(57)【要約】【課題】検出した音響波を画像化する際に、偽画像が生じるのを抑制して鮮明な光音響画像を生成することが可能な光音響検出ユニットおよび光音響画像化装置を提供する。【解決手段】この光音響検出ユニット１（光音響画像化装置１００）は、半導体発光素子１１と、半導体発光素子１１により被検体Ｐに光が照射されることに起因して被検体Ｐ内から発生する音響波を検出する超音波振動子１２と、半導体発光素子１１と超音波振動子群１２とが共に同一の表面１３ａ上に配置される基板１３とを備える。【選択図】図３
2017035335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子により被検体に光が照射されることに起因して前記被検体内から発生する音響波を検出する検出素子と、
前記発光素子と前記検出素子とが共に同一の表面上に配置される基板とを備える、光音響検出ユニット。
【請求項２】
前記発光素子および前記検出素子は、それぞれ、複数設けられており、
前記基板の前記表面は、平坦面状に形成されているとともに、前記複数の発光素子が配置される発光素子配置領域と、前記発光素子配置領域とは別個に設けられ、前記複数の検出素子が配置される検出素子配置領域とを含む、請求項１に記載の光音響検出ユニット。
【請求項３】
前記基板の前記表面において、前記発光素子配置領域の外縁は、前記検出素子配置領域の外縁よりも外側に設けられている、請求項２に記載の光音響検出ユニット。
【請求項４】
前記発光素子配置領域および前記検出素子配置領域は、前記発光素子配置領域の中心点と、前記検出素子配置領域の中心点とが略一致するように設けられている、請求項２または３に記載の光音響検出ユニット。
【請求項５】
前記検出素子を覆うように設けられ、前記被検体と前記検出素子との間の音響波整合を行う音響波整合部材をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光音響検出ユニット。
【請求項６】
前記基板の前記表面は、平坦面状に形成されているとともに、前記基板の前記表面に垂直な方向で、かつ、前記基板の前記表面から前記被検体に向かう方向において、前記音響波整合部材の前記基板の前記表面からの高さは、前記発光素子の前記基板の前記表面からの高さよりも大きい、請求項５に記載の光音響検出ユニット。
【請求項７】
前記発光素子および前記検出素子は、それぞれ、複数設けられており、
前記複数の発光素子および前記複数の検出素子のうちの少なくとも一方は、前記基板の前記表面上において、直線状に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光音響検出ユニット。
【請求項８】
前記発光素子と前記検出素子との間に配置され、前記発光素子からの光を遮蔽するか、または、反射する光制御部材をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光音響検出ユニット。
【請求項９】
前記発光素子は、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少なくとも１つの素子を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光音響検出ユニット。
【請求項１０】
発光素子と、前記発光素子により被検体に光が照射されることに起因して前記被検体内から発生する音響波を検出する検出素子と、前記発光素子と前記検出素子とが共に同一の表面上に配置される基板とを含む、光音響検出ユニットと、
前記光音響検出ユニットにより検出した前記音響波の信号を、光音響画像に画像化する画像化部とを備える、光音響画像化装置。
【請求項１１】
前記画像化部は、前記光音響検出ユニットにより検出した前記音響波の信号を画像化する逆投影処理と、前記画像化された画像を前記音響波の信号と比較するための投影信号を生成する投影処理とを繰り返して逐次近似しながら、前記音響波の信号を前記光音響画像に画像化するように構成されている、請求項１０に記載の光音響画像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光音響検出ユニットおよび光音響画像化装置に関し、特に、検出素子を備えた光音響検出ユニットおよび光音響画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検出素子を備えた光音響検出ユニットおよび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、超音波振動子を備えた超音波探触子が開示されている。この超音波探触子には、レーザ光源と、導光板と、複数の超音波振動子とが設けられている。そして、導光板は、超音波振動子と測定対象物との間に配置され、レーザ光源からの光を内部で反射しながら導光するように構成されている。また、導光板は、光を散乱させる散乱体を含んでおり、導光する光を散乱させて導光板の外部の測定対象物に光を照射するように構成されている。そして、複数の超音波振動子は、測定対象物が光を照射されたことに起因して生じた音響波を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２００９−３１２６８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の超音波探触子には、導光板が設けられている。このため、この超音波探触子では、測定対象物（被検体）から生じた音響波が、被検体と導光板との界面、または、導光板と超音波振動子との界面により反射されると考えられる。これにより、上記特許文献１の超音波探触子が検出した音響波を画像化した場合、界面により反射された音響波に起因する偽画像（アーチファクト）が発生する場合があると考えられる。その結果、上記特許文献１の超音波探触子により検出した音響波を画像化する際に、偽画像が生じて鮮明な光音響画像を生成するのが困難であるという問題点がある。
【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、検出した音響波を画像化する際に、偽画像が生じるのを抑制して鮮明な光音響画像を生成することが可能な光音響検出ユニットおよび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、この発明の第１の局面による光音響検出ユニットは、発光素子と、発光素子により被検体に光が照射されることに起因して被検体内から発生する音響波を検出する検出素子と、発光素子と検出素子とが共に同一の表面上に配置される基板とを備える。
【０００８】
この発明の第１の局面による光音響検出ユニットは、上記のように、発光素子と検出素子とが共に同一の表面上に配置される基板を備える。これにより、検出素子の近傍に発光素子を配置することができるので、発光素子から、直接、検出素子の近傍に位置する被検体に光を照射することができる。その結果、発光素子から検出素子の近傍に光を導光するための導光板を設ける必要がないので、検出素子は、導光板を介することなく、被検体からの音響波を検出することができる。この結果、導光板の界面に起因する音響波の反射が生じないので、検出した音響波を画像化する際に、偽画像が生じるのを抑制して鮮明な光音響画像を生成することができる。
【０００９】
上記第１の局面による光音響検出ユニットにおいて、好ましくは、発光素子および検出素子は、それぞれ、複数設けられており、基板の表面は、平坦面状に形成されているとともに、複数の発光素子が配置される発光素子配置領域と、発光素子配置領域とは別個に設けられ、複数の検出素子が配置される検出素子配置領域とを含む。このように構成すれば、平坦面状に形成されている基板の表面の異なる領域に発光素子と検出素子とが配置されるので、検出素子が、発光素子と被検体（表面に直交する方向の配置されている被検体）との間に配置されない。これにより、発光素子からの光が被検体に到達する前に、検出素子に光が遮られて光が損失するのを抑制することができる。また、検出素子と同様に、発光素子が、検出素子と被検体との間に配置されないので、被検体からの音響波が検出素子に到達する前に、発光素子に音響波が遮られて音響波が減衰するのを抑制することができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、基板の表面において、発光素子配置領域の外縁は、検出素子配置領域の外縁よりも外側に設けられている。ここで、発光素子配置領域の外縁が、検出素子配置領域の外縁よりも内側に配置されている場合には、検出素子配置領域の外縁近傍の被検体の部分に照射される光量が比較的小さくなる。この場合、検出素子配置領域の外縁近傍に配置されている検出素子が検出した音響波に基づく画像は、不鮮明になりやすい。その点に対して、本発明では、発光素子配置領域の外縁を、検出素子配置領域の外縁よりも外側に設けることにより、検出素子配置領域の外縁近傍の被検体の部分においても、発光素子からの光量が小さくなるのが抑制されるので、検出素子配置領域の外縁近傍に配置されている検出素子が検出した音響波を画像化する際に、光音響画像が不鮮明になるのを抑制することができる。
【００１１】
上記発光素子配置領域と検出素子配置領域とを含む光音響検出ユニットにおいて、好ましくは、発光素子配置領域および検出素子配置領域は、発光素子配置領域の中心点と、検出素子配置領域の中心点とが略一致するように設けられている。このように構成すれば、発光素子配置領域の中心点と、検出素子配置領域の中心点とが遠方に離間して設けられる場合に比べて、発光素子配置領域と検出素子配置領域とが近接するので、複数の発光素子と複数の検出素子とを比較的近接して配置することができる。
【００１２】
上記第１の局面による光音響検出ユニットにおいて、好ましくは、検出素子を覆うように設けられ、被検体と検出素子との間の音響波整合を行う音響波整合部材をさらに備える。このように構成すれば、音響波整合部材により被検体と検出素子との間で音響波整合が行われるので、被検体からの音響波を、効率よく検出素子に伝達させることができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、基板の表面は、平坦面状に形成されているとともに、基板の表面に垂直な方向で、かつ、基板の表面から被検体に向かう方向において、音響波整合部材の基板の表面からの高さは、発光素子の基板の表面からの高さよりも大きい。このように構成すれば、発光素子よりも音響波整合部材の方が被検体に接触しやすくなるので、音響波整合部材と被検体とが接触しないことに起因して音響波整合部材と被検体との間に空気等が挟まるのを抑制することができる。これにより、被検体から発生した音響波が、音響波整合部材と被検体との間の空気等に反射して被検体内に再び戻されることが抑制されるので、被検体からの音響波を、より効率良く検出素子に伝達させることができる。
【００１４】
上記第１の局面による光音響検出ユニットにおいて、好ましくは、発光素子および検出素子は、それぞれ、複数設けられており、複数の発光素子および複数の検出素子のうちの少なくとも一方は、基板の表面上において、直線状に配置されている。このように構成すれば、発光素子または検出素子を直線状に形成した状態で、一体的に基板に配置することができるので、複数の発光素子または複数の検出素子を１つずつ点在させるように基板に配置する場合に比べて、製造工程数が増大するのを抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面による光音響検出ユニットにおいて、好ましくは、発光素子と検出素子との間に配置され、発光素子からの光を遮蔽するか、または、反射する光制御部材をさらに備える。このように構成すれば、発光素子からの光が、検出素子に照射されるのを抑制することができるので、検出素子が光を吸収することに起因する不要な音響波の発生や、検出素子が光を吸収することに起因する検出素子内へのノイズの侵入を抑制することができる。
【００１６】
上記第１の局面による光音響検出ユニットにおいて、好ましくは、発光素子は、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少なくとも１つの素子を含む。このように構成すれば、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は、半導体発光素子であり、直接電力が供給されることにより発光するので、固体レーザ素子のように、固体レーザ素子の近傍に素子から光を放出させるための大型な装置構成（励起光源、光学部材や光学定盤など）を必要としない。その結果、大型な装置構成を発光素子の近傍に設ける必要がないので、容易に発光素子と検出素子とを同一の基板上の光音響検出ユニットに配置することができる。
【００１７】
この発明の第２の局面による光音響画像化装置は、発光素子と、発光素子により被検体に光が照射されることに起因して被検体内から発生する音響波を検出する検出素子と、発光素子と検出素子とが共に同一の表面上に配置される基板とを含む、光音響検出ユニットと、光音響検出ユニットにより検出した音響波の信号を、光音響画像に画像化する画像化部とを備える。
【００１８】
この発明の第２の局面による光音響画像化装置では、上記のように、光音響検出ユニットに、発光素子と検出素子とが共に同一の表面上に配置される基板を設ける。これにより、第２の局面による光音響画像化装置においても、画像化部により音響波の信号を画像化する際に、偽画像が生じるのを抑制して鮮明な光音響画像を生成することができる。
【００１９】
上記第２の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、画像化部は、光音響検出ユニットにより検出した音響波の信号を画像化する逆投影処理と、画像化された画像を音響波の信号と比較するための投影信号を生成する投影処理とを繰り返して逐次近似しながら、音響波の信号を光音響画像に画像化するように構成されている。このように構成すれば、比較的大きな基板に、発光素子および検出素子を配置する場合でも、逐次近似することにより空間分解能を向上させた状態で音響波の信号を光音響画像に画像化することができるので、発光素子の数および検出素子の数が増大するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、上記のように、音響波の信号を画像化する際に、偽画像が生じるのを抑制して鮮明な光音響画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態〜第３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２】本発明の第１実施形態による光音響検出ユニットの構成を示した平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による光音響検出ユニットの構成を示した斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による光音響検出ユニットの構成の一部を示した断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による光音響画像化装置の画像化部の構成を示したブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態による光音響検出ユニットの構成を示した平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による光音響検出ユニットの構成の一部を示した断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による光音響検出ユニットの構成を示した平面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の変形例による基板の構成を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
（光音響画像化装置の全体構成）
図１〜図５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。図１に示すように、光音響画像化装置１００は、被検体Ｐ（たとえば、人体であり、特に人体の乳房など）の内部の検出対象物Ｐａ（血液、臓器、および、穿刺針など）から、光音響検出ユニット１により音響波を検出して、音響波信号を画像化する（光音響画像を生成する）機能を有する。
【００２４】
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、光音響検出ユニット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、光音響検出ユニット１と装置本体部２とを接続するケーブル３が設けられている。
【００２５】
光音響検出ユニット１は、被検体Ｐ（人体の体表など）の表面に接触するように配置される。光音響検出ユニット１には、複数の半導体発光素子１１と、複数の超音波振動子１２と、基板１３とが設けられている。なお、半導体発光素子１１は、特許請求の範囲の「発光素子」の一例である。また、超音波振動子１２は、特許請求の範囲の「検出素子」の一例である。
【００２６】
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、基板１３には、複数の半導体発光素子１１と複数の超音波振動子１２とが共に同一の表面１３ａ上に配置されている。そして、図１に示すように、超音波振動子１２は、半導体発光素子１１により被検体Ｐに光が照射されることに起因して被検体Ｐの検出対象物Ｐａ内から発生する音響波を検出するように構成されている。
【００２７】
そして、図１に示すように、装置本体部２は、画像化部２１を含み、画像化部２１は、光音響検出ユニット１により検出された音響波の信号（音響波信号）を取得して、取得した音響波信号を光音響画像に画像化するように構成されている。そして、装置本体部２は、画像表示部２２を含み、画像表示部２２は、画像化された光音響画像を表示するように構成されている。
【００２８】
（光音響画像化装置の各部の構成）
〈光音響検出ユニットの構成〉
ここで、第１実施形態では、複数の半導体発光素子１１は、たとえば、複数（または１つ）の発光ダイオード素子、複数（または１つ）の半導体レーザ素子、および、複数（または１つ）の有機発光ダイオード素子のうちのいずれか、または、これらの組み合わせから構成されている。そして、図１に示すように、半導体発光素子１１は、光源駆動部２３から電力が供給されることにより、それぞれ近赤外域の波長（たとえば、６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長）で、かつ、所定の繰り返し周波数（たとえば、約１ｋＨｚ）のパルス光を放出することが可能に構成されている。好ましくは、複数の半導体発光素子１１は、約７５０ｎｍの波長、約８５０ｎｍの波長、および、約９３０ｎｍの波長などの互いに異なる複数の波長を有するパルス光を放出することが可能に構成されている。
【００２９】
超音波振動子１２は、たとえば、圧電素子（たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））から構成されており、複数設けられている。複数の超音波振動子１２は、それぞれチャンネルが割り当てられており、たとえば、１番〜Ｎ番（Ｎは自然数）として設定されている。そして、複数の超音波振動子１２は、被検体Ｐからの音響波を取得した場合には、それぞれ振動して電圧（信号）を生じる（音響波信号を取得する）ように構成されている。そして、超音波振動子１２は、図１に示すように、取得した音響波信号を装置本体部２の受信部２４に伝達するように構成されている。
【００３０】
基板１３は、たとえば、セラミック基板、または、ガラスエポキシ基板などにより構成されている。セラミック基板は、ガラスエポキシ基板に比べ、高い放熱性を有する。ガラスエポキシ基板は、容易にプリント回路基板として構成することが可能であり、たとえば、光源駆動回路２３を表面１３ａの他方側（矢印Ｚ２方向側）に設けるように構成することが可能である。
【００３１】
また、基板１３は、図２に示すように、矢印Ｚ１方向側に表面１３ａを有する平坦面状に形成されている。具体的には、基板１３は、平面視において（矢印Ｚ１方向側から見て）、たとえば、矩形形状を有するように形成されており、縦方向（Ｙ軸に平行な方向）に２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下の長さＬ１を有し、横方向（Ｘ軸に平行な方向）に２００ｍｍ以上３００ｍｍ以下の長さＬ２を有するように形成されている。また、基板１３は、図３に示すように、たとえば、高さ方向（Ｚ軸に平行な方向）に０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の厚みｔ１を有するように形成されている。
【００３２】
そして、基板１３の表面１３ａ上において、複数の半導体発光素子１１および複数の超音波振動子１２は共に、矢印Ｚ１方向側から見て、千鳥状に配列されている。そして、千鳥状に配列されている複数の半導体発光素子１１と千鳥状に配列されている複数の超音波振動子１２とは、互いに補間するように配置されることにより、半導体発光素子１１と、超音波振動子１２とは、マトリックス状の配列を形成している。
【００３３】
そして、第１実施形態では、図２に示すように、基板１３の表面１３ａは、複数の半導体発光素子１１が配置される発光素子配置領域Ｒ１と、発光素子配置領域Ｒ１とは別個に設けられ、複数の超音波振動子１２が配置される検出素子配置領域Ｒ２とを含む。詳細には、複数の半導体発光素子１１は、基板１３の表面１３ａ上の発光素子配置領域Ｒ１に、Ｘ軸に平行な方向に沿って、互いに所定の間隔Ｄ１を隔てて配置されている。また、複数の半導体発光素子１１は、基板１３の表面１３ａ上の発光素子配置領域Ｒ１に、Ｙ軸に平行な方向に沿って、互いに所定の間隔Ｄ２を隔てて配置されている。なお、間隔Ｄ１と間隔Ｄ２とは、同じ大きさに設定してもよいし、異なる大きさに設定してもよい。
【００３４】
また、複数の超音波振動子１２も、半導体発光素子１１と同様に、基板１３の表面１３ａ上の検出素子配置領域Ｒ２に、Ｘ軸に平行な方向に沿って、互いに所定の間隔Ｄ１を隔てて配置されている。また、複数の超音波振動子１２は、基板１３の表面１３ａ上の検出素子配置領域Ｒ２に、Ｙ軸に平行な方向に沿って、互いに所定の間隔Ｄ２を隔てて配置されている。
【００３５】
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、発光素子配置領域Ｒ１および検出素子配置領域Ｒ２は、発光素子配置領域Ｒ１の中心点Ｃ１と、検出素子配置領域Ｒ２の中心点Ｃ２とが略一致するように設けられている。たとえば、発光素子配置領域Ｒ１と検出素子配置領域Ｒ２とは、基板１３の表面１３ａ上において、発光素子配置領域Ｒ１の幾何学的な中心点Ｃ１と、検出素子配置領域Ｒ２の幾何学的な中心点Ｃ２とは、一致する位置に設けられている。
【００３６】
また、第１実施形態では、基板１３の表面１３ａにおいて、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａは、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａよりも外側に設けられている。
【００３７】
ここで、本願明細書では、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａを、Ｘ軸に平行な方向において、複数の半導体発光素子１１のうちの最も矢印Ｘ１方向側に配置されている半導体発光素子１１の矢印Ｘ１方向側の端部を通るＹ軸に平行な辺と、複数の半導体発光素子１１のうちの最も矢印Ｘ２方向側に配置されている半導体発光素子１１の矢印Ｘ２方向側の端部を通るＹ軸に平行な辺と、Ｙ軸に平行な方向において、複数の半導体発光素子１１のうちの最も矢印Ｙ１方向側に配置されている半導体発光素子１１の矢印Ｙ１方向側の端部を通るＸ軸に平行な辺と、複数の半導体発光素子１１のうちの最も矢印Ｙ２方向側に配置されている半導体発光素子１１の矢印Ｙ２方向側の端部を通るＸ軸に平行な辺とからなる４つの辺として記載している。
【００３８】
また、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａは、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａと同様に、設定されている。図２の例の場合、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａと検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａとは共に矩形形状を有するように設定されている。そして、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａ（４つの辺）は、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａ（４つの辺）よりも、それぞれ外側に配置されている。
【００３９】
ここで、第１実施形態では、図４に示すように、光音響検出ユニット１は、超音波振動子１２を覆うようにそれぞれ設けられ、被検体Ｐと超音波振動子１２との間の音響波整合を行う音響波整合層１４を含む。なお、音響波整合層１４は、特許請求の範囲の「音響波整合部材」の一例である。
【００４０】
具体的には、音響波整合層１４は、たとえば、シリコンゴムにより形成されており、超音波振動子１２を矢印Ｚ１方向側から、超音波振動子群１２の周囲を囲みながら、基板１３の表面１３ａまで覆うように設けられている。そして、音響波整合層１４は、たとえば、被検体Ｐの音響インピーダンスと略等しい音響インピーダンスを有するか、または、被検体Ｐの音響インピーダンス以上超音波振動子１２の音響インピーダンス以下の音響インピーダンスを有する。これにより、音響整合層１４は、被検体Ｐと接触した場合に、被検体Ｐからの音響波の反射を抑制しながら（略反射することなく）、音響波を超音波振動子１２に伝達することが可能に構成されている。
【００４１】
また、第１実施形態では、図４に示すように、基板１３の表面１３ａに垂直な方向で、かつ、基板１３の表面１３ａから被検体Ｐに向かう方向（矢印Ｚ１方向）において、音響波整合層１４の基板１３の表面１３ａからの高さｈ１は、半導体発光素子１１の基板１３の表面１３ａからの高さｈ２よりも大きい。
【００４２】
具体的には、音響波整合層１４は、高さｈ３（たとえば、約４００μｍ以上約５００μｍ以下）の超音波振動子１２（電極１２ａおよび１２ｂを含む）の矢印Ｚ１方向側から厚みｔ２（たとえば、約２００μｍ以上）を有する。したがって、音響波整合層１４の高さｈ１は、高さｈ３に厚みｔ２を加算した大きさに略等しくなる。一方、半導体発光素子１１の高さｈ２は、半導体発光素子１１の電極１１ａが設けられている基板１３の表面１３ａ側の端部から半導体発光素子１１の発光面１１ｂまでの距離であり、たとえば、約１００μｍである。これにより、音響波整合層１４の高さｈ１は、半導体発光素子１１の高さｈ２よりも大きくなる。その結果、図４に示すように、光音響検出ユニット１は、光音響検出ユニット１が被検体Ｐに接触するように配置する場合、音響波整合層１４と被検体Ｐとが接触するように構成されている。
【００４３】
〈装置本体部の構成〉
図１に示すように、装置本体部２には、画像化部２１と、画像表示部２２と、光源駆動部２３と、受信部２４と、制御部２５とが設けられている。
【００４４】
画像化部２１は、好ましくは、比較的高速に処理することが可能なＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む。そして、画像化部２１は、光音響検出ユニット１により検出された音響波信号を、逐次近似法を用いながら、光音響画像に画像化するように構成されている。なお、逐次近似法の詳細は、後述する。
【００４５】
画像表示部２２は、たとえば、液晶パネルからなる。そして、画像表示部２２は、画像化部２１により画像化された光音響画像を、制御部２５からの指令に基づいて、表示するように構成されている。
【００４６】
光源駆動部２３は、外部電源（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、光源駆動部２３は、制御部２５からの光トリガ信号に基づいて、複数の半導体発光素子１１のそれぞれに電力を供給するように構成されている。光トリガ信号は、たとえば、周波数が１ｋＨｚの信号として構成されている。なお、光トリガ信号は、１ｋＨｚ以外の所定の周波数を有する信号として構成されていてもよい。
【００４７】
受信部２４は、制御部２５からのサンプリングトリガ信号（サンプリング数がＭ（Ｍは自然数））に基づいて、超音波振動子１２から音響波信号を取得して、取得した音響波信号の検波（復調）や、平均化処理、信号増幅処理などを行うように構成されている。そして、受信部２４は、メモリを含み、メモリに処理後の音響波信号を投影信号として記憶するように構成されている。なお、本願明細書では、投影信号を、超音波振動子１２のチャンネル数（たとえば、Ｎ）とサンプリング数（たとえば、Ｍ）とのマトリックス状に示されるデータを意味するものとして記載している。また、画像（逆投影信号）を、画像表示部２２の解像度に対応するように、幅方向（縦方向または横方向）に関する情報であるＫ座標（Ｋは自然数）および深さ方向に関する情報であるＱ座標（Ｑは自然数）のマトリックス状に構成されたデータの状態を意味するものとして記載している。
【００４８】
ここで、第１実施形態では、図５に示すように、画像化部２１は、光音響検出ユニット１により検出した音響波の信号を画像化する逆投影処理と、画像化された画像（評価画像）を音響波の信号と比較するための投影信号（評価結果信号）を生成する投影処理とを繰り返して逐次近似しながら、音響波の信号を光音響画像に画像化するように構成されている。すなわち、画像化部２１は、統計学的手法を用いた画像化処理を実行可能に構成されている。以下、具体的に説明する。
【００４９】
画像化部２１は、音響波信号と比較して評価するための評価画像Ｂｉを生成して、生成された評価画像Ｂｉを音響波信号と比較するための投影信号ｂｉに変換する投影処理と、投影信号ｂｉと音響波信号との比較（評価処理）結果に基づいた評価結果信号ｃｉを画像化する逆投影処理を行い新たな評価画像Ｂｉ＋１を生成する処理（画像合成処理）とを繰り返しながら近似を行う手法（逐次近似法であり統計学的手法）を用いる。なお、ｉは、近似が繰り返された回数（自然数）を表し、画像化部２１は、ｉが所定の数Ｉ（自然数）になるまで近似を繰り返すように構成されている。
【００５０】
また、画像化部２１は、統計学的手法（逐次近似法）による処理として、ＯＳ−ＥＭ（Ｏｒｄｅｒｄ  Ｓｕｂｓｅｔｓ  Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ  Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）法を用いるように構成されている。ＯＳ−ＥＭ法は、他の統計学的手法（たとえば、ＭＬ−ＥＭ法）に比べて、近似が集束するために要する時間が短いので、光音響画像の生成に要する時間を短くすることが可能になる。
【００５１】
そして、図５に示すように、画像化部２１は、初期評価画像生成部３０と、投影処理部３１と、評価処理部３２と、逆投影処理部３３と、画像合成部３４とを含む。
【００５２】
初期評価画像生成部３０は、評価画像Ｂｉのうちの１番目（ｉ＝１）の評価画像である初期評価画像Ｂ１を、光音響検出ユニット１により検出した音響波信号に対して解析的手法による処理を行うことによって生成するように構成されている。なお、解析的手法としては、たとえば、整相加算法、ＣＢＰ（Ｃｉｒｃｕｌａｒ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法、２次元フーリエ変換法、および、ＨＴＡ（Ｈｏｕｇｈ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）法を用いることが可能である。また、初期評価画像生成部３０は、音響波信号に対して解析的手法による処理を行うことなく、予め設定された画像を初期評価画像Ｂ１として生成するように構成されていてもよい。
【００５３】
投影処理部３１は、初期評価画像生成部３０または後述する画像合成部３４から評価画像Ｂｉを取得するように構成されている。なお、投影処理部３１は、初期評価画像Ｂ１を取得する場合には、初期評価画像生成部３０から初期評価画像Ｂ１を取得して、初期評価画像Ｂ１以外の評価画像Ｂｉを取得する場合には、画像合成部３４から評価画像Ｂｉを取得するように構成されている。そして、投影処理部３１は、評価画像Ｂｉ（初期評価画像Ｂ１）から投影信号ｂｉに変換する投影処理を行う。
【００５４】
評価処理部３２は、変換された投影信号ｂｉと音響波信号とを比較して評価するとともに、評価結果信号ｃｉを生成するように構成されている。ここで、評価処理部３２による評価方法は、操作者（ユーザ）が所望する画像に応じた方法（アルゴリズム）を用いることが好ましい。たとえば、操作者によっては、画像にノイズを含むことを許容する一方、検出対象物Ｐａのエッジ部分がより鮮明に画像化された画像を望む場合や、検出対象物Ｐａのエッジ部分が多少ぼやけることを許容する一方、画像に含まれるノイズを極力低減することを望む場合がある。
【００５５】
したがって、操作者が所望する画像に応じた評価方法により生成された評価結果信号ｃｉにより統計学的手法を用いることによって、画像化部２１は、操作者が所望する画像に近似された光音響画像を生成することが可能に構成されている。評価結果信号ｃｉを算出する方法としては、投影信号ｂｉと音響波信号との差分により算出する方法や、投影信号ｂｉを音響波信号により除算された値を用いて算出する方法などがある。
【００５６】
逆投影処理部３３は、評価処理部３２により生成された評価結果信号ｃｉを逆投影処理して、評価結果画像Ｃｉを生成するように構成されている。逆投影処理部３３における逆投影処理の方法は、初期評価画像生成部３０と同様に、解析的手法を用いて行う。
【００５７】
画像合成部３４は、逆投影処理部３３により生成された評価結果画像Ｃｉを取得して、評価結果画像Ｃｉと評価画像Ｂｉとを合成して新たな評価画像Ｂｉ＋１を生成するように構成されている。なお、画像合成部３４は、逆投影処理部３３により生成された評価結果画像Ｃｉが１番目の場合（評価結果画像Ｃ１の場合）には、初期評価画像生成部３０から初期評価画像Ｂ１を取得して、評価結果画像Ｃ１と評価画像Ｂ１とを合成して評価画像Ｂ２を生成するように構成されている。
【００５８】
また、画像合成部３４は、所定の数Ｉに対応する評価画像ＢＩを生成する場合には、評価画像ＢＩを光音響画像として画像表示部２２に出力するように構成されている。なお、画像化部２１は、所定の数Ｉを、統計学的手法の種類や画像などに応じて変更可能に構成されている。
【００５９】
そして、画像表示部２２は、画像化部２１により生成された光音響画像を表示するように構成されている。
【００６０】
［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。
【００６１】
第１実施形態では、上記のように、光音響検出ユニット１に、半導体発光素子１１と超音波振動子１２とが共に同一の表面１３ａ上に配置される基板１３を設ける。これにより、超音波振動子１２の近傍に半導体発光素子１１を配置することができるので、超音波振動子１２と同一の表面１３ａ上に配置されている半導体発光素子１１から、直接、超音波振動子１２の近傍に位置する被検体Ｐに光を照射することができる。その結果、半導体発光素子１１から超音波振動子１２の近傍に光を導光するための導光板を設ける必要がないので、超音波振動子１２は、導光板を介することなく、被検体Ｐからの音響波を検出することができる。この結果、導光板の界面に起因する音響波の反射が生じないので、検出した音響波を画像化する際に、偽画像が生じるのを抑制して鮮明な光音響画像を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、半導体発光素子１１および超音波振動子１２を、それぞれ、複数設ける。また、基板１３の表面１３ａを、平坦面状に形成する。また、基板１３に、複数の半導体発光素子１１が配置される発光素子配置領域Ｒ１と、発光素子配置領域Ｒ１とは別個に設けられ、複数の超音波振動子１２が配置される検出素子配置領域Ｒ２とを設ける。これにより、平坦面状に形成されている基板１３の表面１３ａの異なる領域に半導体発光素子１１と超音波振動子１２とが配置されるので、超音波振動子１２が、半導体発光素子１１と被検体Ｐとの間に配置されない。これにより、半導体発光素子１１からの光が被検体Ｐに到達する前に、超音波振動子１２に光が遮られて光が損失するのを抑制することができる。また、超音波振動子１２と同様に、半導体発光素子１１が、超音波振動子１２と被検体Ｐとの間に配置されないので、被検体Ｐからの音響波が超音波振動子１２に到達する前に、半導体発光素子１１に音響波が遮られて音響波が減衰するのを抑制することができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、基板１３の表面１３ａにおいて、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａを、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａよりも外側に設ける。ここで、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａが、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａよりも内側に配置されている場合には、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａ近傍の被検体Ｐの部分に照射される光量が比較的小さくなる。この場合、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａ近傍に配置されている超音波振動子１２が検出した音響波に基づく光音響画像は、不鮮明になりやすい。その点に対して、第１実施形態では、発光素子配置領域Ｒ１の外縁Ｒ１ａを、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａよりも外側に設けることにより、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａ近傍の被検体Ｐの部分においても、半導体発光素子１１からの光量が小さくなるのが抑制されるので、検出素子配置領域Ｒ２の外縁Ｒ２ａ近傍に配置されている超音波振動子１２が検出した音響波を画像化する際に、光音響画像が不鮮明になるのを抑制することができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、上記のように、発光素子配置領域Ｒ１および検出素子配置領域Ｒ２を、発光素子配置領域Ｒ１の中心点Ｃ１と、検出素子配置領域Ｒ２の中心点Ｃ２とが略一致するように設ける。これにより、発光素子配置領域Ｒ１の中心点Ｃ１と、検出素子配置領域Ｒ２の中心点Ｃ２とが遠方に離間して設けられる場合に比べて、発光素子配置領域Ｒ１と検出素子配置領域Ｒ２とが近接するので、複数の半導体発光素子１１と複数の超音波振動子１２とを比較的近接して配置することができる。
【００６５】
また、第１実施形態では、上記のように、光音響検出ユニット１に、超音波振動子１２を覆うように設けられ、被検体Ｐと超音波振動子１２との間の音響波整合を行う音響波整合層１４を設ける。これにより、音響波整合層１４により被検体Ｐと超音波振動子１２との間で音響波整合が行われるので、被検体Ｐからの音響波を、効率よく超音波振動子１２に伝達させることができる。
【００６６】
また、第１実施形態では、上記のように、基板１３の表面１３ａを、平坦面状に形成するとともに、基板１３の表面１３ａに垂直な方向で、かつ、基板１３の表面１３ａから被検体Ｐに向かう方向（矢印Ｚ１方向）において、音響波整合層１４の基板１３の表面１３ａからの高さｈ１を、半導体発光素子１１の基板１３の表面１３ａからの高さｈ２よりも大きくする。これにより、半導体発光素子１１よりも音響波整合層１４の方が被検体Ｐに接触しやすくなるので、音響波整合層１４と被検体Ｐとが接触しないことに起因して音響波整合層１４と被検体Ｐとの間に空気等が挟まるのを抑制することができる。その結果、被検体Ｐから発生した音響波が、音響波整合層１４と被検体Ｐとの間の空気等に反射して被検体Ｐ内に再び戻されることが抑制されるので、被検体Ｐからの音響波を、より効率良く超音波振動子１２に伝達させることができる。
【００６７】
また、第１実施形態では、上記のように、半導体発光素子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少なくとも１つの素子を含むように構成する。これにより、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は、直接電力が供給されることにより発光するので、固体レーザ素子のように、固体レーザ素子の近傍に素子から光を放出させるための大型な装置構成（励起光源、光学部材や光学定盤など）を必要としない。その結果、大型な装置構成を半導体発光素子１１の近傍に設ける必要がないので、容易に半導体発光素子１１と超音波振動子１２とを同一の基板１３上の光音響検出ユニット１に配置することができる。
【００６８】
また、第１実施形態では、上記のように、画像化部２１を、光音響検出ユニット１により検出した音響波の信号を画像化する逆投影処理と、画像化された画像を音響波の信号と比較するための投影信号を生成する投影処理とを繰り返して逐次近似しながら、音響波の信号を光音響画像に画像化するように構成する。これにより、比較的大きな基板１３に、半導体発光素子１１および超音波振動子１２を配置する場合でも、逐次近似することにより空間分解能を向上させた状態で音響波の信号を光音響画像に画像化することができるので、半導体発光素子１１の数および超音波振動子１２の数が増大するのを抑制することができる。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、図１、図６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、上記第１実施形態の構成に加えて、光音響検出ユニット２０１に、半導体発光素子１１と超音波振動子１２との間に配置され、半導体発光素子１１からの光を反射する壁部材２１５が設けられている。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。
【００７０】
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、光音響検出ユニット２０１を含む。そして、図６に示すように、光音響検出ユニット２０１は、基板２１３と、複数の半導体発光素子１１と、複数の超音波振動子１２と、壁部材２１５とを含む。なお、壁部材２１５は、特許請求の範囲の「光制御部材」の一例である。
【００７１】
基板２１３には、第１実施形態の基板１３と同様に、複数の半導体発光素子１１と、複数の超音波振動子１２とが、同一の表面２１３ａに配置されている。そして、基板２１３は、発光素子配置領域Ｒ１１と検出素子配置領域Ｒ１２とを含み、発光素子配置領域Ｒ１１の外縁Ｒ１１ａは、検出素子配置領域Ｒ１２の外縁Ｒ１２ａよりも外側に設けられている。また、発光素子配置領域Ｒ１１の中心点と検出素子配置領域Ｒ１２の中心点とは、略一致するように設定されている。
【００７２】
また、複数の半導体発光素子１１は、Ｘ軸に平行な方向に並列して配置されている２つのマトリックス状（たとえば、４行２列）の超音波振動子１２を、それぞれ囲むように配置されている。
【００７３】
ここで、第２実施形態では、図６に示すように、光音響検出ユニット２０１に、半導体発光素子１１と超音波振動子１２との間に配置され、半導体発光素子１１からの光を反射する２つの壁部材２１５が設けられている。
【００７４】
壁部材２１５は、枠状で、かつ、矩形形状に、２つ形成されている。そして、壁部材２１５は、基板２１３の表面２１３ａ上において、２つのマトリックス状に配列された超音波振動子１２を、超音波振動子１２と半導体発光素子１１との間の位置において、それぞれ取り囲むように配置されている。
【００７５】
具体的には、図７に示すように、壁部材２１５は、本体部材２１５ａと、本体部材２１５ａの表面を覆う被覆部材２１５ｂとを含む。本体部材２１５ａは、たとえば、プラスチックや、金属等により構成されている。また、被覆部材２１５ｂは、たとえば、酸化チタン（白色）、アルミメッキ、または、金メッキにより構成されており、半導体発光素子１１からの光を反射するように構成されている。
【００７６】
また、壁部材２１５は、基板２１３の表面２１３ａ上において、半導体発光素子１１の発光面１１ｂの中心１１ｃと、音響波整合層１４の上端面の端部１４ａとを結ぶ線Ａ１を遮る位置に配置されている。すなわち、第２実施形態の光音響検出ユニット２０１は、発光面１１ｂから放出された光が、直接、音響波整合層１４および超音波振動子１２に侵入することが抑制されるように構成されている。
【００７７】
また、壁部材２１５は、壁部材２１５の基板２１３の表面２１３ａからの高さｈ４が、音響波整合層１４の基板２１３の表面２１３ａからの高さｈ１よりも小さくなるように構成されている。これにより、壁部材２１５が被検体Ｐに接触することに起因して音響波整合層１４と被検体Ｐとが接触しない状態になることが抑制される。
【００７８】
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。
【００７９】
［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。
【００８０】
第２実施形態では、上記のように、光音響検出ユニット２０１に、半導体発光素子１１と超音波振動子１２との間に配置され、半導体発光素子１１からの光を反射する壁部材２１５を設ける。これにより、半導体発光素子１１からの光が、超音波振動子１２に照射されるのを抑制することができるので、超音波振動子１２が光を吸収することに起因する不要な音響波の発生や、超音波振動子１２が光を吸収することに起因する超音波振動子１２内へのノイズの侵入を抑制することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
［第３実施形態］
次に、図１および図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、半導体発光素子１１および超音波振動子１２は、基板３１３の表面３１３ａ上において、それぞれ直線状に配置されている。なお、上記第１実施形態および上記第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。
【００８３】
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、光音響画像化装置３００は、光音響検出ユニット３０１を含む。そして、図８に示すように、光音響検出ユニット３０１は、基板３１３を含む。光音響検出ユニット３０１は、複数の半導体発光素子３１１からなる複数の発光素子群３１１ａと、複数の超音波振動子３１２からなる複数の超音波振動子群３１２ａと、基板３１３と、複数の音響波整合層３１４と、複数の壁部材３１５とを含む。
【００８４】
図８に示すように、発光素子群３１１ａは、基板３１３の表面３１３ａ上において、Ｙ軸に平行な方向に沿って直線状に配置された複数の半導体発光素子３１１から構成されている。また、発光素子群３１１ａは、複数（たとえば、図８では１２個として図示）の半導体発光素子３１１が、互いにワイヤ３１１ｂにより、電気的に直列に接続されている。また、発光素子群３１１ａの最も矢印Ｙ１方向側および矢印Ｙ２方向側に配置された電極３１１ｃは、それぞれケーブル３と、配線３ａ（矢印Ｙ１方向側の配線３ａは図示せず）を介して接続されている。
【００８５】
そして、発光素子群３１１ａは、複数設けられており、複数（たとえば、図８では７個として図示）の発光素子群３１１ａは、Ｘ軸に平行な方向に沿って、所定の間隔を隔てて、並列して配置されている。
【００８６】
また、第３実施形態では、超音波振動子群３１２ａは、基板３１３の表面３１３ａ上において、Ｙ軸に平行な方向に沿って直線状に配置された複数の超音波振動子３１２から構成されている。超音波振動子群３１２は、複数（たとえば、図８では、１９個として図示）の超音波振動子３１２が互いに隣接して配置されている。そして、超音波振動子群３１２の複数の超音波振動子３１２は、それぞれケーブル３に配線３ｂを介して接続されており、それぞれ互いに異なるチャンネルとして、音響波の信号を、装置本体部２に伝達可能に構成されている。
【００８７】
また、超音波振動子群３１２ａは、複数設けられており、複数の発光素子群３１１ａ同士の間に、所定の間隔を隔てて、並列して配置されている。
【００８８】
基板３１３は、第１実施形態による光音響検出ユニット１と同様に、表面３１３ａにおいて、発光素子配置領域Ｒ２１の外縁Ｒ２１ａは、検出素子配置領域Ｒ２２の外縁Ｒ２２ａよりも外側に設けられている。また、発光素子配置領域Ｒ２１の中心点と検出素子配置領域Ｒ２２の中心点とは、略一致するように設定されている。
【００８９】
音響波整合層３１４は、超音波振動子群３１２ａを矢印Ｚ１方向側から覆うように設けられており、被検体Ｐと超音波振動子群３１２ａに含まれる超音波振動子３１２との音響波整合を行うように構成されている。そして、音響波整合層３１４は、複数設けられており、超音波振動子群３１２ａにそれぞれ設けられている。
【００９０】
壁部材３１５は、発光素子群３１１ａと超音波振動子群３１２ａとの間に、それぞれ設けられており、発光素子群３１１ａに含まれる半導体発光素子３１１からの光を、遮蔽（遮光）するか、または、反射するように構成されている。
【００９１】
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。
【００９２】
［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。
【００９３】
第３実施形態では、上記のように、複数の半導体発光素子３１１（半導体発光素子群３１１ａ）および複数の超音波振動子３１２（超音波振動子群３１２ａ）は、基板３１３の表面３１３ａ上において、それぞれ直線状に配置されている。これにより、半導体発光素子３１１が直線状に配置される場合には、半導体発光素子３１１を比較的密集して配置することができるので、複数の半導体発光素子３１１が離散的に配置される場合に比べて、光の発光強度の密度を大きくすることができる。これにより、より密度が大きな音響波を発生させることができ、鮮明な光音響画像を生成することができる。また、超音波振動子３１２が直線状に配置される場合には、超音波振動子３１２を直線状に形成した状態で、一体的に基板３１３に配置することができるので、複数の超音波振動子３１２を１つずつ点在させるように基板３１３に配置する場合に比べて、製造工程数が増大するのを抑制することができる。
【００９４】
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。
【００９５】
［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。
【００９６】
たとえば、上記第１〜第３実施形態では、基板の表面を平坦面状に形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、基板の表面を平坦面状以外の形状を有するように形成してもよい。たとえば、図９に示す変形例ように、基板４１３の表面４１３ａを、被検体Ｐとは反対側に凸形状を有する円弧状に形成してもよい。これにより、たとえば、人体の乳房等の円弧状の表面を有する被検体Ｐからの音響波を検出する場合に、表面４１３ａと被検体Ｐとの形状の違いに起因して、表面４１３ａと被検体Ｐとの接触面積の縮小や、被検体Ｐに表面４１３ａから過度に圧力が加わることが抑制される。
【００９７】
また、上記第１〜第３実施形態では、基板を、平面視において、矩形形状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。本発明では、基板を、平面視において、矩形形状以外の形状を有するように構成してもよい。たとえば、基板を、平面視において、円形形状を有するように構成してもよい。
【００９８】
また、上記第１〜第３実施形態では、半導体発光素子と超音波振動子とを、それぞれ、複数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、１つの半導体発光素子により被検体に光を照射するように構成してもよいし、１つの超音波振動子により音響波を検出するように構成してもよい。
【００９９】
また、上記第１〜第３実施形態では、光源駆動部を装置本体部に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、光源駆動部を装置本体部ではなく、光音響検出ユニットに設けてもよい。たとえば、基板の半導体発光素子および超音波振動子が設けられている表面とは反対側の表面に、光源駆動回路（光源駆動部）を実装してもよい。
【０１００】
また、上記第１〜第３実施形態では、発光素子配置領域の中心点と、検出素子配置領域の中心点とを、略一致する位置に設ける例（図２参照）を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、発光素子配置領域の中心点と、検出素子配置領域の中心点とを、遠方に離間する位置に設けてもよい。
【０１０１】
また、上記第１〜第３実施形態では、発光素子配置領域の外縁を、検出素子配置領域の外縁よりも外側に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、発光素子配置領域の外縁を、検出素子配置領域の外縁よりも内側に設けてもよいし、発光素子配置領域の外縁を、検出素子配置領域の外縁に重なるように設けてもよい。
【０１０２】
また、上記第１〜第３実施形態では、音響波整合層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、音響波整合層を設けずに、超音波振動子と被検体とが直接接触するように構成してもよい。
【０１０３】
また、上記第１〜第３実施形態では、音響波整合層を、音響波整合層の高さｈ１が、半導体発光素子の高さｈ２（図４参照）よりも大きくな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、音響波整合層を、音響波整合層の高さｈ１が、半導体発光素子の高さｈ２以下になるように構成してもよい。
【０１０４】
また、上記第２または第３実施形態では、壁部材を、本体部材と本体部材の表面を覆う被覆部材との２つの部材から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、壁部材を、光を遮蔽する性質（遮光性）または光を反射する性質（反射性）を有する１つの部材により構成してもよいし、遮光性または反射性を有する部材を含む３つ以上の部材により構成してもよい。
【０１０５】
また、上記第１〜第３実施形態では、特許請求の範囲の発光素子の例として、半導体発光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、半導体発光素子以外の素子を用いてもよい。
【０１０６】
また、上記第１〜第３実施形態では、画像化部を、音響波の信号を逐次近似しながら光音響画像に画像化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、画像化部を、音響波の信号を逐次近似しないで、光音響画像に画像化するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１、２０１、３０１  光音響検出ユニット
１１、３１１  半導体発光素子（発光素子）
１２、３１２  超音波振動子（検出素子）
１３、２１３、３１３、４１３  基板
１３ａ、２１３ａ、３１３ａ、４１３ａ  表面
１４、３１４  音響波整合層（音響波整合部材）
２１  画像化部
１００、２００、３００  光音響画像化装置
２１５、３１５  壁部材（光制御部材）
【図１】
2017035335.tif 000003
【図２】
2017035335.tif 000004
【図３】
2017035335.tif 000005
【図４】
2017035335.tif 000006
【図５】
2017035335.tif 000007
【図６】
2017035335.tif 000008
【図７】
2017035335.tif 000009
【図８】
2017035335.tif 000010
【図９】
2017035335.tif 000011