(57)【要約】      （修正有）【課題】光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因して光音響波画像が不鮮明にな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。【解決手段】この光音響画像化装置１００は、発光素子１１と、駆動信号に応じて振動する超音波振動子２１を含む検出部２と、発光素子１１が光を発生させる期間のうちの少なくとも一部を含む期間に、ノイズに起因する超音波振動子２１の振動を抑えるような駆動信号により、超音波振動子２１を駆動させる制御を行うように構成されている制御部３３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部が被検体に光を照射することに起因して前記被検体内から発生する音響波により振動するとともに、駆動信号に応じて振動する振動子を含む検出部と、
前記光源部が光を発生させる期間のうちの少なくとも一部を含む所定の期間、ノイズに起因する前記振動子の振動を抑えるような前記駆動信号により、前記振動子を駆動させる制御を行うように構成されている制御部とを備える、光音響画像化装置。
【請求項２】
前記制御部は、ノイズと逆位相の前記駆動信号により、前記振動子を駆動させる制御を行う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】
前記所定の期間は、ノイズが正の期間に対して、前記振動子に印加する電圧の電圧値を負側の第１の電圧値にする前記駆動信号により前記振動子を駆動させる第１の期間と、ノイズが負の期間に対して、前記振動子に印加する電圧の電圧値を正側の第２の電圧値にする前記駆動信号により前記振動子を駆動させる第２の期間とを含む、請求項１または２に記載の光音響画像化装置。
【請求項４】
前記光源部または前記振動子のうちの少なくとも一方の識別情報と前記駆動信号の情報とが対応付られて記憶されている記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部から前記識別情報に対応した前記駆動信号の情報を取得して、取得した前記駆動信号の情報に基づいた前記駆動信号により、前記振動子を駆動させる制御を行う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、前記所定の期間に前記振動子が振動することにより前記検出部が検出した検出信号の波形に基づいて、前記所定の期間に検出される前記検出信号が小さくなるように、前記所定の期間に前記振動子を駆動させる際の前記振動子に印加する電圧の電圧値および前記振動子に電圧を印加する期間を調整することにより、前記駆動信号のキャリブレーションを行うように構成されている、請求項１〜４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、アレイ状に配列された複数の前記振動子を含むとともに、前記キャリブレーション時に、前記複数の振動子のうちの一部の選択された前記振動子から前記検出信号を検出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】
前記検出部は、複数の前記振動子を含み、
前記制御部は、前記複数の振動子をそれぞれ個別に駆動させる制御を行うように構成されている、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】
前記検出部は、それぞれ複数の振動子を有する複数の振動子群を含み、
前記制御部は、前記振動子群ごとに同時に、または、前記検出部に含まれる前記振動子の全てを同時に、駆動させる制御を行うように構成されている、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】
前記検出部が検出した前記検出信号をアーチファクトの情報を含んだ状態で画像化する画像化部と、
前記画像化部により画像化された前記アーチファクトを含んだ画像を表示する表示部と、
前記表示部の前記アーチファクトを含んだ画像に基づいた前記アーチファクトを消去すためのユーザによる入力操作を受け付ける操作部とをさらに備え、
前記制御部は、前記操作部により受け付けた前記入力操作に基づいて、前記駆動信号のキャリブレーションを行うように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【請求項１０】
前記光源部は、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のうちのいずれかの素子を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
【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、光源部を備えた光音響画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源部を備えた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、レーザユニットを備えた光音響画像生成装置が開示されている。この光音響画像生成装置には、レーザユニットと、波形整形手段と、超音波探触子とが設けられている。波形整形手段は、レーザユニットから出射されたパルスレーザ光を光強度の時間変化量が大きくなるように波形整形するように構成されている。これにより、パルスレーザ光の時間変化量が大きくなる分、被検体内で発生する光音響信号が大きくなる。そして、超音波探触子は、複数の超音波振動子を含み、被検体内で発生した光音響信号を複数の超音波振動子により検出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２０１３−７５０００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の光音響画像生成装置では、レーザユニット（光源部）から被検体に光を照射する期間に、ノイズに起因して超音波探触子（検出部）に含まれる超音波振動子（振動子）が振動してしまうという不都合があると考えられる。たとえば、振動子を含む検出部に光が照射されることによって発生する音響波や、光源部からの電磁波ノイズなどのノイズに起因して、振動子が誤って振動する場合があると考えられる。この場合、振動子が誤って振動することに起因する超音波が、被検体に照射されるとともに、被検体に反射され、反射された音響波は、光音響波画像を生成する際に、アーチファクト（虚像）を生じさせてしまうと考えられる。このため、上記特許文献１の光音響画像化装置では、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因した振動子の振動によって、鮮明な光音響波画像を生成することが困難になるという問題点があると考えられる。
【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、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因して光音響波画像が不鮮明にな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】
【０００７】
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、光源部と、光源部が被検体に光を照射することに起因して被検体内から発生する音響波により振動するとともに、駆動信号に応じて振動する振動子を含む検出部と、光源部が光を発生させる期間のうちの少なくとも一部を含む所定の期間、ノイズに起因する振動子の振動を抑えるような駆動信号により、振動子を駆動させる制御を行うように構成されている制御部とを備える。
【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、制御部を、光源部が光を発生させる期間のうちの少なくとも一部を含む所定の期間、ノイズに起因する振動子の振動を抑えるような駆動信号により、振動子を駆動させる制御を行うように構成することにより、所定の期間に、振動子にノイズが侵入した場合でも、駆動信号により振動子の振動が抑制される。その結果、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因して光音響波画像が不鮮明になるのを抑制することができる。
【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、制御部は、ノイズと逆位相の駆動信号により、振動子を駆動させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、振動子にノイズが侵入した場合に、互いに逆位相となる駆動信号とノイズとが打消し合うので、より確実に、ノイズに起因した振動子の振動を抑制することができる。なお、本明細書では、ノイズと逆位相の駆動信号とは、ノイズが検出部により検出された際に生じる検出信号の電圧の波形に対して、位相が約１８０度ずれるように振動子に電圧を印加するための駆動信号を意味する。
【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、所定の期間は、ノイズが正の期間に対して、振動子に印加する電圧の電圧値を負側の第１の電圧値にする駆動信号により振動子を駆動させる第１の期間と、ノイズが負の期間に対して、振動子に印加する電圧の電圧値を正側の第２の電圧値にする駆動信号により振動子を駆動させる第２の期間とを含む。このように構成すれば、ノイズが正の期間および負の期間の両方に対して、ノイズに起因する振動子の振動を抑えることができるので、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因して光音響波画像が不鮮明になるのを、より確実に抑制することができる。
【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、光源部または振動子のうちの少なくとも一方の識別情報と駆動信号の情報とが対応付られて記憶されている記憶部をさらに備え、制御部は、記憶部から識別情報に対応した駆動信号の情報を取得して、取得した駆動信号の情報に基づいた駆動信号により、振動子を駆動させる制御を行うように構成されている。ここで、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズの波形や大きさは、光源部または振動子の種類や個体差などによって異なる場合がある。この点に着目して、本発明では、光源部または振動子のうちの少なくとも一方の識別情報に基づいた駆動信号により振動子を駆動させることにより、振動子を光源部または振動子の種類や個体差に応じて適切に、ノイズに起因する振動子の振動を抑えるように駆動させることができる。また、光源部または振動子のうちの少なくとも一方の識別情報に基づいた駆動信号により振動子を駆動させることにより、光源部または振動子の交換等がなされた場合でも、識別情報に基づいて、交換後の光源部または振動子に対応した駆動信号により振動子を適切に駆動させることができる。
【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、所定の期間に振動子が振動することにより検出部が検出した検出信号の波形に基づいて、所定の期間に検出される検出信号が小さくなるように、所定の期間に振動子を駆動させる際の振動子に印加する電圧の電圧値および振動子に電圧を印加する期間を調整することにより、駆動信号のキャリブレーションを行うように構成されている。このように構成すれば、ノイズの波形や大きさが、使用環境によって変化したり、経時的な変化が生じた場合でも、駆動信号のキャリブレーションを行うことにより、駆動信号をノイズの変化に応じて適切に調整することができる。その結果、ノイズの大きさや波形が変化した場合でも、ノイズに起因した振動子の振動を適切に抑制することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、検出部は、アレイ状に配列された複数の振動子を含むとともに、キャリブレーション時に、複数の振動子のうちの一部の選択された振動子から検出信号を検出するように構成されている。ここで、複数の振動子の全ての検出信号を用いてキャリブレーションを行う場合には、比較的大きな時間が必要になる。これに対して、本発明では、キャリブレーション時に、複数の振動子のうちの一部の選択された振動子から検出信号を検出することにより、たとえば、選択された振動子に対応する駆動信号をキャリブレーションした後に、このキャリブレーションの結果とアレイ状に配列された振動子の配列位置とに基づいて、選択されていない振動子に対応する駆動信号をキャリブレーションすることができる。その結果、複数の振動子の全ての検出信号を用いてキャリブレーションを行う場合に比べて、キャリブレーションに要する時間を縮小することができる。
【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、検出部は、複数の振動子を含み、制御部は、複数の振動子をそれぞれ個別に駆動させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、複数の振動子に対してそれぞれ個別に侵入するノイズに対応するように、それぞれ個別に複数の振動子を駆動させることができるので、複数の振動子を全て同様に駆動させる場合に比べて、より適切に、複数の振動子をノイズに起因する振動を抑えるように駆動させることができる。
【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、検出部は、それぞれ複数の振動子を有する複数の振動子群を含み、制御部は、振動子群ごとに同時に、または、検出部に含まれる振動子の全てを同時に、駆動させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、複数の振動子をそれぞれ個別に駆動させるために、それぞれ別々の駆動回路を設ける場合と異なり、振動子群ごと、または、検出部に含まれる振動子の全てに対して共通の駆動回路を用いることができるので、振動子を駆動させるための駆動回路が大型化するのを抑制することができる。また、検出部に含まれる振動子の全てを同時に駆動させる場合には、従来の超音波画像を取得するために振動子の全てを同時に駆動させる光音響画像化装置に対して、駆動回路を追加する必要がないので、駆動回路（ハード）を追加する必要がない分、駆動回路が大型化するのをより抑制することができる。
【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、検出部が検出した検出信号をアーチファクトの情報を含んだ状態で画像化する画像化部と、画像化部により画像化されたアーチファクトを含んだ画像を表示する表示部と、表示部のアーチファクトを含んだ画像に基づいたアーチファクトを消去するためのユーザによる入力操作を受け付ける操作部とをさらに備え、制御部は、操作部により受け付けた入力操作に基づいて、駆動信号のキャリブレーションを行うように構成されている。このように構成すれば、ユーザに表示部を視認させながら、アーチファクトが消去されるように、駆動信号のキャリブレーションを行うことができる。なお、本明細書では、アーチファクトとは、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因した振動子の振動によって生じた超音波が、被検体内の検出対象物に反射されることにより検出部に検出される虚像を意味するものとして記載している。
【００１７】
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、光源部は、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のうちのいずれかの素子を含む。ここで、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を光源部として用いる場合には、固体レーザ光源を用いる場合と比べて、光源から照射される光の出力が小さくなるため、検出部により検出される信号の信号強度が比較的小さくなる。その場合、光源部を被検体の近傍（検出部の近傍）に設ける構成が考えられる一方、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズが検出部に侵入する可能性が大きくなると考えられる。この点に対して、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を光源部として用いる場合に、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因した振動子の振動を抑制する本発明は、特に有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、上記のように、光源部が光を発生させる期間に生じるノイズに起因して光音響波画像が不鮮明になるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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模式図である。
【図２】本発明の第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実施形態による超音波振動子の配列を示した模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態による駆動信号設定テーブル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の駆動信号の波形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超音波振動子の各チャンネルに対応する駆動信号の設定条件に関する図である。
【図７】比較例による光音響波画像装置の検出信号を説明するための図である。
【図８】比較例による光音響波画像装置の光音響波画像を説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の検出信号を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による光音響波画像装置の光音響波画像を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施形態による光音響波画像装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態による光音響波画像装置のキャリブレーションに関する制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態および第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ブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態による光音響画像化装置の超音波振動子に対応する駆動信号の設定条件に関する図である。
【図１５】本発明の第４実施形態による光音響画像化装置の振動子駆動回路および超音波振動子の構成を示した模式図である。
【図１６】本発明の第５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１７】本発明の第５実施形態による光音響画像化装置のアーチファクトを含んだ光音響波画像の模式図である。
【図１８】本発明の第５実施形態による光音響波画像装置のキャリブレーションに関する制御処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
（光音響画像化装置の全体構成）
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の全体構成について説明する。光音響画像化装置１００は、被検体Ｐ（人体など）の内部の検出対象物Ｑ（血液、臓器、および、穿刺針など）から音響波Ａを検出して、検出信号を画像化する機能を有する。
【００２２】
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、照明部１ａおよび１ｂと、検出部２と、装置本体部３とが設けられている。また、光音響画像化装置１００には、照明部１ａおよび１ｂと装置本体部３とを接続するケーブル４ａと、検出部２と装置本体部３とを接続するケーブル４ｂとが設けられている。
【００２３】
照明部１ａおよび１ｂは、検出部２に近接して配置されているとともに、検出部２を挟み込むように配置されている。また、照明部１ａおよび１ｂは、被検体Ｐの表面（人体の体表など）上に配置されている。そして、照明部１ａおよび１ｂには、それぞれ発光素子１１が設けられており、発光素子１１は、被検体Ｐに向かって、光（パルス光）を照射するように構成されている。なお、発光素子１１は、本発明の「光源部」の一例である。
【００２４】
検出部２は、たとえば、リニア型超音波プローブとして構成されており、操作者（ユーザ）により把持されながら被検体Ｐの表面（人体の体表など）上に配置されている。そして、検出部２は、複数の超音波振動子２１（図３参照）を含み、超音波振動子２１は、電圧（駆動電圧）が印加されることにより被検体Ｐに超音波Ｂ１を照射することが可能に構成されているとともに、被検体Ｐの内部の検出対象物Ｑから音響波Ａおよび超音波Ｂ２により振動して、振動を電圧（検出信号）として装置本体部３に伝達するように構成されている。すなわち、超音波振動子２１は、超音波の送受信することが可能に構成されている。なお、超音波振動子２１は、本発明の「振動子」の一例である。
【００２５】
装置本体部３は、照明部１ａおよび１ｂの発光素子１１からの光の照射の制御を行うとともに、検出部２の超音波振動子２１の駆動を制御するように構成されている。そして、装置本体部３は、表示部３１を含み、装置本体部３は、検出部２から取得した検出信号（音響波Ａおよび超音波Ｂ２）の信号を画像化して、画像化した画像を表示部３１に表示するように構成されている。
【００２６】
ここで、第１実施形態では、光音響画像化装置１００は、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐ（図５参照）を含む期間Ｔｃに、ノイズに起因する超音波振動子２１の振動を抑えるような駆動信号により、超音波振動子２１を駆動させる制御を行うように構成されている。
【００２７】
（光音響画像化装置の各部の構成）
第１実施形態では、照明部１ａおよび１ｂの発光素子１１は、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のうちのいずれかの素子により構成されている。特に、好ましくは、発光素子１１は、発光ダイオード素子により構成されている。そして、発光素子１１は、照明部１ａおよび１ｂに複数設けられており、たとえば、照明部１ａには、７０個の直列に接続された発光ダイオード素子が設けられている。これにより、たとえば、照明部１ａおよび１ｂは、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑを画像化することが可能な程度の光強度を有する光を被検体Ｐに照射することが可能に構成されている。
【００２８】
そして、発光素子１１は、装置本体部３の光源駆動回路３２から駆動電力が供給されることにより、人体に比較的（可視光に比べて）侵入しやすい波長である赤外域の波長（たとえば、約８５０ｎｍの波長）を有するパルス光を発光するように構成されている。
【００２９】
検出部２には、超音波振動子２１と、音響レンズ２２と、音響整合層２３と、バッキング材２４とが設けられている。図１に示すように、音響レンズ２２と、音響整合層２３と、超音波振動子２１と、バッキング材２４とは、検出部２の被検体Ｐ側（矢印Ｚ２方向側）からこの順に互いに接合（積層）されて、配置されている。
【００３０】
超音波振動子２１は、複数個設けられており（複数のチャンネルを有するように構成されており）、たとえば、チャンネルの数は１２８である。図３に示すように、超音波振動子２１は、検出部２の内部において、Ｘ方向に互いに所定の間隔を隔てて配置されているとともに、アレイ状に配列されている。
【００３１】
音響レンズ２２は、超音波振動子２１から被検体Ｐに超音波Ｂ１を照射する際には、被検体Ｐ内に超音波Ｂ１を集束させるように構成されており、被検体Ｐから音響レンズ２２に音響波Ａまたは超音波Ｂ２が侵入した場合には、音響波Ａまたは超音波Ｂ２を超音波振動子２１に集束させるように構成されている。
【００３２】
音響整合層２３は、超音波振動子２１と被検体Ｐとの間（またはいずれか一方と略同一）の音響インピーダンスを有し、超音波振動子２１と被検体Ｐと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。なお、音響整合層２３は、一層により構成されていてもよいし、多層に構成されていてもよい。
【００３３】
バッキング材２４は、超音波振動子２１の後方側（矢印Ｚ１方向側）に配置されており、音響波Ａと、超音波Ｂ１およびＢ２とが後方に伝搬するのを抑制するように構成されている。
【００３４】
装置本体部３には、図２に示すように、表示部３１と、光源駆動回路３２と、制御部３３と、振動子駆動回路３４と、信号処理部３５と、画像化部３６と、記憶部３７と、操作部３８とが設けられている。
【００３５】
光源駆動回路３２は、外部電源やバッテリ等（図示せず）から電力を取得するように構成されている。そして、光源駆動回路３２は、制御部３３からの光トリガ信号に基づいて、発光素子１１に電力を供給するように構成されている。たとえば、光源駆動回路３２は、繰り返し周波数が１ｋＨｚの光トリガ信号に応じて、発光素子１１から、繰り返し周波数が１ｋＨｚで、かつ、パルス幅（半値全幅）が約１００ｎｓ（または約１５０ｎｓ）のパルス光を被検体Ｐに照射させることが可能である。
【００３６】
制御部３３は、光音響画像化装置１００の全体を制御するように構成されている。たとえば、制御部３３は、駆動信号を振動子駆動回路３４に伝達して、超音波振動子２１の駆動を制御する。また、制御部３３は、光トリガ信号を光源駆動回路３２に伝達して、光源駆動回路３２を介して、発光素子１１の駆動を制御する。また、制御部３３は、光トリガ信号に同期されたサンプリングトリガ信号を信号処理部３５に伝達して、検出信号の信号処理を制御する。
【００３７】
ここで、第１実施形態では、振動子駆動回路３４は、駆動信号に応じた駆動電圧を、超音波振動子２１の各チャンネルに、それぞれ印加するように構成されている。これにより、振動子駆動回路３４は、制御部３３からの駆動信号により、超音波振動子２１の各チャンネルをそれぞれ個別に駆動させるように構成されている。
【００３８】
信号処理部３５は、検出部２（超音波振動子２１）から、サンプリングトリガ信号に応じて、検出信号を取得するように構成されている。信号処理部３５は、取得した信号を画像化部３６に伝達するように構成されている。
【００３９】
画像化部３６は、信号処理部３５から伝達された検出信号を取得して、検出信号に対して再構成処理などを行い、光音響波画像を生成するように構成されている。そして、表示部３１は、液晶パネルなどからなり、画像化部３６により生成された光音響波画像を表示するように構成されている。
【００４０】
ここで、第１実施形態では、図２および図４に示すように、記憶部３７には、光源部ＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃと、駆動信号の情報（駆動信号の設定条件）とが対応付られた駆動信号設定テーブル３７ａが予め記憶されている。これにより、制御部３３は、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃに応じた駆動信号の設定条件（各パラメータ）を設定して、超音波振動子２１の駆動を制御するように構成されている。なお、光源部ＩＤ３７ｂは、本発明の「光源部の識別情報」の一例である。また、検出部ＩＤ３７ｃは、本発明の「振動子の識別情報」の一例である。
【００４１】
操作部３８は、操作者（ユーザ）による入力操作を受け付けるように構成されており、受け付けた入力操作の情報を制御部３３に伝達するように構成されている。
【００４２】
（ノイズに起因する振動子の振動を抑制するための構成）
ここで、第１実施形態では、図５に示すように、制御部３３は、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐを含む期間Ｔｃに、ノイズに起因する超音波振動子２１の振動を抑えるような駆動信号により、超音波振動子２１を駆動させる制御を行うように構成されている。なお、期間Ｔｃは、本発明の「所定の期間」の一例である。
【００４３】
具体的には、第１実施形態では、制御部３３は、振動子駆動回路３４に、ノイズと逆位相の駆動信号を伝達するように構成されている。そして、振動子駆動回路３４は、ノイズと逆位相の駆動信号に応じて、ノイズと逆位相の駆動電圧を超音波振動子２１に印加するように構成されている。
【００４４】
詳細には、制御部３３は、ノイズ（ノイズの波形）と逆位相になるように駆動信号の設定条件を、設定するように構成されており、駆動信号の設定条件は、期間Ｔ１〜Ｔ３からなる期間Ｔｃと、電圧値Ｖ１およびＶ２とにより構成される。なお、期間Ｔ３は、本発明の「第１の期間」の一例である。また、期間Ｔ２は、本発明の「第２の期間」の一例である。
【００４５】
図５では、サンプリングトリガ信号（光トリガ信号）の信号波形（ａ）と、発光素子１１の発光信号波形（ｂ）と、検出信号の波形（期間Ｔｃに、超音波振動子２１を駆動させない状態）（ｃ）と、駆動信号の波形（ｄ）と、検出信号の波形（期間Ｔｃに、超音波振動子２１を駆動させた状態）（ｅ）とを示している。
【００４６】
ここで、期間Ｔ１〜Ｔ３と、電圧値Ｖ１およびＶ２の定義について説明する。まず、図５（ｃ）に示すように、期間Ｔｃに、制御部３３から駆動信号を伝達せずに、超音波振動子２１を駆動しない場合には、ノイズ信号の波形が表れる。期間Ｔ１は、サンプリングトリガ信号（光トリガ信号）の電圧レベルがＨ（ハイ）になった時点ｔ１から、ノイズ波形が負側のピーク値に達する前の半値（１／２×Ｖ１）となる時点ｔ２までの期間として設定されている。なお、期間Ｔ１は、発光素子１１が駆動電力（光トリガ信号）を取得してから、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐが開始するまでの期間に略対応する。そして、電圧値Ｖ１は、ノイズ波形の負側のピーク値となる電圧値と略同一（ただし、正負は逆）の電圧値に設定される。
【００４７】
そして、期間Ｔ２は、時点ｔ２からノイズ波形が正側のピーク値（電圧値Ｖ２）に達する前の半値（１／２（Ｖ１−Ｖ２））となる時点ｔ４まで期間として設定される。なお、図５（ｂ）の発光素子１１が発光する期間Ｔｐは、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間であり、時点ｔ３の後に、時点ｔ４となるように図示しているが、時点ｔ４の後に、時点ｔ３となるように、期間Ｔ２を設定してもよい。
【００４８】
期間Ｔ３は、時点ｔ４からノイズ波形が再び負側のピーク値に達する前の半値となる時点ｔ５までの期間として設定される。
【００４９】
すなわち、第１実施形態では、期間Ｔ２は、ノイズ波形の電圧レベルが負となる期間（ノイズが負の期間）に対して、超音波振動子２１に印加する電圧の電圧値を正側の電圧値Ｖ１にする駆動信号により超音波振動子２１を駆動させる期間である。また、期間Ｔ３は、ノイズ波形の電圧レベルが正となる期間（ノイズが正の期間）に対して、超音波振動子２１に印加する電圧の電圧値を負側の電圧値Ｖ２にする駆動信号により超音波振動子２１を駆動させる期間である。
【００５０】
これにより、駆動信号は、ノイズ波形の電圧レベルが正となる期間には、負の電圧を超音波振動子２１に印加するように、ノイズ波形の電圧レベルが負となる期間には、正の電圧を超音波振動子２１に印加するように設定されるので、ノイズと逆位相（位相が略１８０度ずれた状態）を有する。
【００５１】
なお、図５（ｃ）には、ノイズ信号の波形の一例を示しており、図５（ｃ）に示した形状以外のノイズ信号の波形となる場合がある。たとえば、ノイズ信号の波形は、発光素子１１の種類、発光のための電流の量、光のパルス幅、検出部２の種類、および、検出部２と発光素子１１との配置関係・距離等によって異なる形状となる。
【００５２】
そして、制御部３３により、期間Ｔｃに、上記の駆動信号を、振動子駆動回路３４に伝達して、振動子駆動回路３４により、超音波振動子２１を駆動させることにより、ノイズの信号波形と、駆動電圧（駆動信号）の波形とが打消し合う。その結果、図５（ｅ）に示すように、検出信号は、ノイズが抑制された（超音波振動子２１の振動が抑制された）状態となる。
【００５３】
ここで、第１実施形態では、制御部３３が駆動信号の設定条件を設定する際に、制御部３３は、駆動信号設定テーブル３７ａ（図４参照）を用いて、駆動信号の条件を設定するように構成されている。すなわち、制御部３３は、記憶部３７から光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃに対応した駆動信号の情報を取得して、取得した駆動信号の情報に基づいた駆動信号により、超音波振動子２１を駆動させる制御を行うように構成されている。
【００５４】
具体的には、図２に示すように、照明部１ａ（または１ｂ）には、光源部ＩＤ３７ｂ、検出部２には、検出部ＩＤ３７ｃが、それぞれ予め格納されており、制御部３３は、照明部１ａからケーブル４ａを介して光源部ＩＤ３７ｂを、検出部２からケーブル４ｂを介して検出部ＩＤ３７ｃを取得するように構成されている。
【００５５】
そして、制御部３３は、駆動信号設定テーブル３７ａを用いて、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃに対応した、駆動信号の設定条件（期間Ｔ１〜Ｔ３、および、電圧値Ｖ１およびＶ２）を設定するように構成されている。
【００５６】
たとえば、図４に示すように、光源部ＩＤ３７ｂの情報が「０１」で、検出部ＩＤ３７ｃの情報が「０２」の場合には、制御部３３は、駆動信号設定テーブル３７ａを用いて、駆動信号の設定条件を、期間Ｔ１を「Ｔ１ｂ」に、期間Ｔ２を「Ｔ２ｂ」に、期間Ｔ３を「Ｔ３ｂ」に、電圧値Ｖ１を「Ｖ１ｂ」に、電圧値Ｖ２を「Ｖ２ｂ」に設定する。
【００５７】
また、駆動信号設定テーブル３７ａには、超音波振動子２１の各チャンネルに対応した、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃに対応する駆動信号の設定条件の情報が設けられている。これにより、図６に示すように、第１実施形態では、制御部３３は、超音波振動子２１の各チャンネル毎に、それぞれ駆動信号の設定条件を、駆動信号設定テーブル３７ａを用いて、設定するように構成されている。
【００５８】
また、照明部１ａおよび１ｂが、光源部ＩＤ３７ｂの情報が「０２」である照明部１ａおよび１ｂに交換された場合には、制御部３３は、光源部ＩＤ３７ｂの情報が「０２」、検出部ＩＤ３７ｃの情報が「０２」として、駆動信号の設定条件を、期間Ｔ１を「Ｔ１ｃ」に、期間Ｔ２を「Ｔ２ｃ」に、期間Ｔ３を「Ｔ３ｃ」に、電圧値Ｖ１を「Ｖ１ｃ」に、電圧値Ｖ２を「Ｖ２ｃ」に設定する。
【００５９】
また、制御部３３は、期間Ｔｃにおける、検出信号の大きさ（電圧値）がしきい値電圧Ｖｔ以下か否かを判断して、検出信号の大きさがしきい値電圧Ｖｔを超える場合には、駆動信号の設定内容が不良と判断するように構成されている。また、制御部３３は、期間Ｔｃにおける、検出信号の大きさがしきい値電圧Ｖｔ以下の場合には、継続して、照明部１ａおよび１ｂからの光の照射、検出部２からの信号の検出、および、光音響波画像の生成を行うように構成されている。
【００６０】
（第１実施形態による光音響画像化装置と比較例による光音響画像化装置との比較結果）
次に、図１および図７〜図１０を参照して、第１実施形態による光音響画像化装置１００と、期間Ｔｃに、駆動信号により超音波振動子を駆動させないように構成されている比較例による光音響画像化装置との比較結果について説明する。
【００６１】
図１に示すように、検出部対象物Ｑ（穿刺針）を、被検体Ｐ内に、検出部２から距離Ｄを有する位置に配置した。そして、第１実施形態による光音響画像化装置１００、および、比較例による光音響画像化装置の検出信号の波形（図７および図９）および光音響波画像（図８および図１０）を比較した。
【００６２】
比較例による光音響画像化装置では、図７に示すように、検出信号として、発光素子から光を発生させた時点ｔ１１の直後からノイズ信号Ｓ１が取得された。そして、比較例による光音響画像化装置では、被検体Ｐ内で音が距離Ｄを伝搬するのに要する時間に対応する期間Ｔ１１の経過後（時点ｔ１２の後）に、信号Ｓ２が取得された。そして、さらに、期間Ｔ１２（期間Ｔ１１と略同一の長さの期間）の経過後（時点ｔ１３の後）に、アーチファクトの信号Ｓ３が取得された。なお、この比較結果では、距離Ｄを２０ｍｍとしており、期間Ｔ１１は、１３μｓｅｃ（＝距離Ｄ／音速）、期間Ｔ１１と期間Ｔ１２との合計は、２６μｓｅｃ（＝Ｔ１１×２）となった。なお、音速を１５４０ｍ／ｓｅｃとした。
【００６３】
そして、図８に示すように、比較例による光音響画像化装置では、光音響波画像として、距離Ｄに対応する位置に穿刺針の像Ｆ１が表示された。また、比較例による光音響画像化装置では、距離Ｄの略２倍の深度に対応する位置にアーチファクト（虚像）Ｆ２が表示された。
【００６４】
この結果から、比較例による光音響画像化装置では、発光素子が光を発生させる期間Ｔｐおよび直後に、ノイズによって超音波振動子が振動していると考えられる。また、比較例による光音響画像化装置では、期間Ｔ１１の略２倍の期間経過後（時点ｔ１３）に、アーチファクトの信号Ｓ３が取得されたことから、発光素子が光を発生させる期間Ｔｐおよび直後に発生したノイズに起因した超音波振動子の振動により生じた超音波が、期間Ｔ１１の間に穿刺針に到達して、穿刺針に反射されることにより、期間Ｔ１１の略２倍の期間経過後に、検出部２にノイズとして到達したと考えられる。
【００６５】
第１実施形態による光音響画像化装置１００では、図９に示すように、検出信号として、時点ｔ２１から被検体Ｐ内で音が距離Ｄを伝搬するのに要する時間に対応する期間Ｔ１１の経過後（時点ｔ２２の後）に、信号Ｓ２が取得される一方、比較例による光音響画像化装置において取得された、ノイズ信号Ｓ１およびアーチファクトの信号Ｓ３（時点ｔ２３における信号）は取得されなかった。
【００６６】
そして、第１実施形態による光音響画像化装置１００では、光音響波画像として、距離Ｄに対応する位置に穿刺針の像Ｆ１が表示された。一方、第１実施形態による光音響画像化装置１００では、比較例による光音響画像化装置において表示されたアーチファクト（虚像）Ｆ２は表示されなかった。
【００６７】
したがって、第１実施形態による光音響画像化装置１００は、期間Ｔｃに超音波振動子２１を、ノイズに起因する振動子の振動を抑えるような駆動信号（図５（ｄ）により駆動させるので、超音波振動子２１が振動せず、ノイズ信号Ｓ１が取得されないことが判明した。また、第１実施形態による光音響画像化装置１００では、アーチファクト（虚像）も観測されないことが判明した。
【００６８】
これらの結果、第１実施形態による光音響画像化装置１００は、比較例による光音響画像化装置に比べて、ノイズに起因するアーチファクトを含んだ画像が表示されない分、光音響波画像が不鮮明に表示されないことが判明した。
【００６９】
（制御部の制御処理フロー）
次に、図１１を参照して、第１実施形態による光音響画像化装置１００の制御処理フローについて説明する。光音響画像化装置１００における処理は、制御部３３により行われる。
【００７０】
まず、ステップＳ１において、「電源」がオンされたか否かが判断される。たとえば、操作部３８により、ユーザからの「電源」がオンするための操作を受け付けたか否かが判断される。「電源」がオンされるまでこの判断は繰り返され、「電源」がオンされた場合には、ステップＳ２に進む。
【００７１】
ステップＳ２において、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃの取得が行われる。その後、ステップＳ３に進む。
【００７２】
ステップＳ３において、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃと、駆動信号設定テーブル３７ａとを用いて、駆動信号の設定が行われる。その後、ステップＳ４に進む。
【００７３】
ステップＳ４において、「観測」が開始されたか否かが判断される。たとえば、操作部３８により、「観測」が開始するための操作を受け付けたか否かが判断される。「観測」が開始されるまでこの判断は繰り返され、「観測」が開始された場合には、ステップＳ５に進む。
【００７４】
ステップＳ５において、照明部１ａおよび１ｂから光の照射が行われる。その後、ステップＳ６に進む。
【００７５】
ステップＳ６において、駆動信号により超音波振動子２１の駆動（図５（ｄ）参照）が行われる。その後、ステップＳ７に進む。
【００７６】
ステップＳ７において、検出信号の取得が行われる。その後、ステップＳ８に進む。
【００７７】
ステップＳ８において、期間Ｔｃにおける検出信号の大きさ（電圧値）が、しきい値電圧Ｖｔ以下か否かが判断される。検出信号の大きさがしきい値電圧Ｖｔ以下の場合には、ステップＳ９に進み、検出信号の大きさがしきい値電圧Ｖｔを超える場合には、ステップＳ１１に進む。
【００７８】
ステップＳ９において、検出信号の画像化処理および画像化された画像の表示部３１での表示が行われる。その後、ステップＳ１０に進む。
【００７９】
ステップＳ１０において、「観測」が終了されたか否かが判断される。たとえば、操作部３８により、「観測」が終了するための操作を受け付けたか否かが判断される。「観測」が終了された場合には、第１実施形態による光音響画像化装置１００の制御処理は終了され、「観測」が終了されない場合には、ステップＳ５に戻る。
【００８０】
また、ステップＳ８において検出信号の大きさがしきい値電圧Ｖｔを超える場合に進むステップＳ１１において、駆動信号の設定内容が不良であると判断される。その後、第１実施形態による光音響画像化装置１００の制御処理は終了される。
【００８１】
［第１実施形態の効果］
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。
【００８２】
第１実施形態では、上記のように、制御部３３を、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐのうちの少なくとも一部を含む期間Ｔｃ、ノイズに起因する超音波振動子２１の振動を抑えるような駆動信号により、超音波振動子２１を駆動させる制御を行うように構成することにより、期間Ｔｃに、超音波振動子２１にノイズが侵入した場合でも、駆動信号により超音波振動子２１の振動が抑制される。その結果、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐに生じるノイズに起因して光音響波画像が不鮮明になるのを抑制することができる。
【００８３】
また、第１実施形態では、上記のように、制御部３３を、ノイズと逆位相の駆動信号により、超音波振動子２１を駆動させる制御を行うように構成する。これにより、超音波振動子２１にノイズが侵入した場合に、互いに逆位相となる駆動信号とノイズとが打消し合うので、より確実に、ノイズに起因した超音波振動子２１の振動を抑制することができる。
【００８４】
また、第１実施形態では、上記のように、期間Ｔｃは、ノイズが正の期間に対して、超音波振動子２１に印加する電圧の電圧値を負側の電圧値Ｖ２にする駆動信号により超音波振動子２１を駆動させる期間Ｔ３と、ノイズが負の期間に対して、超音波振動子２１に印加する電圧の電圧値を正側の電圧値Ｖ１にする駆動信号により超音波振動子２１を駆動させる期間Ｔ２とを含む。これにより、ノイズが正の期間および負の期間の両方に対して、ノイズに起因する超音波振動子２１の振動を抑えることができるので、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐに生じるノイズに起因して光音響波画像が不鮮明になるのを、より確実に抑制することができる。
【００８５】
また、第１実施形態では、上記のように、光音響画像化装置１００に、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃと駆動信号の情報とが対応付られた駆動信号設定テーブル３７ａが記憶されている記憶部３７を設ける。また、制御部３３を、記憶部３７から光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃに対応した駆動信号の情報を取得して、取得した駆動信号の情報に基づいた駆動信号により、超音波振動子２１を駆動させる制御を行うように構成する。ここで、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐに生じるノイズの波形や大きさは、発光素子１１（照明部１ａおよび１ｂ）、および、超音波振動子２１の種類や個体差などによって異なる場合がある。この点に着目して、第１実施形態では、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃに対応した駆動信号により超音波振動子２１を駆動させることにより、超音波振動子２１を発光素子１１（照明部１ａおよび１ｂ）、および、超音波振動子２１の種類や個体差に応じて適切に、ノイズに起因する超音波振動子２１の振動を抑えるように駆動させることができる。また、発光素子１１（照明部１ａまたは１ｂ）、または、超音波振動子２１（検出部２）の交換がなされた場合でも、光源部ＩＤ３７ｂおよび検出部ＩＤ３７ｃに基づいて、交換後の発光素子１１（照明部１ａまたは１ｂ）、または、超音波振動子２１（検出部２）に対応した適切な駆動信号により超音波振動子２１を駆動させることができる。
【００８６】
また、第１実施形態では、上記のように、検出部２に、複数の超音波振動子２１を設けて、制御部３３を、複数の超音波振動子２１をそれぞれ個別に駆動させる制御を行うように構成する。これにより、複数の超音波振動子２１に対してそれぞれ個別に侵入するノイズに対応するように、それぞれ個別に複数の超音波振動子２１を駆動させることができるので、複数の超音波振動子２１を全て同様に駆動させる場合に比べて、より適切に、複数の超音波振動子２１をノイズに起因する振動を抑えるように駆動させることができる。
【００８７】
また、第１実施形態では、上記のように、発光素子１１を、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のうちのいずれかの素子を含むように構成する。ここで、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を発光素子１１として用いる場合には、固体レーザ光源を用いる場合と比べて、光源から照射される光の出力が小さくなるため、検出部２により検出される信号の信号強度が比較的小さくなる。このため、発光素子１１を被検体Ｐの近傍（検出部２の近傍）に設けるように構成するので、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐに生じるノイズが検出部２に侵入する可能性が大きくなると考えられる。この点に対して、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子または有機発光ダイオード素子を光源部として用いる場合に、発光素子１１が光を発生させる期間Ｔｐに生じるノイズに起因した超音波振動子２１の振動を抑制する第１実施形態による構成は、特に有効である。
【００８８】
［第２実施形態］
（第２実施形態による光音響波画像化装置の構成）
次に、図２を参照して、第２実施形態による光音響波画像化装置２００の構成について説明する。第２実施形態による光音響波画像化装置２００は、上記第１実施形態の構成に加えて、駆動信号のキャリブレーションを行うことが可能に構成されている。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。
【００８９】
本発明の第２実施形態による光音響画像化装置２００は、図２に示すように、装置本体部２０３を含み、装置本体部２０３は、制御部２３３を含む。
【００９０】
ここで、第２実施形態では、制御部２３３は、期間Ｔｃに超音波振動子２１が振動することにより検出部２が検出した検出信号の波形に基づいて、期間Ｔｃに検出される検出信号が、キャリブレーション前に比べてより小さい電圧値（調整しきい値電圧Ｖｔ２以下）となるように、期間Ｔｃに超音波振動子２１を駆動させる際の超音波振動子２１に印加する電圧の電圧値（電圧値Ｖ１およびＶ２）、および、超音波振動子２１に電圧を印加する期間（期間Ｔ１〜Ｔ３のそれぞれ）を調整することにより、駆動信号のキャリブレーションを行うように構成されている。
【００９１】
具体的には、制御部２３３は、期間Ｔｃに検出部２が検出する検出信号が調整しきい値電圧Ｖｔ２以下になるように、期間Ｔｃに検出部２から検出信号を取得することと、駆動信号の設定条件の調整とを交互に繰り返す制御を行う。
【００９２】
たとえば、制御部２３３は、駆動信号の期間Ｔ１を大きくするように変化させた後、期間Ｔｃに検出部２が検出する検出信号が小さくなった場合には、駆動信号の期間Ｔ１をさらに大きくするなどして、期間Ｔｃに検出部２が検出する検出信号（ピーク値−ピーク値の大きさ）が最小となる駆動信号の期間Ｔ１を設定する。その後、制御部２３３は、期間Ｔ２およびＴ３、電圧値Ｖ１およびＶ２も同様に、期間Ｔｃに検出部２が検出する検出信号が最小となるように設定する。なお、制御部２３３は、駆動信号の設定条件（各パラメータ）を、１つずつ変化させてもよいし、同時に複数の設定条件を変化させてもよい。
【００９３】
そして、制御部２３３は、上記の設定条件を設定する際に、期間Ｔｃに検出部２が検出する検出信号が調整しきい値電圧Ｖｔ２以下になった場合には、キャリブレーションを終了する制御を行う。なお、制御部２３３のキャリブレーションを終了する制御は、駆動信号の設定条件の全てが調整された後に行ってもよいし、駆動信号の設定条件のうちの一部が調整された時点で、期間Ｔｃにおける検出信号の大きさが調整しきい値電圧Ｖｔ２以下の場合に行ってもよい。
【００９４】
また、制御部２３３は、上記のキャリブレーションを、超音波振動子２１の各チャンネルの検出信号を用いて、超音波振動子２１の各チャンネルに対してそれぞれ個別に行うように構成されている。すなわち、制御部２３３は、超音波振動子２１の各チャンネル毎に、上記の駆動信号の設定条件の調整を行う。
【００９５】
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。
【００９６】
（キャリブレーションに関する制御処理フロー）
次に、図１２を参照して、第２実施形態による光音響画像化装置２００のキャリブレーションに関する制御処理フローについて説明する。光音響画像化装置２００における処理は、制御部２３３により行われる。
【００９７】
ここで、光音響画像化装置２００のキャリブレーションに関する制御処理は、たとえば、第１実施形態による光音響画像化装置１００における制御処理（図１１参照）のステップＳ１１の後に実行されてもよいし、操作者からの操作部３８による入力操作に応じて実行されてもよい。
【００９８】
まず、ステップＳ１０１において、発光素子１１から光の照射が行われる。その後、ステップＳ１０２に進む。
【００９９】
ステップＳ１０２において、超音波振動子２１に駆動させない状態で、期間Ｔｃにおける検出信号の検出（図５（ｃ）参照）が行われる。その後、ステップＳ１０３に進む。
【０１００】
ステップＳ１０３において、駆動信号の設定が行われる。すなわち、ステップＳ１０２において検出された検出信号に応じた駆動信号の設定（図５（ｄ）参照）が行われる。その後、ステップＳ１０４に進む。
【０１０１】
ステップＳ１０４において、発光素子１１から光の照射が行われる。その後、ステップＳ１０５に進む。
【０１０２】
ステップＳ１０５において、駆動信号により超音波振動子２１に駆動させた状態で、期間Ｔｃにおける検出信号の検出（図５（ｅ）参照）が行われる。その後、ステップＳ１０６に進む。
【０１０３】
ステップＳ１０６において、検出信号の大きさが調整しきい値電圧Ｖｔ２以下か否かが判断される。検出信号の大きさが調整しきい値電圧Ｖｔ２以下の場合には、光音響画像化装置２００のキャリブレーションに関する制御処理が終了され、検出信号の大きさが調整しきい値電圧Ｖｔ２より大きい場合には、ステップＳ１０７に進む。
【０１０４】
ステップＳ１０７において、駆動信号の設定条件の調整が行われる。たとえば、超音波振動子２１に印加する電圧値Ｖ１およびＶ２と、超音波振動子２１に電圧を印加する期間Ｔ１〜Ｔ３とが調整（変更）される。その後、ステップＳ１０４に進む。すなわち、検出信号の大きさが調整しきい値電圧Ｖｔ２以下になるまで、ステップＳ１０４〜Ｓ１０７が繰り返される。
【０１０５】
［第２実施形態の効果］
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。
【０１０６】
第２実施形態では、上記のように、制御部２３３を、期間Ｔｃに超音波振動子２１が振動することにより検出部２が検出した検出信号の波形に基づいて、期間Ｔｃに検出される検出信号が小さく（調整しきい値電圧Ｖｔ２以下に）なるように、期間Ｔｃに超音波振動子２１を駆動させる際の超音波振動子２１に印加する電圧の電圧値（電圧値Ｖ１およびＶ２）および超音波振動子２１に電圧を印加する期間（期間Ｔ１〜Ｔ３のそれぞれ）を調整することにより、駆動信号のキャリブレーションを行うように構成する。これにより、ノイズの波形や大きさが、たとえば、使用環境によって変化したり、経時的な変化が生じた場合でも、駆動信号のキャリブレーションを行うことにより、駆動信号をノイズの変化に応じて適切に調整することができる。その結果、ノイズの大きさや波形が変化した場合でも、ノイズに起因した超音波振動子２１の振動を適切に抑制することができる。
【０１０７】
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。
【０１０８】
［第３実施形態］
（第３実施形態による光音響波画像化装置の構成）
次に、図１３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実施形態による光音響画像化装置３００では、超音波振動子２１の全てのチャンネルの検出信号を用いて、キャリブレーションを行うように構成されていた第２実施形態による光音響画像化装置２００と異なり、超音波振動子２１のうちの一部の選択されたチャンネルから検出した検出信号を用いて、キャリブレーションを行うように構成されている。なお、上記第１実施形態および第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。
【０１０９】
本発明の第３実施形態による光音響画像化装置３００は、図１３に示すように、検出部３０２と装置本体部３０３とを含み、装置本体部３０３は、制御部３３３を含む。
【０１１０】
ここで、第３実施形態では、検出部３０２は、第１実施形態による検出部２と同様にアレイ状に配列された超音波振動子２１（図３参照）を含む。そして、検出部３０２は、キャリブレーション時に、複数の超音波振動子２１（全チャンネル）のうちの一部の選択された超音波振動子２１（一部の選択されたチャンネル）から検出信号を検出するように構成されている。そして、制御部３３３は、超音波振動子２１のうちの一部の選択されたチャンネルから検出した検出信号を用いて、キャリブレーションを行うように構成されている。
【０１１１】
たとえば、図１４に示すように、制御部３３３は、キャリブレーション時に、検出部３０２の超音波振動子２１の１番から１２８番のチャンネルのうちの一部の選択されたチャンネルである、１番のチャンネル、３２番のチャンネル、６４番のチャンネル、９６番のチャンネル、および、１２８番のチャンネルの検出信号を取得して、取得した検出信号を用いて、キャリブレーションを実行する（図１２参照）ように構成されている。
【０１１２】
そして、制御部３３３は、まず、１番のチャンネル、３２番のチャンネル、６４番のチャンネル、９６番のチャンネル、および、１２８番のチャンネルに対する駆動信号のキャリブレーションを行う。たとえば、制御部３３３は、電圧値Ｖ１として、１番のチャンネルがＶ１ａ、３２番のチャンネルがＶ１ｂ、６４番のチャンネルがＶ１ｃ、９６番のチャンネルがＶ１ｄ、および、１２８番のチャンネルがＶ１ｅを設定する。
【０１１３】
次に、制御部３３３は、上記の選択された５つのチャンネルの駆動信号の設定条件（電圧値Ｖ１ａ〜Ｖ１ｅ）と、超音波振動子２１の各チャンネルの配置位置の情報とに基づいて、選択された５つのチャンネル以外の超音波振動子２１のチャンネルのキャリブレーションを実行する。
【０１１４】
具体的には、制御部３３３は、１番のチャンネルの駆動信号の設定条件（電圧値Ｖ１ａ）と３２番のチャンネルの駆動信号の設定条件（電圧値Ｖ１ｂ）との間に配置される２番〜３１番のチャンネルの駆動信号の設定条件を、配置位置に応じるように直線的に補完して算出することにより、設定するように構成されている。制御部３３３は、３３番〜６３番のチャンネル、６５番〜９５番のチャンネル、および、９７番〜１２７番のチャンネルも同様に、配置位置に応じるように直線的に補完して算出することにより、設定するように構成されている。
【０１１５】
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。
【０１１６】
［第３実施形態の効果］
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。
【０１１７】
第３実施形態では、上記のように、検出部３０２に、アレイ状に配列された超音波振動子２１を設けるとともに、検出部３０２を、キャリブレーション時に、超音波振動子２１（全チャンネル）のうちの一部の選択された超音波振動子２１（選択されたチャンネル）から検出信号を検出するように構成する。ここで、全チャンネルの検出信号を用いてキャリブレーションを行う場合には、比較的大きな時間が必要になる。これに対して、第３実施形態では、キャリブレーション時に、全チャンネルのうちの一部の選択されたチャンネルから検出信号を検出することにより、たとえば、選択されたチャンネルに対応する駆動信号をキャリブレーションした後に、このキャリブレーション結果とアレイ状に配列された超音波振動子２１の配列位置とに基づいて、選択されていない超音波振動子２１（選択されていないチャンネル）に対応する駆動信号をキャリブレーションすることができる。その結果、全チャンネルの検出信号を用いてキャリブレーションを行う場合に比べて、キャリブレーションに要する時間を縮小することができる。
【０１１８】
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。
【０１１９】
［第４実施形態］
（第４実施形態による光音響波画像化装置の構成）
次に、図１３および図１５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実施形態による光音響画像化装置４００では、超音波振動子２１の全てのチャンネルをそれぞれ個別に駆動するように構成されていた第１実施形態による光音響画像化装置１００と異なり、超音波振動子２１の振動子群ごとに同時に、駆動させるように構成されている。なお、上記第１〜第３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。
【０１２０】
本発明の第４実施形態による光音響画像化装置４００は、図１３に示すように、検出部４０２と装置本体部４０３とを含む。そして、装置本体部４０３は、制御部４３３と振動子駆動回路４３４とを含む。
【０１２１】
ここで、第４実施形態では、図１５に示すように、検出部４０２は、それぞれ複数のチャンネルを有する第１振動子群４０２ａ、第２振動子群４０２ｂ、および、第３振動子群４０２ｃを含む。また、制御部４３３は、上記の振動子群ごと同時に、ノイズに起因する超音波振動子２１の振動を抑えるように駆動させる制御を行うように構成されている。
【０１２２】
具体的には、図１５に示すように、第１振動子群４０２ａは、１番〜４３番のチャンネルの超音波振動子２１からなり、第２振動子群４０２ｂは、４４番〜８６番のチャンネルの超音波振動子２１からなり、第３振動子群４０２ｃは、８７番〜１２８番のチャンネルの超音波振動子２１からなる。
【０１２３】
そして、振動子駆動回路４３４には、第１駆動回路４３４ａ、第２駆動回路４３４ｂ、および、第３駆動回路４３４ｃが設けられている。そして、第１駆動回路４３４ａは、第１振動子群４０２ａに接続されており、制御部４３３からの駆動信号に応じて、第１振動子群４０２ａの超音波振動子２１を同時に駆動させるように構成されている。また、第２駆動回路４３４ｂは、第２振動子群４０２ｂに接続されており、制御部４３３からの駆動信号に応じて、第２振動子群４０２ｂの超音波振動子２１を同時に駆動させるように構成されている。また、第３駆動回路４３４ｃは、第３振動子群４０２ｃに接続されており、制御部４３３からの駆動信号に応じて、第３振動子群４０２ｃの超音波振動子２１を同時に駆動させるように構成されている。
【０１２４】
なお、第４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。
【０１２５】
［第４実施形態の効果］
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。
【０１２６】
第４実施形態では、上記のように、検出部４０２に、それぞれ複数の超音波振動子２１を有する第１振動子群４０２ａ、第２振動子群４０２ｂ、および、第３振動子群４０２ｃを設ける。また、制御部４３３を、上記振動子群ごとに同時に駆動させる制御を行うように構成する。これにより、超音波振動子２１をそれぞれ個別に駆動させるために、それぞれ別々の振動子駆動回路を設ける場合と異なり、上記振動子群ごとに共通の駆動回路（第１駆動回路４３４ａ、第２駆動回路４３４ｂ、または、第３駆動回路４３４ｃ）を用いることができるので、超音波振動子２１を駆動させるための振動子駆動回路４３４が大型化するのを抑制することができる。
【０１２７】
なお、第４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。
【０１２８】
［第５実施形態］
（第５実施形態による光音響波画像化装置の構成）
次に、図１６および図１７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実施形態による光音響画像化装置５００では、操作者（ユーザ）がアーチファクトを含んだ光音響波画像を視認しながら行われるユーザによる入力操作に基づいて、駆動信号のキャリブレーションを行うように構成されている。なお、上記第１〜第４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。
【０１２９】
本発明の第５実施形態による光音響画像化装置５００は、図１６に示すように、装置本体部５０３を含み、装置本体部５０３は、表示部５３１と制御部５３３と画像化部５３６と操作部５３８とを含む。
【０１３０】
ここで、第５実施形態では、図１７に示すように、キャリブレーション時に、画像化部５３６は、検出部２が検出した検出信号をアーチファクトの情報を含んだ状態で画像化するように構成されている。また、表示部５３１は、画像化部５３６により画像化されたアーチファクトを含んだ光音響波画像を表示するように構成されている。そして、操作部５３８は、表示部５３１の光音響波画像に基づいたアーチファクトを消去するための操作者（ユーザ）による入力操作を受け付けるように構成されている。すなわち、操作者がアーチファクトを含んだ光音響波画像を視認しながら、操作者によりアーチファクトを消去するように操作部３８に入力が行われることにより、駆動信号の設定条件（期間Ｔ１〜Ｔ３のそれぞれと、電圧値Ｖ１およびＶ２）が調整される。
【０１３１】
なお、第５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。
【０１３２】
（キャリブレーションに関する制御処理フロー）
次に、図１８を参照して、第５実施形態による光音響画像化装置５００のキャリブレーションに関する制御処理フローについて説明する。光音響画像化装置５００における処理は、制御部５３３により行われる。
【０１３３】
まず、ステップＳ２０１において、「キャリブレーション」が開始されたか否かが判断される。たとえば、操作部３８により、「キャリブレーション」を開始するための操作を受け付けたか否かが判断される。「キャリブレーション」を開始するための操作を受け付けるまでこの判断は繰り返され、「キャリブレーション」が開始された場合には、ステップＳ１０４に進む。
【０１３４】
ステップＳ１０４およびＳ１０５においては、第２実施形態によるキャリブレーションに関する制御処理（図１２参照）におけるステップＳ１０４およびＳ１０５と同様に処理される。その後、ステップＳ２０２に進む。
【０１３５】
ステップＳ２０２において、画像化部５３６によりアーチファクトを含んだ検出信号を画像化して、画像化された光音響波画像が、表示部５３１に表示される（図１７参照）。
【０１３６】
ステップＳ２０３において、駆動信号の設定条件の変更に関する入力操作を受け付けたか否かが判断される。すなわち、表示部５３１の光音響波画像に基づいたアーチファクトを消去するための操作者による入力操作を受け付けたか否かが判断される。入力操作を受け付けた場合には、ステップＳ２０４に進み、入力操作を受け付けていない場合には、ステップＳ２０５に進む。
【０１３７】
ステップＳ２０４において、入力操作に基づいて、駆動信号の設定条件の調整が行われる。その後、ステップＳ２０５に進む。
【０１３８】
ステップＳ２０５において、「キャリブレーション」が終了されたか否かが判断される。たとえば、操作部３８により、「キャリブレーション」を終了させるための入力操作を受け付けたか否かが判断される。「キャリブレーション」を終了させるための入力操作を受け付けた場合には、光音響画像化装置５００のキャリブレーションに関する制御処理が終了され、「キャリブレーション」を終了させるための入力操作を受け付けていない場合には、ステップＳ１０４に戻る。
【０１３９】
［第５実施形態の効果］
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。
【０１４０】
第５実施形態では、上記のように、光音響画像化装置５００に、検出部２が検出した検出信号をアーチファクトの情報を含んだ状態で画像化する画像化部５３６と、画像化部５３６により画像化されたアーチファクトを含んだ光音響波画像を表示する表示部５３１と、表示部５３１のアーチファクトを含んだ光音響波画像に基づいたアーチファクトを消去するための操作者による入力操作を受け付ける操作部５３８とを設ける。また、制御部５３３を、操作部５３８により受け付けた入力操作に基づいて、駆動信号のキャリブレーションを行うように構成する。これにより、操作者に表示部５３１を視認させながら、アーチファクトが消去されるように、駆動信号のキャリブレーションを行うことができる。
【０１４１】
なお、第５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。
【０１４２】
［変形例］
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。
【０１４３】
たとえば、上記第１〜第５実施形態では、所定の期間（期間Ｔｃ）を、光源部が光を発生させる期間（期間Ｔｐ）全体を含むように設定する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、所定の期間（期間Ｔｃ）を、光源部が光を発生させる期間（期間Ｔｐ）の少なくとも一部を含むように設定してもよい。
【０１４４】
また、上記第１〜第５実施形態では、駆動信号を、ノイズと逆位相となるように設定する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、駆動信号を、ノイズと逆位相以外の波形となるように設定してもよい。すなわち、駆動信号は、ノイズに起因する振動子の振動を抑えるような波形であれば、ノイズの逆位相以外の波形となるように設定してもよい。
【０１４５】
また、上記第１〜第５実施形態では、第１の電圧値および第２の電圧値をそれぞれ一定の値（Ｖ１およびＶ２）に設定する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、第１の電圧値および第２の電圧値を一定の値以外に設定してもよい。たとえば、第１の電圧値および第２の電圧値を時間と共に変化するように設定してもよい。
【０１４６】
また、上記第２、第３および第５実施形態では、キャリブレーションに関する制御処理と、識別情報に基づいて駆動信号の設定を行う処理との両方を行う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。たとえば、キャリブレーションに関する制御処理を行う場合には、識別情報に基づいて駆動信号の設定を行う処理を行わないように構成してもよい。
【０１４７】
また、上記第１〜第５実施形態では、識別情報（光源部ＩＤおよび検出部ＩＤ）を、制御部が、照明部および検出部から取得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。すなわち、識別情報を、制御部が、照明部および検出部から取得する以外の方法により、制御部が識別情報を取得するように構成してもよい。たとえば、ユーザによる操作部の識別情報に関する入力操作によって、制御部が識別情報を取得するように構成してもよい。
【０１４８】
また、上記第４実施形態では、制御部により、振動子群ごとに同時に駆動させる制御を行う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。たとえば、検出部に含まれる振動子の全てを同時に、駆動させる制御を行うように構成してもよい。この場合、従来の超音波画像を取得するために振動子の全てを同時に駆動させる光音響画像化装置に対して、駆動回路を追加する必要がないので、駆動回路（ハード）を追加する必要がない分、駆動回路が大型化するのをより抑制することができる。
【０１４９】
また、上記第１〜第５実施形態では、検出部を、リニア型超音波プローブとして構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、検出部を、コンベックス型またはセクタ型の超音波プローブとして構成してもよい。
【０１５０】
また、上記第１〜第５実施形態では、発光素子を、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のうちのいずれかの素子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。たとえば、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を組み合わせて構成してもよい。すなわち、発光素子として、発光ダイオード素子および半導体レーザ素子の両方、または、発光ダイオード素子および有機発光ダイオード素子の両方を含むように構成してもよい。
【０１５１】
また、上記第１〜第５実施形態では、振動子を、１２８のチャンネルを有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。すなわち、振動子を、１２８のチャンネル以外のチャンネル数により構成してもよい。たとえば、振動子を、６４、１９２、または、２５６チャンネル有するように構成してもよい。
【０１５２】
また、上記第１〜第５実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部の処理動作を、イベントごとに処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
２、３０２、４０２  検出部
１１  発光素子（光源部）
２１  超音波振動子（振動子）
３１、５３１  表示部
３３、２３３、３３３、４３３、５３３  制御部
３６、５３６  画像化部
３７  記憶部
３８、５３８  操作部
１００、２００、３００、４００、５００  光音響画像化装置
【図１】
2016168088.tif 000003
【図２】
2016168088.tif 000004
【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】
2016168088.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2016168088.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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