(57)【要約】【課題】小型化および簡素化を図ることが可能な光音響画像化装置を提供する。【解決手段】この光音響画像化装置１００は、被検体１０に光を照射可能に構成されているとともに、照射された光を被検体１０内の光吸収体１０ａが吸収することにより発生する音響波８０を検出する検出部２０と、検出部２０により検出された信号を処理して画像化を行う信号処理部３０とを備える。被検体１０に近接するように配置される検出部２０は、被検体１０に対して光を照射する複数のＬＥＤ素子２１ａおよび複数のＬＥＤ素子２１ａを有する光源部２１と、光源部２１近傍に配置され、光源部２２から被検体１０に照射された光を吸収することにより発生する超音波としての音響波８０を検出するための超音波プローブ２４と、光源部２１の近傍に配置されるとともに光源部２１を駆動する光源駆動回路２２とを含む。【選択図】図３
2015029550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射可能に構成されているとともに、照射された光を被検体内の対象物が吸収することにより発生する音響波を検出する検出部と、
前記検出部により検出された信号を処理して画像化を行う信号処理部とを備え、
前記被検体に近接するように配置される前記検出部は、前記被検体に対して光を照射する複数のＬＥＤ素子を有する光源部と、前記光源部近傍に配置され、前記光源部から前記被検体に照射された光を吸収することにより発生する超音波としての音響波を検出するための超音波検出器と、前記光源部の近傍に配置されるとともに前記光源部を駆動する光源駆動回路とを含む、光音響画像化装置。
【請求項２】
前記超音波検出器は、超音波としての音響波を検出する超音波振動素子を有し、
平面視において、前記超音波振動素子は、前記検出部の略中央部に配置されるとともに、前記光源部は、前記超音波振動素子に隣り合うように配置されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項３】
前記超音波検出器の前記超音波振動素子は、第１方向に沿って延びるように配置され、
前記ＬＥＤ素子を有する前記光源部は、前記超音波検出器の近傍に前記第１方向に沿って延びるように配置されている、請求項２に記載の光音響画像化装置。
【請求項４】
前記光源部は、前記第１方向と直交する第２方向の一方側と他方側とから前記超音波振動素子を挟み込むように前記超音波検出器の近傍に配置されている、請求項３に記載の光音響画像化装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記ＬＥＤ素子の実装される実装面が前記超音波振動素子側に傾斜した状態で配置されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記検出部に含まれる前記光源部からの光を前記被検体に導く導光部をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項７】
前記光源部は、第１方向に沿って延びるように配置され、
前記導光部は、前記光源部の延びる前記第１方向に沿って延びるように形成されている、請求項６に記載の光音響画像化装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記検出部の前記光源部の近傍に配置されるとともに前記光源部に電力を供給する駆動電源部をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記光源部からの光を前記導光部に集めるとともに前記光源部と前記導光部との間に配置される集光部をさらに含む、請求項６または７に記載の光音響画像化装置。
【請求項１０】
前記光源部の前記複数のＬＥＤ素子は、前記超音波検出器の近傍に配置され、第１の波長を有する光を照射する第１のＬＥＤ素子と、前記超音波検出器の近傍に配置され、第２の波長を有する光を照射する第２のＬＥＤ素子とを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項１１】
前記光源駆動回路は、前記第１の波長および前記第２の波長の光の出力が互いに略等しくなるように前記第１のＬＥＤ素子および前記第２のＬＥＤ素子を駆動するように構成されている、請求項１０に記載の光音響画像化装置。
【請求項１２】
前記光源部は、複数の前記第１のＬＥＤ素子の光の総出力と、複数の前記第２のＬＥＤ素子の光の総出力とが互いに略等しくなるように、各々の発する光の最大出力の比率に応じて数が調整された複数の前記第１のＬＥＤ素子および複数の前記第２のＬＥＤ素子を有する、請求項１０に記載の光音響画像化装置。
【請求項１３】
前記第１のＬＥＤ素子および前記第２のＬＥＤ素子は、複数の前記第１のＬＥＤ素子および前記第２のＬＥＤ素子の発する各々の光の分布形状が互いに略等しくなるように前記光源部に配置されている、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項１４】
前記光源部は、一または複数個の群により構成される前記第１のＬＥＤ素子と、一または複数個の群により構成される前記第２のＬＥＤ素子とが交互に配置されることにより前記第１の波長および前記第２の波長を有する前記複数のＬＥＤ素子の発する各々の波長の光の分布形状が互いに略等しくなるように構成されている、請求項１３に記載の光音響画像化装置。
【請求項１５】
前記超音波検出器は、前記被検体に向けて超音波を発生させるとともに、前記被検体に反射された超音波を検出するように構成されており、
前記信号処理部は、前記被検体内の対象物が光を吸収することにより発生する音響波と、前記被検体に反射された超音波との両方の検出結果に基づいて信号を処理して画像化を行うように構成されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項１６】
前記被検体に近接するように配置される前記検出部は、前記光源部の温度を検知する温度センサをさらに含み、
前記信号処理部は、前記温度センサから取得された温度情報に基づいて前記超音波検出器の検出結果を補正して画像化を行うように構成されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項１７】
前記被検体に近接するように配置される前記検出部は、前記光源部から照射され、前記被検体により反射された光を検知するための光センサをさらに含み、
前記光センサは、前記検出部において前記光源駆動回路と直接接続されるとともに、
前記光源駆動回路は、前記光センサが光を検知した結果に基づいて、光の反射量が所定量より少ない場合には、前記光源部から前記被検体に照射される光量を抑制するかまたは前記光源部から前記被検体に対する光の照射を停止するように構成されている、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光音響画像化装置に関し、特に、被検体に光を照射する光源部と被検体内の対象物により発生する超音波としての音響波を検出する超音波検出器とを備えた光音響画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体に光を照射する光源部と被検体内の対象物により発生する超音波としての音響波を検出する超音波検出器とを備えた光音響画像化装置などが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、プローブ光を発生するレーザ光源と、プローブ光を被測定体（被検体）に導く光ケーブルと、被測定体の表面に配置されプローブ光の音響信号（音響波）のみの強度を検出する音響信号検出器群（超音波検出器）と、検出した音響信号情報を処理して被測定体の内部の物質分布を演算するとともにレーザ光源へプローブ光の発生するタイミングを指示する計算機システムとを備えた光音響コンピュータトモグラフィ装置（光音響画像化装置）が開示されている。この光音響コンピュータトモグラフィ装置では、レーザ光源から被測定体に光が照射されると、被測定体の内部で光のエネルギーを吸収した対象物から音響信号が発生し、音響信号が被測定体の内部を伝播する。そして、この音響信号が音響信号検出器群によって検出されるとともに、検出された音響信号に基づいて計算機システムによる信号処理が実施されることにより、音響信号を発生した対象物が可視化（画像化）される。
【０００４】
このような光音響画像化装置は、生体内の情報を得る画像化装置として医療分野において積極的に研究が進められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２９６６１２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、上記特許文献１に記載の光音響コンピュータトモグラフィ装置では、高いＳＮ比（信号ノイズ比）を得るために、光源として高出力の固体レーザが用いられていると考えられる。この固体レーザを光源として用いるには、部材の極めて精密なアライメント（配列）が必要であるとともに、光学系の振動による特性変動を抑制するための光学定盤や強固な筐体が必要となる。この結果、レーザ光を発生させるための装置が大型で複雑なものとなるため、光音響コンピュータトモグラフィ装置全体として小型化および簡素化を図るのが困難になるという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、小型化および簡素化を図ることが可能な光音響画像化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一の局面による光音響画像化装置は、被検体に光を照射可能に構成されているとともに、照射された光を被検体内の対象物が吸収することにより発生する音響波を検出する検出部と、検出部により検出された信号を処理して画像化を行う信号処理部とを備え、被検体に近接するように配置される検出部は、被検体に対して光を照射する複数のＬＥＤ素子を有する光源部と、光源部近傍に配置され、光源部から被検体に照射された光を吸収することにより発生する超音波としての音響波を検出するための超音波検出器と、光源部の近傍に配置されるとともに光源部を駆動する光源駆動回路とを含む。
【０００９】
この発明の一の局面による光音響画像化装置では、上記のように、被検体に対して光を照射する複数のＬＥＤ素子を有する光源部を設けることによって、固体レーザを光源として用いる場合と異なり、光学系（固体レーザ光源周辺の機器）の振動による特性変動を抑制するための光学定盤や強固な筐体が必要ないので、光源部を小型化することができる。また、光源部を被検体に近接するように配置される検出部に設けることによって、光源部と検出部とが一体となった分、簡素な構成を実現することができる。これらにより、光音響画像化装置の小型化および簡素化（コンパクト化）を図ることができる。また、検出部において光源駆動回路を光源部の近傍に配置することによって、光源駆動回路が光源部に近い分、光源駆動回路の駆動信号によるノイズの発生を抑制することができる。これにより、駆動信号によるノイズが超音波検出器などの機器に悪影響（信号の乱れなど）を及ぼすことを抑制することができる。
【００１０】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、超音波検出器は、超音波としての音響波を検出する超音波振動素子を有し、平面視において、超音波振動素子は、検出部の略中央部に配置されるとともに、光源部は、超音波振動素子に隣り合うように配置されている。このように構成すれば、容易に超音波振動素子を有する超音波検出器の近傍の位置に光源部を配置することができる。
【００１１】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、超音波検出器の超音波振動素子は、第１方向に沿って延びるように配置され、ＬＥＤ素子を有する光源部は、超音波検出器の近傍に第１方向に沿って延びるように配置されている。このように構成すれば、超音波としての音響波を検出する超音波振動素子と、ＬＥＤ素子を有する光源部との両方が第１方向に沿って配置されているので、光源部からの光を超音波振動素子の配置に沿って被検体に照射することができる。これにより、第１方向に沿った音響波を発生させることができるので、発生した音響波を第１方向に沿った超音波振動素子により効率的に検出することができる。
【００１２】
この場合、好ましくは、光源部は、第１方向と直交する第２方向の一方側と他方側とから超音波振動素子を挟み込むように超音波検出器の近傍に配置されている。このように構成すれば、音響波を検出する超音波振動素子の両側から、超音波振動素子の配置に沿った光を被検体に照射することができるので、容易に被検体への照射光量を大きくすることができる。これにより、第１方向に沿った音響波をより大きく発生させることができるので、第１方向に沿った超音波振動素子により発生した音響波をより効率的に検出することができる。
【００１３】
上記超音波振動素子とＬＥＤ素子を有する光源部とが第1方向に沿って延びるように配置される構成において、好ましくは、光源部は、ＬＥＤ素子の実装される実装面が超音波振動素子側に傾斜した状態で配置されている。このように構成すれば、光源部からの光を超音波振動素子の配置された方向に向けて照射することができるので、超音波振動素子近傍の被検体に光を確実に照射することができる。これにより、検出可能な音響波をより効率的に発生させることができる。
【００１４】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、検出部は、検出部に含まれる光源部からの光を被検体に導く導光部をさらに含む。このように構成すれば、光源部から被検体に向かう間の光の損失を少なくすることができるので、光の損失が少なくなった分、光源部から照射される光の利用効率を向上させることができる。
【００１５】
この場合、好ましくは、光源部は、第１方向に沿って延びるように配置され、導光部は、光源部の延びる第１方向に沿って延びるように形成されている。このように構成すれば、光を照射する光源部と、光源部からの光を被検体に導く導光部との両方が第１方向に沿って配置されているので、光源部からの光を確実に導光部に照射することができる。また、この結果、光源部から被検体に向かう間の光の損失を少なくすることができるので、光の損失が少なくなった分、光源部から照射される光の利用効率を向上させることができる。
【００１６】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、検出部は、検出部の光源部の近傍に配置されるとともに光源部に電力を供給する駆動電源部をさらに含む。このように構成すれば、駆動電源部が光源部の近傍に配置されているので、駆動電源部が光源部に近い分、駆動電源部が光源部に電力を供給する際に発生するノイズを抑制することができる。これにより、電力を供給する際に発生するノイズが超音波検出器などの機器に悪影響（信号の乱れなど）を及ぼすことをより抑制することができる。
【００１７】
上記検出部が光源部からの光を被検体に導く導光部を含む構成において、好ましくは、検出部は、光源部からの光を導光部に集めるとともに光源部と導光部との間に配置される集光部をさらに含む。このように構成すれば、光源部からの光を確実に導光部に集めることができるので、光の利用効率が高まり、容易に被検体に照射する光の光量を確保することができる。
【００１８】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光源部の複数のＬＥＤ素子は、超音波検出器の近傍に配置され、第１の波長を有する光を照射する第１のＬＥＤ素子と、超音波検出器の近傍に配置され、第２の波長を有する光を照射する第２のＬＥＤ素子とを含む。このように構成すれば、２種類の波長を用いることにより検出する情報の量を増やす（２種類の音響波を得る）ことができるので、１つの波長を用いる場合と比較して、より多様な画像情報（検出信号）を得ることができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、光源駆動回路は、第１の波長および第２の波長の光の出力が互いに略等しくなるように第１のＬＥＤ素子および第２のＬＥＤ素子を駆動するように構成されている。このように構成すれば、第1のＬＥＤ素子および第２のＬＥＤ素子の電力に対する光出力の変換効率が互いに異なる場合にも、２つの波長の光の出力を互いに略等しくすることができるので、被検体に照射する２種類の波長の光の強度を揃えることができる。
【００２０】
上記光源部が第１のＬＥＤ素子と第２のＬＥＤ素子とを含む構成において、好ましくは、光源部は、複数の第１のＬＥＤ素子の光の総出力と、複数の第２のＬＥＤ素子の光の総出力とが互いに略等しくなるように、各々の発する光の最大出力の比率に応じて数が調整された数複数の第１のｌＥＤ素子および複数の第２のＬＥＤ素子を有する。このように構成すれば、第1のＬＥＤ素子および第２のＬＥＤ素子の電力に対する光出力の変換効率が互いに異なる場合にも、複数の第１のＬＥＤ素子の数と複数の第２のＬＥＤ素子の数とを最大出力の比率に応じて調整することにより２種類の波長の光の出力を互いに略等しくすることができるので、被検体に照射する２種類の波長の光の強度を揃えることができる。
【００２１】
上記光源部が第１のＬＥＤ素子と第２のＬＥＤ素子とを含む構成において、好ましくは、第１のＬＥＤ素子および第２のＬＥＤ素子は、複数の第１のＬＥＤ素子および第２のＬＥＤ素子の発する各々の光の分布形状が互いに略等しくなるように光源部に配置されている。このように構成すれば、各々の光の分布形状を互いに略等しくすることができるので、第１のＬＥＤ素子と第２のＬＥＤ素子との光の分布形状に起因して被検体の対象物に対する各々の波長の光の照射にばらつきが発生することを抑制することができる。
【００２２】
この場合、好ましくは、光源部は、一または複数個の群により構成される第１のＬＥＤ素子と、一または複数個の群により構成される第２のＬＥＤ素子とが交互に配置されることにより第１の波長および第２の波長を有する複数のＬＥＤ素子の発する各々の波長の光の分布形状が互いに略等しくなるように構成されている。このように構成すれば、第１のＬＥＤ素子と第２のＬＥＤ素子とを交互に配置することにより各々の光の分布形状のみならず光源部に対する各々の波長の光の分布位置までも互いに略等しくすることができるので、第１のＬＥＤ素子と第２のＬＥＤ素子との光の分布形状および分布位置に起因して被検体の対象物に対する各々の波長の光の照射にばらつきが発生することを確実に抑制することができる。
【００２３】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、超音波検出器は、被検体に向けて超音波を発生させるとともに、被検体に反射された超音波を検出するように構成されており、信号処理部は、被検体内の対象物が光を吸収することにより発生する音響波と、被検体に反射された超音波との両方の検出結果に基づいて信号を処理して画像化を行うように構成されている。このように構成すれば、被検体内の対象物が光を吸収することにより発生する音響波のみならず被検体に反射された超音波の検出信号も加えて信号処理部により画像化することができるので、より正確な被検体内の画像を得ることができる。
【００２４】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、被検体に近接するように配置される検出部は、光源部の温度を検知する温度センサをさらに含み、信号処理部は、温度センサから取得された温度情報に基づいて超音波検出器の検出結果を補正して画像化を行うように構成されている。このように構成すれば、ＬＥＤ素子の発する光の波長が温度により変動した場合にも、温度センサにより取得された温度情報に基づいて検出結果を補正することができるので、より正確な音響波画像を得ることができる。
【００２５】
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、被検体に近接するように配置される検出部は、光源部から照射され、被検体により反射された光を検知するための光センサをさらに含み、光センサは、検出部において光源駆動回路と直接接続されるとともに、光源駆動回路は、光センサが光を検知した結果に基づいて、光の反射量が所定量より少ない場合には、光源部から被検体に照射される光量を抑制するかまたは光源部から被検体に対する光の照射を停止するように構成されている。このように構成すれば、たとえば、被検体に近接するように配置される検出部が被検体から離間して反射光量が減少した場合に、光源部から被検体に対する光の照射を検出部に設けられた光源駆動回路により迅速にオフ状態（停止状態）にすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、上記のように、小型化および簡素化を図ることが可能な光音響画像化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示した図である。
【図２】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の検出部の側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の検出部の平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の光源部へのＬＥＤ素子の配置を示した図である。
【図６】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の光源部へのＬＥＤ素子の配置の変形例を示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態による光音響画像化装置の光源ユニットに超音波プローブを装着する前を示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態による光音響画像化装置の光源ユニットに超音波プローブを装着した状態を示した図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による光音響画像化装置の光源部へのＬＥＤ素子の配置を示した図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による光音響画像化装置の構成を説明するための図である。
【図１２】本発明の第１実施形態による変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００の構成について説明する。
【００３０】
本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００は、図１に示すように、被検体１０内の画像情報を取得するための検出部２０と、検出部２０により検出された信号を処理して画像化を行う信号処理部３０と、信号処理部３０により処理された画像を表示するための画像表示部４０とを備えている。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、検出部２０は、図２に示すように、被検体１０に光を照射する光源部２１と、光源部２１に駆動信号を送信する光源駆動回路２２と、光源駆動回路２２を介して光源部２１に電力を供給する駆動電源部２３とを含んでいる。また、検出部２０は、被検体１０内の光吸収体１０ａ（図３参照）が光を吸収することにより発生する超音波としての音響波８０（図３参照）を検出する機能と、被検体１０に向けて超音波９０（図３参照）を発生させるとともに、被検体１０に反射された超音波９０を検出する機能とを有する超音波プローブ２４を含んでいる。また、検出部２０は、光源部２１からの光を集光する集光レンズ２５と、集光レンズ２５により集光された光を被検体１０近傍に導光する導光部２６とを含んでいる。また、検出部２０は、光源部２１に配置されて光源部２１の温度を検知する温度センサ２７と、導光部２６に配置されて被検体１０に反射された光を検知する光センサ２８とを含んでいる。なお、図２では図示の都合上、光源部２１と、集光レンズ２５と、導光部２６と、温度センサ２７と、光センサ２８とを１組のみ示しているが、実際には、検出部２０は、図３に示すように２組の上記構成要素が検出部２０に配置されるように構成されている。また、超音波プローブ２４は、本発明の「超音波検出器」の一例である。また、集光レンズ２５は、本発明の「集光部」の一例である。また、光吸収体１０ａは、本発明の「対象物」の一例である。
【００３２】
なお、本明細書中で超音波とは、正常な聴力を持つ人に聴感覚を生じないほど周波数が高い音波（弾性波）のことであり、約１６０００Ｈｚ以上の音波（弾性波）のこととする。また、本明細書では、被検体１０内の光吸収体１０ａが光を吸収することにより発生する超音波を「音響波」とし、超音波プローブ２４により発生されるとともに、被検体１０に反射される超音波を「超音波」として、説明の都合上、区別して記載している。
【００３３】
光源部２１は、第１の波長を有する光を照射する複数のＬＥＤ素子２１ａと、第２の波長を有する光を照射する複数のＬＥＤ素子２１ｂとを有している。また、これらのＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとは、互いに異なる最大出力を有するように構成されている。ここで、第１の波長および第２の波長は、測定対象に応じて適宜選択される。たとえば、血液中の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとを検出する場合には、第１の波長を約７６０ｎｍとし、第２の波長を約８５０ｎｍとする。このように構成すれば、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸収スペクトルの大小関係が波長約８００ｎｍ付近で逆転することを利用して、第１の波長の光により検出された音響波信号と、第２の波長の光により検出された音響波信号の強度の差を演算することにより、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとのどちらが血液中に多く含まれているかを検出することが可能である。これにより、被検体１０内の動脈および静脈を判別して画像化することも可能である。なお、ＬＥＤ素子２１ａは、本発明の「第１のＬＥＤ素子」の一例である。また、ＬＥＤ素子２１ｂは、本発明の「第２のＬＥＤ素子」の一例である。
【００３４】
光源駆動回路２２は、ＬＥＤ素子２１ａを駆動させるＬＥＤ駆動回路２２ａと、ＬＥＤ素子２１ｂを駆動させるＬＥＤ駆動回路２２ｂとを有している。また、光源駆動回路２２は、ＬＥＤ駆動回路２２ａおよびＬＥＤ駆動回路２２ｂを介して、それぞれＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂに発光のための電力を供給するように構成されている。ＬＥＤ駆動回路２２ａとＬＥＤ駆動回路２２ｂとは、互いに異なる駆動電力を各ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとに供給するように構成されている。また、光源駆動回路２２は、ＬＥＤ駆動回路２２ａおよびＬＥＤ駆動回路２２ｂによりそれぞれ第１の波長および第２の波長の光の出力が互いに略等しくなるようにＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２２ｂを駆動するように構成されている。
【００３５】
信号処理部３０は、信号処理部３０の各構成要素および光源駆動回路２２を制御するための制御部３１と、制御部３１の制御に基づいて超音波トリガ信号を超音波プローブ２４に送信する送信制御回路３２と、超音波プローブ２４が検出した音響波８０および超音波９０の信号を受信するための受信回路３３と、温度センサ２７により取得された温度信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３４とを含んでいる。また、信号処理部３０は、検出した音響波８０および超音波９０の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３５と、検出した音響波８０および超音波９０の信号を保存する受信メモリ３６と、検出した音響波８０および超音波９０の信号を分離するデータ分離部３７とを含んでいる。また、信号処理部３０は、分離された音響波８０の信号を、温度補正テーブル５１ａを用いて補正する温度補正部５１と、温度補正された音響波８０の信号を画像として再構成する音響波画像再構成部５２と、音響波画像再構成部５２の出力を受けて波形処理を行う検波・対数コンバータ５３と、検出した音響波８０の信号に基づく被検体１０内の断層画像を構築する音響波画像構築部５４とを含んでいる。また、信号処理部３０は、被検体１０から反射された超音波９０の信号を画像として再構成する超音波画像再構成部５５と、超音波画像再構成部５５の出力を受けて波形処理を行う検波・対数コンバータ５６と、検出した超音波９０の信号に基づく被検体１０内の断層画像を構築する超音波画像構築部５７とを含んでいる。また、信号処理部３０は、音響波画像構築部５４により構築された画像と、超音波画像構築部５７により構築された画像とを合成する画像合成部５８を含み、画像合成部５８により合成された画像を画像表示部４０に出力するように構成されている。
【００３６】
ここで、温度補正テーブル５１ａは、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂの温度の変化に対する波長の変化と、波長の変化に対する光吸収体１０ａ（図３参照）の音響波信号の変化とに基づいて作成された、温度の変化に対する光吸収体１０ａの音響波信号の変化を算出可能な温度補正用のテーブルである。
【００３７】
また、第１実施形態では、超音波プローブ２４は、図３に示すように、音響波８０と被検体１０に反射された超音波９０を検出するとともに、超音波９０を被検体１０に向けて発射可能な超音波振動素子２４ａ（ハッチングで示す）を有している。また、検出部２０において超音波振動素子２４ａは、被検体１０に近接するように、被検体１０近傍に配置されている。すなわち、超音波振動素子２４ａは、検出部２０において被検体１０側（Ｚ２方向側）の端面近傍に配置されている。ここで、この第１実施形態では、超音波プローブ２４内に光源部２１などの各構成要素が配置されることにより検出部２０が形成されている。
【００３８】
また、検出部２０は、光源部２１と、集光レンズ２５と、導光部２６と、温度センサ２７と、光センサ２８とを各々２個（一対）ずつ含み、上記各構成要素の対が超音波振動素子２４ａを間に挟むように配置されている。また、検出部２０において光源駆動回路２２と駆動電源部２３とは、２個の光源部２１の間に配置されている。また、検出部２０において光源駆動回路２２は、光源部２１の近傍に配置されている。また、検出部２０は、検出部２０内において、２個の光源部２１と、光源駆動回路２２と、駆動電源部２３とが電気配線７０（破線で示す）によって電気的に接続されるように構成されている。また、検出部２０は、光源駆動回路２２が配線７１（破線で示す）によって信号処理部３０から信号を受信するように構成されている。
【００３９】
また、検出部２０は、超音波振動素子２４ａの配置された検出部２０の被検体１０側（Ｚ２方向側）の面と、被検体１０との間に光を透過させる透明なゲル層６０（ハッチングで示す）を介在させた状態で検出を行うように構成されている。このゲル層６０は、被検体１０の表面と略同等の屈折率を有し、光源部２１から被検体１０に照射された光が被検体１０の表面で反射されることを抑制するように構成されている。また、ゲル層６０は、被検体１０の光吸収体１０ａから発生した音響波８０および被検体１０から反射された超音波９０を超音波振動素子２４ａに効率良く伝播させるための伝播物質としての機能も兼ねている。
【００４０】
また、第１実施形態では、超音波振動素子２４ａは、図４に示すように、全体としてＹ方向に沿って延びるように配置されている。また、超音波振動素子２４ａは、図示しない複数の超音波振動素子がＹ方向に沿って配置されるように構成されている。また、超音波振動素子２４ａは、検出部２０の略中央部に配置されている。なお、Ｙ方向は、本発明の「第１方向」の一例である。
【００４１】
２つの光源部２１は、図３に示すように、Ｙ方向と直交するＸ方向の一方側（Ｘ１方向側）と他方側（Ｘ２方向側）とから超音波振動素子２４ａを挟み込むように配置されている。また、２つの光源部２１は、それぞれＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂ（図２参照）が実装される実装面２１ｃが超音波振動素子２４ａ側に傾斜するように配置されている。また、光源部２１は、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂが発する光を超音波振動素子２４ａ近傍の被検体１０に照射するように構成されている。また、光源部２１は、図４に示すように、超音波振動素子２４ａの近傍にＹ方向に沿って延びるように配置されている。なお、Ｘ方向は、本発明の「第２方向」の一例である。
【００４２】
集光レンズ２５は、図３に示すように、光源部２１と導光部２６との間に光源部２１の実装面２１ｃを覆うように配置されている。また、集光レンズ２５は、光源部２１から入射された光を屈折させることにより集光レンズ２５の中央側に集光するとともに、集光した光を導光部２６に向けて出射するように構成されている。
【００４３】
導光部２６は、図３および図４に示すように、Ｙ方向に沿って延びる略平板形状を有している。導光部２６は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透明樹脂によって形成されている。また、導光部２６は、光が入射されるＺ１方向側の入射端部が集光レンズ２５近傍に配置されるとともに、光が出射されるＺ２方向側の出射端部が検出部２０の被検体１０側（Ｚ２方向側）の端面近傍に配置されている。
【００４４】
光センサ２８は、光源部２１から照射され、被検体１０に反射された光を検知するように構成されている。また、光センサ２８は、光源駆動回路２２に直接接続されるように構成されている。そして、光源駆動回路２２は、光センサ２８により検知された光の反射量が所定量より少ない場合には、光源部２１からの光の照射を停止させるように構成されている。つまり、光源駆動回路２２は、検出部２０が被検体１０から離間して、検知する反射光が少なくなった場合には、光源部２１からの光の照射を停止させるように構成されている。
【００４５】
ここで、第１実施形態では、光源部２１は、図５に示すように、複数のＬＥＤ素子２１ａ（ハッチングで示す）と複数のＬＥＤ素子２１ｂとが交互に列をなして配置されるように構成されている。具体的には、３×６個のＬＥＤ素子２１ａにより形成されたＬＥＤ素子２１ａの列と、同様に３×６個のＬＥＤ素子２１ｂにより形成されたＬＥＤ素子２１ｂの列とが、交互に並ぶように光源部２１の実装面２１ｃ上に配置されている。
【００４６】
なお、第１実施形態における、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂの配置は、複数のＬＥＤ素子２１ａと複数のＬＥＤ素子２１ｂとが交互に実装面２１ｃ上に配置されていれば、その他の配置でもよく、たとえば、図６に示すような配置でもよい。具体的には、２×２個のＬＥＤ素子２１ａにより構成されたＬＥＤ素子２１ａ群と２×２個のＬＥＤ素子２１ｂにより構成されたＬＥＤ素子２１ｂ群とが格子状に交互に配置されるような構成でもよい。また、上記Ｎ×Ｎ個のＬＥＤ素子２１ａ群およびＬＥＤ素子２１ｂ群を配置する構成では、Ｎが２以外の数であっても構わない。また、図示の都合上、図５および図６においては、光源部２１の途中を省略して示している。また、２個の光源部２１の各々のＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂの配置状態は、略同一となる方が好ましい。
【００４７】
次に、図２および図３を参照して、本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００の検出動作について説明する。
【００４８】
まず、信号処理部３０の制御部３１から光源駆動回路２２に波長制御信号が送信される。波長制御信号を受信した光源駆動回路２２は、受信した波長制御信号に基づいてＬＥＤ素子２１ａまたはＬＥＤ素子２１ｂのいずれか一方を選択する。続けて、制御部３１から光トリガ信号が送信されるとともに、光トリガ信号を受信した光源駆動回路２２は、選択されたＬＥＤ素子２１ａまたはＬＥＤ素子２１ｂに駆動信号を送信する。駆動信号を受信したＬＥＤ素子２１ａまたはＬＥＤ素子２１ｂは、集光レンズ２５および導光部２６を介して光を被検体１０に照射する。被検体１０に照射された光は、被検体１０内を伝播して光吸収体１０ａに吸収される。光の吸収の結果、光吸収体１０ａからは、超音波としての音響波８０（図３参照）が発生する。その後、被検体１０内を伝播した音響波８０（８０ａ）が超音波振動素子２４ａに到達することにより音響波信号として検出される。以上の動作に引き続き、選択されなかった他方のＬＥＤ素子２１ａまたはＬＥＤ素子２１ｂについても同様の順序で発光され、音響波８０（８０ｂ）が検出される。
【００４９】
また、音響波８０ａおよび音響波８０ｂの検出後、制御部３１は、図２に示すように、送信制御回路３２を介して超音波トリガ信号を超音波プローブ２４に送信する。そして、超音波トリガ信号を受信した超音波プローブ２４は、図３に示すように、超音波振動素子２４ａから被検体１０に向けて超音波９０を発生する。その後、被検体１０内で反射された超音波９０が超音波振動素子２４ａに到達することにより超音波信号として検出される。
【００５０】
一方で、一度目の光トリガ信号が送信され、光源部２１から光が照射される時に、制御部３１は、図２に示すように、Ａ／Ｄコンバータ３５に向けてサンプリングトリガ信号の送信を開始する。サンプリングトリガ信号を受信したＡ／Ｄコンバータ３５は、受信回路３３により受信した超音波プローブ２４の検出信号をサンプリングする。このサンプリング動作は、音響波８０ａおよび８０ｂの信号をそれぞれサンプリングした後、被検体１０内で反射された超音波９０の信号についても連続的に実施される。また、このサンプリング動作は、たとえば、外部から入力されるＡ／Ｄクロック信号に同期して、所定のサンプリング周期でなされてもよい。
【００５１】
また、上記のような検出動作は、被検体１０の表面に沿って検出部２０を走査させながら逐次実施される。この結果、サンプリングされた音響波８０ａおよび８０ｂの信号と超音波９０の信号とに基づいて信号処理部３０により被検体１０内の画像が合成され、画像表示部４０に合成された被検体１０内の画像が表示される。
【００５２】
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５３】
第１実施形態では、上記のように、被検体１０に対して光を照射する複数のＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂを有する光源部２１を設けることによって、固体レーザを光源として用いる場合と異なり、光学系（固体レーザ光源周辺の機器）の振動による特性変動を抑制するための光学定盤や強固な筐体が必要ないので、光源部２１を小型化することができる。また、光源部２１を被検体１０に近接するように配置される検出部２０に設けることによって、光源部２１と検出部２０とが一体となった分、簡素な構成を実現することができる。これにより、光音響画像化装置１００の小型化および簡素化（コンパクト化）を図ることができる。また、検出部２０において光源駆動回路２２が光源部２１の近傍に配置することによって、光源駆動回路２２が光源部に近い分、光源駆動回路２２の駆動信号によるノイズの発生を抑制することができる。これにより、駆動信号によるノイズが超音波プローブ２４などの機器に悪影響（信号の乱れなど）を及ぼすことを抑制することができる。
【００５４】
また、第１実施形態では、上記のように、超音波プローブ２４に超音波としての音響波８０を検出する超音波振動素子２４ａを設ける。そして、平面視において、超音波振動素子２４ａを検出部２０の略中央部に配置するとともに、光源部２１を超音波振動素子２４ａに隣り合うように配置する。これにより、超音波振動素子２４ａを有する超音波プローブ２４の近傍の位置に容易に光源部２１を配置することができる。
【００５５】
また、第１実施形態では、上記のように、超音波プローブ２４の超音波振動素子２４ａをＹ方向に沿って延びるように配置し、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂを有する光源部２１を超音波プローブ２４の近傍にＹ方向に沿って延びるように配置する。これにより、超音波としての音響波８０を検出する超音波振動素子２４ａと、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂを有する光源部２１との両方がＹ方向に沿って配置されているので、光源部２１からの光を超音波振動素子２４ａの配置に沿って被検体１０に照射することができる。その結果、Ｙ方向に沿った音響波８０を発生させることができるので、発生した音響波８０をＹ方向に沿った超音波振動素子２４ａにより効率的に検出することができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、上記のように、光源部２１をＹ方向と直交するＸ方向の一方側（Ｘ１方向側）と他方側（Ｘ２方向側）とから超音波振動素子２４ａを挟み込むように超音波プローブ２４の近傍に配置する。これにより、音響波８０を検出する超音波振動素子２４ａの一方側と他方側から、超音波振動素子２４ａの配置に沿った光を被検体１０に照射することができるので、容易に被検体１０への照射光量を大きくすることができる。その結果、Ｙ方向に沿った音響波８０をより大きく発生させることができるので、Ｙ方向に沿った超音波振動素子２４ａにより発生した音響波８０をより効率的に検出することができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、光源部２１をＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂの実装される実装面２１ｃが超音波振動素子２４ａ側に傾斜した状態で配置する。これにより、光源部２１からの光を超音波振動素子２４ａの配置された方向に向けて照射することができるので、超音波振動素子２４ａ近傍の被検体１０に光を確実に照射することができる。その結果、検出可能な音響波８０をより効率的に発生させることができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、検出部２０に含まれる光源部２１からの光を被検体１０に導く導光部２６を検出部２０にさらに設ける。これにより、光源部２１から被検体１０に向かう間の光の損失を少なくすることができるので、光の損失が少なくなった分、光源部２１から照射される光の利用効率を向上させることができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、導光部２６を光源部２１の延びるＹ方向に沿って延びるように形成する。これにより、光を照射する光源部２１と、光源部２１からの光を被検体１０に導く導光部２６との両方がＹ方向に沿って配置されているので、光源部２１からの光を確実に導光部２６に照射することができる。また、この結果、光源部２１から被検体１０に向かう間の光の損失を少なくすることができるので、光の損失が少なくなった分、光源部２１から照射される光の利用効率を向上させることができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、検出部２０の光源部２１の近傍に配置されるとともに光源部２１に電力を供給する駆動電源部２３を検出部２０にさらに設ける。これにより、駆動電源部２３が光源部２１の近傍に配置されているので、駆動電源部２３が光源部２１に近い分、駆動電源部２３が光源部２１に電力を供給する際に発生するノイズを抑制することができる。その結果、電力を供給する際に発生するノイズが超音波プローブ２４などの機器に悪影響（信号の乱れなど）を及ぼすことをより抑制することができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、光源部２１と導光部２６との間に配置されるとともに、光源部２１からの光を導光部２６に集める集光レンズ２５を検出部２０に設ける。これにより、光源部２１からの光を確実に導光部２６に集めることができるので、光の利用効率が高まり、容易に被検体１０に照射する光の光量を確保することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、超音波プローブ２４の近傍に配置され、第１の波長を有する光を照射するＬＥＤ素子２１ａと、超音波プローブ２４の近傍に配置され、第２の波長を有する光を照射するＬＥＤ素子２１ｂとを設ける。そして、第１の波長および第２の波長の光を被検体１０内の光吸収体１０ａが吸収することにより発生する第１の音響波８０ａおよび第２の音響波８０ｂを検出するように超音波プローブ２４を構成する。これにより、２種類の波長を用いることにより検出する情報の量を増やす（２種類の音響波８０ａおよび８０ｂを得る）ことができるので、１つの波長を用いる場合と比較して、より多様な画像情報（検出信号）を得ることができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、ＬＥＤ素子２１ａを駆動させるＬＥＤ駆動回路２１ａと、ＬＥＤ素子２１ｂを駆動させるＬＥＤ駆動回路２１ｂとを光源駆動回路２２に設ける。そして、ＬＥＤ駆動回路２１ａおよびＬＥＤ駆動回路２１ｂを、それぞれ第１の波長および第２の波長の光の出力が互いに略等しくなるようにＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂを駆動するように構成する。これにより、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂの電力に対する光出力の変換効率が互いに異なる場合にも、ＬＥＤ駆動回路２１ａおよびＬＥＤ駆動回路２１ｂによりＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとを別個に駆動させることにより２種類の波長の光の出力を互いに略等しくすることができるので、被検体１０に照射する２種類の波長の光の強度を揃えることができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、上記のように、複数のＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂの発する各々の光の分布形状が互いに略等しくなるように光源部２１にＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂを配置する。これにより、ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとの光の分布形状に起因して被検体１０の対象物に対する各々の波長の光の照射にばらつきが発生することを抑制することができる。
【００６５】
また、第１実施形態では、上記のように、複数個の群により構成されるＬＥＤ素子２１ａと、複数個の群により構成されるＬＥＤ素子２１ｂとが交互に配置されることにより第１の波長および第２の波長を有する複数のＬＥＤ素子２１ａおよび複数のＬＥＤ素子２１ｂの発する各々の波長の光の分布形状が互いに略等しくなるように構成する。これにより、ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとの光の分布形状のみならず光源部２１に対する各々の波長の光の分布位置までも互いに略等しくすることができるので、ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとの光の分布形状および分布位置に起因して被検体１０の対象物に対する各々の波長の光の照射にばらつきが発生することを確実に抑制することができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、上記のように、被検体１０に向けて超音波を発生させるとともに、被検体１０に反射された超音波を検出するように超音波プローブ２４を構成する。そして、被検体１０内の対象物が光を吸収することにより発生する音響波８０と、被検体１０に反射された超音波９０との両方の検出結果に基づいて信号を処理して画像化を行うように信号処理部３０を構成する。これにより、被検体１０内の光吸収体１０ａが光を吸収することにより発生する音響波８０のみならず被検体１０に反射された超音波９０の検出信号も加えて信号処理部３０により画像化することができるので、より正確な被検体１０内の画像を得ることができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、上記のように、温度センサ２７から取得された温度情報に基づいて、温度補正部５１により超音波プローブ２４の検出結果を補正して画像化を行うように信号処理部３０を構成する。これにより、ＬＥＤ素子２１ａおよび複数のＬＥＤ素子２１ｂの発する光の波長が温度により変動した場合にも、温度センサ２７により取得された温度情報に基づいて、温度補正部５１により検出結果を補正することができるので、より正確な音響波画像を得ることができる。
【００６８】
また、第１実施形態では、上記のように、光センサ２８を検出部２０において光源駆動回路２２と直接接続するとともに、光センサ２８が光を検知した結果に基づいて、光の反射量が所定量より少ない場合には、光源部２１から被検体１０に対する光の照射を停止するように光源駆動回路２２を構成する。これにより、たとえば、被検体１０に近接するように配置される検出部２０が被検体１０から離間して反射光量が減少した場合に、光源部２１から被検体１０に対する光の照射を検出部２０に設けられた光源駆動回路２２により迅速にオフ状態（停止状態）にすることができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、図７〜図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、超音波プローブ２４内に光源部２１などの各構成要素が配置されることにより検出部２０が形成された上記第１実施形態とは異なり、超音波プローブ１２４と光源ユニット１２９とにより検出部１２０が形成される例について説明する。なお、超音波プローブ１２４は、本発明の「超音波検出器」の一例である。
【００７０】
本発明の第２実施形態による光音響画像化装置２００の検出部１２０は、図７に示すように、超音波プローブ１２４と、超音波プローブ１２４と結合可能な光源ユニット１２９とを含んでいる。光源ユニット１２９は、ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとを有する光源部２１と、光源部２１に駆動信号を送信する光源駆動回路２２と、電力を供給する駆動電源部２３と、光を集光する集光レンズ２５と、光を被検体１０近傍まで導光する導光部２６と、光源部２１の温度を検知する温度センサ２７と、被検体１０からの反射光を検知する光センサ２８とを含んでいる。なお、図７では、検出部１２０は、図示の都合上、光源部２１と、集光レンズ２５と、導光部２６と、温度センサ２７と、光センサ２８とを１組のみ示しているが、実際には、図８に示すように２組の上記構成要素が検出部１２０に含まれるように構成されている。
【００７１】
ここで、第２実施形態では、光源駆動回路２２は、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂとの両方に電力を供給して駆動するように構成されている。また、光源駆動回路２２は、信号処理部３０の制御部３１からの波長制御信号および光トリガ信号を受信して、受信信号に基づいてＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂをそれぞれ駆動するように構成されている。
【００７２】
また、第２実施形態では、検出部１２０は、図８に示すように、別個に設けられた超音波プローブ１２４と光源ユニット１２９とにより構成されている。ここで、図８では、超音波プローブ１２４と光源ユニット１２９とが結合する前の状態を示している。超音波プローブ１２４と光源ユニット１２９とは、どのような方法で結合されてもよいが、たとえば、互いに係合部を設けて互いの係合部が係合することにより結合するように構成してもよいし、ねじなどの部材を用いて結合（固定）するように構成してもよい。
【００７３】
超音波プローブ１２４は、音響波８０および超音波９０を検出するための超音波振動素子２４ａをＺ２方向の端面近傍に有している。また、超音波プローブ１２４は、配線１２４ｂによって信号処理部３０と接続されている。また、超音波プローブ１２４は、配線１２４ｂを介して信号処理部３０からの超音波トリガ信号を受信するとともに、検出された音響波信号および超音波信号を信号処理部３０に送信するように構成されている。
【００７４】
また、図９に示すように、超音波プローブ１２４と光源ユニット１２９とが結合された状態において、超音波プローブ１２４は、光源ユニット１２９のＸ方向の中央近傍に配置されている。また、超音波プローブ１２４の超音波振動素子２４ａは、検出部１２０において被検体１０側（Ｚ２方向側）の端面近傍に配置されている。また、検出部１２０において、超音波プローブ１２４は、２個の光源部２１と集光レンズ２５と導光部２６との間に挟まれるように配置されている。また、検出部１２０は、超音波プローブ１２４と光源ユニット１２９とが結合された状態において、光源部２１から被検体１０に向けて光を照射するように構成されている。
【００７５】
光源部２１では、図１０に示すように、実装面２１ｃ上に第１の波長を有するＬＥＤ素子２１ａおよび第２の波長を有するＬＥＤ素子２１ｂが所定の配置パターン１２１ｄとなるように配置されている。ここで、所定の配置パターン１２１ｄにおいて、複数のＬＥＤ素子２１ａの光の総出力と、複数のＬＥＤ素子２１ｂの光の総出力とが略等しくなるように、各々の発する光の最大出力の比に応じてＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとの配置数が決定されている。一例として、ＬＥＤ素子２１ａが最大出力２Ｗを有し、ＬＥＤ素子２１ｂが最大出力３Ｗを有している場合について説明する。この場合、ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとの配置数の比率がＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとの最大出力の比率と同じになるように構成する。すなわち、配置パターン１２１ｄにおいて、ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとの配置数が３：２となるように各々の配置数が調整されている。なお、図示の都合上、図１０では、配置パターン１２１ｄを１つのみ示しているが、実際には配置パターン１２１ｄが所定の数だけ連続するように実装面２１ｃ上に配置されている。
【００７６】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７８】
第２実施形態では、上記のように、複数のＬＥＤ素子２１ａの光の総出力と、複数のＬＥＤ素子２１ｂの光の総出力とが互いに略等しくなるように、各々の発する光の最大出力の比率に応じて調整された数の複数のＬＥＤ素子２１ａと、複数のＬＥＤ素子２１ｂとを光源部２１に設ける。これにより、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂの電力に対する光出力の変換効率が互いに異なる場合にも、複数のＬＥＤ素子２１ａの数と複数のＬＥＤ素子２１ｂの数とを最大出力の比率に応じて調整することにより２種類の波長の光の出力を互いに略等しくすることができるので、被検体１０に照射する２種類の波長の光の強度を揃えることができる。
【００７９】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８０】
（第３実施形態）
次に、図１１を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、光源部２１が検出部２０（１２０）に設けられた上記第１および第２実施形態とは異なり、検出部２０とは別個に光源部２１を含む補助発光部２２０ａを設けた例について説明する。
【００８１】
本発明の第３実施形態による光音響画像化装置３００（図１参照）は、図１１に示すように、検出部２０と、検出部２０とは別個に設けられた２個の補助発光部２２０ａとを備えている。
【００８２】
ここで、第３実施形態では、補助発光部２２０ａは、ＬＥＤ素子２１ａとＬＥＤ素子２１ｂとを有する光源部２１と、光源部２１に駆動信号を送信する光源駆動回路２２と、電力を供給する駆動電源部２３と、光源部２１の温度を検知する温度センサ２７と、被検体１０からの反射光を検知する光センサ２８とを含んでいる。
【００８３】
また、第３実施形態では、補助発光部２２０ａは、被検体１０を挟むようにして検出部２０と対向するように配置されている。また、補助発光部２２０ａは、被検体１０との間に光を透過させる透明なゲル層６０を介在させた状態で被検体１０に向けて光を照射するように構成されている。また、補助発光部２２０ａは、ゲル層６０を介して光源部２１からの光を被検体１０に照射するように構成されている。また、補助発光部２２０ａは、検出部２０の発光のタイミングと同期して発光するように構成されている。
【００８４】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８５】
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８６】
第３実施形態では、上記のように、被検体１０に対して光を照射する複数のＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂを有する光源部２１を設けることによって、固体レーザを光源として用いる場合と異なり、光学系（固体レーザ光源周辺の機器）の振動による特性変動を抑制するための光学定盤や強固な筐体が必要ないので、光源部２１を小型化することができる。また、光源部２１を被検体１０に近接するように配置される検出部２０に設けることによって、光源部２１と検出部２０とが一体となった分、簡素な構成を実現することができる。これにより、光音響画像化装置３００の小型化および簡素化を図ることができる。また、補助発光部２２０ａを設けることによって、検出部２０からの光に加えて補助発光部２２０ａからの光を被検体１０に照射することができるので、被検体１０内で光が容易に減衰する場合や、被検体１０の厚みが大きい場合などにも、音響波８０を所定の強度で得ることができる。この結果、より多様な被検体に、この光音響画像化装置３００を適用することができる。
【００８７】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８９】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、光源部２１からの光を導光部２６を介して被検体１０に照射させた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、導光部２６を設けずに、光源部２１からの光を被検体１０に照射してもよい。たとえば、図１２変形例に示すように、検出部３２０の光源部２１および集光レンズ２５を被検体１０近傍に配置して、集光レンズ２５によって集光された光を被検体１０に照射するような構成でもよい。
【００９０】
また、上記第１〜第３実施形態では、ノイズの発生を抑制するために光源駆動回路２２および駆動電源部２３を検出部２０（１２０）に配置した例について示したが、本発明では、さらに光源駆動回路２２および駆動電源部２３をシールドして検出部２０（１２０）に配置することが好ましい。また、光源駆動回路２２および駆動電源部２３の配線をシールドすることは、より好ましい。
【００９１】
また、上記第１〜第３実施形態では、駆動電源部２３を検出部２０（１２０）に配置した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動電源部２３が検出部２０（１２０）以外の場所に配置されていてもよい。
【００９２】
また、上記第１〜第３実施形態では、１個の光源部２１に対して１個の集光レンズを設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、個々の光源部２１に対して複数の集光レンズを設けるような構成でもよい。このように構成すれば、１個のレンズの厚みを薄くすることが可能である。
【００９３】
また、上記第１〜第３実施形態では、光センサ２８が導光部２６および光源部２１に配置された例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光センサ２８は被検体１０に反射された光を検知できれば、どのような場所に配置されても構わない。たとえば、検出部２０（１２０）の外形を形成する筐体に設けられても構わない。
【００９４】
また、上記第１実施形態では、光源駆動回路２２が駆動電力の異なる２つのＬＥＤ駆動回路２２ａおよび２２ｂを有した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つの光源駆動回路２２によってＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂとに駆動電力を供給するとともに、ＬＥＤ素子２１ａおよびＬＥＤ素子２１ｂとに供給する駆動電力を波長制御信号により異ならせるように構成してもよい。
【００９５】
また、上記第１〜第３実施形態では、超音波プローブ２４（１２４）が音響波８０および被検体１０内で反射された超音波９０を検出するとともに、被検体１０に向けて超音波９０を発生させた例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、超音波プローブ以外の機器が超音波を発生させるように構成してもよい。
【００９６】
また、上記第１〜第３実施形態では、超音波プローブ２４（１２４）が超音波９０を発生させる例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、超音波プローブ２４（１２４）が超音波９０を発生させず、音響波８０を検出するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０  被検体
１０ａ  光吸収体（対象物）
２０、１２０、３２０  検出部
２１  光源部
２１ａ  ＬＥＤ素子（第１のＬＥＤ素子）
２１ｂ  ＬＥＤ素子（第２のＬＥＤ素子）
２２  光源駆動回路
２２ａ  ＬＥＤ駆動回路
２２ｂ  ＬＥＤ駆動回路
２３  駆動電源部
２４、１２４  超音波プローブ（超音波検出器）
２４ａ  超音波振動素子
２５  集光レンズ（集光部）
２６  導光部
２７  温度センサ
２８  光センサ
３０  信号処理部
８０  音響波
９０  超音波
１００、２００、３００  光音響画像化装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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