘ軸方向に配置してなる列と、複数の音響波検出素子５０２を同じくｘ軸方向に配置してなる列とをｙ軸方向に交互に並べる。
【００９３】
このような構成とする場合、一つの音響波検出素子５０２（Ｓ３１）を挟む２つの音響波検出素子５０１（Ｓ２１，Ｓ４１）から第１の合成信号を得る。これにより、複数の音響波検出素子５０１（Ｓ２１，Ｓ４１）の第１の合成信号の音響波受信面重心は、一つの音響波検出素子５０２（Ｓ３１）の受信部と略等しくなる。この結果、複数の音響波検出素子５０１の第１の合成信号と一つの音響波検出素子５０２の信号の音響波受信面重心が略等しくなるので、音響波受信面重心ずれのほぼない第２の合成信号Ｓｃｏｍｐ２を得られる。
【００９４】
この例においても、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２を交互に並べることで、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号を得ることができる。
【００９５】
図９（ｂ）では、Ｙ方向に音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２を交互に並べたが、Ｘ方向に音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２を交互に並べる構成であってもよい。
【００９６】
図９（ｃ）は、２次元配置の別の例である。
【００９７】
本配置例では、複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２を市松模様状に並べる。
【００９８】
信号合成時には、一つの音響波検出素子５０２（Ｓ２２）に対して、隣接する４つの音響波検出素子５０１（Ｓ１２，Ｓ２１、Ｓ２３，Ｓ３１）のから第１の合成信号を得る。このような構成とすることにより、複数の音響波検出素子５０１（Ｓ１２，Ｓ２１、Ｓ２３，Ｓ３１）の加算信号の音響波受信面重心は、一つの音響波検出素子５０２（Ｓ２２）の音響波受信面重心と略等しくなる。
【００９９】
第１の合成信号と、一つの音響波検出素子５０２（Ｓ２２）のから第２の合成信号Ｓｃｏｍｐ４を得る場合に、音響波受信面重心が略等しくなるので、音響波受信面重心ずれのほぼ無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐ４が得られる。
【０１００】
この例においても、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２を周期的に交互に並べることで、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれのほぼ無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐ４を得られる。
【０１０１】
本実施形態は、３次元状に音響波検出素子を配置した場合にも適用できる。図１０は、本発明の実施例の音響波検出素子の他の配置例を示す図である。ここでは、半球状の支持部材によって、音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２の指向軸が半球の中心近傍に集まるように、複数の音響波検出素子５０１、５０２が支持される構成を考える。複数の音響波検出素子の指向軸がある領域に集まるように複数の音響波検出素子が支持されていれば、支持部材の形状は半球に限られない。
【０１０２】
図１０（ａ）は、複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２を半球状の支持部材によって支持された構成の、ｘ−ｚ平面の断面図である。
【０１０３】
図１０（ｂ）は、支持部材をｚ軸方向から見た図である。複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２を複数の同心円上に交互に配置されている。この場合、各円周の周方向に音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０２を等間隔で交互に並べることで、一つの音響波検出素子５０２−１と、同じ円周上において隣接する２つの音響波検出素子５０１−１、５０１−２の第１の合成信号の音響波受信面重心を略等しくできる。得られた第１の合成信号と、一つの音響波検出素子５０２−１の信号を合成することで、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれのほぼ無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎを得られる。
【０１０４】
このようにして、半球状に複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２を配置した場合であっても、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれのほぼ無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎを得られる。
【０１０５】
図１０（ｃ）は、半球状の支持部材に配置した複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２をＺ軸方向から見た例である。本配置例では、複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２を半径方向に交互に配置している。
【０１０６】
この場合では、半径方向に音響波検出素子５０１と音響波検出素子５０１を等間隔で交互に並べることで、一つの音響波検出素子５０２−１と、半径方向において隣接する２つの音響波検出素子５０１−１、５０１−２の第１の合成信号の音響波受信面重心を略等しくできる。
【０１０７】
このようにして得られた第１の合成信号と注目する一つの音響波検出素子５０２−１の信号を合成することで、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎを得られる。この場合にも、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎを得られる。
【０１０８】
図１０（ｄ）は、半球状に配置した複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２をＺ軸方向から見た例である。ここでは、複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２をらせん状に配置している。
【０１０９】
ここで、５０２−１は音響波検出素子である。
【０１１０】
音響波検出素子５０２−１を中心とした円状の領域５２０内の複数の音響波検出素子５０１の第１の合成信号を得ることで、その音響波受信面重心を、注目音響波検出素子５０２−１の音響波受信面重心と略等しくできる。
【０１１１】
このように、第１の合成信号と注目音響波検出素子５０２−１の信号の音響波受信面重心が略等しくなることで、位置精度のよい第２の合成信号を得られる。この結果、らせん状に複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２を配置した場合であっても、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎを得られる。
【０１１２】
なお、領域５２０内の複数の音響波検出素子５０１の第１の合成信号を得る方式は、１次元配置や２次元配置の音響波検出素子の他の配置例に適用しても同様な効果を得ることができる。
【０１１３】
また、同一のらせん上に音響波検出素子５０２と音響波検出素子５０１を交互に配置し、音響波検出素子５０２と隣接する複数の音響波検出素子５０１を用いて、図１０（ｂ）や図１０（ｃ）と同様の処理を行うことができる。これにより、ランダムノイズの増加量を低減するとともに、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎを得られる。このように、らせん、同心円方向、半径方向の何れかの方向で複数の音響波検出素子５０１と複数の音響波検出素子５０２を交互に配置することで、１対１での合成よりも、Ｓ／Ｎ比を改善するとともに、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎを得られる。
【０１１４】
上記のように、本実施形態では、複数の音響波検出素子５０１の出力信号を合成した、第１の合成信号と一つの音響波検出素子５０２と信号を合成することで、Ｓ／Ｎ比を改善した、音響波受信面重心ずれの無い第２の合成信号Ｓｃｏｍｐｎをもとに画像処理を行えるため、良好な再構成画像を得ることができる。
【０１１５】
また、第１の音響波検出素子５０１についてのみ、その出力信号を合成する場合を説明したが、第２の音響波検出素子５０２に対しても同様に合成部５３３を設け、さらに電気信号のＳ／Ｎ比の向上を図ってもよい。つまり、減算器５３２の両入力が、互いに逆極性の合成信号となる構成とすることができる。
【０１１６】
以上の実施形態は、いずれも例示的なものに過ぎず、本発明をこれらに限定するものではない。説明の中で挙げた具体的な素子や構成は、本発明の技術思想から逸脱しない範囲で、他の素子に置き換えたり、付加的な構成を加えたり、様々に変更することができる。
【０１１７】
たとえば、以上では光音響装置を例にとって説明したが、音響波検出素子から超音波を送信し、その反射波を受信する超音波エコー測定装置であっても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
５０１  音響波検出素子
５０２  音響波検出素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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