JP2016007224A - 光音響画像化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光音響画像化装置本体内のコンデンサに蓄積された電荷に起因して、電気回路が損傷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。
【解決手段】この光音響画像化装置１００は、装置本体１０とは別個に設けられる光源装置２０を接続するための本体側コネクタ１１と、コンデンサ１３ｄを含み、本体側コネクタ１１を介して光源装置２０に電圧を印加するための昇圧回路１３と、昇圧回路１３のコンデンサ１３ｄの両極に接続され、コンデンサ１３ｄに蓄積された電荷を放電するための放電回路１５と、本体側コネクタ１１と光源装置２０との接続が解除された場合、および、装置本体１０の電源がオフ状態にされた場合に、放電動作を行うように放電回路１５を制御する放電回路制御部１６とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、光音響画像化装置に関し、特に、放電回路を備える光音響画像化装置に関する。

従来、放電回路を備える駆動回路構成（回路パッケージ）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、コンデンサと、回路パッケージと本体装置との接続状態を検出する検出回路と、コンデンサの両極に接続された放電回路とを備える回路パッケージが開示されている。この回路パッケージでは、検出回路により回路パッケージが本体装置と接続されたことが検出された場合には、放電回路の放電動作を禁止するように構成されている。また、この回路パッケージでは、検出回路により回路パッケージが本体装置から切り離されたことが検出された場合には、放電回路の放電動作を作動させて、回路パッケージのコンデンサに蓄積された電荷を放電するように構成されている。

一方、従来、被検体内部の情報を画像化する光音響画像化装置が知られている。従来の光音響画像化装置では、光音響画像化装置本体とは別個に光源装置が設けられる場合がある。この場合、光源装置には、光音響画像化装置本体から電力が供給されるように構成される。

特開平８−２０５４０１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の回路パッケージでは、回路パッケージの放電回路により回路パッケージ内のコンデンサは放電される一方、本体装置内のコンデンサは放電されていない。このため、本体装置内のコンデンサに蓄積された電荷に起因して、電気回路が損傷する可能性があるという不都合がある。

また、上記した光音響画像化装置に対して上記特許文献１の発明を適用した場合にも、上記特許文献１の不都合と同様の問題点があると考えられる。すなわち、光音響画像化装置本体内のコンデンサに蓄積された電荷に起因して、電気回路が損傷する可能性があるという問題点がある。

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、光音響画像化装置本体内のコンデンサに蓄積された電荷に起因して、電気回路が損傷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。

この発明の一の局面による光音響画像化装置は、光音響画像化装置本体に設けられるとともに、光音響画像化装置本体とは別個に設けられる光源装置を接続するためのコネクタと、光音響画像化装置本体に設けられるとともに、コンデンサを含み、コネクタを介して光源装置に電圧を印加するための昇圧回路と、光音響画像化装置本体に設けられるとともに、昇圧回路のコンデンサの両極に接続され、光音響画像化装置本体に設けられるコンデンサに蓄積された電荷を放電するための放電回路と、光音響画像化装置本体に設けられるとともに、コネクタと光源装置との接続が解除された場合、および、光音響画像化装置本体の電源がオフ状態にされた場合に、放電動作を行うように放電回路を制御する放電回路制御部と、を備える。

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、コネクタと光源装置との接続が解除された場合、および、光音響画像化装置本体の電源がオフ状態にされた場合に、光音響画像化装置本体に設けられるコンデンサに蓄積された電荷を放電する放電動作を行うように放電回路を制御する放電回路制御部を設ける。これにより、コネクタと光源装置との接続が解除された場合には、電源がオン状態であっても、光音響画像化装置本体に設けられたコンデンサに蓄積された電荷を放電回路により放電させることができる。また、電源がオフ状態にされた場合には、光音響画像化装置本体に設けられたコンデンサに蓄積された電荷を放電回路により迅速に放電させることができる。これらの結果、コネクタと光源装置との接続が解除された場合、および、光音響画像化装置本体の電源がオフ状態にされた場合の両方の場合において、光音響画像化装置本体内のコンデンサに蓄積された電荷に起因して、電気回路が損傷するのを抑制することができる。

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、放電回路制御部は、電源のオン状態とオフ状態とを検出する電源検出部と、光源装置のコネクタへの接続状態と接続の解除状態とを検出する接続状態検出部とを含む。このように構成すれば、電源検出部により電源のオン状態とオフ状態とを容易に検出することができるとともに、接続状態検出部により接続状態と接続の解除状態とを容易に検出することができる。

この場合、好ましくは、電源検出部は、電源の電圧がしきい値電圧を越えたことが検出された場合に、電源がオン状態であると判定するとともに、しきい値電圧を越えない場合には、電源がオフ状態であると判定するように構成されている。このように構成すれば、電源の電圧がしきい値電圧を越えたことを検出するだけで、容易に、電源のオン状態とオフ状態とを判定することができる。

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、放電回路は、放電回路制御部から出力される信号に応じてオンオフされることにより、放電動作の切り替えを行うためのスイッチ素子を含む。このように構成すれば、簡易な構成により、放電回路の放電動作を切り替えることができる。

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、放電回路制御部は、光源装置の正規品または非正規品のいずれかが接続されたことを検出するための正規品検出部を含み、放電回路制御部は、コネクタと光源装置との接続が解除された場合、および、電源がオフ状態にされた場合に加えて、正規品検出部により非正規品が接続されたことが検出された場合にも、放電動作を行うように放電回路を制御するように構成されている。このように構成すれば、誤って光源装置の非正規品を接続した場合に、放電回路により放電動作が行われるので、昇圧回路による昇圧動作が行われないように構成することができる。したがって、誤って光源装置の非正規品を接続したとしても、昇圧回路により昇圧された電圧が非正規品に印加されるのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、放電回路制御部は、正規品検出部により正規品が接続されたことが検出された場合で、かつ、電源がオン状態にされた場合には、放電動作を行わないように放電回路を制御するように構成されている。このように構成すれば、光源装置の正規品が接続された場合には、適切に、昇圧回路による昇圧動作を行うことができる。

本発明によれば、上記のように、光音響画像化装置本体内のコンデンサに蓄積された電荷に起因して、電気回路が損傷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ができる。

本発明の第１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す図である。 本発明の第１実施形態による光音響画像化装置および光源装置が含む回路の構成を示す模式的な回路図である。 光音響画像化装置の電源オフ状態で本体側コネクタと光源装置との接続が解除される場合の放電回路の動作を説明するための図である。 光音響画像化装置の電源オン状態で本体側コネクタと光源装置との接続が解除される場合の放電回路の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による光音響画像化装置に光源装置の正規品が接続された場合の例を示す図である。 本発明の第２実施形態による光音響画像化装置に光源装置の非正規品が接続された場合の例を示す図である。 本発明の第３実施形態による光音響画像化装置の全体構成を示す図である。 本発明の第３実施形態による光音響画像化装置に光源装置の正規品が接続された場合の第１の例を示す図である。 本発明の第３実施形態による光音響画像化装置に光源装置の正規品が接続された場合の第２の例を示す図である。 本発明の第３実施形態による光音響画像化装置に光源装置の正規品が接続された場合の第３の例を示す図である。 本発明の第３実施形態による光音響画像化装置に光源装置の非正規品が接続された場合の例を示す図である。

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。

（第１実施形態）
まず、図１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。

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、光音響画像化装置本体１０（以下、装置本体１０と記載する）と、光源装置２０と、プローブ３０とを備えている。

光音響画像化装置１００は、光源装置２０から被検体（たとえば、人体）に光を照射して、被検体から発生する光音響波（超音波）をプローブ３０により検出するように構成されている。そして、光音響画像化装置１００は、プローブ３０の検出結果に基づいて、被検体内部の情報を可視化（画像化）して、装置本体１０の表示部１０ａに表示するように構成されている。

また、光音響画像化装置１００は、装置本体１０に設けられる本体側コネクタ１１に光源装置２０が接続されるように構成されている。詳細には、光音響画像化装置１００では、本体側コネクタ１１に、光源装置２０に設けられる光源側コネクタ２１が挿入されることにより、装置本体１０と光源装置２０とが接続される。そして、本体側コネクタ１１に光源装置２０（光源側コネクタ２１）が接続された接続状態で、本体装置１０から光源装置２０に電力が供給される。その結果、光源装置２０から光を照射することができる。なお、本体側コネクタ１１は、本発明の「コネクタ」の一例である。

次に、図２を参照して、装置本体１０および光源装置２０が含む回路の構成について説明する。具体的には、装置本体１０から光源装置２０に電力を供給するための回路の構成について説明する。

装置本体１０には、電源部１２が設けられている。電源部１２は、バッテリなどの直流電源を含み、装置本体１０の各構成要素に電力（直流電力）を供給するように構成されている。なお、電源部１２は、商用電源などの交流電源と整流平滑回路との組み合わせにより、直流電力を供給するように構成してもよい。

また、装置本体１０には、昇圧回路１３が設けられている。昇圧回路１３は、一次コイル１３ａと、二次コイル１３ｂと、ダイオード１３ｃと、コンデンサ１３ｄとを含んでいる。

一次コイル１３ａの両端は、制御回路１４に接続されている。制御回路１４は、一次コイル１３ａに流れる電流をスイッチング動作により制御して、二次コイル１３ｂに直流電圧を発生させるように構成されている。

二次コイル１３ｂは、一端がＳＧ（シグナルグラウンド）１に接続され、他端がダイオード１３ｃに接続されている。

ダイオード１３ｃは、本体側コネクタ１１の端子およびコンデンサ１３ｄの一方側の電極に接続されている。

コンデンサ１３ｄは、他方側の電極がＳＧ２に接続されている。昇圧回路１３では、ダイオード１３ｃおよびコンデンサ１３ｄにより整流平滑回路が構成されており、二次コイル１３ｂに発生した直流電圧が整流平滑される。そして、昇圧回路１３により所定の電圧値（数百ボルト）まで昇圧された直流電圧が、本体側コネクタ１１を介して、光源装置２０に印加される。

また、装置本体１０には、放電回路１５が設けられている。放電回路１５は、放電抵抗１５ａと、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）１５ｂとを含んでいる。

放電抵抗１５ａは、一端が昇圧回路１３のコンデンサ１３ｄの一方側の電極に接続され、他端がＦＥＴ１５ｂのドレイン（Ｄ）に接続されている。

ＦＥＴ１５ｂは、ソース（Ｓ）が昇圧回路１３のコンデンサ１３ｄの他方側の電極に接続されている。また、ＦＥＴ１５ｂのゲート（Ｇ）は、後述する放電制御部１６のＯＲ回路１６ｃに接続されている。また、ＦＥＴ１５ｂは、ＯＲ回路１６ｃから出力される信号に応じて、オンオフされるように構成されている。なお、ＦＥＴ１５ｂは、本発明の「スイッチ素子」の一例である。

放電回路１５は、コンデンサ１３ｄに蓄積された電荷を放電するように構成されている。具体的には、放電回路１５では、ＦＥＴ１５ｂがオン状態にされた場合に、ＦＥＴ１５ｂを介して放電抵抗１５ａの他端がコンデンサ１３ｄに電気的に接続される。これにより、コンデンサ１３ｄに蓄積された電荷が放電抵抗１５ａにより放電され、放電動作が行われる。また、放電回路１５では、ＦＥＴ１５ｂがオフ状態にされた場合には、ＦＥＴ１５ｂを介した放電抵抗１５ａの他端とコンデンサ１３ｄとの電気的な接続が解除される。これにより、コンデンサ１３ｄに蓄積された電荷が放電抵抗１６ａにより放電されず、放電動作が行われない。

また、装置本体１０には、放電回路制御部１６が設けられている。ここで、第１実施形態では、放電回路制御部１６は、本体側コネクタ１１と光源装置２０との接続が解除された場合、および、装置本体１０の電源（電源部１２）がオフ状態にされた場合に、ＦＥＴ１５ｂをオン状態にさせることにより、放電動作を行うように放電回路１５を制御するように構成されている。また、放電回路制御部１６は、本体側コネクタ１１に光源装置２０が接続されている場合で、かつ、電源がオン状態の場合には、ＦＥＴ１５ｂをオフ状態にすることにより、放電動作を行わないように放電回路１５を制御するように構成されている。

また、放電回路制御部１６は、電源検出回路１６ａと、接続状態検出回路１６ｂと、ＯＲ回路１６ｃとを含んでいる。電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂは、共に、ＯＲ回路１６ｃの入力端に接続されている。また、ＯＲ回路１６ｃは、出力端が放電回路１５のＦＥＴ１５ｂのゲートに接続されている。なお、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂは、それぞれ、本発明の「電源検出部」および「接続状態検出部」の一例である。

また、第１実施形態では、電源検出回路１６ａは、後述する電流制限回路１７のＦＥＴ１７ｃのゲートに印加される電圧（入力電圧）を検出することによって、電源のオン状態とオフ状態とを検出するように構成されている。具体的には、電源検出回路１６ａは、電流制限回路１７のＦＥＴ１７ｃのゲートに印加される電圧がしきい値電圧（図３参照、８Ｖ）を越えたことが検出された場合に、電源がオン状態であると判定（検出）するとともに、しきい値電圧を越えない場合には、電源がオフ状態であると判定（検出）するように構成されている。また、電源検出回路１６ａは、電源がオン状態であることを検出した場合には、Ｌｏｗレベルの信号をＯＲ回路１６ｃの入力端に出力するとともに、電源がオフ状態であることを検出した場合には、Ｈｉｇｈレベルの信号をＯＲ回路１６ｃの入力端に出力するように構成されている。

ここで、しきい値電圧は、ＦＥＴ１７ｃに印加される電圧の定常値（図３参照、１０Ｖ）に近い値（８Ｖ）に設定されている。これにより、装置本体１０が起動されてからしきい値電圧に達するまでは、電源検出回路１６ａによりオフ状態が検出される。そして、この間には、電源がオフ状態であるので、放電回路１５が放電動作を行い、昇圧回路１３による昇圧動作が行われないようにすることができる。したがって、装置本体１０が起動されてからしきい値電圧に達するまで（つまり、装置本体１０が安定的に立ち上がるまで）に、昇圧回路１３により昇圧動作が行われることに起因して、誤動作が起こるのを抑制することが可能である。

接続状態検出回路１６ｂは、光源装置２０の本体側コネクタ１１への接続状態と接続の解除状態とを検出するように構成されている。また、接続状態検出回路１６ｂは、接続状態であることを検出した場合には、Ｌｏｗレベルの信号をＯＲ回路１６ｃの入力端に出力するとともに、接続の解除状態であることを検出した場合には、Ｈｉｇｈレベルの信号をＯＲ回路１６ｃの入力端に出力するように構成されている。

そして、ＯＲ回路１６は、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂからの信号に応じて、出力端からＨｉｇｈまたはＬｏｗレベルの信号を放電回路１５のＦＥＴ１５ｂのゲートに出力するように構成されている。

また、装置本体１０には、電流制限回路１７が設けられている。電流制限回路１７は、２つの抵抗１７ａおよび１７ｂと、ＦＥＴ１７ｃとを含んでいる。

２つの抵抗１７ａおよび１７ｂは、互いに、並列に接続されている。また、２つの抵抗１７ａおよび１７ｂは、各々の一端が本体側コネクタ１１の端子に接続され、各々の他端がＦＥＴ１７ｃのドレインに接続されている。

ＦＥＴ１７ｃは、ソースがＳＧ３に接続され、ゲートが端子Ｔ１に接続されている。端子Ｔ１には、ＦＥＴ１７ｃをオン状態にするための入力電圧が電源部１２から入力されている。

電流制限回路１７では、装置本体１０が起動されて、電源部１２からの入力電圧が定常値（図３参照、１０Ｖ）になった場合に、ＦＥＴ１７ｃがオン状態にされる。これにより、光源装置２０の後述するＬＥＤ２２が、光源側コネクタ２１、本体側コネクタ１１および電流制限回路１７（２つの抵抗１７ａおよび１７ｂ、ＦＥＴ１７ｃ）を介して、ＳＧ３と接続される。その結果、昇圧回路１３により印加された電圧によりＬＥＤ２２に電流が流れて、光源装置２０から被検体に光が照射される。

光源装置２０には、ＬＥＤ２２が設けられている。ＬＥＤ２２は、複数のＬＥＤ素子が直列に接続されることにより構成されている。また、ＬＥＤ２２は、両端がそれぞれ光源側コネクタ２１の別個の端子に接続され、光源側コネクタ２１を介して、装置本体１０の昇圧回路１３による電圧が印加されるように構成されている。

次に、図３および図４を参照して、放電回路制御部１６による放電回路１５の制御動作について説明する。まず、図３を参照して、電源（電源部１２）がオフ状態で、光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続が解除された場合について説明する。ここでは、光音響画像化装置１００の起動から光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続が解除されるまでを、順を追って説明する。

まず、図３に示すように、ユーザが光音響画像化装置１００を使用していない状態では、装置本体１０は、電源がオフ状態であるとともに、光源装置２０が本体側コネクタ１１から取り外されている。この場合、放電回路制御部１６の電源検出回路１６ａにより電源がオフ状態であることが検出される。そして、電源検出回路１６ａからＯＲ回路１６ｃの入力端に、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。また、放電回路制御部１６の接続状態検出回路１６ｂにより光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続の解除状態が検出される。そして、接続状態検出回路１６ｂからＯＲ回路１６ｃの入力端に、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。そして、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂから共にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたので、論理演算の結果、ＯＲ回路１６ｃから放電回路１５のＦＥＴ１５ｂに、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。その結果、ＦＥＴ１５ｂがオン状態になり、放電回路１５による放電動作が行われる。

そして、光音響画像化装置１００を使用するためにユーザにより本体側コネクタ１１に光源装置２０が接続される。その後、ユーザにより装置本体１０が起動された場合には、電源部１２から昇圧回路１３および電流戻り回路１７のＦＥＴ１７ｃなど装置本体１０の各構成要素に電力の供給が開始される。図３では、ＦＥＴ１７ｃに印加される入力電圧の時間に対する変化を示している。図３に示すように、装置本体１０が起動されると、ＦＥＴ１７ｃに印加される入力電圧が徐々に増加する。なお、光源装置２０の本体側コネクタ１１への接続は、装置本体１０の起動の前に限られず、任意のタイミングで行われてよい。

そして、入力電圧がしきい値電圧（８Ｖ）を越えるまでは、電源検出回路１６ａにより電源がオフ状態であることが検出される。そして、電源検出回路１６ａからＯＲ回路１６ｃの入力端に、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。一方、光源装置２０と本体側コネクタ１１とが接続されているので、接続状態検出回路１６ｂでは、光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続状態が検出される。そして、接続状態検出回路１６ｂからＯＲ回路１６ｃの入力端に、Ｌｏｗレベルの信号が出力される。そして、電源検出回路１６ａからＨｉｇｈレベルの信号が入力されたとともに、接続状態検出回路１６ｂからＬｏｗレベルの信号が入力されたので、論理演算の結果、ＯＲ回路１６ｃから放電回路１５のＦＥＴ１５ｂに、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。その結果、入力電圧がしきい値電圧（８Ｖ）を越えるまでは、ＦＥＴ１５ｂのオン状態が維持される。つまり、装置本体１０が起動されたとしても、入力電圧がしきい値電圧を越えるまでは、放電回路１５により放電動作が行われるので、昇圧回路１３により昇圧動作が行われない。

そして、入力電圧がしきい値電圧（８Ｖ）を越えた場合には、電源検出回路１６ａにより電源がオン状態であることが検出される。そして、電源検出回路１６ａからＯＲ回路１６ｃの入力端に、Ｌｏｗレベルの信号が出力される。この場合には、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂから共にＬｏｗレベルの信号が入力されたので、論理演算の結果、ＯＲ回路１６ｃから放電回路１５のＦＥＴ１５ｂに、Ｌｏｗレベルの信号が出力される。その結果、ＦＥＴ１５ｂがオフ状態になり、放電回路１５による放電動作が停止（非放電）される。したがって、昇圧回路により昇圧動作が行われて、光源装置２０に電圧が印加される。

そして、光音響画像化装置１００の使用が終了して、ユーザにより装置本体１０の電源がオフ状態にされた場合には、電源部１２から装置本体１０の各構成要素への電力の供給が停止される。この際、起動時と同様に、ＦＥＴ１７ｃに印加される入力電圧が徐々に低下する。

そして、入力電圧がしきい値電圧（８Ｖ）を下回った場合には、電源検出回路１６ａにより電源がオフ状態であることが検出される。そして、電源検出回路１６ａからＯＲ回路１６ｃの入力端にＨｉｇｈレベルの信号が出力される。一方、接続状態検出回路１６ｂでは、光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続状態が検出される。そして、接続状態検出回路１６ｂからＯＲ回路１６ｃの入力端にＬｏｗレベルの信号が出力される。そして、電源検出回路１６ａからＨｉｇｈレベルの信号が入力されたとともに、接続状態検出回路１６ｂからＬｏｗレベルの信号が入力されたので、論理演算の結果、ＯＲ回路１６ｃから放電回路１５のＦＥＴ１５ｂに、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。その結果、ＦＥＴ１５ｂがオン状態になり、放電回路１５による放電動作が行われる。これにより、装置本体１０の電源がオフ状態になった場合に、昇圧回路１３のコンデンサ１３ｄに蓄積された電荷が放電回路により迅速に放電される。

その後、光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続が解除される。この場合には、接続状態検出回路１６ｂにより光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続の解除状態が検出される。そして、接続状態検出回路１６ｂからＯＲ回路１６ｃの入力端に、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。そして、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂから共にＨｉｇｈレベルの信号が入力されたので、論理演算の結果、ＯＲ回路１６ｃから放電回路１５のＦＥＴ１５ｂに、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。その結果、ＦＦＥＴ１５ｂのオン状態が維持される。

次に、図４を参照して、電源がオン状態で、光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続が解除された場合について説明する。なお、図３を参照して説明した内容と重複する内容については説明を省略して、相違点（電源がオン状態での光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続の解除）について説明する。

図４に示すように、電源がオン状態（入力電圧がしきい値電圧を越えた状態）で、光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続が解除された場合には、電源検出回路１６ａにより電源がオン状態であることが検出される。そして、電源検出回路１６ａからＯＲ回路１６ｃの入力端に、Ｌｏｗレベルの信号が出力される。また、接続状態検出回路１６ｂにより光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続の解除状態が検出される。そして、接続状態検出回路１６ａからＯＲ回路１６ｃの入力端にＨｉｇｈレベルの信号が出力される。そして、電源検出回路１６ａからＬｏｗレベルの信号が入力されたとともに、接続状態検出回路１６ｂからＨｉｇｈレベルの信号が入力されたので、論理演算の結果、ＯＲ回路１６ｃから放電回路１５のＦＥＴ１５ｂに、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。その結果、ＦＥＴ１５ｂがオン状態になり、放電回路１５による放電動作が行われる。したがって、オン状態であっても、光源装置２０と本体側コネクタ１１との接続が解除された場合には、昇圧回路１３のコンデンサ１３ｄに蓄積された電荷が放電回路により放電される。

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。

第１実施形態では、上記のように、本体側コネクタ１１と光源装置２０との接続が解除された場合、および、光音響画像化装置本体１０の電源がオフ状態にされた場合に、光音響画像化装置本体１０に設けられるコンデンサ１３ｄに蓄積された電荷を放電する放電動作を行うように放電回路１５を制御する放電回路制御部１６を設ける。これにより、本体側コネクタ１１と光源装置２０との接続が解除された場合には、電源（電源部１２）がオン状態であっても、光音響画像化装置本体１０に設けられたコンデンサ１３ｄに蓄積された電荷を放電回路１５により放電させることができる。また、電源がオフ状態にされた場合には、光音響画像化装置本体１０に設けられたコンデンサ１３ｄに蓄積された電荷を放電回路１５により迅速に放電させることができる。これらの結果、本体側コネクタ１１と光源装置２０との接続が解除された場合、および、光音響画像化装置本体１０の電源がオフ状態にされた場合の両方の場合において、光音響画像化装置本体１０内のコンデンサ１３ｄに蓄積された電荷に起因して、電気回路が損傷するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、放電回路制御部１６には、電源のオン状態とオフ状態とを検出する電源検出回路１６ａと、光源装置２０の本体側コネクタ１１への接続状態と接続の解除状態とを検出する接続状態検出回路１６ｂとが設けられる。これにより、電源検出回路１６ａにより電源のオン状態とオフ状態とを、容易に、検出することができるとともに、接続状態検出回路１６ｂにより接続状態と接続の解除状態とを、容易に、検出することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、電源の電圧（電源部１２から電流制限回路１７のＦＥＴ１７ｃのゲートに印加される電圧）がしきい値電圧を越えたことが検出された場合に、電源がオン状態であると判定するとともに、しきい値電圧を越えない場合には、電源がオフ状態であると判定するように電源検出回路１６ａを構成する。これにより、電源の電圧がしきい値電圧を越えたことを検出するだけで、容易に、電源のオン状態とオフ状態とを判定することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、放電回路１５は、放電回路制御部１６から出力される信号に応じてオンオフされることにより、放電動作の切り替えを行うためのＦＥＴ１５ｂを含む。このように構成すれば、簡易な構成により、放電回路１５の放電動作を切り替えることができる。

（第２実施形態）
次に、図１、図５および図６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、上記第１実施形態の構成に加えて、光源装置１２０の非正規品が接続されたことが検出された場合にも、放電回路１５による放電動作を行う例について説明する。

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、光音響画像化装置本体１１０（以下、装置本体１１０と記載する）と、光源装置１２０とを備えている。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。

図５に示すように、装置本体１１０には、放電回路制御部１１６が設けられている。第２実施形態では、放電回路制御部１１６は、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂに加えて、正規品検出回路１１８を含んでいる。なお、正規品検出回路１１８は、本発明の「正規品検出部」の一例である。

また、第２実施形態では、正規品検出回路１１８は、光源装置１２０の正規品または非正規品のいずれかが接続されたことを検出するように構成されている。そして、放電回路制御部１１６は、本体側コネクタ１１と光源装置１２０との接続が解除された場合、および、装置本体１１０の電源（電源部１２）がオフ状態にされた場合に加えて、正規品検出回路１１８により非正規品が接続されたことが検出された場合にも、放電動作を行うように放電回路１５を制御するように構成されている。また、放電回路制御部１１６は、正規品検出回路１１８により正規品が接続されたことが検出された場合で、かつ、装置本体１１０の電源がオン状態にされた場合には、放電動作を行わないように放電回路１５を制御するように構成されている。

正規品検出回路１１８は、プルアップ抵抗１１８ａと、ＮＯＴ回路１１８ｂとを含んでいる。

プルアップ抵抗１１８ａは、一端が端子Ｔ２に接続されている。端子Ｔ２には、プルアップ抵抗１１８ａに印加するためのプルアップ電圧（Ｈｉｇｈレベルの信号に対応する電圧）が入力されている。また、プルアップ抵抗１１８ａは、他端がＮＯＴ回路１１８ｂの入力端および本体側コネクタ１１の端子に接続されている。

ＮＯＴ回路１１８ｂは、入力端がプルアップ抵抗１１８ａおよび本体側コネクタ１１の端子に接続され、出力端が放電回路１５のＦＥＴ１５ｂのゲートに接続されている。

次に、図５および図６を参照して、正規品検出回路１１８（放電回路制御部１１６）による正規品または非正規品の検出に応じた放電回路１５の制御動作について説明する。

図５に示すように、光源装置１２０の正規品が本体側コネクタ１１に接続された場合には、本体側コネクタ１１を介して、プルアップ抵抗１１８ａが光源装置１２０側の端子Ｔ３に接続される。この場合、正規品検出回路１１８の配線Ｂ０では、Ｈｉｇｈレベルの電圧が維持される。その結果、ＮＯＴ回路１１８ｂの入力端には、Ｈｉｇｈレベルの電圧の信号が入力される。そして、ＮＯＴ回路１１８ｂによりＨｉｇｈレベルの電圧の信号が反転される。これにより、ＮＯＴ回路１１８ｂからＦＥＴ１５ｂのゲートには、Ｌｏｗレベルの電圧の信号が出力される。そして、光源装置１２０の正規品が接続された状態で、装置本体１１０の電源がオン状態にされた場合には、上記第１実施形態と同様に、ＯＲ回路１６ｃからＬｏｗレベルの信号が出力されて、ＦＥＴ１５ｂがオフ状態にされる。その結果、放電回路による放電動作が行われない。

また、図６に示すように、光源装置１２０の非正規品（ここでは、光源装置１２１とする）が本体側コネクタ１１に接続された場合には、本体側コネクタ１１を介して、プルアップ抵抗１１８ａが光源装置１２１側のＧＮＤに接続される。この場合、正規品検出回路１１８の配線Ｂ０では、電圧の低下が起こり、Ｌｏｗレベルの電圧になる。その結果、ＮＯＴ回路１１８ｂの入力端には、Ｌｏｗレベルの電圧の信号が入力される。そして、ＮＯＴ回路１１８ｂによりＬｏｗレベルの電圧の信号が反転される。これにより、ＮＯＴ回路１１８ｂからＦＥＴ１５ｂのゲートには、Ｈｉｇｈレベルの電圧の信号が出力される。その結果、ＦＥＴ１５ｂがオン状態にされて、放電回路による放電動作が行われる。なお、プルアップ抵抗１１８ａが光源装置１２１側のＧＮＤ以外に接続された場合にも、配線Ｂ０において電圧の低下が起これば、光源装置１２０の非正規品を検出することが可能である。

上記のように、第２実施形態では、正規品検出回路１１８（放電回路制御部１１６）により正規品または非正規品を検出して、その検出結果に応じて、放電動作を制御することが可能である。

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。

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。

第２実施形態では、上記のように、本体側コネクタ１１と光源装置１２０との接続が解除された場合、および、光音響画像化装置本体１１０の電源（電源部１２）がオフ状態にされた場合に、放電動作を行うように放電回路１５を制御する放電回路制御部１１６を設ける。これにより、上記第１実施形態と同様に、電源がオフ状態の場合に、光音響画像化装置本体１１０に設けられたコンデンサ１３ｄの電荷を放電することによる電気回路の保護をより確実に行うことができる。

また、第２実施形態では、上記のように、放電回路制御部１１６には、光源装置１２０の正規品または非正規品（光源装置１２１）のいずれかが接続されたことを検出するための正規品検出回路１１８が設けられる。そして、本体側コネクタ１１と光源装置１２０との接続が解除された場合、および、電源がオフ状態にされた場合に加えて、正規品検出回路１１８により非正規品が接続されたことが検出された場合にも、放電動作を行うように放電回路１５を制御するように放電回路制御部１１６を構成する。これにより、誤って光源装置１２０の非正規品を接続した場合に、放電回路１５により放電動作が行われるので、昇圧回路１３による昇圧動作が行われないように構成することができる。したがって、誤って光源装置１２０の非正規品（光源装置１２１）を接続したとしても、昇圧回路１３により昇圧された電圧が非正規品に印加されるのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、正規品検出回路１１８により正規品が接続されたことが検出された場合で、かつ、電源がオン状態にされた場合には、放電動作を行わないように放電回路１５を制御するように放電回路制御部１１６を構成する。これにより、光源装置１２０の正規品が接続された場合には、適切に、昇圧回路１３による昇圧動作を行うことができる。

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。

（第３実施形態）
次に、図７〜図１１を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、光音響画像化装置２００が１つの光源装置１２０を備える場合に、正規品または非正規品を検出した上記第２実施形態とは異なり、光音響画像化装置３００が複数（３つ）の光源装置２２０（２２０ａ、２２０ｂおよび２２０ｃ）を備える場合に、正規品または非正規品を検出する例について説明する。

本発明の第３実施形態による光音響画像化装置３００は、図７に示すように、光音響画像化装置本体２１０（以下、装置本体２１０と記載する）と、３つの光源装置２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）とを備えている。光音響画像化装置３００では、３つの光源装置２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）は、互いに、異なる波長の光を発生するように構成されている。光音響画像化装置３００では、複数の波長の光を用いることにより、より詳細に、被検体内の情報を得ることが可能である。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。

図８に示すように、装置本体２１０には、放電回路制御部２１６が設けられている。第３実施形態では、放電回路制御部２１６は、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂに加えて、正規品検出回路２１８を含んでいる。なお、正規品検出回路２１８は、本発明の「正規品検出部」の一例である。

正規品検出回路２１８は、上記第２実施形態と同様に、３つの光源装置２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）の正規品または非正規品のいずれかが接続されたことを検出するように構成されている。そして、放電回路制御部２１６は、上記第２実施形態と同様に、本体側コネクタ１１と光源装置２２０との接続が解除された場合、および、装置本体２１０の電源（電源部１２）がオフ状態にされた場合に加えて、正規品検出回路２１８により非正規品が接続されたことが検出された場合にも、放電動作を行うように放電回路１５を制御するように構成されている。また、放電回路制御部２１６は、正規品検出回路２１８により正規品が接続されたことが検出された場合で、かつ、装置本体２１０の電源がオン状態にされた場合には、放電動作を行わないように放電回路１５を制御するように構成されている。

正規品検出回路２１８は、２つのプルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂと、ＯＲ回路２１８ｃと、ＮＯＴ回路２１８ｄとを含んでいる。

２つのプルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂは、それぞれ、一端が端子Ｔ４およびＴ５に接続されている。端子Ｔ４およびＴ５には、それぞれ、プルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂに印加するためのプルアップ電圧（Ｈｉｇｈレベルの信号に対応する電圧）が入力されている。また、プルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂは、他端がＯＲ回路２１８ｃの入力端に接続されている。また、プルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂ他端は、それぞれ、本体側コネクタ１１の別個の端子に接続されている。

ＯＲ回路２１８ｃは、出力端がＮＯＴ回路２１８ｄの入力端に接続されている。ＮＯＴ回路２１８ｄは、出力端が放電回路１５のＦＥＴ１５ｂのゲートに接続されている。

次に、図８〜図１１を参照して、正規品検出回路２１８（放電回路制御部２１６）による正規品または非正規品の検出に応じた放電回路１５の制御動作について説明する。なお、図８〜図１０が光源装置２２０の正規品（光源装置２２０ａ〜２２０ｃ）が接続された場合を示し、図１１が光源装置２２０の非正規品（ここでは、光源装置２２１とする）が接続された場合を示している。

図８に示すように、光源装置２２０の正規品（光源装置２２０ａ）が本体側コネクタ１１に接続された場合には、本体側コネクタ１１を介して、プルアップ抵抗２１８ａが光源装置２２０ａ側の端子Ｔ６に接続される。また、プルアップ抵抗２１８ｂが光源装置２２０ａ側のＧＮＤに接続される。この場合、正規品検出回路２１８の配線Ｂ１では、Ｈｉｇｈレベルの電圧が維持される。一方、正規品検出回路２１８の配線Ｂ２では、電圧の低下が起こり、Ｌｏｗレベルの電圧になる。その結果、ＯＲ回路２１８ｃの入力端には、ＨｉｇｈおよびＬｏｗレベルの電圧の信号が入力される。したがって、ＯＲ回路２１８ｃの出力端からＮＯＴ回路２１８ｄには、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。そして、ＮＯＴ回路２１８ｄによりＨｉｇｈレベルの電圧の信号が反転される。これにより、ＮＯＴ回路２１８ｄからＦＥＴ１５ｂのゲートには、Ｌｏｗレベルの電圧の信号が出力される。そして、光源装置２２０の正規品（光源装置２２０ａ）が接続された状態で、装置本体２１０の電源がオン状態にされた場合には、上記第１および第２実施形態と同様に、ＯＲ回路１６ｃからＬｏｗレベルの信号が出力されて、ＦＥＴ１５ｂがオフ状態にされる。その結果、放電回路による放電動作が行われない。

次に、図９に示すように、光源装置２２０の正規品（光源装置２２０ｂ）が本体側コネクタ１１に接続された場合には、本体側コネクタ１１を介して、プルアップ抵抗２１８ａが光源装置２２０ｂ側のＧＮＤに接続される。また、プルアップ抵抗２１８ｂが光源装置２２０ｂ側の端子Ｔ７に接続される。この場合、正規品検出回路２１８の配線Ｂ１では、電圧の低下が起こり、Ｌｏｗレベルの電圧になる。一方、正規品検出回路２１８の配線Ｂ２では、Ｈｉｇｈレベルの電圧が維持される。その結果、ＯＲ回路２１８ｃの入力端には、ＬｏｗおよびＨｉｇｈレベルの電圧の信号が入力される。したがって、ＯＲ回路２１８ｃの出力端からＮＯＴ回路２１８ｄには、Ｈｉｇｈレベルの信号が出力される。そして、ＮＯＴ回路２１８ｄによりＨｉｇｈレベルの電圧の信号が反転される。これにより、ＮＯＴ回路２１８ｄからＦＥＴ１５ｂのゲートには、Ｌｏｗレベルの電圧の信号が出力される。したがって、光源装置２２０ａが接続された場合と同様に、放電回路による放電動作が行われない。

次に、図１０に示すように、光源装置２２０の正規品（光源装置２２０ｃ）が本体側コネクタ１１に接続された場合には、本体側コネクタ１１を介して、プルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂが、それぞれ、光源装置２２０ｃ側の端子Ｔ８およびＴ９に接続される。この場合、正規品検出回路２１８の配線Ｂ１およびＢ２では、共に、Ｈｉｇｈレベルの電圧が維持される。その結果、ＯＲ回路２１８ｃの入力端には、配線Ｂ１および配線Ｂ２からＨｉｇｈレベルの電圧の信号が入力される。したがって、ＯＲ回路２１８ｃの出力端からＨｉｇｈレベルの信号がＮＯＴ回路２１８ｄに出力される。そして、ＮＯＴ回路２１８ｄによりＨｉｇｈレベルの電圧の信号が反転される。これにより、ＮＯＴ回路２１８ｄからＦＥＴ１５ｂのゲートには、Ｌｏｗレベルの電圧の信号が出力される。したがって、光源装置２２０ａおよび光源装置２２０ｂが接続された場合と同様に、放電回路による放電動作が行われない。

次に、図１１に示すように、光源装置２２０の非正規品（光源装置２２１）が本体側コネクタ１１に接続された場合には、本体側コネクタ１１を介して、プルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂが、それぞれ、光源装置２２１側のＧＮＤおよびＧＮＤに接続される。この場合、正規品検出回路２１８の配線Ｂ１およびＢ２では、共に、電圧の低下が起こり、Ｌｏｗレベルの電圧になる。その結果、ＯＲ回路２１８ｃには、配線Ｂ１および配線Ｂ２からＬｏｗレベルの電圧の信号が入力される。したがって、ＯＲ回路２１８ｃの出力端からＬｏｗレベルの信号がＮＯＴ回路２１８ｄに出力される。そして、ＮＯＴ回路２１８ｄによりＬｏｗレベルの電圧の信号が反転される。これにより、ＮＯＴ回路２１８ｄからＦＥＴ１５ｂのゲートには、Ｈｉｇｈレベルの電圧の信号が反転されて、Ｈｉｇｈレベルの電圧の信号が出力される。その結果、光源装置２２０の非正規品（光源装置２２１）が接続されたことが検出された場合には、ＦＥＴ１５ｂがオン状態にされて、放電回路による放電動作が行われる。なお、プルアップ抵抗２１８ａおよび２１８ｂが光源装置２２１側のＧＮＤ以外に接続された場合にも、配線Ｂ１および配線Ｂ２において電圧の低下が起これば、光源装置２２０の非正規品を検出することが可能である。

上記のように、配線Ｂ１およびＢ２の信号を用いた論理演算を行うことにより、光音響画像化装置３００が複数（３つ）の光源装置２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）を備える場合にも、正規品検出回路により正規品または非正規品を検出して、その検出結果に応じて、放電動作を制御することが可能である。

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。

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。

第３実施形態では、上記のように、本体側コネクタ１１と光源装置２２０との接続が解除された場合、および、光音響画像化装置本体２１０の電源（電源部１２）がオフ状態にされた場合に、放電動作を行うように放電回路１５を制御する放電回路制御部２１６を設ける。これにより、上記第１および第２実施形態と同様に、電源がオフ状態の場合に、光音響画像化装置本体２１０に設けられたコンデンサ１３ｄの電荷を放電することによる電気回路の保護をより確実に行うことができる。

また、第３実施形態では、上記のように正規品検出回路２１８を構成することによって、光音響画像化装置３００が複数（３つ）の光源装置２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）を備える場合にも、確実に、光源装置２２０の正規品または非正規品のいずれかが接続されたことを検出することができる。

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。

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。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、放電回路１５のスイッチ素子としてＦＥＴ１５ｂを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、スイッチ素子としてＦＥＴ以外を用いてもよい。たとえば、バイポーラ型のトランジスタをスイッチ素子として用いてもよい。

また、上記第１実施形態では、本発明の電源検出部および接続状態検出部を、それぞれ、電源検出回路１６ａおよび接続状態検出回路１６ｂにより構成し、上記第２および第３実施形態では、本発明の正規品検出部を、正規品検出回路１１８（２１８）により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、電源検出部、接続状態検出部および正規品検出部を、マイコンやＣＰＵにより構成してもよい。

また、上記第１実施形態では、放電回路制御部１６が、電源検出回路１６ａ、接続状態検出回路１６ｂと、ＯＲ回路１６ｃとを含み、上記第２および第３実施形態では、放電回路制御部１１６（２１６）が、さらに正規品検出回路１１８（２１８）を含んだ例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、放電回路制御部をマイコンやＣＰＵにより構成するとともに、放電回路制御部としてのマイコンやＣＰＵが上記の機能を有していてもよい。

また、上記第１実施形態では、しきい値電圧が８Ｖに設定された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、８Ｖ以外の電圧をしきい値電圧として設定してもよい。

また、上記第２実施形態では、１つの光源装置１２０の正規品と非正規品とのいずれかが接続されたことを検出して、第３実施形態では、３つの光源装置２２０（２２０ａ〜２２０ｃ）の正規品と非正規品とのいずれかが接続されたことを検出した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光源装置の数は、２または４以上の複数でもよい。

１０、１１０、２１０ 光音響画像化装置本体
１１ 本体側コネクタ（コネクタ）
１３ 昇圧回路
１３ｄ コンデンサ
１５ 放電回路
１６、１１６、２１６ 放電回路制御部
１６ａ 電源検出回路（電源検出部）
１６ｂ 接続状態検出回路（接続状態検出部）
２０、１２０、２２０ 光源装置
１００、２００、３００ 光音響画像化装置
１１８、２１８ 正規品検出回路（正規品検出部）

Claims (6)

1. 光音響画像化装置本体に設けられるとともに、前記光音響画像化装置本体とは別個に設けられる光源装置を接続するためのコネクタと、
   前記光音響画像化装置本体に設けられるとともに、コンデンサを含み、前記コネクタを介して前記光源装置に電圧を印加するための昇圧回路と、
   前記光音響画像化装置本体に設けられるとともに、前記昇圧回路の前記コンデンサの両極に接続され、前記コンデンサに蓄積された電荷を放電するための放電回路と、
   前記光音響画像化装置本体に設けられるとともに、前記コネクタと前記光源装置との接続が解除された場合、および、前記光音響画像化装置本体の電源がオフ状態にされた場合に、放電動作を行うように前記放電回路を制御する放電回路制御部と、を備える、光音響画像化装置。
2. 前記放電回路制御部は、前記電源のオン状態とオフ状態とを検出する電源検出部と、前記光源装置の前記コネクタへの接続状態と接続の解除状態とを検出する接続状態検出部とを含む、請求項１に記載の光音響画像化装置。
3. 前記電源検出部は、電源の電圧がしきい値電圧を越えたことが検出された場合に、前記電源がオン状態であると判定するとともに、前記しきい値電圧を越えない場合には、前記電源がオフ状態であると判定するように構成されている、請求項２に記載の光音響画像化装置。
4. 前記放電回路は、前記放電回路制御部から出力される信号に応じてオンオフされることにより、放電動作の切り替えを行うためのスイッチ素子を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
5. 前記放電回路制御部は、前記光源装置の正規品または非正規品のいずれかが接続されたことを検出するための正規品検出部を含み、
   前記放電回路制御部は、前記コネクタと前記光源装置との接続が解除された場合、および、前記電源がオフ状態にされた場合に加えて、前記正規品検出部により非正規品が接続されたことが検出された場合にも、放電動作を行うように前記放電回路を制御する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。
6. 前記放電回路制御部は、前記正規品検出部により正規品が接続されたことが検出された場合で、かつ、前記電源がオン状態にされた場合には、放電動作を行わないように前記放電回路を制御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。

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