JP2016047101A - 光音響画像化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取得された検出信号を効率的に利用して画像を生成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、光放出半導体素子１１ｂを含む光源部１０と、光源部１０からの光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生する音響波ＡＷを検出して、検出信号を出力する検出部２０と、所定のリフレッシュレートで画面４０ａの書換えを行うとともに、画面４０ａに画像を表示する表示部４０と、所定のリフレッシュレートの周期ＲＣ内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの検出信号を単純平均して、単純平均信号Ｓを生成するとともに、単純平均信号Ｓに基づいて、表示部４０に表示される画像を生成する制御部３０と、を備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、光音響画像化装置に関し、特に、表示部を備える光音響画像化装置に関する。

従来、表示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）。

上記特許文献１には、光を発生する光源と、光を吸収した被検体内の検出対象物による音響波を検出して、検出信号に変換する光音響波検出器と、検出信号を加算平均して画像を生成する信号処理部と、生成された画像を表示する表示装置（表示部）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では、加算平均の際に、Ｓ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）があらかじめ設定された値以上になるように検出信号の加算回数を決定して、決定された加算回数で加算平均を行うように構成されている。

また、この光音響画像化装置に用いられるような表示装置（表示部）では、一般的に、所定のリフレッシュレート（たとえば、６０Ｈｚ）で、画面の書換えが行われることが知られている。

特開２０１１−２２９８１５号公報

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では、所定のリフレッシュレートを考慮することなく検出信号の加算回数が決定されている。このため、所定のリフレッシュレートの周期の間に取得された検出信号の数に対して少ない加算回数が決定された場合などには、所定のリフレッシュレートの周期の間において、検出信号の加算平均が複数回行われる場合があると考えられる。この場合、検出信号の加算平均が複数回行われて複数の画像（画像データ）が生成されたとしても、実際に表示装置の画面に表示されるのは画面のリフレッシュ（書換え）のタイミングで生成済みの１つの画像のみになる。この結果、実際に表示装置の画面に表示される画像に反映されない検出信号が生じるため、取得された検出信号を効率的に利用して画像を生成することができないという問題点があると考えられる。

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、取得された検出信号を効率的に利用して画像を生成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、光放出半導体素子を含む光源部と、光源部からの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、所定のリフレッシュレートで画面の書換えを行うとともに、画面に画像を表示する表示部と、所定のリフレッシュレートの周期内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの検出信号を単純平均して、単純平均信号を生成するとともに、単純平均信号に基づいて、表示部に表示される画像を生成する制御部と、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、所定のリフレッシュレートの周期内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの検出信号を単純平均して、単純平均信号を生成するとともに、単純平均信号に基づいて、表示部に表示される画像を生成する制御部を設ける。これにより、所定のリフレッシュレートの周期内の検出信号の全てを利用して、画像を生成することができる。その結果、取得された検出信号のうち表示部の画面に表示される画像に反映されない検出信号が生じてしまうのを抑制することができる。したがって、取得された検出信号を効率的に利用して画像を生成することができる。

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、制御部は、単純平均された単純平均信号を１単位として、複数単位の単純平均信号を取得するとともに、取得された複数単位の単純平均信号を加算平均して、表示部に表示される画像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、より多くの検出信号を平均化処理して画像を生成することができるので、Ｓ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させた状態で画像を生成することができる。その結果、取得された検出信号を効率的に利用して、鮮明な画像を生成することができる。

この場合、好ましくは、制御部は、加算平均として移動平均を行って、表示部に表示される画像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、単純平均により単純平均信号を生成したとしても、単純平均信号を移動平均することにより、個々の画像間の動き（差異）を平滑化するように画像を生成することができる。その結果、取得された検出信号を効率的に利用しつつ、個々の画像により構成される動画像を滑らかに表示することができる。このような移動平均を行う構成は、時々刻々と変化する人体などの被検体の内部の動画像を表示する場合には、特に有効である。

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、制御部は、所定のサンプリング周期で検出信号を取得するように構成されており、制御部は、所定のリフレッシュレートの周期毎に、所定のリフレッシュレートの周期の開始タイミングと、所定のサンプリング周期の開始タイミングとを同期させるように構成されている。このように構成すれば、所定のリフレッシュレートの周期毎に、所定のリフレッシュレートの周期内の検出信号の数にばらつきが生じることを抑制することができる。その結果、単純平均信号を構成する検出信号の数が所定のリフレッシュレートの周期毎にばらつくことを抑制することができるので、生成される個々の画像間に画質の差が生じ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、制御部は、単純平均された単純平均信号を１単位として、検出信号が所定の数以上になるように、単純平均信号を１単位または複数単位取得するとともに、取得された１単位または複数単位の単純平均信号に基づいて、表示部に表示される画像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、所定の数以上の検出信号による平均化処理を確実に行うことができるので、確実にＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させた状態で画像を生成することができる。その結果、確実に鮮明な画像を生成することができる。

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、光放出半導体素子は、発光ダイオード素子により構成されている。このように構成すれば、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。

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、光放出半導体素子は、半導体レーザ素子により構成されている。このように構成すれば、発光ダイオード素子と比べて、比較的指向性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。

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、光放出半導体素子は、有機発光ダイオード素子により構成されている。このように構成すれば、薄型化が容易な有機発光ダイオード素子を用いることにより、光源部を容易に小型化することができる。

本発明によれば、上記のように、取得された検出信号を効率的に利用して画像を生成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〜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１実施形態による光音響画像化装置の音響波の測定状態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態による光音響画像化装置における単純平均信号を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による光音響画像化装置における単純平均信号を用いた画像の生成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おける単純平均信号を用いた画像の生成を説明するための図である。 本発明の第３実施形態による光音響画像化装置における単純平均信号を説明するための図である。 本発明の第１〜第３実施形態の第１および第２変形例による光音響画像化装置の光源部を説明するための図である。

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〜図３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および図２に示すように、装置本体部１と、プローブ部２とを備えている。装置本体部１とプローブ部２とは、配線５１と配線５２とを介して接続されている。装置本体部１には、制御部３０と、表示部４０とが設けられている。また、プローブ部２には、光源部１０と、検出部２０とが設けられている。

図１および図２に示すように、光源部１０は、２つの光源１１を含み、２つの光源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、２つの光源１１は、それぞれ、配線５１を介して装置本体部１に接続されており、配線５１を介して装置本体部１から電力や制御信号などの供給を受けるように構成されている。

また、２つの光源１１は、検出部２０近傍において、検出部２０を挟むように検出部２０の両側に配置されている。したがって、２つの光源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。

また、２つの光源１１は、共に、光源基板１１ａと、ＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）により構成される光放出半導体素子１１ｂとを有している。光源基板１１ａには、下面側に複数の光放出半導体素子１１ｂがアレイ状に実装されている。また、光源基板１１ａは、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、光放出半導体素子１１ｂをパルス発光させるように構成されている。

２つの光放出半導体素子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に中心波長を有する光）を発生するように構成されている。なお、２つの光放出半導体素子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。

図１および図２に示すように、検出部２０は、超音波プローブであり、配線５２を介して装置本体部１と接続されている。また、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がアレイ状に配列されている。また、検出部２０は、光源部１０から照射されたパルス光を吸収した被検体Ｐ内の検出対象物Ｑから発生する音響波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、配線５２を介して制御部３０に出力するように構成されている。

なお、本明細書では、説明の都合上、被検体Ｐ内の検出対象物Ｑがパルス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。

制御部３０は、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭなどの記憶部３０ａとを含み、図１に示すように、検出部２０から出力された検出信号に基づいて、被検体Ｐ内の画像化を行うように構成されている。具体的には、制御部３０は、音響波ＡＷに起因する検出信号に基づいて光音響画像を生成するとともに、超音波ＵＷに起因する検出信号に基づいて超音波画像を生成するように構成されている。また、制御部３０は、光音響画像と超音波画像とを統合することにより、被検体Ｐ内の多様な情報を画像化することが可能なように構成されている。なお、音響波ＡＷに起因する光音響画像の生成の詳細については、後述する。

図１に示すように、表示部４０は、一般的な液晶方式のモニタや、走査方式のモニタにより構成されている。また、表示部４０は、画面４０ａを有しており、制御部３０により画像化された被検体Ｐ内の情報などを画面４０ａに表示するように構成されている。また、表示部４０は、図３に示すように、所定のリフレッシュレート（周波数）で画面４０ａの書換えを行うように構成されている。所定のリフレッシュレートとしては、一般的には、約５０Ｈｚ以上（たとえば、約５０Ｈｚや、約６０Ｈｚ、約１２０Ｈｚ）が用いられており、これらの値を用いることが可能である。

ここで、リフレッシュレートとは、単位時間（たとえば、１秒）あたりに画面４０ａのリフレッシュ（書換え）を行う回数を示す値である。すなわち、リフレッシュレートが約６０Ｈｚであれば、１秒間に約６０回の画面４０ａのリフレッシュが行われることを意味している。言い換えると、約１６．７ミリ秒のリフレッシュレートの周期（以下、リフレッシュ周期という）ＲＣ毎に、画面４０ａのリフレッシュが行われることを意味している。なお、図３では、画面４０ａのリフレッシュのタイミングを、模式的に略矩形状のパルス波により示している。たとえば、液晶方式のモニタであれば、略矩形状のパルス波の立上り時点で画面４０ａのリフレッシュが行われるし、走査方式のモニタであれば、リフレッシュ周期ＲＣの間に走査が行われることにより、画面４０ａのリフレッシュが行われる。

次に、図３および図４を参照して、第１実施形態の光音響画像化装置１００における光音響画像の生成について詳細に説明する。なお、以降は、音響波ＡＷに起因する検出信号の取得と、光音響画像の生成とについて説明するため、単に検出信号という場合には、音響波ＡＷに起因する検出信号のことを指している。

この光音響画像化装置１００では、概略的には、音響波ＡＷに起因する検出信号を取得して、取得された検出信号の平均化処理を行った後、平均化処理された検出信号に基づく光音響画像の生成が行われる。なお、平均化処理が行われるのは、個々の検出信号を平均化処理することによりＳ／Ｎ比を向上させるためである。以下、これらの処理について順を追って説明する。

図３に示すように、光音響画像化装置１００では、制御部３０は、所定のサンプリング周期（以下、単にサンプリング周期という）ＳＣを１周期とするサンプリング周波数（たとえば、１〜１０ｋＨｚのうちいずれかの周波数）により検出信号の取得を行うように構成されている。

詳細には、制御部３０は、サンプリング周期ＳＣのうち模式的に略矩形状のパルス波により示す検出区間において、光源部１０によるパルス光の照射と検出信号の取得とを行うように構成されている。

また、制御部３０は、サンプリング周期ＳＣのうち検出区間の後の信号処理区間において、そのサンプリング周期ＳＣ内で取得された検出信号の記憶部３０ａへの記憶や、記憶されている複数の検出信号を用いた平均化処理などを行うように構成されている。

サンプリング周期ＳＣは、リフレッシュ周期ＲＣよりも短く、かつ、リフレッシュ周期ＲＣの間に光源部１０によるパルス光の照射と検出信号の取得とを複数回行うことが可能な長さを有している。

ここで、第１実施形態では、図３に示すように、制御部３０は、１つのリフレッシュ周期ＲＣ内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの複数の検出信号を単純平均して、単純平均信号Ｓ（図３に示すＳ１〜Ｓ３）を生成するように構成されている。図３では、単純平均信号Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）を、単純平均される検出信号を二点鎖線により囲うことにより模式的に示している。なお、最初に取得された検出信号は、たとえば、あるリフレッシュのタイミング（略矩形状のパルス波の立上り時点）の直後に取得された検出信号とすることが可能である。また、最後に取得された検出信号は、たとえば、あるリフレッシュのタイミングの次のリフレッシュのタイミングの直前に取得された検出信号とすることが可能である。

また、第１実施形態では、図４に示すように、制御部３０は、この単純平均信号Ｓを１単位として、複数単位（図４では、３単位）の単純平均信号Ｓを取得するとともに、取得された複数単位の単純平均信号Ｓを用いてさらに移動平均による平均化処理を行って、光音響画像（光音響画像データ）を生成するように構成されている。そして、制御部３０は、生成された光音響画像データを表示部４０に出力して、表示部４０の画面４０ａに光音響画像を表示させるように構成されている。

また、第１実施形態では、制御部３０は、単純平均信号Ｓの移動平均による平均化処理を行う際、平均化処理が行われる検出信号の数（言い換えると、図３に示す検出区間の数）が所定の数以上になるように、単純平均信号Ｓを複数単位取得するように構成されている。たとえば、所定の数が１００で、単純平均信号Ｓに平均的に２０個の検出信号が含まれる場合には、５単位以上の単純平均信号Ｓが取得される。なお、所定の数は、画像化のための所望のＳ／Ｎ比などを考慮して実験などにより適宜決定される数である。

また、制御部３０は、サンプリング周期ＳＣの時間と平均化処理が行われる検出信号の数とを乗算した値（平均化する時間）が、約１２５ミリ秒以下になるように、単純平均信号Ｓを複数単位取得するように構成されている。たとえば、サンプリング周期ＳＣが約１ミリ秒である場合には、平均化処理が行われる検出信号の数は１２５個（回）以下になる。したがって、単純平均信号Ｓに平均的に２０個の検出信号が含まれる場合には、７単位未満の単純平均信号Ｓが取得される。これにより、平均化する時間が冗長になるのを抑制することができる。その結果、平均化する時間が冗長になることに起因して、個々の光音響画像により構成される動画像の動きが不自然になるのを抑制することができる。

次に、図３および図４を参照して、上記した処理について具体的な例を用いて説明する。なお、以下の説明に用いられる数値などの条件は一例であり、これらの条件に限定されるものではない。

図３は、リフレッシュ周期ＲＣ内の検出信号が単純平均されて、単純平均信号Ｓが生成されることを示している。図３では、単純平均信号Ｓとして、単純平均信号Ｓ１〜Ｓ３の３つが取得されている。

単純平均信号Ｓ１は、リフレッシュ周期ＲＣ１内で最初に取得された検出区間（３）の検出信号から最後に取得された検出区間（６）の検出信号の４つの検出信号を単純平均して生成される信号である。同様に、単純平均信号Ｓ２は、リフレッシュ周期ＲＣ２内で最初に取得された検出区間（７）の検出信号から最後に取得された検出区間（１１）の検出信号の５つの検出信号を単純平均して生成される信号である。同様に、単純平均信号Ｓ３は、リフレッシュ周期ＲＣ３内で最初に取得された検出区間（１２）の検出信号から最後に取得された検出区間（１６）の検出信号の５つの検出信号を単純平均して生成される信号である。なお、単純検出信号Ｓ１の前や単純平均信号Ｓ３の後にも単純平均信号Ｓが生成されるものの、簡単のため、図示を省略している。

図４は、複数単位の単純平均信号Ｓを用いてさらに移動平均による平均化処理を行って、光音響画像を生成することを示している。図４では、移動平均による平均化処理を模式的に矢印Ｂ１〜Ｂ３により示している。すなわち、矢印Ｂ１〜Ｂ３は、加算回数３回で、移動平均による単純平均信号Ｓの平均化処理が逐一（単純平均信号Ｓ毎に）行われていることを示している。たとえば、矢印Ｂ３では、単純平均信号Ｓ１〜Ｓ３の移動平均による平均化処理が行われていることを示している。

そして、光音響画像化装置１００では、リフレッシュ周期ＲＣにおける画面４０ａのリフレッシュ（書換え）のタイミングで平均化処理により生成されている（生成済みの）光音響画像が表示部４０の画面４０ａに表示される。以上のように、この光音響画像化装置１００では、単純平均信号Ｓを１単位として平均化処理を行い、光音響画像を生成することにより、取得された全ての検出信号を用いて光音響画像を生成することが可能である。

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、リフレッシュ周期ＲＣ内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの検出信号を単純平均して、単純平均信号Ｓを生成するとともに、単純平均信号Ｓに基づいて、表示部４０に表示される光音響画像を生成する制御部３０を設ける。これにより、リフレッシュ周期ＲＣ内の検出信号の全てを利用して、光音響画像を生成することができる。その結果、取得された検出信号のうち表示部４０の画面４０ａに表示される光音響画像に反映されない検出信号が生じてしまうのを抑制することができる。したがって、取得された検出信号を効率的に利用して光音響画像を生成することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、単純平均された単純平均信号Ｓを１単位として、複数単位（３単位）の単純平均信号Ｓを取得するとともに、取得された複数単位の単純平均信号Ｓを加算平均して、表示部４０に表示される光音響画像を生成するように制御部３０を構成する。これにより、より多くの検出信号を平均化処理して光音響画像を生成することができるので、Ｓ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させた状態で光音響画像を生成することができる。その結果、取得された検出信号を効率的に利用して、鮮明な光音響画像を生成することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、単純平均信号Ｓを加算平均する際に、加算平均として移動平均を行って、表示部４０に表示される光音響画像を生成するように制御部３０を構成する。これにより、単純平均により単純平均信号Ｓを生成したとしても、単純平均信号Ｓを移動平均することにより、個々の光音響画像間の動き（差異）を平滑化するように光音響画像を生成することができる。その結果、取得された検出信号を効率的に利用しつつ、個々の光音響画像により構成される動画像を滑らかに表示することができる。このような移動平均を行う構成は、時々刻々と変化する人体などの被検体Ｐの内部の動画像を表示する場合には、特に有効である。

また、第１実施形態では、上記のように、単純平均された単純平均信号Ｓを１単位として、検出信号が所定の数以上になるように、単純平均信号Ｓを複数単位取得するとともに、取得された複数単位の単純平均信号Ｓに基づいて、表示部４０に表示される光音響画像を生成するように制御部３０を構成する。これにより、所定の数以上の検出信号による平均化処理を確実に行うことができるので、確実にＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）を向上させた状態で光音響画像を生成することができる。その結果、確実に鮮明な光音響画像を生成することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、発光ダイオード素子により光放出半導体素子１１ｂを構成する。これにより、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。

（第２実施形態）
次に、図１〜図３および図５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、移動平均により単純平均信号Ｓの平均化処理を行った上記第１実施形態の構成とは異なり、単純平均により単純平均信号Ｓの平均化処理を行う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。

本発明の第２実施形態による光音響画像化装置２００（図２参照）は、図１に示すように、制御部１３０を備えている。

図３に示すように、制御部１３０は、上記第１実施形態と同様に、１つのリフレッシュ周期ＲＣ内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの複数の検出信号を単純平均して、単純平均信号Ｓ（図３に示すＳ１〜Ｓ３）を生成するように構成されている。

ここで、第２実施形態では、図５に示すように、制御部１３０は、この単純平均信号Ｓを１単位として、複数単位（図５では、３単位）の単純平均信号Ｓを取得するとともに、取得された複数単位の単純平均信号Ｓを用いてさらに単純による平均化処理を行って、光音響画像を（光音響画像データ）生成するように構成されている。そして、制御部１３０は、生成された光音響画像データを表示部４０に出力して、表示部４０の画面４０ａに光音響画像を表示させるように構成されている。

次に、図５を参照して、上記した処理について具体的な例を用いて説明する。なお、以下の説明に用いられる数値などの条件は一例であり、これらの条件に限定されるわけではない。また、図３に示す単純平均信号Ｓの生成に関する処理については、上記第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図５は、複数単位の単純平均信号Ｓを用いてさらに単純平均による平均化処理を行って、光音響画像を生成することを示している。図５では、単純平均による平均化処理を模式的に矢印Ｂ１１およびＢ１２により示している。すなわち、矢印Ｂ１１およびＢ１２は、加算回数３回で、単純平均による単純平均信号Ｓの平均化処理が加算回数分の単純平均信号Ｓ毎に行われていることを示している。たとえば、矢印Ｂ１２では、単純平均信号Ｓ１〜Ｓ３の単純平均による平均化処理が行われていることを示している。

そして、光音響画像化装置２００においても、リフレッシュ周期ＲＣにおける画面４０ａのリフレッシュ（書換え）のタイミングで平均化処理により生成されている（生成済みの）光音響画像が表示部４０の画面４０ａに表示される。以上のように、この光音響画像化装置２００においても、単純平均信号Ｓを１単位として平均化処理を行い、光音響画像を生成することにより、取得された全ての検出信号を用いて光音響画像を生成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、単純平均信号Ｓに基づいて、表示部４０に表示される光音響画像を生成する制御部１３０を設ける。これにより、この第２実施形態においても上記第１実施形態と同様に、取得された検出信号を効率的に利用して光音響画像を生成することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、単純平均信号Ｓを加算平均する際に、加算平均として単純平均を行って、表示部４０に表示される光音響画像を生成するように制御部１３０を構成する。これにより、加算平均として移動平均を行う場合と比べて、記憶部３０ａ（メモリ）に保存（記憶）する検出信号の数を少なくすることができるので、その分、記憶部３０ａ（メモリ）の容量を節約することができる。

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１、図２および図６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、上記第１実施形態の構成とは異なり、リフレッシュ周期ＲＣとサンプリング周期ＳＣとを同期させて平均化処理を行う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。

本発明の第３実施形態による光音響画像化装置３００（図２参照）は、図１に示すように、制御部２３０を備えている。

第３実施形態では、図６に示すように、制御部２３０は、リフレッシュ周期ＲＣ毎に、リフレッシュ周期ＲＣの開始タイミングと、サンプリング周期ＳＣの開始タイミングとを同期させるように構成されている。具体的には、図６では、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５・・・において、リフレッシュ周期ＲＣの開始タイミングと、サンプリング周期ＳＣの開始タイミングとが同期されている。この際、図６に示すように、リフレッシュ周期ＲＣ内で最後のサンプリング周期ＳＣのみ、その他のサンプリング周期ＳＣに対して長さを変更することによって、容易に、リフレッシュ周期ＲＣの開始タイミングと、サンプリング周期ＳＣの開始タイミングとを同期させることが可能である。

そして、制御部２３０は、上記第１実施形態と同様に、１つのリフレッシュ周期ＲＣ内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの複数の検出信号を単純平均して、単純平均信号Ｓ（図６に示すＳ１１〜Ｓ１３）を生成するように構成されている。これにより、各々の単純平均信号Ｓ（Ｓ１１〜Ｓ１３）内の検出信号の数（検出区間の数）を同数にそろえることが可能である。

具体的には、図６に示すように、単純平均信号Ｓ１１には、検出区間（１）の検出信号から検出区間（５）の検出信号の５つの検出信号が含まれている。そして、単純平均信号Ｓ１２には、検出区間（６）の検出信号から検出区間（１０）の検出信号の５つの検出信号が含まれている。そして、単純平均信号Ｓ１２には、検出区間（１１）の検出信号から検出区間（１５）の検出信号の５つの検出信号が含まれている。以上のように、第３実施形態では、各々の単純平均信号Ｓ（Ｓ１１〜Ｓ１３）内の検出区間の数（検出信号の数）を同数にそろえた状態で、光音響画像を生成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、単純平均信号Ｓに基づいて、表示部４０に表示される光音響画像を生成する制御部２３０を設ける。これにより、この第３実施形態においても上記第１実施形態と同様に、取得された検出信号を効率的に利用して光音響画像を生成することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、リフレッシュ周期ＲＣ毎に、リフレッシュ周期ＲＣの開始タイミングと、サンプリング周期ＳＣの開始タイミングとを同期させるように制御部２３０を構成する。これにより、リフレッシュ周期ＲＣ毎に、リフレッシュ周期ＲＣ内の検出信号の数にばらつきが生じることを抑制することができる。その結果、単純平均信号Ｓを構成する検出信号の数がリフレッシュ周期ＲＣ毎にばらつくことを抑制することができるので、生成される個々の光音響画像間に画質の差が生じるのを抑制することができる。

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および第２実施形態では、単純平均信号Ｓを用いて移動平均（単純平均）による平均化処理を行って、光音響画像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、単純平均信号Ｓを、移動平均や単純平均などの平均化処理以外の処理を行って、光音響画像を生成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、単純平均信号Ｓを複数単位取得して、取得された複数単位の単純平均信号Ｓに基づいて、光音響画像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、単純平均信号Ｓ内に所定の数以上の検出信号が含まれる場合などには、単純平均信号Ｓを複数単位取得することなく、１単位の単純平均信号に基づいて、光音響画像を生成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、光放出半導体素子１１ｂを、ＬＥＤ素子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、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７に示す第１変形例のように、光源部３１０に設けられる光放出半導体素子３１１ｂを半導体レーザ素子により構成してもよい。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、半導体レーザ素子により構成される光放出半導体素子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７に示す第２変形例のように、光源部４１０に設けられる光放出半導体素子４１１ｂを有機発光ダイオード素子により構成してもよい。これにより、薄型化が容易な有機発光ダイオード素子により構成される光放出半導体素子４１１ｂを用いることにより、光放出半導体素子４１１ｂが設けられる光源部４１０を容易に小型化することができる。

１０、３１０、４１０ 光源部
１１ｂ、３１１ｂ、４１１ｂ 光放出半導体素子
２０ 検出部
３０、１３０、２３０ 制御部
４０ 表示部
４０ａ 画面
１００、２００、３００ 光音響画像化装置
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３ 単純平均信号
ＲＣ リフレッシュ周期（所定のリフレッシュレートの周期）
ＳＣ サンプリング周期（所定のサンプリング周期）

Claims (8)

1. 光放出半導体素子を含む光源部と、
   前記光源部からの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、
   所定のリフレッシュレートで画面の書換えを行うとともに、前記画面に画像を表示する表示部と、
   前記所定のリフレッシュレートの周期内で最初に取得された検出信号から最後に取得された検出信号までの検出信号を単純平均して、単純平均信号を生成するとともに、前記単純平均信号に基づいて、前記表示部に表示される画像を生成する制御部と、を備える、光音響画像化装置。
2. 前記制御部は、単純平均された前記単純平均信号を１単位として、複数単位の前記単純平均信号を取得するとともに、取得された複数単位の前記単純平均信号を加算平均して、前記表示部に表示される画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の光音響画像化装置。
3. 前記制御部は、加算平均として移動平均を行って、前記表示部に表示される画像を生成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. 前記制御部は、所定のサンプリング周期で前記検出信号を取得するように構成されており、
   前記制御部は、前記所定のリフレッシュレートの周期毎に、前記所定のリフレッシュレートの周期の開始タイミングと、前記所定のサンプリング周期の開始タイミングとを同期させ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。
5. 前記制御部は、単純平均された前記単純平均信号を１単位として、前記検出信号が所定の数以上になるように、前記単純平均信号を１単位または複数単位取得するとともに、取得された１単位または複数単位の前記単純平均信号に基づいて、前記表示部に表示される画像を生成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. 前記光放出半導体素子は、発光ダイオード素子により構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
7. 前記光放出半導体素子は、半導体レーザ素子により構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
8. 前記光放出半導体素子は、有機発光ダイオード素子により構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。

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