(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に光を照射することが可能な発光素子（１６、１６ａ、１６ｂ、６２０ａ）と、
前記発光素子から前記被検体に照射された光が、前記被検体の内部の検出対象物により吸収されることにより発生する音響波を検出する検出部（１４、６７０）と、
前記発光素子に電力を供給する電源部（２２ａ、９２２ａ）と、前記発光素子が光を照射する状態と前記発光素子が光を照射しない状態とを制御するためのパルス照射信号を生成する信号生成部（２２ｂ、９２２ｂ）とを含む、光源駆動部（２２、３２２、６８２、９２２）が設けられている、装置本体部（２、２ａ、６８０）と、
前記発光素子と前記装置本体部とを接続する同軸ケーブル（３、３１、３２、２０３、２３１、２３２、３０３、３３１〜３３４、４０３、４３１、４３２）を備え、
前記同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルの外部導体（３ｃ、４３１ｃ、４３２ｃ）が、前記光源駆動部の前記電源部に接続されているか、または、接地されているとともに、前記同軸ケーブルの内部導体（３ａ、４３１ａ、４３２ａ）が、前記光源駆動部の前記信号生成部に接続されている、光音響画像化装置（１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００）。
【請求項２】
前記光源駆動部は、前記発光素子が光を照射する状態となるための前記パルス照射信号を生成する際に、前記同軸ケーブルに、１０Ａ以上のパルス状の電流を流すように構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項３】
前記同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルの特性インピーダンスが、３０Ω以下になるように構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項４】
前記同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルの特性インピーダンスが、１５Ω以上になるように構成されている、請求項３に記載の光音響画像化装置。
【請求項５】
前記発光素子と前記装置本体部とは、複数本の前記同軸ケーブルにより接続されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項６】
前記検出部により検出された前記音響波の信号に基づいて、前記音響波の画像化を行う画像化部と、
前記画像化部と前記検出部とに接続され、前記音響波の信号を伝達する信号ケーブル（４、４０４、４４１、４４２）とをさらに備え、
前記同軸ケーブルと前記信号ケーブルとは、一体となった状態で取り回されるように構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項７】
前記同軸ケーブルまたは前記信号ケーブルのうちの少なくとも一方の外側を覆う第１シールド（４０３ａ、４０４ａ）をさらに備える、請求項６に記載の光音響画像化装置。
【請求項８】
前記同軸ケーブルと前記信号ケーブルとは、一体となった状態で取り回されるケーブル群（５０２ａ）を形成しており、
前記ケーブル群の外側を覆う第２シールド（５０５ａ）をさらに備える、請求項６に記載の光音響画像化装置。
【請求項９】
前記同軸ケーブルは、前記同軸ケーブルの外部導体が、前記光源駆動部の前記電源部に接続されているとともに、前記同軸ケーブルの内部導体が、前記信号生成部と接続されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１０】
前記同軸ケーブルは、導体抵抗が０．５Ω／ｍ以下になるように構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１１】
前記発光素子を含む光源部（６２０）と、
第１面（６３０ａ）に前記光源部が配置されるとともに、前記第１面または前記第１面と反対側の第２面（６３０ｂ）に配線（６３１）が配置される基板（６３０）と、
前記配線を前記基板の第２面側から覆うように設けられた電磁波吸収層（６５０）とをさらに備える、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１２】
前記電磁波吸収層には、前記基板の第２面を露出させるための基板露出部（６５１）が形成され、
前記電磁波吸収層の前記基板露出部を介して、前記基板の第２面に接触するように配置され、前記基板の熱を放熱するための熱伝導部（６６０）をさらに備える、請求項１１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１３】
前記検出部を収容する筐体（６１０ａ）をさらに備え、
前記熱伝導部は、一方の端部側が前記基板の第２面に接触し、他方の端部側が前記筐体に接触するように構成されている、請求項１２に記載の光音響画像化装置。
【請求項１４】
前記筺体は、放熱部（６０１ａ）を含み、
前記熱伝導部は、他方の端部側が前記放熱部に接続され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】
前記基板の第２面と、前記電磁波吸収層との間には、絶縁部材（６４０）が設けられている、請求項１１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１６】
前記発光素子を含む光源部（１５、１５ａ、１７、１７ａ、６２０）をさらに備え、
前記光源部と前記検出部とは隣接して配置されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１７】
前記発光素子は、複数設けられており、
複数の前記発光素子は、直線状に配列されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１８】
前記発光素子は、発光ダイオード素子（１６）により構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項１９】
前記発光素子は、半導体レーザ素子（１６ａ）により構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項２０】
前記発光素子は、有機発光ダイオード素子（１６ｂ）により構成されている、請求項１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、検出部を含むプローブを備えた光音響画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出部を含むプローブを備えた光音響画像化装置が知られている。このような光音響画像化装置は、たとえば、特開２０１３−１８８３３０号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２０１３−１８８３３０号公報には、超音波探触子を含むプローブを備えた被検体情報取得装置が開示されている。この被検体情報取得装置には、光源と、出射部および超音波探触子を含むプローブと、処理装置とが設けられている。そして、出射部は、出射部から離間して配置された光源からのパルス光を被検体に導くように構成されている。また、超音波探触子は、出射部から被検体にパルス光が照射されたときに発生する音響波を取得するように構成されている。そして、処理装置は、超音波探触子により取得された音響波を画像化するように構成されている。【０００４】
また、従来、接続ケーブルを備えた画像形成装置が知られている。このような光音響画像化装置は、たとえば、特開２００８−４４１４８号公報に開示されている。【０００５】
上記特開２００８−４４１４８号公報には、接続ケーブルを備えた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置には、印刷制御部と、接続ケーブルと、ＬＥＤヘッドとが設けられている。そして、印刷制御部とＬＥＤヘッドとは、接続ケーブルにより接続されている。また、ＬＥＤヘッドには、入力部抵抗および終端抵抗が設けられており、ＬＥＤヘッドのインピーダンスと接続ケーブルのインピーダンス（特性インピーダンス）とを整合するように構成されている。これにより、ＬＥＤヘッドのインピーダンスと接続ケーブルのインピーダンスとが整合されていないことに起因する印刷制御部からの制御信号の反射波が発生するのを抑制するように構成されている。【０００６】
ここで、上記特開２０１３−１８８３３０号公報の被検体情報取得装置において、光源からの光を被検体に照射（導光）する際の光量の損失を減少させるために、光源をプローブに設けた場合には、被検体情報取得装置の装置本体部（光源駆動部）から接続ケーブルを介して、光源に電力（パルス状の電力）を供給する必要がある。この場合、パルス状の電力の反射波が生じないようにするために、上記特開２００８−４４１４８号公報の入力部抵抗および終端抵抗を光源に設ける構成が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１８８３３０号公報
【特許文献２】特開２００８−４４１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特開２００８−４４１４８号公報の入力部抵抗および終端抵抗を光源に設けた特開２０１３−１８８３３０号公報の被検体情報取得装置では、入力部抵抗および終端抵抗を設けることに起因して、パルス状の電力（パルス照射信号）に対して、光源（発光素子）に流れる電流の応答性が低下すると考えられる。また、上記の被検体情報取得装置では、接続ケーブルを介して、パルス照射信号を伝達するため、接続ケーブルの外部（他の機器など）から内部に電磁波等（ノイズ）が侵入してしまい、パルス照射信号の波形が乱れると考えられる。また、接続ケーブルの内部から外部に電磁波が放射され、放射された電磁波が光源に影響を与えてしまうと考えられる。その結果、光源（発光素子）に流れる電流の応答性が低下することと、パルス照射信号の波形が乱れることにより、発光素子に十分な電流が流れずに、発光素子から照射される光の光量が不足してしまうと考えられる。したがって、上記特開２００８−４４１４８号公報の入力部抵抗および終端抵抗を光源に設けた上記特開２０１３−１８８３３０号公報の被検体情報取得装置では、発光素子に流れる電流の応答性が低下することと外部からの電磁波等（ノイズ）とに起因して発光素子から照射される光の光量が不足してしまうという問題点があると考えられる。なお、本明細書では、発光素子に流れる電流の応答性とは、パルス照射信号（電圧）が発光素子に印加されてから、発光素子に流れる電流の電流値が略ピーク値になるまでの時間と、パルス照射信号が停止されてから、発光素子に流れる電流の電流値が略０になるまでの時間とを足し合わせた時間とする。【０００９】
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、発光素子に流れる電流の応答性が低下するのを抑制しながら、外部からの電磁波等（ノイズ）の侵入を抑制すること、および、内部から外部への電磁波の放射を抑制することにより、発光素子から照射される光の光量が不足するのを抑制す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】
【００１０】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による光音響画像化装置は、被検体に光を照射することが可能な発光素子と、発光素子から被検体に照射された光が、被検体の内部の検出対象物により吸収されることにより発生する音響波を検出する検出部と、発光素子に電力を供給する電源部と、発光素子が光を照射する状態と発光素子が光を照射しない状態とを制御するためのパルス照射信号を生成する信号生成部とを含む、光源駆動部が設けられている、装置本体部と、発光素子と装置本体部とを接続する同軸ケーブルとを備え、同軸ケーブルは、同軸ケーブルの外部導体が、光源駆動部の電源部に接続されているか、または、接地されているとともに、同軸ケーブルの内部導体が、光源駆動部の信号生成部に接続されている。【００１１】
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、同軸ケーブルを、発光素子と装置本体部とを接続するように設けて、同軸ケーブルの外部導体を、光源駆動部の電源部に接続するか、または、接地するとともに、同軸ケーブルの内部導体を、光源駆動部の信号生成部に接続する。これにより、反射波の発生、および、発光素子に流れる電流の応答性の低下を抑制することができるとともに、同軸ケーブルの外部から内部への電磁波（ノイズ）の侵入を抑制することができる。また、同軸ケーブルの内部から外部への電磁波の放射を抑制することができる。その結果、発光素子に流れる電流の応答性が低下するのを抑制しながら、外部からの電磁波等（ノイズ）の侵入を抑制すること、および、内部から外部への電磁波の放射を抑制することにより、発光素子から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。【００１２】
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、光源駆動部は、発光素子が光を照射する状態となるためのパルス照射信号を生成する際に、同軸ケーブルに、１０Ａ以上のパルス状の電流を流すように構成されている。ここで、同軸ケーブルに１０Ａ以上の大電流を流すような使い方は一般的ではないが、本発明では、パルス状の電流にすることにより１０Ａ以上の大電流を流す。これにより、発光素子から照射される光の光量を大きくすることができるので、被検体から発生する音響波の強度を確実に大きくすることができる。なお、上記した同軸ケーブルに１０Ａ以上のパルス状の電流を流すこととは、一本の同軸ケーブルに１０Ａ以上のパルス状の電流を流すことに限らず、複数の同軸ケーブルが設けられている場合には、複数の同軸ケーブルに流す電流値の合計の値が１０Ａ以上であればよい。【００１３】
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、同軸ケーブルは、同軸ケーブルの特性インピーダンスが、３０Ω以下になるように構成されている。ここで、ケーブルの特性インピーダンスが大きい場合には、発光素子に流れる電流の応答性が低下する。そこで、本発明のように、同軸ケーブルの特性インピーダンスが３０Ω以下になるように構成すれば、発光素子に流れる電流の応答性が低下するのを、より抑制することができる。その結果、より確実に、発光素子に流れる電流の応答性が低下することに起因する発光素子から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。【００１４】
この場合、好ましくは、同軸ケーブルは、同軸ケーブルの特性インピーダンスが、１５Ω以上になるように構成されている。ここで、同軸ケーブルの内部導体の直径を大きくするか、または、同軸ケーブルの外部導体と同軸ケーブルの内部導体との間に設けられる絶縁体の厚みを小さくすることにより、同軸ケーブルの特性インピーダンスを、小さくすることができる。この場合に、本発明のように、同軸ケーブルの特性インピーダンスが１５Ω以上になるように構成すれば、内部導体の直径が大きくなり過ぎるのを抑制することができるとともに、絶縁体の厚みが小さくなり過ぎることを抑制することができる。その結果、内部導体の直径が大きくなり過ぎるのを抑制することにより、プローブの操作性が低下するのを抑制することができるとともに、絶縁体の厚みが小さくなり過ぎることを抑制することにより、同軸ケーブルの耐圧が小さくなるのを抑制することができる。【００１５】
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、発光素子と装置本体部とは、複数本の同軸ケーブルにより接続されている。ここで、一般的には、５０Ωまたは７５Ωの特性インピーダンスを有する同軸ケーブルが用いられている。そこで、上記のように発光素子と装置本体部とを複数本の同軸ケーブルにより接続するように構成すれば、専用の（特注の）同軸ケーブルを用いることなく、一般的な（汎用の）同軸ケーブルにより容易に、複数の同軸ケーブルの合成された特性インピーダンスを５０Ωまたは７５Ωよりも小さい値に構成することができる。【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、検出部により検出された音響波の信号に基づいて、音響波の画像化を行う画像化部と、画像化部と検出部とに接続され、音響波の信号を伝達する信号ケーブルとをさらに備え、同軸ケーブルと信号ケーブルとは、一体となった状態で取り回されるように構成されている。このように構成すれば、同軸ケーブルと信号ケーブルとが離間しないので、同軸ケーブルと信号ケーブルとが別体となった状態で取り回されるように構成されている場合に比べて、プローブの操作性を向上させることができる。【００１７】
この場合、好ましくは、同軸ケーブルまたは信号ケーブルのうちの少なくとも一方の外側を覆う第１シールドをさらに備える。このように構成すれば、第１シールドは、電磁波を遮蔽することができるので、第１シールドが覆われた同軸ケーブルまたは信号ケーブルのうちの少なくとも一方に侵入する電磁波（ノイズ）、および、第１シールドが覆われた同軸ケーブルまたは信号ケーブルのうちの少なくとも一方から放射される電磁波を遮蔽することができる。【００１８】
上記同軸ケーブルと信号ケーブルとが一体となった状態で取り回される光音響画像化装置において、好ましくは、同軸ケーブルと信号ケーブルとは、一体となった状態で取り回されるケーブル群を形成しており、ケーブル群の外側を覆う第２シールドをさらに備える。このように構成すれば、第２シールドは、電磁波を遮蔽することができるので、ケーブル群の外側から侵入する電磁波（ノイズ）、および、ケーブル群の外側に放射される電磁波を遮蔽することができる。【００１９】
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、同軸ケーブルは、同軸ケーブルの外部導体が、光源駆動部の電源部に接続されているとともに、同軸ケーブルの内部導体が、信号生成部と接続されている。ここで、同軸ケーブルの外部導体を接地するとともに、同軸ケーブルの内部導体を信号生成部に接続するように構成する場合には、信号生成部に接続される負の電圧を印加させることが可能な電源部を設ける必要がある。また、一般的に、負の電圧を印加させることが可能な電源部を設けることは、正の電圧を印加させることが可能な電源部を設ける場合よりも、光音響画像化装置の構成を複雑化する。そこで、上記のように、同軸ケーブルの外部導体を光源駆動部の電源部に接続するとともに、同軸ケーブルの内部導体を信号生成部と接続するように構成すれば、負の電圧を印加させることが可能な電源部を設ける必要がない分、光音響画像化装置の構成が複雑化するのを抑制しながら、発光素子から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。【００２０】
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、同軸ケーブルは、導体抵抗が０．５Ω／ｍ以下になるように構成されている。このように構成すれば、同軸ケーブルを導体抵抗が０．５Ω／ｍよりも大きく構成する場合に比べて、導体抵抗に起因する同軸ケーブル内での電力の損失を小さくすることができる。【００２１】
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、発光素子を含む光源部と、第１面に光源部が配置されるとともに、第１面または第１面と反対側の第２面に配線が配置される基板と、配線を基板の第２面側から覆うように設けられた電磁波吸収層とをさらに備える。ここで、同軸ケーブル以外の部分、具体的には発光素子を含む光源部は、外部からの電磁波等（ノイズ）の侵入を抑制すること、および、内部から外部への電磁波の放射を抑制することが不十分である可能性がある。これに対して、本発明では、光音響画像化装置に、配線を基板の第２面側から覆う電磁波吸収層を設ける。これにより、光源部および光源部に接続される配線から発生し、光源部の近傍の検出部に向かう電磁波を電磁波吸収層により吸収することができる。その結果、検出部により電磁波が検出されるのを抑制することができるので、光音響画像化装置により生成される画像にノイズが乗るのを抑制することができる。【００２２】
この場合、好ましくは、電磁波吸収層には、基板の第２面を露出させるための基板露出部が形成され、電磁波吸収層の基板露出部を介して、基板の第２面に接触するように配置され、基板の熱を放熱するための熱伝導部をさらに備える。このように構成すれば、熱伝導部により、光源部から発生した熱を基板の第２面から効果的に放熱することができる。これにより、光源部の寿命を延ばすことができる。【００２３】
上記熱伝導部を備える光音響画像化装置において、好ましくは、検出部を収容する筐体をさらに備え、熱伝導部は、一方の端部側が基板の第２面に接触し、他方の端部側が筐体に接触するように構成されている。このように構成すれば、熱伝導部により、光源部から発生した熱を筺体側に逃がすことができる。その結果、光源部から発生した熱をより効果的に放熱することができる。【００２４】
上記検出部を収容する筐体を備える光音響画像化装置において、好ましくは、筺体は、放熱部を含み、熱伝導部は、他方の端部側が放熱部に接続されるように構成されている。このように構成すれば、熱伝導部の他方の端部側の放熱部により、光源部から発生した熱をより一層効果的に放熱することができる。【００２５】
上記電磁波吸収層を備える光音響画像化装置において、好ましくは、基板の第２面と、電磁波吸収層との間には、絶縁部材が設けられている。このように構成すれば、絶縁層により絶縁耐圧を上げることができる。その結果、光源部に高い電圧を印加し、光源部から照射される光の強度を大きくすることができる。【００２６】
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、発光素子を含む光源部をさらに備え、光源部と検出部とは隣接して配置されている。ここで、光源部からの光および被検体からの音響波は、伝搬する距離が大きくなる程、より減衰する。この点を考慮して、本発明では、光源部と検出部とを隣接して配置することにより、光源部と検出部と被検体との互いの距離をそれぞれ比較的小さくすることができるので、光源部からの光および被検体からの音響波の減衰を抑制した状態で、検出部により音響波を効率良く検出することができる。【００２７】
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、発光素子は、複数設けられており、複数の発光素子は、直線状に配列されている。このように構成すれば、発光素子１つ当りの光量が小さい場合でも、直線状に配列された複数の発光素子により、複数の発光素子全体として、音響波を画像化するために十分な光量を得ることができる。【００２８】
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、発光素子は、発光ダイオード素子により構成されている。このように構成すれば、発光ダイオード素子は、レーザ光を発する発光素子に比べて指向性が低いので、位置ずれが生じた場合でも、比較的光の照射範囲は変化しにくい。これにより、レーザ光を発する発光素子を用いる場合と異なり、光学部材の精密なアライメント（位置合わせ）が不要であるとともに、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不要となる。その結果、光学部材の精密なアライメントが不要で、かつ、光学定盤や強固な筐体が不要な分、光音響画像化装置の大型化および光音響画像化装置の構成の複雑化を抑制することができる。また、発光ダイオード素子は、レーザ光を発する発光素子等に比べて、素子１つあたりの光量が小さいので、発光ダイオード素子を検出部近傍に配置するのが好ましい。そこで、上記のように、同軸ケーブルを、プローブと装置本体部とを接続するように設けることにより、さらに効果的に、発光ダイオード素子に流れる電流の応答性が低下するのを抑制しながら、外部からの電磁波等（ノイズ）の侵入を抑制すること、および、内部から外部への電磁波の放射を抑制することにより、発光ダイオード素子から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。【００２９】
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、発光素子は、半導体レーザ素子により構成されている。このように構成すれば、発光ダイオード素子と比べて、比較的指向性が高いレーザ光を被検体に照射することができるので、半導体レーザ素子からの光の大部分を確実に被検体に照射することができる。【００３０】
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、発光素子は、有機発光ダイオード素子により構成されている。このように構成すれば、薄型化が容易な有機発光ダイオード素子を用いることにより、有機発光ダイオード素子を含むプローブ部を容易に小型化することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、上記のように、発光素子に流れる電流の応答性が低下するのを抑制しながら、外部からの電磁波等（ノイズ）の侵入を抑制すること、および、内部から外部への電磁波の放射を抑制することにより、発光素子から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるプローブの構成を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による同軸ケーブルの構成を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の動作に関する実験結果を説明するための図である。
【図６】同軸ケーブルを用いない場合における光音響画像化装置の動作に関する実験結果を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施形態による同軸ケーブルの特性インピーダンスと発光ダイオード素子に流れる電流の応答時間との関係を説明するための図である。
【図８】本発明の第３実施形態による光音響画像化装置の構成の一部を示したブロック図である。
【図９】本発明の第４実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示した斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による光音響画像化装置のケーブルの構成を示した断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態によるプローブの構成を示した斜視図である。
【図１２】本発明の第５実施形態による光音響画像化装置のケーブルの構成を示した断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第６実施形態による光音響画像化装置の第２筐体の断面図である。
【図１５】本発明の第６実施形態による光音響画像化装置の基板の第１面を示した図である。
【図１６】本発明の第６実施形態による光音響画像化装置の基板の第２面に電磁波吸収層を設けた状態を示した図である。
【図１７】本発明の第６実施形態による光音響画像化装置の第１筐体の断面図である。
【図１８】本発明の第６実施形態による光音響画像化装置のブロック図である。
【図１９】電磁波吸収層を設けない光音響画像化装置により生成された検出対象物の画像を説明するための模式図である。
【図２０】本発明の第６実施形態による光音響画像化装置により生成された検出対象物の画像を説明するための模式図である。
【図２１】本発明の第７実施形態による光音響画像化装置の第２筐体の断面図である。
【図２２】本発明の第８実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の第１実施形態の第１変形例による装置本体部の構成を示した斜視図である。
【図２４】本発明の第１実施形態の第２変形例による光源駆動部の構成を示したブロック図である。
【図２５】本発明の第１実施形態の第３変形例および第４変形例による照明部の構成を示した図である。
【図２６】本発明の第４実施形態および第５実施形態の第５変形例によるケーブルの構成を示した断面図である。
【図２７】本発明の第６実施形態の第６変形例による光音響画像化装置の第２筐体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
（第１実施形態）
図１〜図４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。
【００３５】
本発明の第１実施形態による光音響画像化装置１００には、図１に示すように、プローブ１と装置本体部２とが設けられている。また、光音響画像化装置１００には、同軸ケーブル３と信号ケーブル４とが設けられている。
【００３６】
同軸ケーブル３および信号ケーブル４は、たとえば、約２ｍの長さを有するように構成されており、プローブ１と装置本体部２とを接続するように構成されている。
【００３７】
また、プローブ１は、操作者により把持されながら被検体Ｐ（人体の体表など）の表面上を移動されるように構成されている。そして、同軸ケーブル３は、装置本体部２からプローブ１に電力を伝達するように構成されており、プローブ１は、同軸ケーブル３を介して取得した電力により光を発生させ、被検体Ｐに光を照射することが可能に構成されている。また、図２に示すように、プローブ１は、被検体Ｐ内からの後述する音響波Ａおよび超音波Ｂ２を検出して、信号ケーブル４を介して、音響波Ａおよび超音波Ｂ２を受信信号として装置本体部２に伝達するように構成されている。
【００３８】
そして、図１に示すように、装置本体部２は、プローブ１により検出された受信信号を処理して画像化するように構成されている。また、装置本体部２には、画像表示部２１が設けられている。画像表示部２１は、液晶パネル等により構成されており、装置本体部２から取得した画像を表示するように構成されている。
【００３９】
また、図２に示すように、プローブ１には、プローブ本体部１１と、照明部１２および１３とが設けられている。具体的には、プローブ本体部１１は、リニア型に形成されている。また、照明部１２は、プローブ本体部１１の先端部（矢印Ｚ２方向側）近傍で、かつ、矢印Ｘ１方向側に配置され、照明部１３は、プローブ本体部１１の先端部（矢印Ｚ２方向側）近傍で、かつ、矢印Ｘ２方向側に配置されている。そして、照明部１２および照明部１３は、プローブ本体部１１をＸ方向の両側から挟むように配置されている。また、プローブ本体部１１の先端部には、音響波検出部１４が配置されている。すなわち、照明部１２および１３は、音響波検出部１４の近傍に配置されている。なお、音響波検出部１４は、本発明の「検出部」の一例である。
【００４０】
また、照明部１２には、光源部１５が設けられており、光源部１５には、被検体Ｐに光を照射することが可能な複数（たとえば、１０８個）の発光ダイオード素子１６が設けられている。また、照明部１３には、照明部１２と同様に、複数の発光ダイオード素子１６が設けられた光源部１７が設けられている。また、複数の発光ダイオード素子１６は、アレイ状（直線状）に配列されており、アレイ状に配列された発光ダイオード素子１６が全体として面光源に構成されている。なお、発光ダイオード素子１６は、本発明の「発光素子」の一例である。
【００４１】
また、同軸ケーブル３は、同軸ケーブル３１および３２を含む。同軸ケーブル３１は、照明部１２の矢印Ｚ１方向側に接続されており、同軸ケーブル３２は、照明部１３の矢印Ｚ１方向側に接続されている。
【００４２】
そして、図３に示すように、同軸ケーブル３１は、たとえば、ＡＷＧ２０（ＵＬ規格のサイズ）、ＡＷＧ３０、ＡＷＧ３６、または、ＡＷＧ４０等のサイズを有し、内部導体３ａと、絶縁体３ｂと、外部導体３ｃと、ジャケット３ｄとにより構成されている。
【００４３】
そして、内部導体３ａは、同軸ケーブル３１の中心部Ｃに配置されており、たとえば、軟銅線、銀めっき軟銅線、錫めっき銅合金線、または、錫めっき軟銅線により構成されている。また、内部導体３ａは、単線または複数本（たとえば、７本）の撚り線により構成されている。そして、内部導体３ａは、内部導体３ａの外径Ｄ（複数本の撚り線の場合は、撚り線全体の外径）が、たとえば、０．２６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下になるように構成されている。
【００４４】
また、絶縁体３ｂは、内部導体３ａの外周面を覆うように設けられており、たとえば、ポリエチレン、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）、または、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）などにより構成されている。そして、絶縁体３ｂは、絶縁体３ｂの厚みｔが、たとえば、０．０８ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下になるように構成されている。
【００４５】
また、外部導体３ｃは、絶縁体３ｂの外周面を覆うように設けられており、内部導体３ａに対して、外部導体３ｃよりも外部側からの電磁波（ノイズ）を遮蔽する機能を有するように構成されている。また、外部導体３ｃは、内部導体３ａから外部側への電磁波（ノイズ）を遮蔽する機能を有するように構成されている。そして、外部導体３ｃは、たとえば、軟銅線、錫めっき銅合金線、または、錫めっき軟銅線により構成されている。そして、外部導体３ｃは、たとえば、線径が０．０３ｍｍ以上０．０８ｍｍ以下の素線が、編組または横巻きにされた状態で設けられている。
【００４６】
また、ジャケット３ｄは、外部導体３ｃの外周面を覆うように設けられており、たとえば、ＦＥＰ、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＦＡ、または、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）などにより構成されている。
【００４７】
そして、同軸ケーブル３１は、上記の構成により、たとえば、導体抵抗が約１．０Ω／２ｍ以下になるように構成されているとともに、特性インピーダンスが２２Ω以上７５Ω以下になるように構成されている。
【００４８】
また、図４に示すように、装置本体部２には、光源駆動部２２と制御部２３とが設けられている。光源駆動部２２は、外部電源部（図示せず）から電力を取得して、取得した電力を、同軸ケーブル３を介して、発光ダイオード素子１６に供給するように構成されている。また、制御部２３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などを含み、各部に制御信号を伝達することによって、光音響画像化装置１００の全体の制御を行うように構成されている。
【００４９】
そして、光源駆動部２２には、電源部２２ａと信号生成部２２ｂとが設けられている。
【００５０】
ここで、第１実施形態では、同軸ケーブル３１および３２は、同軸ケーブル３１および３２の外部導体３ｃが、光源駆動部２２の電源部２２ａに接続されているとともに、同軸ケーブル３１および３２の内部導体３ａが、光源駆動部２２の信号生成部２２ｂと接続されている。そして、光源駆動部２２は、発光ダイオード素子１６が光を照射する状態となるためのパルス照射信号を生成する際に、同軸ケーブル３１および３２に、１０Ａ以上のパルス状の電流を流すように構成されている。
【００５１】
具体的には、電源部２２ａは、同軸ケーブル３１および３２のそれぞれの外部導体３ｃに接続されているとともに、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータなどを含み、所定の電圧（たとえば、約２００Ｖ）を印加するように構成されている。また、同軸ケーブル３１および３２の外部導体３ｃは、発光ダイオード素子１６のアノードに接続されており、アノードに所定の電圧を印加するように構成されている。
【００５２】
また、信号生成部２２ｂは、たとえば、２つのＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを含む。そして、２つのＦＥＴのうちの一方のドレインが、同軸ケーブル３１の内部導体３ａに接続されており、２つのＦＥＴのうちの他方のドレインが、同軸ケーブル３２の内部導体３ａに接続されている。そして、同軸ケーブル３１および３２の内部導体３ａは、発光ダイオード素子１６のカソードに接続されている。また、信号生成部２２ｂのＦＥＴのソースは、それぞれ接地されている。
【００５３】
そして、信号生成部２２ｂのＦＥＴのゲートに、制御部２３からのパルス状の光トリガ信号が入力され、ＦＥＴがオンした場合には、パルス照射信号を生成することにより、発光ダイオード素子１６のアノード側からカソード側に向かってパルス状の電流（たとえば、ピーク電流が１５Ａ（１０Ａ以上））を流すことが可能に構成されている。そして、発光ダイオード素子１６は、パルス状の電流に応じたパルス光を被検体Ｐに照射するように構成されている。なお、光源駆動部２２および制御部２３は、パルス光のパルス幅が、たとえば、約１５０ｎｓになるように構成されている。また、パルス照射信号を生成することは、発光ダイオード素子１６のカソード側の電圧を低下させることを表す。
【００５４】
そして、図２に示すように、プローブ１から被検体Ｐに照射された光は、被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａ（たとえば、ヘモグロビン等）により吸収される。そして、検出対象物Ｐａが、パルス光の照射強度（吸収量）に応じて、膨張および収縮する（膨張した大きさから元の大きさに戻る）ことにより、検出対象物Ｐａ（被検体Ｐ）から音響波Ａが生じる。なお、本明細書では、説明の都合上、被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａが光を吸収することにより発生する超音波を「音響波Ａ」として、音響波検出部１４により発生されるとともに、被検体Ｐに反射される超音波を後述する「超音波Ｂ２」として区別して記載している。
【００５５】
また、音響波検出部１４には、１２８チャンネルを有する超音波振動子（図示せず）が配置されている。そして、音響波検出部１４の超音波振動子は、圧電素子（たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））などにより構成されており、上記した音響波Ａを取得した場合には、振動して電圧（受信信号）を生じるように構成されている。そして、音響波検出部１４は、取得した受信信号を後述する画像化部２４（図４参照）に伝達するように構成されている。
【００５６】
また、音響波検出部１４の超音波振動子は、制御部２３からの振動子駆動信号に応じた周波数で振動することにより超音波Ｂ１を発生することが可能に構成されており、超音波Ｂ１を被検体Ｐに照射させるように構成されている。
【００５７】
そして、図２に示すように、音響波検出部１４により発生した超音波Ｂ１は、被検体Ｐ内の音響インピーダンスが高い物質（検出対象物Ｐａ）により反射される。また、超音波Ｂ２（超音波Ｂ１が反射されたもの）は、音響波検出部１４により取得される。
【００５８】
そして、音響波検出部１４は、超音波Ｂ２を取得した場合も、音響波Ａを取得した場合と同様に、受信信号を画像化部２４に伝達するように構成されている。なお、光音響画像化装置１００は、音響波Ａを音響波検出部１４により取得する期間と、超音波Ｂ２を音響波検出部１４により取得する期間とを、重複させないように構成することにより、音響波Ａと超音波Ｂ２とを区別することが可能に構成されている。
【００５９】
また、図４に示すように、装置本体部２には、画像化部２４が設けられている。画像化部２４は、制御部２３から、光トリガ信号に同期されたサンプリングトリガ信号を取得するとともに、音響波検出部１４から、受信信号を取得するように構成されている。そして、画像化部２４は、取得したサンプリングトリガ信号と、取得した受信信号とに基づいて、音響波Ａに基づいた断層画像および超音波Ｂ２に基づいた断層画像を生成するとともに、断層画像を合成する処理を行うように構成されている。そして、画像化部２４は、合成された画像を画像表示部２１に出力するように構成されている。
【００６０】
次に、図５および図６を参照して、第１実施形態による光音響画像化装置１００における、同軸ケーブル３を用いた場合（第１実施形態）と、同軸ケーブル３を用いない場合（ツイストペアケーブルを用いる場合）（比較例）との発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答性の比較を行うために行った実験について説明する。
【００６１】
この実験においては、まず、同軸ケーブル３を用いる第１実施形態による光音響画像化装置１００（図５参照）と、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置（図６参照）とに、１５０ｎｓのパルス幅を有する光トリガ信号を入力して、発光ダイオード素子１６のアノード電圧の波形と、カソード電圧の波形と、発光ダイオード素子１６に流れる電流値の波形とを測定した。そして、発光ダイオード素子１６に流れる電流値の波形を取得することにより応答時間を測定した。
【００６２】
なお、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置のツイストペアの一方側の導線を、電源部および発光ダイオード素子のアノードに接続するとともに、ツイストペアの他方側の導線を、信号生成部および発光ダイオード素子のカソードに接続して測定した。
【００６３】
図５に示すように、光トリガ信号の信号レベルがＨ（Ｈｉｇｈ）の間（１５０ｎｓ）、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００では、アノード電圧の波形は、略２００Ｖとなり一定となった。しかしながら、図６に示すように、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置では、アノード電圧の波形は、周期が５０ｎｓで、かつ、振幅（最大値および最小値間の電圧値）が８０Ｖの反射波が発生して、変動した。
【００６４】
また、図５に示すように、カソード電圧の波形（パルス照射信号の波形）は、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００では、略６０Ｖとなり一定となった。しかしながら、図６に示すように、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置では、カソード電圧の波形は、反射波が発生しており、変動した。
【００６５】
そして、図５に示すように、発光ダイオード素子１６に流れる電流値は、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００では、光トリガ信号の信号レベルがＨにされた後、１００ｎｓ後に略１５Ａ（１０Ａ以上）に達した。しかしながら、図６に示すように、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置では、発光ダイオード素子１６に流れる電流値は、光トリガ信号の信号レベルがＨにされた後、１０Ａには、達しなかった。
【００６６】
また、図５に示すように、光トリガ信号の信号レベルがＬ（Ｌｏｗ）にされた後、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００では、アノード電圧およびカソード電圧の波形は、略２００Ｖに一定となった。しかしながら、図６に示すように、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置では、アノード電圧およびカソード電圧の波形は、振幅が２２０Ｖの反射波が発生して、変動した。
【００６７】
そして、図５に示すように、発光ダイオード素子１６に流れる電流値は、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００では、光トリガ信号の信号レベルがＬにされた後、５０ｎｓ後に、略０となった。しかしながら、図６に示すように、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置では、発光ダイオード素子１６に流れる電流値は、光トリガ信号の信号レベルがＬにされた後、１００ｎｓ後に、略０となった。
【００６８】
以上の結果から、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００（第１実施形態）では、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答時間は、１５０ｎｓ（１００ｎｓ＋５０ｎｓ）になり、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置（比較例）では、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答時間は、少なくとも２５０ｎｓ以上になることが判明した。また、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００では、発光ダイオード素子１６に流れる電流値が１５Ａに達する一方、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置では、１０Ａ未満（最大で９Ａ程度）となることが判明した。すなわち、同軸ケーブル３を用いる光音響画像化装置１００では、ツイストペアケーブルを用いる光音響画像化装置に比べて、光の波形（発光ダイオード素子１６に流れる電流値の波形）を、急峻で、かつ、光量を大きくすることが可能であることが判明した。
【００６９】
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。
【００７０】
第１実施形態では、上記のように、同軸ケーブル３を、プローブ１（発光ダイオード素子１６）と装置本体部２とを接続するように設けて、同軸ケーブル３の外部導体３ｃを、光源駆動部２２の電源部２２ａに接続するとともに、同軸ケーブル３の内部導体３ａを、光源駆動部２２の信号生成部２２ｂに接続する。これにより、反射波の発生、および、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答性の低下を抑制することができるとともに、同軸ケーブル３の外部から内部への電磁波（ノイズ）の侵入を抑制することができる。その結果、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答性が低下することを抑制しながら、外部からの電磁波等（ノイズ）が侵入することを抑制すること、および、内部から外部への電磁波の放射を抑制することにより、発光ダイオード素子１６から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。
【００７１】
また、第１実施形態では、上記のように、光源駆動部２２を、発光ダイオード素子１６が光を照射する状態となるためのパルス照射信号を生成する際に、同軸ケーブル３に、１０Ａ以上のパルス状の電流を流すように構成する。ここで、同軸ケーブル３に１０Ａ以上の大電流を流すような使い方は一般的ではないが、本発明では、パルス状の電流にすることにより１０Ａ以上の大電流を流す。これにより、発光ダイオード素子１６から照射される光の光量を大きくすることができるので、被検体Ｐから発生する音響波Ａの強度を確実に大きくすることができる。
【００７２】
また、第１実施形態では、上記のように、同軸ケーブル３の外部導体３ｃを、光源駆動部２２の電源部２２ａに接続するとともに、同軸ケーブル３の内部導体３ａを、信号生成部２２ｂと接続する。ここで、同軸ケーブル３の外部導体３ｃを接地するとともに、同軸ケーブル３の内部導体３ａを信号生成部２２ｂに接続するように構成する場合には、信号生成部２２ｂに接続される負の電圧を印加させることが可能な電源部を設ける必要がある。また、一般的に、負の電圧を印加させることが可能な電源部を設けることは、正の電圧を印加させることが可能な電源部２２ａを設ける場合よりも、光音響画像化装置１００の構成を複雑化する。そこで、第１実施形態では、上記のように構成することにより、負の電圧を印加させることが可能な電源部を設ける必要がない分、光音響画像化装置１００の構成が複雑化するのを抑制しながら、発光ダイオード素子１６から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。
【００７３】
また、第１実施形態では、上記のように、光源部１５および１７に、発光ダイオード素子１６を設ける。これにより、発光ダイオード素子１６は、レーザ光を発する発光素子に比べて指向性が低いので、位置ずれが生じた場合でも、比較的光の照射範囲は変化しにくい。これにより、レーザ光を発する発光素子を用いる場合と異なり、光学部材の精密なアライメント（位置合わせ）が不要であるとともに、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不要となる。その結果、光学部材の精密なアライメントが不要で、かつ、光学定盤や強固な筐体が不要な分、光音響画像化装置１００の大型化および光音響画像化装置１００の構成の複雑化を抑制することができる。また、発光ダイオード素子１６は、レーザ光を発する発光素子等に比べて、素子１つあたりの光量が小さいので、発光ダイオード素子１６を音響波検出部１４近傍に配置するのが好ましい。そこで、第１実施形態では、同軸ケーブル３を、プローブ１（発光ダイオード素子１６）と装置本体部２とを接続するように設けることにより、さらに効果的に、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答性が低下することを抑制しながら、外部からの電磁波等（ノイズ）が侵入することを抑制することにより、発光ダイオード素子１６から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。
【００７４】
また、第１実施形態では、上記のように、同軸ケーブル３を、導体抵抗が０．５Ω／ｍ以下（１．０Ω／２ｍ）になるように構成する。これにより、同軸ケーブル３を導体抵抗が０．５Ω／ｍよりも大きく構成する場合に比べて、導体抵抗に起因する同軸ケーブル３内での電力の損失を小さくすることができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、上記のように、発光ダイオード素子１６を含む光源部１５および１７をさらに備え、光源部１５（照明部１２）および光源部１７（照明部１３）と音響波検出部１４とを隣接して配置する。ここで、光源部１５および１７からの光および被検体Ｐからの音響波Ａは、伝搬する距離が大きくなる程、より減衰する。この点を考慮して、第１実施形態では、光源部１５および１７と音響波検出部１４とを隣接して配置することにより、光源部１５および１７と音響波検出部１４と被検体Ｐとの互いの距離をそれぞれ比較的小さくすることができるので、光源部１５および１７からの光および被検体Ｐからの音響波Ａの減衰を抑制した状態で、音響波検出部１４により音響波Ａを効率良く検出することができる。
【００７６】
また、第１実施形態では、上記のように、複数の発光ダイオード素子１６を、直線状（アレイ状）に配列する。これにより、発光ダイオード素子１６の１つ当りの光量が小さい場合でも、直線状に配列された複数の発光ダイオード素子１６により、光源部１５および１７全体として、音響波Ａを画像化するために十分な光量を得ることができる。
【００７７】
（第２実施形態）
次に、図１および図７を参照して、第２実施形態による光音響画像化装置２００の構成について説明する。第２実施形態では、光音響画像化装置に、１５Ω以上で、かつ、３０Ω以下の特性インピーダンスを有する同軸ケーブルが設けられている。
【００７８】
図１に示すように、第２実施形態による光音響画像化装置２００には、同軸ケーブル２０３が設けられている。また、同軸ケーブル２０３は、同軸ケーブル２３１および２３２を含む。
【００７９】
ここで、第２実施形態では、同軸ケーブル２３１および２３２は、特性インピーダンスが、１５Ω以上で、かつ、３０Ω以下になるように構成されている。
【００８０】
図７には、同軸ケーブル２３１および２３２の特性インピーダンスと発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答時間との関係を示している。なお、応答時間（ｔｒ＋ｔｆ）は、発光ダイオード素子１６がパルス照射信号を取得してから、電流値が略ピーク値になるまでの時間ｔｒと、パルス照射信号が停止された時点から、電流値が略０になるまでの時間ｔｆとを足し合わせた時間を示す。
【００８１】
同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが３０Ωよりも大きい場合、特性インピーダンスと応答時間とは、略一次関数の関係を有する。すなわち、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが大きくなる程、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答時間が大きくなる関係がある。
【００８２】
また、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが３０Ω以下の場合、応答時間は、特性インピーダンスに対して、比較的一定（８０ｎｓ以上１００ｎｓ以下）である。なお、光源駆動部２２と光源部１５および１７とを近接して配置し、ケーブルの長さを５ｃｍとすることにより、ケーブルのインピーダンスの影響を略受けない状態で、同様の測定を行った場合、応答時間は１００ｎｓであった。したがって、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが３０Ω以下になるように、同軸ケーブル２０３を構成することにより、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答時間は、１００ｎｓ以下にすることが可能になる。
【００８３】
ここで、同軸ケーブル２０３（同軸ケーブル２３１および２３２）の特性インピーダンスＺは、同軸ケーブル２０３のインダクタンスＬおよび同軸ケーブル２０３のキャパシタンスＣを用いて、式（１）に示すように表すことが可能である。
Ｚ＝√（Ｌ／Ｃ）・・・（１）
【００８４】
上記の式（１）より、同軸ケーブル２０３のインダクタンスＬは、内部導体３ａの外径Ｄ（図３参照）を大きくすることにより、小さくすることが可能である。したがって、内部導体３ａの外径Ｄを大きくすることにより、特性インピーダンスＺを小さくすることが可能である。しかしながら、内部導体３ａの外径Ｄを大きくし過ぎることは、同軸ケーブル２０３の大型化につながり、プローブ１の取り回し操作上、好ましくない。たとえば、内部導体３ａの外径Ｄは、約０．３ｍｍ（ＡＷＧ３０程度）が好ましい。
【００８５】
また、上記の式（１）より、同軸ケーブル２０３のキャパシタンスＣは、絶縁体３ｂの厚みｔを小さくすることにより、大きくすることが可能である。したがって、絶縁体３ｂの厚みｔを小さくすることにより、特性インピーダンスＺを小さくすることが可能である。しかしながら、絶縁体３ｂの厚みｔを小さくし過ぎることは、同軸ケーブル２０３の耐圧（耐電圧）不足につながる。たとえば、同軸ケーブル２０３のサイズがＡＷＧ３０の場合、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが１５Ω以上になるような、絶縁体３ｂの厚みｔに構成することにより、同軸ケーブル２０３の耐圧を２５０Ｖに確保することが可能になる。
【００８６】
また、第２実施形態による光音響画像化装置２００のその他の構成は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【００８７】
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。
【００８８】
第２実施形態では、上記のように、同軸ケーブル２０３を、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが、３０Ω以下になるように構成する。これにより、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが３０Ωよりも大きく構成する場合に比べて、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答時間が大きくなる（応答性が低下する）のを、より抑制することができる。その結果、より確実に、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答性が低下することに起因する発光ダイオード素子１６から照射される光の光量が不足するのを抑制することができる。
【００８９】
また、第２実施形態では、上記のように、同軸ケーブル２０３を、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが、１５Ω以上になるように構成する。これにより、同軸ケーブル２０３の特性インピーダンスが１５Ω未満に構成する場合に比べて、内部導体３ａの外径Ｄが大きくなり過ぎるのを抑制することができるとともに、絶縁体３ｂの厚みｔが小さくなり過ぎるのを抑制することができる。その結果、内部導体３ａの外径Ｄが大きくなり過ぎるのを抑制することにより、プローブ１の操作性が低下するのを抑制することができるとともに、絶縁体３ｂの厚みｔが小さくなり過ぎることを抑制することにより、同軸ケーブル２０３の耐圧が小さくなるのを抑制することができる。
【００９０】
また、第２実施形態による光音響画像化装置２００のその他の効果は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【００９１】
（第３実施形態）
次に、図８を参照して、第３実施形態による光音響画像化装置３００の構成について説明する。第３実施形態では、プローブの２つの光源部と装置本体部とは、それぞれ１本ずつの同軸ケーブルにより接続されていた第１実施形態および第２実施形態による光音響画像化装置とは異なり、プローブの２つの光源部と装置本体部とは、それぞれ２本ずつ（複数）の同軸ケーブルにより接続されている。
【００９２】
図８に示すように、第３実施形態による光音響画像化装置３００には、同軸ケーブル３０３が設けられている。また、光音響画像化装置３００には、光源部３１５を含む照明部３１２と、光源部３１７を含む照明部３１３と、光源駆動部３２２とが設けられている。
【００９３】
同軸ケーブル３０３は、光源部３１５と光源駆動部３２２とを接続する第１同軸ケーブル３３１および第２同軸ケーブル３３２を含む。そして、第１同軸ケーブル３３１と第２同軸ケーブル３３２とは、光源部３１５と光源駆動部３２２とに対して、並列に接続されている。また、光源駆動部３２２から光源部３１５に電力が供給される際には、第１同軸ケーブル３３１と第２同軸ケーブル３３２とに流れる電流値（ピーク値）の合計の値が１０Ａ以上になるように構成されている。
【００９４】
また、同軸ケーブル３０３は、光源部３１７と光源駆動部３２２とを接続する第３同軸ケーブル３３３および第４同軸ケーブル３３４を含み、第３同軸ケーブル３３３と第４同軸ケーブル３３４とは、光源部３１７と光源駆動部３２２とに対して、並列に接続されている。また、光源駆動部３２２から光源部３１７に電力が供給される際には、第３同軸ケーブル３３３と第４同軸ケーブル３３４とに流れる電流値（ピーク値）の合計の値が１０Ａ以上になるように構成されている。
【００９５】
また、第１同軸ケーブル３３１と、第２同軸ケーブル３３２と、第３同軸ケーブル３３３と、第４同軸ケーブル３３４とは、同様に構成されており、それぞれ約５０Ωの特性インピーダンスを有するように構成されている。そして、並列に接続された第１同軸ケーブル３３１および第２同軸ケーブル３３２は、それぞれの特性インピーダンスが合成されることにより、約２５Ωの特性インピーダンスを有する状態となる。また、第３同軸ケーブル３３３および第４同軸ケーブル３３４も、合成されて約２５Ωの特性インピーダンスを有する状態となる。
【００９６】
すなわち、同軸ケーブル３０３は、第２実施形態による同軸ケーブル２０３と同様に、３０Ω以下の特性インピーダンスを有する状態（図７参照）となるので、発光ダイオード素子１６に流れる電流の応答性が低下するのを、より抑制することが可能になる。
【００９７】
また、第３実施形態による光音響画像化装置３００のその他の構成は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【００９８】
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。
【００９９】
第３実施形態では、上記のように、プローブ１と装置本体部２とは、第１同軸ケーブル３３１、第２同軸ケーブル３３２、第３同軸ケーブル３３３、および、第４同軸ケーブル３３４により接続されている。ここで、一般的には、５０Ω（または７５Ω）の特性インピーダンスを有する同軸ケーブルが用いられている。そこで、上記のように構成することにより、専用の（特注の）同軸ケーブルを用いることなく、一般的な（汎用の）同軸ケーブルにより容易に、同軸ケーブル３０３の特性インピーダンスを、５０Ω（または７５Ω）よりも小さい値に構成することができる。また、第３実施形態による光音響画像化装置３００のその他の効果は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【０１００】
（第４実施形態）
次に、図９〜図１１を参照して、第４実施形態による光音響画像化装置４００の構成について説明する。第４実施形態では、信号ケーブルと同軸ケーブルとは、プローブと装置本体部とに、別々に取り回されるように接続されていた第１〜第３実施形態による光音響画像化装置とは異なり、信号ケーブルと同軸ケーブルとは、プローブと装置本体部とに、一体的に取り回されるように接続されている。
【０１０１】
図９に示すように、第４実施形態による光音響画像化装置４００には、プローブ４０１と、ケーブル４０２とが設けられている。ケーブル４０２の内部には、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とが設けられており、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とは、一体となった状態で取り回されるように構成されている。
【０１０２】
具体的には、図１０に示すように、ケーブル４０２には、ジャケット４０５が設けられており、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とを覆うように設けられている。また、信号ケーブル４０４は、上記した超音波振動子のチャンネル（１２８チャンネル）のそれぞれに配線される複数の（１２８本の）ケーブルを含む。また、各ケーブルは、それぞれ超音波振動子の各チャンネルと、制御部２３および画像化部２４との間で信号の送受信が行われる際に、信号を伝達するように構成されている。
【０１０３】
なお、図１０では、説明を容易にするために、信号ケーブル４０４のうちの信号ケーブル４４１および４４２のみを図示している。信号ケーブル４４１は、導体４４１ａと導体４４１ａの外周面を覆うジャケット４４１ｂ（絶縁体）とにより構成されている。また、信号ケーブル４４２は、信号ケーブル４４１と同様に、導体４４２ａと導体４４２ａの外周面を覆うジャケット４４２ｂ（絶縁体）とにより構成されている。
【０１０４】
ここで、第４実施形態では、ケーブル４０２は、同軸ケーブル４０３の外側を覆うシールド４０３ａを含む。なお、シールド４０３ａは、本発明の「第１シールド」の一例である。
【０１０５】
具体的には、同軸ケーブル４０３は、同軸ケーブル４３１および４３２を含む。同軸ケーブル４３１は、内側から外側に向かって、内部導体４３１ａ、絶縁体４３１ｂ、外部導体４３１ｃ、および、ジャケット４３１ｄ（絶縁体）がこの順に設けられている。また、同軸ケーブル４３２は、同軸ケーブル４３１と同様に、内部導体４３２ａ、絶縁体４３２ｂ、外部導体４３２ｃ、および、ジャケット４３２ｄ（絶縁体）を含む。
【０１０６】
シールド４０３ａは、金属からなり、電磁波を遮蔽可能に構成されている。そして、シールド４０３ａは、互いに隣接して配置されている同軸ケーブル４３１および４３２の外側を一体的に覆うように設けられている。なお、シールド４０３ａは、接地されていてもよい。
【０１０７】
また、ケーブル４０２は、ジャケット４０５の内側で、かつ、シールド４０３ａの外周面を覆うジャケット４０３ｂ（絶縁体）を含む。
【０１０８】
また、図１１に示すように、プローブ４０１は、内部に、光源部４１５と音響波検出部４１４が配置されるように構成されている。そして、同軸ケーブル４０３は、光源部４１５に接続されており、信号ケーブル４０４は、音響波検出部４１４に接続されている。
【０１０９】
また、第４実施形態による光音響画像化装置４００のその他の構成は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【０１１０】
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１１１】
第４実施形態では、上記のように、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とを、一体となった状態で取り回されるように構成する。これにより、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とが離間しないので、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とが別体となった状態で取り回されるように構成されている場合に比べて、プローブ１の操作性を向上させることができる。
【０１１２】
また、第４実施形態では、上記のように、ケーブル４０２に、同軸ケーブル４０３の外側を覆うシールド４０３ａを設ける。これにより、シールド４０３ａは、電磁波を遮蔽することができるので、シールド４０３ａが覆われた同軸ケーブル４０３に侵入する電磁波（ノイズ）、および、シールド４０３ａが覆われた同軸ケーブルから放射される電磁波を遮蔽することができる。
【０１１３】
また、第４実施形態による光音響画像化装置４００のその他の効果は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【０１１４】
（第５実施形態）
次に、図１２を参照して、第５実施形態による光音響画像化装置５００の構成について説明する。第５実施形態では、ケーブル５０２に、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４からなるケーブル群５０２ａの外側を覆うシールド５０５ａが設けられている。
【０１１５】
図１２に示すように、第５実施形態による光音響画像化装置５００には、ケーブル５０２が設けられている。ケーブル５０２は、同軸ケーブル４０３および信号ケーブル４０４を含む。
【０１１６】
ここで、第５実施形態では、ケーブル５０２は、同軸ケーブル４０２の外側を覆うシールド４０３ａと、信号ケーブル４０２の外側を覆うシールド４０４ａとを含む。なお、シールド４０３ａおよび４０４ａは、本発明の「第１シールド」の一例である。
【０１１７】
シールド４０３ａは、第４実施形態による光音響画像化装置４００のシールド４０３ａと同様に構成されている。シールド４０４ａは、シールド４０３ａと同様に金属からなり、電磁波を遮蔽するように構成されている。また、信号ケーブル４０４は、信号ケーブル４４１および４４２を含む。そして、シールド４０４ａは、互いに隣接して配置されている信号ケーブル４４１および４４２の外側から覆うように配置されている。また、ケーブル５０２は、シールド４０３ａの外周面を覆うジャケット４０３ｂ（絶縁体）と、シールド４０４ａの外周面を覆うジャケット４０４ｂとを含む。
【０１１８】
また、第５実施形態では、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とは、一体となった状態で取り回されるケーブル群５０２ａを形成しており、ケーブル５０２は、ケーブル群５０２ａの外側を覆うシールド５０５ａを含む。なお、シールド５０５ａは、本発明の「第２シールド」の一例である。
【０１１９】
具体的には、ケーブル群５０２ａは、同軸ケーブル４０３、シールド４０３ａ、および、ジャケット４０３ｂと、信号ケーブル４０４、シールド４０４ａ、および、ジャケット４０４ｂとからなる。そして、ケーブル５０２は、ケーブル群５０２ａの外側を取り囲むように覆うシールド５０５ａを含む。シールド５０５は、金属からなり、電磁波を遮蔽可能に構成されている。また、ケーブル５０２は、シールド５０５ａの外周面を覆うジャケット５０５ｂを含む。これにより、ケーブル群５０５ａは、シールド５０５ａにより電磁波を遮蔽されながら、ジャケット５０５ｂにより、一体的に取り回されるように構成されている。
【０１２０】
また、第５実施形態による光音響画像化装置５００のその他の構成は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【０１２１】
第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１２２】
第５実施形態では、上記のように、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とを、一体となった状態で取り回されるケーブル群５０２ａを形成するように構成するとともに、ケーブル５０２に、ケーブル群５０２ａの外側を覆うシールド５０５ａを設ける。これにより、シールド５０５ａは、電磁波を遮蔽することができるので、ケーブル群５０２ａの外側から侵入する電磁波（ノイズ）、および、ケーブル群５０２ａの外側に放射される電磁波を遮蔽することができる。
【０１２３】
また、第５実施形態による光音響画像化装置５００のその他の効果は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。
【０１２４】
（第６実施形態）
まず、図１３〜図１８を参照して、本発明の第６実施形態による光音響画像化装置６００の構成について説明する。
【０１２５】
図１３に示すように、本発明の第６実施形態による光音響画像化装置６００は、第１筺体６１０ａと、第２筺体６１０ｂと、光源部６２０と、基板６３０とを備えている。図１４に示すように、光音響画像化装置６００は、絶縁部材６４０と、電磁波吸収層６５０と、熱伝導部６６０と、検出部６７０（図１３参照）と、装置本体部６８０（図１８参照）とを備えている。なお、図１３では、説明の便宜上、絶縁部材６４０および電磁波吸収層６５０は省略して図示している。
【０１２６】
第１筺体６１０ａおよび第２筺体６１０ｂは、樹脂により形成されている。なお、第１筺体６１０ａは、本発明の「筺体」の一例である。
【０１２７】
図１３に示すように、第１筺体６１０ａは、検出部６７０を収容している。第１筺体６１０ａは、上部（Ｚ１側）に放熱部６０１ａを含んでいる。放熱部６０１ａは、たとえば、アルミニウムなどの金属により構成されている。なお、第１筺体６１０ａ（光音響画像化装置６００）として、リニア型、コンベックス型およびセクタ型などを適用することができる。
【０１２８】
第２筺体６１０ｂは、光源部６２０と、基板６３０と、絶縁部材６４０（図１４参照）と、電磁波吸収層６５０（図１４参照）とを収容している。また、第２筺体６１０ｂは、第１筺体６１０ａを挟み込むように一対設けられている。第２筺体６１０ｂのＺ２側は、光を透過させるように構成されている。
【０１２９】
光源部６２０は、検出部６７０の近傍に配置されている。図１５に示すように、光源部６２０は、基板６３０の第１面６３０ａ側（Ｚ２側）に設けられている。また、光源部６２０は、複数の発光素子６２０ａを含む。発光素子６２０ａは、ＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）により構成されている。また、基板６３０の長手方向（Ｘ方向）に隣接する発光素子６２０ａは、互いに、ボンディングワイヤ（図示せず）により接続されている。また、各発光素子６２０ａは、直列に接続されている。また、光源部６２０は、被検体Ｐ（図１３参照）に光を照射するように構成されている。被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａ（図１３参照）は、光源部６２０から照射された光を吸収した際に、音響波を発生する。なお、基板６３０の第１面６３０ａとは、図１３に示す使用状態において、基板６３０の被検体Ｐに対向する面を示す概念である。
【０１３０】
なお、本明細書中における超音波とは、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以上の音波を示す概念である。また、本明細書では、被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａが、光源部６２０から照射された光を吸収することにより発生する超音波を「音響波」という。また、検出部６７０（後述する超音波振動子６７３）により発生されるとともに、被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａに反射される超音波を、単に「超音波」という。
【０１３１】
基板６３０は、板状のアルミ基板である。基板６３０は、表面が絶縁体の被膜より覆われている。基板６３０は、平面視において、Ｘ方向に延びる長方形形状を有している。基板６３０は、第１面６３０ａに光源部６２０が配置されるように構成されている。また、基板６３０は、第１面６３０ａが被検体Ｐに対向するように、第２筺体６１０ｂに収容されている。また、基板６３０は、図１３に示す使用状態において、後述する検出部６７０の超音波振動子６７３（図１３参照）の下方に配置されている。図１６に示すように、基板６３０のうち、第１面６３０ａと反対側（Ｚ１側）の第２面６３０ｂには配線６３１が設けられている。配線６３１は、基板６３０の絶縁体の被膜上に設けられている。第１面６３０ａに光源部６２０を配置し、第２面６３０ｂに配線６３１を配置することにより、第１面６３０ａに光源部６２０および配線６３１の両方を配置する場合と異なり、平面視における基板６３０のサイズ（面積）を小さくすることが可能である。その結果、第２筺体６１０ｂをコンパクトに形成することが可能である。
【０１３２】
配線６３１は、たとえば、銅などの金属製の配線により構成されていてもよいし、第２面６３０ｂに形成された配線パターンであってもよい。また、光源部６２０は、Ｘ方向の両端部で、スルーホール６３０ｃを介して配線６３１に電気的に接続されている。また、配線６３１は、接続部６３１ａで同軸ケーブル３（３１および３２）（図１３参照）に接続されている。同軸ケーブル３は、電磁波を発生させないように処理が施されている。
【０１３３】
図１４に示すように、絶縁部材６４０は、フィルム部材により構成されている。また、絶縁部材６４０は、絶縁体からなる材料により構成されている。絶縁部材６４０には、たとえば、ポリイミドフィルムなどを用いることができる。絶縁部材６４０は、平面視において、Ｘ方向が長手方向となる長方形形状（図１６参照）を有している。また、絶縁部材６４０は、基板６３０の第２面６３０ｂと、電磁波吸収層６５０との間に設けられている。また、絶縁部材６４０は、基板６３０の第２面６３０ｂを略全体に亘って覆う（図１６参照）ように設けられている。また、絶縁部材６４０は、基板６３０の第２面６３０ｂと、電磁波吸収層６５０とのそれぞれに密着している。また、絶縁部材６４０は、基板６３０の配線６３１を覆うように設けられている。また、絶縁部材６４０は、配線６３１に密着するように配置されている。また、絶縁部材６４０は、接着剤により、基板６３０の第２面６３０ｂおよび電磁波吸収層６５０のそれぞれに貼付されている。また、絶縁部材６４０には、基板６３０の第２面６３０ｂの一部を露出させるための切欠状の基板露出部６４１が形成されている。
【０１３４】
電磁波吸収層６５０は、シート状の部材により構成されている。電磁波吸収層６５０は、配線６３１を基板６３０の第２面６３０ｂ側（Ｚ１側）から覆うように構成されている。また、電磁波吸収層６５０は、絶縁部材６４０の基板６３０側と反対側（Ｚ１側）の面を略全体に亘って覆う（図１６参照）ように構成されている。電磁波吸収層６５０は、絶縁部材６４０を介して基板６３０の第２面６３０ｂに貼付されている。また、電磁波吸収層６５０は、絶縁部材６４０を介した状態で、配線６３１および基板６３０の第２面６３０ｂを略全体に亘って覆うように設けられている。また、電磁波吸収層６５０には、基板６３０の第２面６３０ｂを露出させるための切欠状の基板露出部６５１（図１６参照）が形成されている。基板露出部６５１は、絶縁部材６４０の基板露出部６４１に対応する位置に設けられている。
【０１３５】
また、電磁波吸収層６５０は、磁性体および誘電体を含んでいる。磁性体として、強磁性金属、強磁性合金、強磁性焼結体、強磁性酸化物などを用いることができる。具体的には、強磁性金属として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ，Ｇｄなどを用いることができる。また、強磁性合金として、Ｆｅ−Ｎｉの合金であるパーマロイおよびスーパーマロイ、パーメンジュール（Ｆｅ−Ｃｏの合金）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌの合金）、ＳｍＣｏ、ＮｄＦｅＢなどを用いることができる。また、強磁性体の焼結体を用いることができる。また、強磁性酸化物として、各種フェライト系材料を用いることができる。磁性体は、電磁波のうち、特に磁界成分を吸収して熱に変換する。誘電体として、ゴム、樹脂、ガラス、セラミックなどを用いることができる。誘電体は、電磁波のうち、特に電界成分を吸収して熱に変換する。
【０１３６】
熱伝導部６６０は、内部に空洞６６０ａを有するヒートパイプにより構成されている。また、熱伝導部６６０は、たとえば、銅などの金属により構成されている。熱伝導部６６０は、一方の端部側（Ｚ２側）に拡径部６６１を含む。これにより、基板６３０との接触面積を大きくすることができので、基板６３０から効率よく熱を奪うことができる。熱伝導部６６０は、電磁波吸収層６５０の基板露出部６５１および絶縁部材６４０の基板露出部６４１を介した状態で、一方の端部側（拡径部６６１）が基板６３０の第２面６３０ｂに直接接触し、基板６３０の熱を奪う。なお、一方の端部側（拡径部６６１）の表面には、絶縁処理が施されている。また、図１７に示すように、熱伝導部６６０は、他方の端部側（Ｚ１側）が第１筺体６１０ａに接触している。具体的には、熱伝導部６６０の他方の端部側（Ｚ１側）は、第１筺体６１０ａの放熱部６０１ａに接続している。熱伝導部６６０は、基板６３０と接触している高温側（Ｚ２側）から低温側（Ｚ１側）に熱が移動するように構成されている。
【０１３７】
検出部６７０は、光源部６２０から照射された光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａ（図１３参照）から発生する音響波を検出するように構成されている。検出部６７０は、音響レンズ６７１と、音響整合層６７２と、超音波振動子６７３と、バッキング材６７４とを備えている。検出部６７０は、超音波を照射するように構成されている。また、検出部６７０は、超音波および音響波を検出するように構成されている。
【０１３８】
検出部６７０は、光源部６２０から被検体Ｐに光を照射した際に被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａから発生する音響波（超音波）を検出する。また、光音響画像化装置６００は、検出部６７０により検出された音響波に基づいて、検出対象物Ｐａを画像化することが可能に構成されている。
【０１３９】
また、検出部６７０は、超音波振動子６７３から被検体Ｐに超音波を照射するとともに、被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａにより反射された超音波を検出可能に構成されている。また、光音響画像化装置６００は、検出部６７０により検出された反射された超音波に基づいて、検出対象物を画像化することが可能に構成されている。
【０１４０】
音響レンズ６７１（図１３参照）は、音響整合層６７２（超音波振動子６７３）からの超音波を集束させながら被検体Ｐに照射させるように構成されている。
【０１４１】
音響整合層６７２（図１３参照）は、複数の音響インピーダンスが異なる層により構成されており、超音波振動子６７３と被検体Ｐとの間の音響インピーダンスを整合するように構成されている。
【０１４２】
超音波振動子６７３（図１３参照）は、圧電素子（たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））などにより構成されている。超音波振動子６７３は、電圧の印加によって振動し、超音波を発生するとともに、音響波（超音波）を検出した場合には、振動して電圧（受信信号）を生じる。また、超音波振動子６７３は、光源部６２０および配線６３１から発生する電磁波によっても電圧を生じ、振動されて超音波を発生する。この電磁波に起因する超音波が被検体Ｐ内の検出対象物Ｐａにより反射され、反射された超音波が超音波振動子６７３（検出部６７０）により検出されることが、生成される画像にノイズが乗る原因である。
【０１４３】
また、バッキング材６７４（図１３参照）は、超音波振動子６７３の後方（Ｚ１側）に配置されており、超音波および音響波が後方に伝搬するのを抑制するように構成されている。
【０１４４】
図１８に示すように、装置本体部６８０は、制御部６８１と、光源駆動部６８２と、信号処理部６８３と、画像表示部６８４とを備えている。
【０１４５】
制御部６８１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などを含み、所定のプログラムに基づいて動作するように構成されている。制御部６８１は、光音響画像化装置６００の全体の制御を行うように構成されている。
【０１４６】
光源駆動部６８２は、外部電源部（図示せず）から電力を取得するように構成されている。光源駆動部６８２は、検出部６７０を収容する第１筺体６１０ａとは別個の装置本体部６８０に配置されている。これにより、検出部６７０によって、光源駆動部６８２から照射される電磁波に起因する、ノイズが検出されるのを抑制することができる。光源駆動部６８２は、制御部６８１からの光トリガ信号を取得して、取得した光トリガ信号に基づいて、光源部６２０に電力を供給するように構成されている。光源駆動部６８２は、光トリガ信号に基づいた電力を基板６３０の配線６３１に接続される同軸ケーブル３（図１３参照）を介して、光源部６２０に供給するように構成されている。また、光源駆動部６８２は、光源部６２０から、たとえば、約１５０ｎｓのパルス幅のパルス光を発生させるように構成されている。
【０１４７】
信号処理部６８３は、制御部６８１から、光トリガ信号に同期されたサンプリングトリガ信号を取得するように構成されている。信号処理部６８３は、超音波振動子６７３が音響波（超音波）を検出することにより振動した際の電圧（受信信号）を検出部６７０から取得するように構成されている。信号処理部６８３は、取得したサンプリングトリガ信号と、取得した受信信号とに基づいて、音響波に基づいた断層画像および超音波に基づいた断層画像を生成するとともに、断層画像を合成する処理を行い、合成された画像を画像表示部６８４に出力するように構成されている。
【０１４８】
画像表示部６８４は、液晶パネルなどにより構成されている。また、画像表示部６８４は、合成された画像を表示するように構成されている。
【０１４９】
次に、図１９および図２０を参照して、第６実施形態による電磁波吸収層６５０を設けたことによる効果を確認するための実験結果について説明する。この実験は、検出対象物Ｐａとしてステンレス棒を使用し、ステンレス棒を寒天の表面から２０ｍｍの位置に埋没させたものを被検体Ｐと見立てて行った。
【０１５０】
光源部６２０から照射される光の速さＶｃ（３×１０８ｍ／ｓ）は、音響波（超音波）Ｖｓの速さと比べて極めて大きい（Ｖｃ＞＞Ｖｓ）。このため、光源部６２０から照射された光が検出対象物Ｐａに到達するまでの時間ｔ１は、検出部６７０から発生された超音波が検出対象物Ｐａに到達するまでの時間ｔ２、および、音響波（超音波）が超音波検出対象物Ｐａから検出部６７０に到達するまでの時間ｔ３（≒ｔ２）に比べて極めて小さい。このため、ｔ２およびｔ３との関係において、ｔ１は略０と見なすことができる。
【０１５１】
図１９は、電磁波吸収層を設けない光音響画像化装置により生成された画像を模式的に示した図である。電磁波吸収層を設けない光音響画像化装置を用いた場合には、寒天の表面から２０ｍｍに対応する位置に、ステンレス棒（検出対象物Ｐａ）を示す実像ＲＩが確認された。光源部６２０からステンレス棒に光を照射した場合、光を照射した時刻ｔ０からｔ１＋ｔ３（≒ｔ３）後に、ステンレス棒からの音響波が検出される。この音響波から生成された像が、実像ＲＩである。
【０１５２】
また、電磁波吸収層を設けない光音響画像化装置を用いた場合には、寒天の表面から４０ｍｍに対応する位置（ステンレス棒が存在しない位置）に、虚像ＶＩが確認された。光源部からステンレス棒に光を照射した場合、光を照射した時刻ｔ０と同時に、光源部および配線から電磁波が発生する。すなわち、時刻ｔ０において、検出部の超音波振動子が振動される。これにより、時刻ｔ０からｔ２＋ｔ３（≒２×ｔ３）後に、ステンレス棒により反射された超音波が検出される。虚像ＶＩは、実像ＲＩの深度位置（被検体Ｐの表面からの位置）に対して、２倍大きい深度位置に生成される。この超音波から生成された像が虚像ＶＩであり、虚像ＶＩは、光の照射と同時に光源部および配線から発生した電磁波に起因するノイズである。
【０１５３】
図２０は、電磁波吸収層６５０を設けた光音響画像化装置６００により生成された画像を模式的に示した図である。電磁波吸収層６５０を設けた光音響画像化装置６００を用いた場合には、寒天の表面から２０ｍｍに対応する位置に、ステンレス棒（検出対象物Ｐａ）を示す実像ＲＩのみが確認された。光を照射した時刻ｔ０からｔ１＋ｔ３（≒ｔ３）後に、ステンレス棒からの音響波が検出される。この音響波から生成された像が、実像ＲＩである。
【０１５４】
また、電磁波吸収層６５０を設けた光音響画像化装置６００を用いた場合には、電磁波吸収層を設けない光音響画像化装置を用いた場合（図１９）と異なり、寒天の表面から４０ｍｍに対応する位置（ステンレス棒が存在しない位置）に、虚像ＶＩが確認されなかった。これにより、光源部６２０から光を照射した時刻ｔ０と同時に光源部６２０および配線６３１から発生した電磁波が、電磁波吸収層６５０によって吸収されたことが確認できた。
【０１５５】
第６実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１５６】
第６実施形態では、上記のように、配線６３１を基板６３０の第２面６３０ｂから覆う電磁波吸収層６５０を設ける。ここで、同軸ケーブル３以外の部分、具体的には発光素子６２０ａを含む光源部６２０は、外部からの電磁波等（ノイズ）の侵入を抑制すること、および、内部から外部への電磁波の放射を抑制することが不十分である可能性がある。これに対して、第６実施形態では、光音響画像化装置６００に、配線６３１を基板６３０の第２面６３０ｂ側から覆う電磁波吸収層６５０を設ける。これにより、光源部６２０および光源部６２０に接続される配線６３１から発生し、光源部６２０の近傍の検出部６７０に向かう電磁波を電磁波吸収層６５０により吸収することができる。その結果、検出部６７０により電磁波が検出されるのを抑制することができるので、光音響画像化装置６００により生成される画像にノイズが乗るのを抑制することができる。
【０１５７】
また、第６実施形態では、基板６３０の第２面６３０ｂを露出させるための基板露出部６５１を電磁波吸収層６５０に形成する。また、電磁波吸収層６５０の基板露出部６５１を介して、基板６３０の第２面６３０ｂに接触するように配置され、基板６３０の熱を放熱するための熱伝導部６６０を設ける。これにより、熱伝導部６６０により、光源部６２０から発生した熱を基板６３０の第２面６３０ｂから効果的に放熱することができる。その結果、光源部６２０の寿命を延ばすことができる。
【０１５８】
また、第６実施形態では、検出部６７０を収容する第１筺体６１０ａを設ける。また、一方の端部側が基板６３０の第２面６３０ｂに接触し、他方の端部側が第１筺体６１０ａに接触するように熱伝導部６６０を構成する。これにより、熱伝導部６６０により、光源部６２０から発生した熱を第１筺体６１０ａ側に逃がすことができる。その結果、光源部６２０から発生した熱をより効果的に放熱することができる。
【０１５９】
また、第６実施形態では、第１筺体６１０ａに放熱部６０１ａを設ける。また、熱伝導部６６０の他方の端部側を放熱部６０１ａに接続する。これにより、熱伝導部６６０の他方の端部側の放熱部６０１ａにより、光源部６２０から発生した熱をより一層効果的に放熱することができる。
【０１６０】
また、第６実施形態では、基板６３０の第２面６３０ｂと、電磁波吸収層６５０との間に、絶縁部材６４０を設ける。これにより、絶縁層により絶縁耐圧を上げることができる。その結果、光源部６２０に高い電圧を印加し、光源部６２０から照射される光の強度を大きくすることができる。
【０１６１】
また、第６実施形態では、光源部６２０の発光素子６２０ａを、発光ダイオード素子により構成する。これにより、光源部６２０が固体レーザ光源により構成される場合に比べて、光源部６２０の消費電力を低減するとともに、装置を小型化することができる。
【０１６２】
（第７実施形態）
以下、図２１を参照して、本発明の第７実施形態による光音響画像化装置７００の構成について説明する。
【０１６３】
この第７実施形態では、基板６３０の第２面６３０ｂと、電磁波吸収層６５０との間に、絶縁部材６４０が設けられている第６実施形態と異なり、基板６３０の第２面６３０ｂと、電磁波吸収層６５０との間に、絶縁部材６４０が設けられていない光音響画像化装置７００について説明する。なお、第７実施形態において、第６実施形態と同様の構成については同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。
【０１６４】
図２１に示すように、第７実施形態による光音響画像化装置７００では、電磁波吸収層６５０は、基板６３０の第２面６３０ｂ側に接するように設けられている。また、電磁波吸収層６５０は、基板６３０の第２面６３０ｂを略全体に亘って覆うように構成されている。また、電磁波吸収層６５０のＺ２側の面には、絶縁処理が施されている。また、電磁波吸収層６５０は、配線６３１および基板６３０の第２面６３０ｂを直接覆うように設けられている。また、電磁波吸収層６５０は、配線６３１および基板６３０の第２面６３０ｂと密着（接触）するように配置されている。また、電磁波吸収層６５０は、接着剤により、基板６３０の第２面６３０ｂに貼付されている。
【０１６５】
第７実施形態では、電磁波吸収層６５０を配線６３１および基板６３０の第２面６３０ｂと密着（接触）させることができるので、配線６３１から照射される電磁波を確実に吸収することができる。また、第７実施形態では、絶縁部材６４０を設ける構成と異なり、光音響画像化装置７００の構造を簡素化することが可能である。また、絶縁部材６４０を設ける構成と異なり、部品点数を削減することが可能である。なお、第６実施形態では、シート状の絶縁部材６４０を設けている分、第７実施形態よりも光源部６２０に容易に高い電圧を印加することができるので、光源部６２０から照射される光の強度を容易に大きくすることができる。
【０１６６】
なお、第７実施形態のその他の構成は、上記第６実施形態と同様である。
【０１６７】
第７実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１６８】
第７実施形態では、第６実施形態と同様、検出部６７０により電磁波が検出されるのを抑制することができるので、光音響画像化装置７００により生成される画像にノイズが乗るのを抑制することができる。
【０１６９】
（第８実施形態）
以下、図２２を参照して、本発明の第８実施形態による光音響画像化装置８００の構成について説明する。
【０１７０】
この第８実施形態では、熱伝導部６６０が設けられている第６実施形態と異なり、熱伝導部６６０が設けられていない光音響画像化装置８００について説明する。なお、第８実施形態において、第６実施形態と同様の構成については同じ符号を用いるとともに、説明を省略する。
【０１７１】
図２２に示すように、第８実施形態による光音響画像化装置８００では、第１筺体６１０ａと、第２筺体６１０ｂと、光源部６２０と、基板６３０とを備えている。また、光音響画像化装置８００は、絶縁部材６４０（図１４参照）と、電磁波吸収層６５０（図１４参照）と、検出部６７０と、装置本体部６８０（図１８参照）とを備えている。
【０１７２】
第８実施形態では、熱伝導部６６０を設ける構成と異なり、光音響画像化装置８００の構造を簡素化することが可能である。また、熱伝導部６６０を設ける構成と異なり、部品点数を削減することが可能である。
【０１７３】
なお、第８実施形態のその他の構成は、上記第６実施形態と同様である。
【０１７４】
第８実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１７５】
第８実施形態では、第６実施形態と同様、検出部６７０により電磁波が検出されるのを抑制することができるので、光音響画像化装置８００により生成される画像にノイズが乗るのを抑制することができる。
【０１７６】
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。
【０１７７】
たとえば、上記第１〜第８実施形態では、本発明の発光素子として、発光ダイオード素子を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、発光素子として、発光ダイオード素子以外の発光素子を用いてもよい。たとえば、発光素子として、半導体レーザ素子を用いてもよい。
【０１７８】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明の光源駆動部と、画像化部とを一体的に設けるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光源駆動部と、画像化部とを別々に設けるように構成してもよい。たとえば、図２３に示す第１変形例のように、装置本体部２ａを、光源駆動部本体２ｂおよび画像化部本体２ｃからなるように構成してもよい。
【０１７９】
ここで、第１変形例による装置本体部２ａは、光源駆動部本体２ｂと、画像化部本体２ｃとを含む。そして、光源駆動部本体２ｂの内部には、光源駆動部２ｄが設けられている。また、画像化部本体２ｃの内部には、第１実施形態による装置本体部２の光源駆動部２ｄ（２２）を除く構成が配置されている。
【０１８０】
そして、光源駆動部本体２ｂと、画像化部本体２ｃとは、制御ケーブル２ｅにより接続されており、画像化部本体２ｃから光源駆動部本体２ｂに光トリガ信号を伝達するように構成されている。また、光源駆動部本体２ｂに同軸ケーブル３が接続されており、画像化部本体２ｃに信号ケーブル４が接続されている。
【０１８１】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明の同軸ケーブルの外部導体を光源駆動部の電源部に接続するとともに、同軸ケーブルの内部導体を信号生成部に接続するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、同軸ケーブルの外部導体を接地するとともに、同軸ケーブルの内部導体を信号生成部に接続するように構成してもよい。たとえば、図２４に示す第２変形例のように、同軸ケーブル３の外部導体３ｃを接地するとともに、同軸ケーブル３の内部導体３ａを信号生成部９２２ｂに接続するように構成してもよい。
【０１８２】
ここで、第２変形例による光源駆動部９２２は、電源部９２２ａと信号生成部９２２ｂとを含む。そして、電源部９２２ａは、信号生成部９２２ｂに接続されており、負の電圧（たとえば、−２００Ｖ）を印加することが可能に構成されている。そして、同軸ケーブル３の外部導体３ｃは接地されているとともに、同軸ケーブル３の内部導体３ａは信号生成部９２２ｂに接続されている。
【０１８３】
そして、制御部２３により光トリガ信号の電圧レベルがＨにされた場合には、同軸ケーブル３の内部導体３ａに接続されている発光ダイオード素子１６のカソードが負の電圧となり、発光ダイオード素子１６のアノード側からカソード側に電流が流れるように構成されている。なお、同軸ケーブル３の外部導体３ｃは接地されているので、外部導体３ｃが電源部９２２ａ（または２２ａ）に接続されている場合に比べて、ジャケット３ｄよりも外部（たとえば、グラウンド）との電位差が小さくなる。その結果、同軸ケーブル３のジャケット３ｄの厚みが大きくなるのを抑制することが可能になる。
【０１８４】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明の同軸ケーブルを、１つの光源部に対して、１本または２本設けるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、同軸ケーブルを、１つの光源部に対して、３本以上設けるように構成してもよい。
【０１８５】
また、上記第３実施形態では、本発明の同軸ケーブルを、１本あたりの特性インピーダンスが５０Ωの同軸ケーブルを複数本用いるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、同軸ケーブルを、１本あたりの特性インピーダンスが５０Ω以外の同軸ケーブルを複数本用いるように構成してもよい。たとえば、１本あたりの特性インピーダンスが７５Ωの同軸ケーブルを複数本用いるように構成してもよい。
【０１８６】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明の光源部を、プローブに１つまたは２つ設けるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、光源部を、プローブに３つ以上設けるように構成してもよい。たとえば、光源部を、プローブに３つ設けて、それぞれに同軸ケーブルを接続するように構成してもよい。
【０１８７】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明の耐圧（２５０Ｖ）、光トリガ信号のパルスの時間幅（１５０ｎｓ）、ケーブルの長さ（２ｍ）など、数値の例を示して説明したが、本発明は、これに限られない。本発明では、たとえば、耐圧を３００Ｖに構成してもよいし、パルスの時間幅を１００ｎｓに構成してもよいし、ケーブルを３ｍとして構成してもよい。
【０１８８】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明のプローブをリニア型の形状により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、プローブをリニア型以外の形状により構成してもよい。たとえば、プローブをコンベックス型の形状により構成してもよいし、セクタ型の形状により構成してもよい。
【０１８９】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明のプローブに発光ダイオード素子（照明部）と音響波検出部（プローブ本体部）との両方を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、プローブに発光ダイオード素子と音響波検出部との両方を設けなくてもよい。たとえば、プローブに音響波検出部を設けて、発光ダイオード素子を含む照明部をプローブと離間して配置されるように構成してもよい。
【０１９０】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明の発光素子として発光ダイオード素子を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、発光素子として発光ダイオード素子以外の発光素子を用いてもよい。たとえば、図２５に示す変形例のように、発光素子として半導体レーザ素子１６ａまたは有機発光ダイオード素子１６ｂを用いてもよい。
【０１９１】
ここで、第３変形例による照明部１２ａ（および１３ａ）は、図２５に示すように、光源部１５ａ（および１７ａ）を含み、光源部１５ａ（および１７ａ）は、半導体レーザ素子１６ａを含む。この場合、半導体レーザ素子１６ａは、発光ダイオード素子と比べて、比較的指向性が高いレーザ光を被検体Ｐに照射することができるので、半導体レーザ素子１６ａからの光の大部分を確実に被検体Ｐに照射することができる。
【０１９２】
また、第４変形例による照明部１２ｂ（および１３ｂ）は、図２５に示すように、光源部１５ｂ（および１７ｂ）を含み、光源部１５ｂ（および１７ｂ）は、有機発光ダイオード素子１６ｂを含む。この場合、有機発光ダイオード素子１６ｂは、薄型化が容易であり、光源部１５ｂ（および１７ｂ）を容易に小型化することができる。また、発光素子として、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子、および有機発光ダイオード素子以外の素子を用いてもよい。
【０１９３】
また、上記第１〜第８実施形態では、本発明の信号生成部に、２つのＦＥＴを設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号生成部に、２つ以外の数のＦＥＴを設けるように構成してもよい。たとえば、上記第１〜第３実施形態のように２つの照明部を設けた場合でも、発光ダイオード素子（発光素子）の順電圧値が略均等である（ばらつきが小さい）場合には、１つのＦＥＴを設けて、ＦＥＴのドレインに２つの同軸ケーブルの内部導体を接続するように構成してもよい。
【０１９４】
また、上記第４実施形態では、ケーブル４０２に、同軸ケーブル４０３の外側を覆うシールド４０３ａ（第１シールド）を設ける例を示し、上記第５実施形態では、ケーブル５０２に、同軸ケーブル４０３の外側を覆うシールド４０３ａ（第１シールド）と、信号ケーブル４０４の外側を覆うシールド４０４ａ（第１シールド）との両方を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２６に示す第４実施形態および第５実施形態の第５変形例によるケーブル４０２ａのように、同軸ケーブル４０３の外側を覆うシールド４０３ａは設けずに、信号ケーブル４０４の外側を覆うシールド４０４ａ（第１シールド）を設けるように構成してもよい。
【０１９５】
ここで、第５変形例によるケーブル４０２ａは、図２６に示すように、同軸ケーブル４０３および信号ケーブル４０４を含む。そして、ケーブル４０２ａには、信号ケーブル４０４の外側を覆うシールド４０４ａが設けられている。また、ケーブル４０２ａは、シールド４０４ａの外周面を覆うジャケット４０４ｂを含むとともに、同軸ケーブル４０３と信号ケーブル４０４とシールド４０４ａとジャケット４０４ｂとの外側を覆うジャケット４０５ａを含む。これにより、ケーブル４０２ａは、同軸ケーブル４０３と、シールド４０４ａに覆われた信号ケーブル４０４とを一体的に取り回し可能に構成されている。
【０１９６】
また、上記第６〜第８実施形態では、基板６３０の第１面６３０ａに光源部６２０を設け、第２面６３０ｂに配線６３１を設けたが本発明はこれに限られない。本発明では、図２７に示す第６変形例のように、基板６３０の第１面６３０ａに配線６３１を設けてもよい。
【０１９７】
この場合、電磁波吸収層６５０を基板６３０の第２面６３０ｂのみならず、第１面６３０ａにも設けてもよい。
【０１９８】
また、上記第６〜第８実施形態では、シート状の部材の電磁波吸収層６５０を設けたが本発明はこれに限られない。本発明では、ペースト状の電磁波吸収層６５０を設けてもよい。
【符号の説明】
【０１９９】
２、２ａ  装置本体部
３、３１、３２、２０３、２３１、２３２、３０３、４０３、４３１、４３２  同軸ケーブル
３ａ、４３１ａ、４３２ａ  内部導体
３ｃ、４３１ｃ、４３２ｃ  外部導体
４、４０４、４４１、４４２  信号ケーブル
１４  音響波検出部（検出部）
１５、１５ａ、１７、１７ａ、６２０  光源部
１６  発光ダイオード素子（発光素子）
１６ａ  半導体レーザ素子（発光素子）
１６ｂ  有機発光ダイオード素子（発光素子）
２２、３２２、６８２、９２２  光源駆動部
２２ａ、９２２ａ  電源部
２２ｂ、９２２ｂ  信号生成部
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００  光音響画像化装置
３３１  第１同軸ケーブル（同軸ケーブル）
３３２  第２同軸ケーブル（同軸ケーブル）
３３３  第３同軸ケーブル（同軸ケーブル）
３３４  第４同軸ケーブル（同軸ケーブル）
４０３ａ、４０４ａ  シールド（第１シールド）
５０２ａ  ケーブル群
５０５ａ  シールド（第２シールド）
６０１ａ  放熱部
６１０ａ  第１筺体（筺体）
６２０ａ  発光素子
６３０  基板
６３０ａ  第１面
６３０ｂ  第２面
６３１  配線
６４０  絶縁部材
６５０  電磁波吸収層
６５１  基板露出部
６７０  検出部
６６０  熱伝導部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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