(57)【要約】【課題】ＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）などの光放出半導体素子を光源として用いる場合に、検出信号のＳ／Ｎ比を改善す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、ＬＥＤ光源部１０と、音響波ＡＷを検出して、検出信号を出力する検出部２０と、単一の検出サイクルＣＴ内で、第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を時間間隔Ｔｗで照射させるとともに、第１パルス光ＰＬ１に起因する第１検出信号Ｓ１と第２パルス光ＰＬ２に起因する第２検出信号Ｓ２とを含む基準検出信号ＲＳを取得する制御部３０とを備える。そして、制御部３０は、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけシフトさせたシフト信号ＳＳを生成するとともに、生成されたシフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化用信号ＰＳを生成するように構成されている。【選択図】図４
2016047109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光放出半導体素子光源部と、
前記光放出半導体素子光源部から照射される光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出して、検出信号を出力する検出部と、
単一の検出サイクル内で、前記光放出半導体素子光源部により第１パルス光および第２パルス光を所定の時間間隔で照射させるとともに、前記第１パルス光に起因する第１検出信号と前記第２パルス光に起因する第２検出信号とを含む基準検出信号を取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、取得された前記基準検出信号に基づいて、前記基準検出信号を前記所定の時間間隔だけシフトさせたシフト信号を生成するとともに、生成された前記シフト信号と前記基準検出信号とを乗算することにより、画像化のための画像化用信号を生成するように構成されている、光音響画像化装置。
【請求項２】
前記所定の時間間隔は、前記第１パルス光のパルス幅よりも大きい、請求項１に記載の光音響画像化装置。
【請求項３】
前記制御部は、第１検出サイクルにおいて、前記光放出半導体素子光源部により前記第１パルス光および前記第２パルス光を第１時間間隔で照射させるとともに、前記第１検出サイクルの次の第２検出サイクルにおいて、前記光放出半導体素子光源部により前記第１パルス光および前記第２パルス光を、前記第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で照射させるように構成されている、請求項１または２に記載の光音響画像化装置。
【請求項４】
前記制御部は、取得された前記基準検出信号に基づいて、前記基準検出信号を前記所定の時間間隔だけ早める方向にシフトさせることにより、前記シフト信号を生成するとともに、生成された前記シフト信号と前記基準検出信号とを乗算することにより、前記画像化用信号を生成するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項５】
前記制御部は、取得された前記基準検出信号に基づいて、前記基準検出信号を前記所定の時間間隔だけ遅れる方向にシフトさせることにより、前記シフト信号を生成するとともに、生成された前記シフト信号と前記基準検出信号とを乗算することにより、前記画像化用信号を生成するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記シフト信号と前記基準検出信号とを乗算する際に、前記基準検出信号を前記所定の時間間隔だけ遅れる方向にシフトさせることに起因して生じる前記シフト信号の信号欠落部分において、所定の値を乗算するように構成されている、請求項５に記載の光音響画像化装置。
【請求項７】
前記光放出半導体素子光源部は、光放出半導体素子として発光ダイオード素子を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項８】
前記光放出半導体素子光源部は、光放出半導体素子として半導体レーザ素子を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項９】
前記光放出半導体素子光源部は、光放出半導体素子として有機発光ダイオード素子を含む、請求項１〜６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、検出部を備える光音響画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出部を備える光音響画像化装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、パルス光を照射する固体レーザ光源と、固体レーザ光源から照射されたレーザ光により人体などの被検体内の検出対象物から発生した超音波（音響波）を検出する検出部とを備える光音響画像化装置が開示されている。この光音響画像化装置は、検出部により検出された超音波に対応する検出信号に基づいて、被検体の断層画像を取得するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４２１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の光音響画像化装置に、光源としてＬＥＤ素子などの光放出半導体素子を用いる光源を適用した場合には、固体レーザ光源を用いる場合に比べて、光の出力が小さくなると考えられる。この場合、検出される超音波（音響波）の強度が小さくなるため、検出信号のＳ／Ｎ比（信号／ノイズ比：Ｓｉｇｎａｌ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が低下してしまうという問題点が発生すると考えられる。
【０００６】
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、ＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）などの光放出半導体素子を光源として用いる場合に、検出信号のＳ／Ｎ比を改善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】
【０００７】
この発明の一の局面による光音響画像化装置は、光放出半導体素子光源部と、光放出半導体素子光源部から照射される光を吸収した被検体内の検出対象物から発生する音響波を検出して、検出信号を出力する検出部と、単一の検出サイクル内で、光放出半導体素子光源部により第１パルス光および第２パルス光を所定の時間間隔で照射させるとともに、第１パルス光に起因する第１検出信号と第２パルス光に起因する第２検出信号とを含む基準検出信号を取得する制御部と、を備え、制御部は、取得された基準検出信号に基づいて、基準検出信号を所定の時間間隔だけシフトさせたシフト信号を生成するとともに、生成されたシフト信号と基準検出信号とを乗算することにより、画像化のための画像化用信号を生成するように構成されている。
【０００８】
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、取得された基準検出信号に基づいて、基準検出信号を所定の時間間隔だけシフトさせたシフト信号を生成するとともに、生成されたシフト信号と基準検出信号とを乗算することにより、画像化のための画像化用信号を生成するように制御部を構成する。これにより、第１パルス光と第２パルス光とを所定の時間間隔分シフトさせたシフト信号と、元の基準検出信号とを乗算することにより、第１検出信号および第２検出信号から有効な信号を残しつつ、その他のランダムノイズを低減することができる。その結果、単に第１パルス光に起因する第１検出信号のみを取得して画像化用信号とする場合よりも、ランダムノイズが低減された画像化用信号を生成して取得することができる。したがって、光放出半導体素子を光源として用いる場合に、単一の検出サイクルの検出信号（画像化用信号）のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【０００９】
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、所定の時間間隔は、第１パルス光のパルス幅よりも大きい。このように構成すれば、第１パルス光と第２パルス光とが重なった状態で照射されるのを抑制することができるので、第１パルス光に起因する第１検出信号と第２パルス光に起因する第２検出信号とが重なった状態で基準検出信号として取得されるのを抑制することができる。その結果、第１検出信号と第２検出信号とが重なった状態で基準検出信号とシフト信号とが乗算されるのを抑制することができるので、乗算により生成される画像化用信号をより正確に生成することができる。
【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、制御部は、第１検出サイクルにおいて、光放出半導体素子光源部により第１パルス光および第２パルス光を第１時間間隔で照射させるとともに、第１検出サイクルの次の第２検出サイクルにおいて、光放出半導体素子光源部により第１パルス光および第２パルス光を、第１時間間隔とは異なる第２時間間隔で照射させるように構成されている。このように構成すれば、検出サイクル毎に同じ時間間隔で第１パルス光と第２パルス光とを照射させる場合と異なり、第１検出サイクルにおいて、第１検出信号と第２検出信号とが重なった状態で取得されたとしても、第１検出サイクルの次の第２検出サイクルでは、第１検出信号と第２検出信号とが重ならないようにすることができる。したがって、第１検出信号と第２検出信号とが重なった状態で基準検出信号とシフト信号とが乗算されることが連続的に行われるのを確実に抑制することができるので、乗算により生成される画像化用信号をより正確に生成することができる。
【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、制御部は、取得された基準検出信号に基づいて、基準検出信号を所定の時間間隔だけ早める方向にシフトさせることにより、シフト信号を生成するとともに、生成されたシフト信号と基準検出信号とを乗算することにより、画像化用信号を生成するように構成されている。このように構成すれば、基準検出信号における第２検出信号と、シフト信号における第１検出信号とを不要な信号として容易に打ち消す（微小にする）ことができるとともに、基準検出信号における第１検出信号と、シフト信号における第２検出信号とが乗算された信号を含む有効な画像化用信号を容易に生成することができる。
【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、制御部は、取得された基準検出信号に基づいて、基準検出信号を所定の時間間隔だけ遅れる方向にシフトさせることにより、シフト信号を生成するとともに、生成されたシフト信号と基準検出信号とを乗算することにより、画像化用信号を生成するように構成されている。このように構成すれば、基準検出信号における第１検出信号と、シフト信号における第２検出信号とを不要な信号として容易に打ち消す（微小にする）ことができるとともに、基準検出信号における第２検出信号と、シフト信号における第１検出信号とが乗算された信号を含む有効な画像化用信号を容易に生成することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、制御部は、シフト信号と基準検出信号とを乗算する際に、基準検出信号を所定の時間間隔だけ遅れる方向にシフトさせることに起因して生じるシフト信号の信号欠落部分において、所定の値を乗算するように構成されている。このように構成すれば、シフト信号の信号欠落部分に対応する基準検出信号の位置に、第１検出信号または第２検出信号が存在した場合に、信号欠落部分と乗算されることに起因して、情報が欠落してしまうのを抑制することができる。また、信号欠落部分が生じないように検出サイクル内の検出期間を延長する場合と比べて、延長する検出期間がない分、信号保存にかかるメモリの容量を節約することができる。
【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、光放出半導体素子光源部は、光放出半導体素子として発光ダイオード素子を含む。このように構成すれば、比較的消費電力の小さい発光ダイオード素子を用いることにより消費電力を低減することができる。
【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、光放出半導体素子光源部は、光放出半導体素子として半導体レーザ素子を含む。このように構成すれば、発光ダイオード素子と比べて、比較的指向性の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。
【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、光放出半導体素子光源部は、光放出半導体素子として有機発光ダイオード素子を含む。このように構成すれば、薄型化容易な有機発光ダイオード素子を用いることにより、光放出半導体素子光源部を容易に小型化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記のように、ＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）などの光放出半導体素子を光源として用いる場合に、検出信号のＳ／Ｎ比を改善す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】
【００１８】
【図１】本発明の第１〜第３実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１〜第３実施形態による光音響画像化装置における被検体内に１つの検出対象物の検出を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置のパルス発光と対応する基準検出信号の取得と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基準検出信号に関する信号処理を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置における被検体内に２つの検出対象物の検出を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の２つのパルス光による検出信号が重なった状態で取得されるのを説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置のパルス光の時間間隔を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態による光音響画像化装置のパルス発光と対応する基準検出信号の取得とを説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態による光音響画像化装置の基準検出信号に関する信号処理を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による光音響画像化装置のパルス発光と対応する基準検出信号の取得とを説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施形態による光音響画像化装置の基準検出信号に関する信号処理を説明するための図である。
【図１２】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の第１および第２変形例における光源部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、図１および図２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。
【００２１】
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、ＬＥＤ光源部１０と、検出部２０と、制御部３０と、画像表示部４０とを備えている。なお、ＬＥＤ光源部１０は、本発明の「光放出半導体素子光源部」の一例である。
【００２２】
ＬＥＤ光源部１０は、２つのＬＥＤ光源１１を含み、２つのＬＥＤ光源１１のそれぞれから被検体Ｐに向けて測定のためのパルス光を照射するように構成されている。また、図２に示すように、２つのＬＥＤ光源１１は、検出部２０近傍において、検出部２０に対して一方側および他方側に配置されるとともに、検出部２０を挟むように配置されている。したがって、２つのＬＥＤ光源１１は、互いに異なる位置で被検体Ｐに向けてパルス光を照射するように構成されている。
【００２３】
また、図１に示すように、２つのＬＥＤ光源１１は、共に、光源基板１１ａと、ＬＥＤ素子１１ｂとを有している。光源基板１１ａには、下面側に複数のＬＥＤ素子１１ｂがアレイ状に実装されている。また、光源基板１１ａには、光源駆動回路が形成されており、制御部３０から出力される光制御信号に基づいて、ＬＥＤ素子１１ｂをパルス発光させるように構成されている。なお、ＬＥＤ素子１１ｂは、本発明の「光放出半導体素子」の一例である。
【００２４】
２つのＬＥＤ素子１１ｂは、共に、人体などの被検体Ｐの測定に適した赤外領域の測定波長の光（たとえば、約７００ｎｍ〜約１０００ｎｍにピーク波長を有する光）を発生するように構成されている。なお、２つのＬＥＤ素子１１ｂは、互いに異なる測定波長の光を発生するように構成されてもよいし、略同一の測定波長の光を発生するように構成されてもよい。また、測定波長は、検出を所望する検出対象物に応じて適宜決定されればよい。
【００２５】
図１および図２に示すように、検出部２０は、超音波振動子２０ａを有している。検出部２０では、超音波振動子２０ａは、複数設けられるとともに、複数の超音波振動子２０ａは、アレイ状に配列されている。また、検出部２０は、ＬＥＤ光源部１０から照射された光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ａや後述する検出対象物Ｂなどの検出対象物から発生する音響波ＡＷによって超音波振動子２０ａが振動されることにより、音響波（超音波）ＡＷを検出するように構成されている。また、検出部２０は、制御部３０から出力される超音波制御信号に基づいて、超音波振動子２０ａを振動させて、超音波ＵＷを発生することが可能なように構成されている。その際、検出部２０は、被検体Ｐ内で反射された超音波ＵＷによって超音波振動子２０ａが振動されることにより、超音波ＵＷも検出するように構成されている。また、検出部２０は、検出された音響波ＡＷまたは超音波ＵＷに対応する検出信号を制御部３０に出力するように構成されている。
【００２６】
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」として、超音波振動子２０ａにより発生されるとともに、被検体Ｐ内で反射される超音波を「超音波」として区別して記載する。
【００２７】
図１に示すように、制御部３０は、信号処理部３１と、信号制御部３２とを含んでいる。制御部３０の信号処理部３１は、検出部２０により検出された音響波ＡＷおよび超音波ＵＷに基づいて、被検体Ｐ内を画像化するための信号処理を行うように構成されている。
【００２８】
具体的には、制御部３０の信号処理部３１は、受信回路５１と、Ａ／Ｄコンバータ５２と、受信メモリ５３と、データ処理部５４と、音響波画像再構成部５５と、検波・対数コンバータ５６と、音響波画像構築部５７と、超音波画像再構成部５８と、検波・対数コンバータ５９と、超音波画像構築部６０と、画像合成部６１とを含んでいる。
【００２９】
受信回路５１は、カップリングコンデンサを含み、超音波振動子２０ａから検出信号（交流成分）を受信（取得）するように構成されている。また、受信回路５１は、受信された検出信号をＡ／Ｄコンバータ５２に出力するように構成されている。
【００３０】
Ａ／Ｄコンバータ５２は、受信回路５１から入力されたアナログ信号としての検出信号を、信号制御部３２から出力されるサンプリングトリガ信号に基づいて、デジタル信号に変換するように構成されている。また、Ａ／Ｄコンバータ５２は、デジタル信号に変換された検出信号を受信メモリ５３に出力するように構成されている。
【００３１】
受信メモリ５３は、デジタル信号に変換された検出信号を一時的に格納するように構成されている。また、受信メモリ５３は、格納された検出信号をデータ処理部５４に出力するように構成されている。
【００３２】
データ処理部５４は、受信メモリ５３から入力された検出信号に各種の信号処理を行うように構成されている。この信号処理の詳細については、後述する。また、データ処理部５４は、信号処理された音響波ＡＷに対応する検出信号を、音響波画像再構成部５５に出力するように構成されている。また、データ処理部５４は、信号処理された超音波ＵＷに対応する検出信号を超音波画像再構成部５８に出力するように構成されている。
【００３３】
音響波画像再構成部５５は、データ処理部５４から入力された音響波ＡＷに対応する検出信号を、整相加算などにより画像データとして再構成する処理を行うように構成されている。また、音響波画像再構成部５５は、検出信号を再構成して得られた画像データを検波・対数コンバータ５６に出力するように構成されている。
【００３４】
検波・対数コンバータ５６は、音響波画像再構成部５５から入力された画像データに対して包絡線検波などの波形処理を行うように構成されている。また、検波・対数コンバータ５６は、波形処理された画像データを音響波画像構築部５７に出力するように構成されている。
【００３５】
音響波画像構築部５７は、波形処理された画像データに基づいて、被検体Ｐ内の断層画像を構築する処理を行うように構成されている。また、音響波画像構築部５７は、音響波ＡＷに基づく断層画像を画像合成部６１に出力するように構成されている。
【００３６】
超音波画像再構成部５８、検波・対数コンバータ５９および超音波画像構築部６０は、音響波ＡＷを超音波ＵＷと読み替えれば、それぞれ、音響波画像再構成部５５、検波・対数コンバータ５６および音響波画像構築部５７と略同様の構成を有している。そして、超音波画像構築部６０は、超音波ＵＷに基づく断層画像を画像合成部６１に出力するように構成されている。
【００３７】
画像合成部６１は、音響波ＡＷに基づく断層画像と超音波ＵＷに基づく断層画像とを合成する処理を行い、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。その結果、画像表示部４０に被検体Ｐ内の画像が表示される。画像表示部４０は、一般的な液晶パネルなどにより構成される。
【００３８】
制御部３０の信号制御部３２は、ＣＰＵを含み、各種の制御信号によりＬＥＤ光源部１０や検出部２０などの光音響画像化装置１００の各構成要素の制御を行うように構成されている。
【００３９】
次に、図３および図４を参照して、光音響画像化装置１００における音響波ＡＷの検出信号の取得に関する制御部３０の構成について説明する。ここでは、理解の容易のため、図２に示すように、被検体Ｐ内の所定の位置に検出対象物Ａのみが存在する場合を例として説明する。
【００４０】
まず、光音響画像化装置１００における音響波ＡＷの検出信号の取得について概略的に説明する。図３に示すように、この光音響画像化装置１００では、検出サイクルＣＴを１周期として所定の周波数（たとえば、約１〜約１０ｋＨｚのいずれかの周波数）で、パルス発光と、このパルス発光に対応する音響波ＡＷの検出信号の取得とが行われる。なお、図３に示すように、検出サイクルＣＴとは、ある第１パルス光ＰＬ１が発光される時点ｔ１から、ある第１パルス光ＰＬ１の次の第１パルス光ＰＬ１が発光される時点ｔ４までの間の時間である。
【００４１】
ここで、第１実施形態では、図３に示すように、制御部３０の信号制御部３２は、光制御信号を出力することにより、単一の検出サイクルＣＴ内で、ＬＥＤ光源部１０により第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を時間間隔Ｔｗで照射（パルス発光）させるように構成されている。この際、制御部３０の信号制御部３２は、時間間隔Ｔｗが第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２のパルス幅τよりも大きくなるように、ＬＥＤ光源部１０により第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を照射させるように構成されている。なお、時間間隔Ｔｗは、第１パルス光ＰＬ１の発光時点から、第２パルス光ＰＬ２の発光時点までの時間である。
【００４２】
なお、第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２は、互いに、略同一の波長、略同一のパルス幅τおよび略同一の強度を有し、互いに略等価とみなせるパルス光である。
【００４３】
また、第１実施形態では、制御部３０の信号制御部３２は、サンプリングトリガ信号を出力することにより、第１パルス光ＰＬ１に起因する第１検出信号Ｓ１と第２パルス光ＰＬ２に起因する第２検出信号Ｓ２とを含む基準検出信号ＲＳを信号処理部３１により取得するように構成されている。なお、第１検出信号Ｓ１および第２検出信号Ｓ２は、それぞれ、略等価な第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２に起因して、同じ検出対象物Ａにより発生した音響波に基づくものであるので、互いに時間間隔Ｔｗの時点で、略等価な検出信号として取得される。なお、時間間隔Ｔｗは、本発明の「所定の時間間隔」の一例である。
【００４４】
この際、制御部３０の信号制御部３２は、第１パルス光ＰＬ１が発光される時点ｔ１から信号処理部３１による検出信号の取得を開始するように構成されている。なお、この検出信号の取得の開始時点は、第１パルス光ＰＬ１が発光される時点ｔ１以外の任意の時点が設定されてもよい。
【００４５】
また、制御部３０の信号制御部３２は、被検体Ｐ内の所望の深度の情報を取得可能な時点ｔ２よりも、時間間隔Ｔｗだけ後の時点ｔ３まで信号処理部３１による検出信号の取得を行うように構成されている。すなわち、図３に示すように、時点ｔ１の開始点から、時点ｔ３の終了点までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける基準検出信号ＲＳとして取得される。これにより、所望の深度の情報を取得可能な時点ｔ２まで検出信号の取得を行う場合と異なり、基準検出信号ＲＳを早める方向にシフトさせて後述するシフト信号ＳＳを生成する際に、シフト信号ＳＳに信号欠落部分が生じるのを抑制することが可能である。なお、被検体Ｐ内の所望の深度とは、ユーザ（測定を行う者）が画像化を所望する被検体Ｐ内の深度のことである。たとえば、被検体Ｐの表面から深さ約４０ｍｍの位置まで画像化を所望する場合には、約４０ｍｍが所望の深度である。なお、図示していないものの、基準検出信号ＲＳには、第１検出信号Ｓ１および第２検出信号Ｓ２とは別にランダムノイズが含まれている。
【００４６】
そして、第１実施形態では、図４に示すように、制御部３０の信号処理部３１は、取得された基準検出信号ＲＳに基づいて、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけ早める方向にシフトさせたシフト信号ＳＳを生成するように構成されている。すなわち、図４に示すように、時点ｔ０から、時点ｔ２までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおけるシフト信号ＳＳとして生成される。これにより、基準検出信号ＲＳの第１検出信号Ｓ１および第２検出信号Ｓ２と時間間隔Ｔｗだけ早い方向にずれた状態の第１検出信号Ｓ１ａおよび第２検出信号Ｓ２ａを含むシフト信号ＳＳが生成される。なお、図示していないものの、シフト信号ＳＳには、基準検出信号ＲＳに対して時間間隔Ｔｗだけずれた状態でランダムノイズが含まれている。
【００４７】
また、第１実施形態では、制御部３０の信号処理部３１は、生成されたシフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化のための画像化用信号ＰＳを生成するように構成されている。
【００４８】
具体的には、時点ｔ１から時点ｔ２までの間のシフト信号ＳＳと、基準検出信号ＲＳとが乗算される。この際、シフト信号ＳＳにおける第１検出信号Ｓ１ａおよび基準検出信号ＲＳにおける第２検出信号Ｓ２は、共に、信号が略無い部分で乗算されるので、打ち消される（微小になる）。また、シフト信号ＳＳにおける第２検出信号Ｓ２ａと、基準検出信号ＲＳにおける第１検出信号Ｓ１とは、互いに乗算されるので、画像化用信号ＰＳで有効な検出信号（検出対象物Ａの情報を有する信号）Ｓ３として残る。また、画像化用信号ＰＳでは、シフト信号ＳＳのランダムノイズと基準検出信号ＲＳのランダムノイズとが互いに時間間隔Ｔｗずれた状態で乗算されるので、ランダムノイズが低減されている。
【００４９】
これらの結果、時点ｔ１から、時点ｔ２までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける画像化用信号ＰＳとして生成される。したがって、有効な検出信号Ｓ３を含み、かつ、乗算することによりランダムノイズが低減された画像化用信号ＰＳが生成（取得）される。そして、制御部３０の信号処理部３１は、この画像化用信号ＰＳにさらに平均化または積算処理などの信号処理を行うとともに、処理後の画像化用信号ＰＳに基づいて、音響波ＡＷに基づく画像を生成するように構成されている。その結果、ＬＥＤを光源として用いる場合にも、鮮明な画像を生成することが可能になる。
【００５０】
なお、画像化用信号ＰＳを生成する際に、第１検出信号Ｓ１と第２検出信号Ｓ２ａとが乗算されることにより、乗算後の有効な検出信号Ｓ３の信号強度は、第１検出信号Ｓ１と第２検出信号Ｓ２ａとは異なると考えられる。したがって、画像化用信号ＰＳが生成された後、有効な検出信号Ｓ３の信号強度を調整するための信号処理（たとえば、パルス光の数と同じべき乗根を求めることにより信号強度を調整する信号処理）を行ってもよい。また、上記したシフト信号ＳＳを生成する信号処理や、画像化用信号ＲＳを生成する信号処理は、受信メモリ５３に格納された検出信号に基づいて、信号処理部３１のデータ処理部５４により行われる。
【００５１】
この光音響画像化装置１００では、制御部３０は、検出サイクルＣＴ毎に、上記画像化用信号ＰＳを生成する信号処理を行うように構成されている。
【００５２】
また、第１実施形態では、制御部３０の信号制御部３２は、時間的に連続する検出サイクルＣＴにおいて、第１パルス光ＰＬ１と第２パルス光ＰＬ２とを照射させる時間間隔Ｔｗをランダムに変化させるように構成されている。以下、図５〜図７を参照して、この構成について詳細に説明する。ここでは、理解の容易のため、図５に示すように、被検体Ｐ内の所定の位置に検出対象物Ａおよび検出対象物Ｂの２つが存在する場合を例として説明する。
【００５３】
図５に示すように、検出対象物ＡおよびＢは、被検体Ｐ内に存在し、共に、ＬＥＤ光源部１０からのパルス光を吸収して音響波ＡＷを発生する。また、検出対象物Ｂは、検出対象物Ａの位置に対して深さ方向に深い位置に離間間隔Ｄだけ離れて存在している。
【００５４】
そして、図６に示すように、第１検出サイクルＣＴ１において、時間間隔Ｔｗａで第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２が照射される。そして、パルス光の照射間隔である時間間隔Ｔｗａ（秒）と被検体Ｐ内での音速（ｍ／秒）とを乗算した値と、離間間隔Ｄの値とが略一致する場合には、図６に示すように、一部の検出信号が重なった状態で取得されてしまう。具体的には、第１パルス光ＰＬ１に起因して検出対象物Ｂから得られる第１検出信号と、第２パルス光ＰＬ２に起因して検出対象物Ａから得られる第２検出信号とが略同一のタイミングで検出されてしまうので、重畳検出信号Ｓ１２として取得されてしまう。この重畳検出信号Ｓ１２は、重畳している分、信号強度が強く、その結果、光音響画像化装置１００が識別可能な信号強度を越えてオーバーフローしてしまう虞がある。
【００５５】
この場合、本来、第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２に起因して検出対象物ＡおよびＢから合計４つの検出信号が得られるところ、図６に示すように、検出対象物Ａから得られる第１検出信号Ｓ１１と、検出対象物ＡおよびＢから得られる重畳検出信号Ｓ１２と、検出対象物Ｂから得られる第２検出信号Ｓ１３との３つの検出信号しか得られない。
【００５６】
そこで、第１実施形態では、時間的に連続する検出サイクルＣＴにおいて、第１パルス光ＰＬ１と第２パルス光ＰＬ２とを照射させる時間間隔Ｔｗ（ＴｗａおよびＴｗｂなど）をランダムに変化させるように構成されている。具体的には、制御部３０の信号制御部３２は、図７に示すように、第１検出サイクルＣＴ１において、ＬＥＤ光源部１０により第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を時間間隔Ｔｗａで照射させるとともに、第１検出サイクルＣＴ１の次の第２検出サイクルＣＴ２において、ＬＥＤ光源部１０により第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を、時間間隔Ｔｗａとは異なる時間間隔Ｔｗｂで照射させるように構成されている。なお、時間間隔ＴｗａおよびＴｗｂは、それぞれ、本発明の「第１時間間隔」および「第２時間間隔」の一例である。また、図７では、時間間隔Ｔｗａよりも時間間隔Ｔｗｂが長い場合について示しているが、時間間隔Ｔｗｂは、時間間隔Ｔｗａよりも短くともよい。
【００５７】
この場合、図７に示すように、第１検出サイクルＣＴ１において、第１検出信号Ｓ１１と、重畳検出信号Ｓ１２と、第２検出信号Ｓ１３との３つの検出信号しか得られないのに対して、第２検出サイクルＣＴ２において、検出対象物Ａから得られる第１検出信号Ｓ２１および第２検出信号Ｓ２２と、検出対象物Ｂから得られる第１検出信号Ｓ２３および第２検出信号Ｓ２４との４つの検出信号を得ることが可能である。
【００５８】
なお、時間間隔Ｔｗをランダムに変化させる場合には、制御部３０は、変化させた時間間隔Ｔｗに整合するように、検出信号の取得の終了点と、シフト信号ＳＳの生成の際のシフト時間の調整を行う。
【００５９】
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。
【００６０】
第１実施形態では、上記のように、取得された基準検出信号ＲＳに基づいて、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけシフトさせたシフト信号ＳＳを生成するとともに、生成されたシフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化のための画像化用信号ＰＳを生成するように制御部３０を構成する。これにより、第１パルス光ＰＬ１と第２パルス光ＰＬ２とを時間間隔Ｔｗ分シフトさせたシフト信号ＳＳと、元の基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、第１検出信号Ｓ１および第２検出信号Ｓ２から有効な検出信号Ｓ３を残しつつ、その他のランダムノイズを低減することができる。その結果、単に第１パルス光ＰＬ１に起因する第１検出信号Ｓ１のみを取得して画像化用信号ＰＳとする場合よりも、ランダムノイズが低減された画像化用信号ＰＳを生成して取得することができる。したがって、ＬＥＤを光源として用いる場合に、単一の検出サイクルＣＴの検出信号（画像化用信号ＰＳ）のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、時間間隔Ｔｗが、第１パルス光ＰＬ１のパルス幅よりも大きい。これにより、第１パルス光ＰＬ１と第２パルス光ＰＬ２とが重なった状態で照射されるのを抑制することができるので、第１パルス光ＰＬ１に起因する第１検出信号Ｓ１と第２パルス光ＰＬ２に起因する第２検出信号Ｓ２とが重なった状態で基準検出信号ＲＳとして取得されるのを抑制することができる。その結果、第１検出信号Ｓ１と第２検出信号Ｓ２とが重なった状態で基準検出信号ＲＳとシフト信号ＳＳとが乗算されるのを抑制することができるので、乗算により生成される画像化用信号ＰＳをより正確に生成することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、第１検出サイクルＣＴ１において、ＬＥＤ光源部により第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を時間間隔Ｔｗａで照射させるとともに、第１検出サイクルＣＴ１の次の第２検出サイクルＣＴ２において、ＬＥＤ光源部１０により第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を、時間間隔Ｔｗａとは異なる時間間隔Ｔｗｂで照射させるように制御部３０を構成する。これにより、検出サイクルＣＴ毎に同じ時間間隔で第１パルス光ＰＬ１と第２パルス光ＰＬ２とを照射させる場合と異なり、第１検出サイクルＣＴ１において、第１検出信号と第２検出信号とが重なった状態で重畳検出信号Ｓ１２として取得されたとしても、第１検出サイクルＣＴ１の次の第２検出サイクルＣＴ２では、第１検出信号Ｓ２１およびＳ２３と第２検出信号Ｓ２２およびＳ２４とが重ならないようにすることができる。したがって、第１検出信号と第２検出信号とが重なった状態で基準検出信号ＲＳとシフト信号ＳＳとが乗算されることが連続的に行われるのを確実に抑制することができるので、乗算により生成される画像化用信号ＰＳをより正確に生成することができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、取得された基準検出信号ＲＳに基づいて、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけ早める方向にシフトさせることにより、シフト信号ＳＳを生成するとともに、生成されたシフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化用信号ＰＳを生成するように制御部３０を構成する。これにより、基準検出信号ＲＳにおける第２検出信号Ｓ２と、シフト信号ＳＳにおける第１検出信号Ｓ１ａとを不要な信号として容易に打ち消す（微小にする）ことができるとともに、基準検出信号ＲＳにおける第１検出信号Ｓ１と、シフト信号ＳＳにおける第２検出信号Ｓ２ａとが乗算された信号（有効な検出信号Ｓ３）を含む有効な画像化用信号ＰＳを容易に生成することができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、上記のように、ＬＥＤ光源部１０に、光放出半導体素子として発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）１１ｂを設ける。これにより、比較的消費電力の小さいＬＥＤ素子１１ｂを用いることにより消費電力を低減することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
次に、図１、図２、図８および図９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、基準検出信号ＲＳを早める方向にシフトさせることによりシフト信号ＳＳを生成した上記第１実施形態の構成とは異なり、基準検出信号ＲＳを遅れる方向にシフトさせることによりシフト信号ＳＳを生成する例について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
本発明の第２実施形態による光音響画像化装置２００は、図１に示すように、制御部１３０を備えている。制御部１３０は、信号処理部１３１および信号制御部１３２を含んでいる。
【００６７】
図８に示すように、制御部１３０の信号制御部１３２（図１参照）は、上記第１実施形態と同様に、光制御信号を出力することにより、単一の検出サイクルＣＴ内で、ＬＥＤ光源部１０により第１パルス光ＰＬ１および第２パルス光ＰＬ２を時間間隔Ｔｗで照射（パルス発光）させるように構成されている。なお、ここでは、理解の容易のため、図２に示すように、被検体Ｐ内の所定の位置に検出対象物Ａのみが存在する場合を例として説明する。
【００６８】
そして、制御部１３０の信号制御部１３２は、上記第１実施形態と同様に、サンプリングトリガ信号を出力することにより、第１パルス光ＰＬ１に起因する第１検出信号Ｓ１と第２パルス光ＰＬ２に起因する第２検出信号Ｓ２とを含む基準検出信号ＲＳを信号処理部１３１により取得するように構成されている。
【００６９】
この際、第２実施形態では、制御部１３０の信号制御部１３２は、第１パルス光ＰＬ１が発光される時点ｔ１１から信号処理部１３１による検出信号の取得を開始するとともに、被検体Ｐ内の所望の深度の情報を取得可能な時点ｔ１２まで信号処理部１３１による検出信号の取得を行うように構成されている。すなわち、第２実施形態では、図８に示すように、時点ｔ１１の開始点から、時点ｔ１２の終了点までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける基準検出信号ＲＳとして取得される。
【００７０】
そして、第２実施形態では、図９に示すように、制御部１３０の信号処理部１３１は、取得された基準検出信号ＲＳに基づいて、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけ遅れる方向にシフトさせたシフト信号ＳＳを生成するように構成されている。これにより、基準検出信号ＲＳの第１検出信号Ｓ１および第２検出信号Ｓ２と時間間隔Ｔｗだけ遅い方向にずれた状態の第１検出信号Ｓ１ｂおよび第２検出信号Ｓ２ｂを含むシフト信号ＳＳが生成される。この際、シフト信号ＳＳでは、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけ遅れる方向にシフトさせることに起因して時点ｔ１１から時点ｔ１４までの間に、信号欠落部分Ｖが生じる。この第２実施形態では、信号欠落部分Ｖも含めて、時点ｔ１１から、時点ｔ１５までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおけるシフト信号ＳＳとして生成される。
【００７１】
第２実施形態では、制御部１３０の信号処理部１３１は、生成されたシフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化用信号ＰＳを生成するように構成されている。この際、制御部１３０の信号処理部１３１は、シフト信号ＳＳの信号欠落部分Ｖにおいて、１を乗算するように構成されている。なお、１は、本発明の「所定の値」の一例である。
【００７２】
具体的には、時点ｔ１１から時点ｔ１２までの間のシフト信号ＳＳと、基準検出信号ＲＳとが乗算される。この際、シフト信号ＳＳにおける第２検出信号Ｓ２ｂおよび基準検出信号ＲＳにおける第１検出信号Ｓ１は、共に、信号が略無い部分で乗算されるので、打ち消される（微小になる）。また、シフト信号ＳＳにおける第１検出信号Ｓ１ｂと、基準検出信号ＲＳにおける第２検出信号Ｓ２とは、互いに乗算されるので、画像化用信号ＰＳで有効な検出信号（検出対象物Ａの情報を有する信号）Ｓ３３として残る。また、図示していないものの、シフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳは、共に、ランダムノイズを含み、画像化用信号ＰＳでは、このランダムノイズが、上記第１実施形態と同様に、乗算により低減される。
【００７３】
これらの結果、時点ｔ１１から、時点ｔ１２までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける画像化用信号ＰＳとして生成される。したがって、この第２実施形態においても、有効な検出信号Ｓ３３を含み、かつ、乗算することによりランダムノイズが低減された画像化用信号ＰＳが生成（取得）される。そして、制御部１３０の信号処理部１３１は、検出信号の取得の開始点に対する時間を整合させるように、画像化用信号ＰＳの有効な検出信号Ｓ３３の検出時点を調整するように構成されている。そして、制御部１３０の信号処理部１３１は、この画像化用信号ＰＳにさらに平均化または積算処理などの信号処理を行うとともに、処理後の画像化用信号ＰＳに基づいて、音響波ＡＷに基づく画像を生成するように構成されている。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
第２実施形態では、上記のように、生成されたシフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化のための画像化用信号ＰＳを生成するように制御部１３０を構成する。これにより、第２実施形態においても上記第１実施形態と同様に、ＬＥＤを光源として用いる場合に、単一の検出サイクルＣＴの検出信号（画像化用信号ＰＳ）のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００７７】
また、第２実施形態では、上記のように、取得された基準検出信号ＲＳに基づいて、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけ遅れる方向にシフトさせることにより、シフト信号ＳＳを生成するとともに、生成されたシフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化用信号ＰＳを生成するように制御部１３０を構成する。これにより、基準検出信号ＲＳにおける第１検出信号Ｓ１と、シフト信号ＳＳにおける第２検出信号Ｓ２ｂとを不要な信号として容易に打ち消す（微小にする）ことができるとともに、基準検出信号ＲＳにおける第２検出信号Ｓ２と、シフト信号ＳＳにおける第１検出信号Ｓ１ｂとが乗算された信号（有効な検出信号Ｓ３３）を含む有効な画像化用信号ＰＳを容易に生成することができる。
【００７８】
また、第２実施形態では、上記のように、シフト信号ＳＳと基準検出信号ＲＳとを乗算する際に、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけ遅れる方向にシフトさせることに起因して生じるシフト信号ＳＳの信号欠落部分Ｖにおいて、所定の値を乗算するように制御部１３０を構成する。これにより、シフト信号ＳＳの信号欠落部分Ｖに対応する基準検出信号ＲＳの位置に、第１検出信号Ｓ１または第２検出信号Ｓ２が存在した場合に、信号欠落部分Ｖと乗算されることに起因して、情報が欠落してしまうのを抑制することができる。また、信号欠落部分Ｖが生じないように検出サイクルＣＴ内の検出期間を延長する場合と比べて、延長する検出期間がない分、信号保存にかかるメモリの容量（受信メモリ５３の容量）を節約することができる。
【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１、図２、図１０および図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、２つのパルス光を照射した上記第１および第２実施形態の構成とは異なり、３つのパルス光を照射する例について説明する。なお、上記第１および第２実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
本発明の第３実施形態による光音響画像化装置３００は、図１に示すように、制御部２３０を備えている。制御部２３０は、信号処理部２３１および信号制御部２３２を含んでいる。
【００８２】
第３実施形態では、図１０に示すように、制御部２３０の信号制御部２３２（図１参照）は、光制御信号を出力することにより、単一の検出サイクルＣＴ内で、ＬＥＤ光源部１０により第１パルス光ＰＬ１、第２パルス光ＰＬ２および第３パルス光ＰＬ３を互いに時間間隔Ｔｗで照射（パルス発光）させるように構成されている。なお、ここでは、理解の容易のため、図２に示すように、被検体Ｐ内の所定の位置に検出対象物Ａのみが存在する場合を例として説明する。
【００８３】
また、第１パルス光ＰＬ１、第２パルス光ＰＬ２および第３パルス光ＰＬ３は、互いに、略同一の波長、略同一のパルス幅τおよび略同一の強度を有し、互いに略等価とみなせるパルス光である。
【００８４】
そして、制御部１３０の信号制御部１３２は、サンプリングトリガ信号を出力することにより、第１パルス光ＰＬ１に起因する第１検出信号Ｓ１と、第２パルス光ＰＬ２に起因する第２検出信号Ｓ２と、第３パルス光ＰＬ３に起因する第３検出信号Ｓ３とを含む基準検出信号ＲＳを信号処理部２３１により取得するように構成されている。なお、第１検出信号Ｓ１、第２検出信号Ｓ２および第３検出信号Ｓ３は、それぞれ、略等価な第１パルス光ＰＬ１、第２パルス光ＰＬ２および第３パルス光ＰＬ３に起因して、同じ検出対象物Ａにより発生した音響波に基づくものであるので、互いに時間間隔Ｔｗの時点で、略等価な検出信号として取得される。
【００８５】
この際、制御部２３０の信号制御部２３２は、第１パルス光ＰＬ１が発光される時点ｔ２１から信号処理部２３１による検出信号の取得を開始するように構成されている。また、第３実施形態では、制御部２３０の信号制御部２３２は、被検体Ｐ内の所望の深度の情報を取得可能な時点ｔ２２よりも、時間間隔Ｔｗの２倍の時間（２×Ｔｗ）だけ後の時点ｔ２３まで信号処理部２３１による検出信号の取得を行うように構成されている。すなわち、図３に示すように、時点ｔ２１の開始点から、時点ｔ２３の終了点までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける基準検出信号ＲＳとして取得される。
【００８６】
そして、第３実施形態では、図１１に示すように、制御部２３０の信号処理部２３１は、取得された基準検出信号ＲＳに基づいて、２つのシフト信号（第１シフト信号ＳＳ１および第２シフト信号ＳＳ２）を生成するように構成されている。
【００８７】
具体的には、制御部２３０の信号処理部２３１は、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗだけ早める方向にシフトさせた第１シフト信号ＳＳ１、および、基準検出信号ＲＳを時間間隔Ｔｗの２倍の時間だけ早める方向にシフトさせた第２シフト信号ＳＳ２の２つのシフト信号を生成するように構成されている。すなわち、図１１に示すように、時点ｔ２４から、時点ｔ２５までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける第１シフト信号ＳＳ１として生成されるとともに、時点ｔ２６から、時点ｔ２２までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける第２シフト信号ＳＳ２として生成される。
【００８８】
これにより、基準検出信号ＲＳの第１検出信号Ｓ１、第２検出信号Ｓ２および第３検出信号Ｓ３と時間間隔Ｔｗだけ早い方向にずれた状態の第１検出信号Ｓ１ｃ、第２検出信号Ｓ２ｃおよび第３検出信号Ｓ３ｃを含む第１シフト信号ＳＳ１が生成される。また、基準検出信号ＲＳの第１検出信号Ｓ１、第２検出信号Ｓ２および第３検出信号Ｓ３と時間間隔Ｔｗの２倍の時間だけ早い方向にずれた状態の第１検出信号Ｓ１ｄ、第２検出信号Ｓ２ｄおよび第３検出信号Ｓ３ｄを含む第２シフト信号ＳＳ２が生成される。
【００８９】
また、第３実施形態では、制御部２３０の信号処理部２３１は、生成された第１シフト信号ＳＳ１と第２シフト信号ＳＳ２と基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化用信号ＰＳを生成するように構成されている。
【００９０】
具体的には、時点ｔ２１から時点ｔ２２までの間の第１シフト信号ＳＳ１、第２シフト信号ＳＳ２、および、基準検出信号ＲＳが乗算される。この際、上記第１および第２実施形態と同様に、第１シフト信号ＳＳ１、第２シフト信号ＳＳ２および基準検出信号ＲＳにおいて、信号が略無い部分で乗算される信号成分は打ち消される（微小になる）。また、第１シフト信号ＳＳ１における第２検出信号Ｓ２ｃと、第２シフト信号における第３検出信号Ｓ３ｄと、基準検出信号ＲＳにおける第１検出信号Ｓ１とは、互いに乗算されるので、画像化用信号ＰＳで有効な検出信号（検出対象物Ａの情報を有する信号）Ｓ４３として残る。また、図示していないものの、第１シフト信号ＳＳ１と、第２シフト信号ＳＳ２と、基準検出信号ＲＳとは、共に、ランダムノイズを含み、このランダムノイズが、基準検出信号ＲＳと１つのシフト信号ＳＳが乗算される場合に比べて、乗算によってより低減される。
【００９１】
これらの結果、時点ｔ２１から、時点ｔ２２までの間の検出信号が単一の検出サイクルＣＴにおける画像化用信号ＰＳとして生成される。したがって、この第３実施形態においても、有効な検出信号Ｓ４３を含み、かつ、乗算することによりランダムノイズが低減された画像化用信号ＰＳが生成（取得）される。そして、制御部２３０の信号処理部２３１は、この画像化用信号ＰＳにさらに平均化または積算処理などの信号処理を行うとともに、処理後の画像化用信号ＰＳに基づいて、音響波ＡＷに基づく画像を生成するように構成されている。
【００９２】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００９３】
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。
【００９４】
第３実施形態では、上記のように、生成された第１シフト信号ＳＳ１と、第２シフト信号ＳＳ２と、基準検出信号ＲＳとを乗算することにより、画像化のための画像化用信号ＰＳを生成するように制御部２３０を構成する。これにより、第３実施形態においても上記第１実施形態と同様に、ＬＥＤを光源として用いる場合に、単一の検出サイクルＣＴの検出信号（画像化用信号ＰＳ）のＳ／Ｎ比を改善することができる。また、第３実施形態では、２つのシフト信号（第１シフト信号ＳＳ１および第２シフト信号ＳＳ２）を生成して乗算する分、よりランダムノイズを低減することができる。
【００９５】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００９６】
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（変形例）が含まれる。
【００９７】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、ＬＥＤ光源部１０が２つのＬＥＤ光源１１および１２を含んだ例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＬＥＤ光源部が１つまたは３つ以上のＬＥＤ光源を含んでいてもよい。
【００９８】
また、上記第１および第２実施形態では、２つのパルス光を照射して、１つのシフト信号ＳＳを生成した例を、上記第３実施形態では、３つのパルス光を照射して２つのシフト信号（第１シフト信号ＳＳ１および第２シフト信号ＳＳ２）を生成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、単一の検出サイクル内で、さらに４つのパルス光や、５つのパルス光を照射するように光音響画像化装置を構成してもよい。この場合、パルス光の数をＮとして、（Ｎ−１）個のシフト信号を生成するとともに、生成した（Ｎ−１）個のシフト信号と基準検出信号とを乗算することにより、画像化用信号を生成することが可能である。
【００９９】
また、上記第１〜第３実施形態では、時間間隔Ｔｗが第１〜第３パルス光（ＰＬ１〜ＰＬ３）のパルス幅τよりも大きい例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、時間間隔がパルス光のパルス幅以下でもよい。
【０１００】
また、上記第１実施形態では、第１パルス光ＰＬ１と第２パルス光ＰＬ２とを照射させる時間間隔Ｔｗをランダムに変化させるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１検出サイクルと、第１検出サイクルの次の第２検出サイクルとにおいて、第１パルス光と第２パルス光とを照射させる時間間隔が異なれば、ランダムに変化させなくともよい。たとえば、予め設定される所定のパターンで、第１パルス光と第２パルス光とを照射させる時間間隔を変化させることにより、第１パルス光と第２パルス光とを照射させる時間間隔が、第１検出サイクルと、第１検出サイクルの次の第２検出サイクルとにおいて異なるように構成してもよい。
【０１０１】
また、上記第１実施形態では、基準検出信号ＲＳを早める方向にシフトさせることにより、シフト信号ＳＳを生成し、上記第２実施形態では、基準検出信号ＲＳを遅れる方向にシフトさせることにより、シフト信号ＳＳを生成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基準検出信号を早める方向にシフトさせたシフト信号と、遅れる方向にシフトさせたシフト信号との両方を生成してもよい。この場合には、たとえば、基準検出信号と上記早める方向にシフトさせたシフト信号とを乗算した信号と、基準検出信号と上記遅れる方向にシフトさせたシフト信号とを乗算した信号とを生成するとともに、生成した２つの信号を適切に乗算することにより、ランダムノイズがより低減された状態で、画像化用信号を取得することが可能である。
【０１０２】
また、上記第１〜第３実施形態では、光放出半導体素子として、ＬＥＤ素子１１ｂを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光放出半導体素子として、ＬＥＤ素子以外の光放出半導体素子を用いてもよい。たとえば、図１２に示す第１変形例のように、光放出半導体素子として半導体レーザ素子３１１ｂを、光放出半導体素子光源部３１０に設けてもよい。これにより、発光ダイオード素子と比べて、比較的指向性の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３１１ｂ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。また、図１２に示す第２変形例のように、光放出半導体素子として有機発光ダイオード素子４１１ｂを、光放出半導体素子光源部４１０に設けてもよい。これにより、薄型化容易な有機発光ダイオード素子４１１ｂを用いることにより、有機発光ダイオード素子４１１ｂが設けられる光放出半導体素子光源部４１０を容易に小型化することができる。なお、半導体レーザ素子３１１ｂおよび有機発光ダイオード素子４１１ｂは、共に、本発明の「光放出半導体素子」の一例である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  ＬＥＤ光源部（光放出半導体素子光源部）
１１ｂ  ＬＥＤ素子（光放出半導体素子）
２０  検出部
３０、１３０、２３０  制御部
１００、２００、３００  光音響画像化装置
３１０、４１０  光放出半導体素子光源部
３１１ｂ  半導体レーザ素子（光放出半導体素子）
４１１ｂ  有機発光ダイオード素子（光放出半導体素子）
ＣＴ  検出サイクル
ＣＴ１  第１検出サイクル
ＣＴ２  第２検出サイクル
ＰＬ１  第１パルス光
ＰＬ２  第２パルス光
ＲＳ  基準検出信号
ＳＳ  シフト信号
ＰＳ  画像化用信号
Ｔｗ  時間間隔（所定の時間間隔）
Ｔｗａ  第１時間間隔
Ｔｗｂ  第２時間間隔
【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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