JP6152136B2 - 光音響画像化装置 - Google Patents

Description

この発明は、光音響画像化装置に関し、特に、被検体に照射されたパルス光により発生する音響波を検出する検出部を備えた光音響画像化装置に関する。

従来、被検体に照射されたパルス光により発生する音響波を検出する検出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）。

上記特許文献１には、被検体に照射されたパルス光により発生する光音響信号を検出する超音波探触子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、Ｑスイッチパルスレーザ光源を含む光源ユニットと、超音波探触子と、画像化部とが設けられている。そして、光源ユニットから被検体にレーザ光を照射して、被検体から発生した音響信号を、超音波探触子により検出するように構成されている。そして、画像化部は、超音波探触子により検出された音響信号を画像化するように構成されている。

また、従来、音響波（超音波）を検出する超音波プローブが知られている（たとえば、非特許文献１参照）。

上記非特許文献１には、超音波プローブ（超音波探触子）が音響波（超音波）を検出することが可能な超音波周波数成分のピーク値（０ｄＢ）に対して、６ｄＢ小さい値（−６ｄＢ）となる周波数のうち、低い周波数を最小周波数として、高い周波数を最大周波数として定義されることが開示されている。

特開２０１２−１９６３０８号公報 日本電子機械工業会編「医用超音波機器ハンドブック」コロナ社、１９８５年４月

ここで、超音波探触子（超音波プローブ）は、一般的に、超音波探触子が検出することが可能な最大周波数が１ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下となるように構成されている。また、上記特許文献１の光音響画像生成装置では、Ｑスイッチパルスレーザ光源を用いて、被検体にパルス光（たとえば、５ｎｓのパルス幅を有するパルス光）が照射されている。この場合、被検体から０Ｈｚ以上約２００ＭＨｚ以下の音響波が発生すると考えられる。すなわち、上記特許文献１の光音響画像生成装置では、超音波探触子が検出することが可能な最大周波数よりも高くて、音響波（被検体）の画像化に寄与しない音響波を余分に生じさせているという不都合があると考えられる。このため、上記特許文献１の光音響画像生成装置では、画像化に寄与しない音響波を発生させている分、被検体から効率よく音響波が発生されてい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、被検体から効率よく音響波を発生させ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。

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、被検体にパルス光を照射することが可能な光源部と、光源部から被検体に照射されたパルス光が被検体の内部の検出対象物により吸収されることにより発生する音響波を検出する検出部とを備え、光源部は、検出部が検出することが可能な音響波の最大周波数をｆｍａｘとした場合に、パルス光のパルス幅を、以下の式（１）に表されるパルス幅ｔｗに設定するように構成されている。なお、最大周波数とは、上記したように検出部が検出することが可能な音響波の周波数成分のピーク値（０ｄＢ）に対して、−６ｄＢの値となる周波数のうち、高い周波数を最大周波数として記載している。また、パルス光のパルス幅は、パルス光の半値全幅である。
０．５／ｆｍａｘ≦ｔｗ≦１／ｆｍａｘ・・・（１）

ここで、たとえば、光源部から照射するパルス光のパルス幅を、５０ｎｓ（０．５／ｆｍａｘ）以上１００ｎｓ（１／ｆｍａｘ）以下となるように構成した場合には、被検体から発生する音響波の最大周波数は約１０ＭＨｚ（ｆｍａｘ）となる。すなわち、被検体から１０ＭＨｚ（ｆｍａｘ）以下の周波数を有する音響波が発生する。

本願発明者は上記現象に着目して、本発明を想到するに至った。すなわち、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、光源部を、パルス光のパルス幅が上記式（１）に表されるパルス幅ｔｗに設定されるように構成することによって、被検体から発生する音響波の最大周波数を検出部が検出することが可能な最大周波数に整合させることができる。その結果、検出部が検出することが可能な最大周波数よりも周波数が高くて、画像化に寄与しない音響波が発生するのを抑制することができるので、画像化に寄与しない音響波が発生するのが抑制される分、被検体から効率よく音響波を発生させることができる。

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、光源部に電流を供給して光源部を駆動させる光源駆動部をさらに備え、光源部は、光源駆動部からの電流によりパルス光を放出する発光素子を含み、光源部は、光源駆動部により発光素子に流れる電流のパルス信号の時間幅が調整されることにより、パルス光のパルス幅を、上記式（１）に表されるパルス幅ｔｗに設定するように構成されている。このように構成すれば、光を一時的に遮るシャッタ（たとえば、複数のＥＯ（電気光学）変調器および偏光子などにより構成）を設けなくても、パルス光のパルス幅を、上記式（１）に表されるパルス幅ｔｗに設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、光源部は、パルス幅ｔｗを設定する際に、１００ｎｓ以上５００ｎｓ以下のパルス幅ｔｗに設定するように構成されている。ここで、たとえば、光源部に発光素子（発光ダイオード等）を設ける場合には、一般的に、発光素子は、固体レーザに比べて光量が小さいので、大電流を流すとともにパルス光のパルス幅を比較的大きくする必要がある。一方、大電流を流す場合にパルス幅を大きくし過ぎると、発光素子が劣化する場合がある。そこで、本発明のように、１００ｎｓ以上５００ｎｓ以下のパルス幅ｔｗに設定するように構成すれば、光量が小さい光源を用いた場合でも、画像化するために必要な音響波が不足するのを抑制することができるとともに、光源部（発光素子）が劣化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、パルス光の周波数は、１００Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下に設定されている。ここで、検出部により検出対象物からの音響波を取得して、取得した音響波を画像化した場合に、パルス光の周波数を１００Ｈｚ未満の場合には、画像化された画像は、人にとって動的な画像として違和感を（不自然に）感じる場合がある。一方、パルス光の周波数を１００ｋＨｚよりも高くした場合には、光源部から照射される光量が皮膚でのＭＰＥ（最大許容露光量）を超える場合があると考えられる。これらを考慮して、本発明では、パルス光の周波数を、１００Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下に設定することにより、検出対象物からの音響波の画像を動的な画像として、人にとって違和感なく表示させることができるとともに、光源部から照射される光量が皮膚におけるＭＰＥを超えるのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、パルス光の周波数は、５００Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下に設定されている。ここで、パルス光の周波数を２０ｋＨｚよりも高くした場合には、光源部の発熱が比較的大きくなると考えられる。この点に対して、本発明では、パルス光の周波数を２０ｋＨｚ以下に設定することにより、光源部の発熱を抑制することができる。また、パルス光の周波数を５００Ｈｚ以上に設定することにより、検出対象物からの音響波の画像を動的な画像として人にとって、より違和感なく表示させることができる。これらにより、光源部の発熱を抑制しながら、検出対象物からの音響波の画像を、動的な画像として人にとって、より違和感なく表示させることができる。

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、光源部に電流を供給して光源部を駆動させる光源駆動部をさらに備え、光源部は、光源駆動部からの電流によりパルス光を放出する発光素子を含み、光源駆動部は、発光素子に流れる電流値の最大値が発光素子の定格電流以上で、かつ、発光素子に流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ^２以下となるように、光源部に電流を供給するように構成されている。ここで、一般的には、発光素子は、固体レーザに比べて光量が小さいので、定格電流を発光素子に供給して被検体にパルス光を照射しても、画像化するために必要な音響波が不足する場合がある。一方、発光素子に流れる電流の電流密度を大きくし過ぎると、発光素子が劣化する場合がある。そこで、本発明のように、光源駆動部を、発光素子に流れる電流値の最大値が発光素子の定格電流以上で、かつ、発光素子に流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ^２以下となるように光源部に電流を供給するように構成すれば、より確実に、画像化するために必要な音響波が不足するのを抑制しながら、発光素子が劣化するのを抑制することができる。なお、上記の定格電流とは、発光素子に直流電流として流される予め定められた基準となる電流値である。

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、光源部に電流を供給して光源部を駆動させる光源駆動部と、光源駆動部の駆動を制御する制御部と、検出部を含むプローブとをさらに備え、制御部は、プローブの音響波が検出することが可能な最大周波数の情報に基づいて、光源部が照射するパルス光のパルス幅が、上記式（１）に表されるパルス幅ｔｗになるように、光源駆動部の駆動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、プローブが、検出することが可能な最大周波数が異なるプローブに交換された場合や、光音響画像化装置に、検出することが可能な最大周波数が互いに異なる複数のプローブを設ける場合でも、それぞれのプローブの検出することが可能な最大周波数に応じたパルス光のパルス幅を設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、光源部は、発光ダイオード素子を含む。このように構成すれば、発光ダイオード素子は、レーザ光を発する発光素子に比べて指向性が低いので、位置ずれが生じた場合でも、比較的光の照射範囲は変化しにくい。これにより、レーザ光を発する発光素子を用いる場合と異なり、光学部材の精密なアライメント（位置合わせ）が不要であるとともに、光学系の振動による特性変動を抑制するための光学定盤や強固な筐体が不要となる。その結果、光学部材の精密なアライメントが不要で、かつ、光学定盤や強固な筐体が不要な分、光音響画像化装置の大型化および光音響画像化装置の構成の複雑化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、光源部は、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。

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、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、有機発光ダイオード素子を含む光源部を容易に小型化することができる。

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、検出部により検出された検出信号を平均化処理するように構成されている制御部をさらに備える。このように構成すれば、検出信号のシグナルノイズ比を向上させることができる。

本発明によれば、上記のように、被検体から効率よく音響波を発生させることができる。

本発明の第１実施形態（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。 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構成の一部を示した回路図である。 本発明の第１実施形態による検出部が検出することが可能な音響波の周波数特性（１）である。 本発明の第１実施形態による検出部が検出することが可能な最大周波数とパルス幅の設定範囲の構成例を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による検出部が検出することが可能な音響波の周波数特性（２）である。 本発明の第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を比較するための実験結果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の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第３実施形態による発光ダイオード素子の大きさと発光ダイオード素子が劣化する電流密度との関係を説明するための図である。 本発明の第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。 本発明の第１実施形態の第１変形例および第２変形例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。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
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には、図１に示すように、プローブ部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、プローブ部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。

プローブ部１は、操作者により把持されながら被検体Ｐ（人体の体表など）の表面上に配置されるように構成されている。そして、プローブ部１は、被検体Ｐに光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内からの後述する音響波Ａを検出して、ケーブル３を介して、音響波Ａを検出信号として装置本体部２に伝達するように構成されている。

装置本体部２は、プローブ部１により検出された検出信号を処理して画像化するとともに、画像化された音響波Ａを表示するように構成されている。

また、プローブ部１には、光源部１１が設けられている。光源部１１は、複数の発光ダイオード素子１１ａを含む。図２に示すように、発光ダイオード素子１１ａは、たとえば、３６個の発光ダイオード素子１１ａが互いに直列に接続された複数の発光素子群１１ｂとして配置されており、発光素子群１１ｂは、後述する光源駆動部２２に対して、３列並列に接続されている。すなわち、発光ダイオード素子１１ａは、合計１０８個設けられている。なお、発光ダイオード素子１１ａは、本発明の「発光素子」の一例である。

そして、光源部１１は、光源駆動部２２から電流を供給されることにより赤外域の波長（たとえば、約８５０ｎｍ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。そして、光源部１１は、複数の発光ダイオード素子１１ａから放出された光を被検体Ｐに照射するように構成されている。

そして、プローブ部１から被検体Ｐに照射されたパルス光は、被検体Ｐ内の検出対象物（たとえば、ヘモグロビン等）により吸収される。そして、検出対象物が、パルス光の照射強度（吸収量）に応じて、膨張および収縮する（膨張した大きさから元の大きさに戻る）ことにより、検出対象物（被検体Ｐ）から音響波Ａが生じる。

また、プローブ部１には、検出部１２が設けられている。検出部１２は、圧電素子（たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））などにより構成されている。そして、検出部１２は、上記した音響波Ａを取得した場合には、振動して電圧（検出信号）を生じるように構成されている。そして、検出部１２は、検出信号を後述する画像化部２３に伝達するように構成されている。

そして、装置本体部２には、制御部２１が設けられている。制御部２１は、光源駆動部２２に光トリガ信号を伝達するように構成されている。そして、光源駆動部２２は、光トリガ信号に応じて、光源部２１から光を照射させるように構成されている。また、制御部２１は、サンプリングトリガ信号を画像化部２３に伝達するように構成されている。

そして、装置本体部２には、光源駆動部２２が設けられている。図２に示すように、光源駆動部２２は、駆動電源部２２ａとスイッチ部２２ｂ〜２２ｄとを含む。

駆動電源部２２ａは、外部電源（図示せず）から電力を取得するとともに、取得した電力により所定の直流電圧を生成するように構成されている。そして、駆動電源部２２ａは、光源部１１の発光素子群１１ｂのアノード側に接続されており、発光ダイオード素子１１ａのアノード側に所定の直流電圧を印加するように構成されている。

スイッチ部２２ｂ〜２２ｄは、それぞれの一方側は、光源部１１の発光ダイオード素子１１ａのカソード側に接続されており、それぞれの他方側は接地されている。そして、スイッチ部２２ｂ〜２２ｄは、たとえば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含み、それぞれ制御部２１からのパルス状の光トリガ信号に基づいて、オンとオフとを切り替え可能に構成されている。そして、スイッチ部２２ｂ〜２２ｄがオンした場合には、発光ダイオード素子１１ａのカソード側の電圧値が低下する（接地される）ことにより、発光ダイオード素子１１ａのアノード側とカソード側とに電位差が生じて、発光ダイオード素子１１ａに電流が流れるように構成されている。

また、装置本体部２には、画像化部２３が設けられている。画像化部２３は、制御部２１から、サンプリングトリガ信号を取得するとともに、検出部１２から、検出信号を取得するように構成されている。そして、画像化部２３は、取得したサンプリングトリガ信号と、取得した検出信号とに基づいて、音響波Ａに基づいた断層画像を生成するとともに、生成された画像を画像表示部２４に出力するように構成されている。

また、装置本体部２には、画像表示部２４が設けられている。画像表示部２４は、液晶パネル等により構成されており、画像化部２３から入力された画像を表示するように構成されている。

ここで、第１実施形態では、光源部１１は、検出部１２が検出することが可能な音響波Ａの最大周波数をｆｍａｘとした場合に、光源駆動部２２により発光ダイオード素子１１ａに流れる電流のパルス信号の時間幅（パルス幅）が調整されることにより、パルス光のパルス幅を、下記の式（２）に表されるパルス幅ｔｗに設定するように構成されている。
０．５／ｆｍａｘ≦ｔｗ≦１／ｆｍａｘ・・・（２）

図３に示すように、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘは、検出部１２が検出することが可能な音響波Ａの周波数特性から決定される。図３に示す例の場合、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘは、ピーク値（０ｄＢ）を基準として、６ｄＢ小さい（−６ｄＢとなる）周波数（７．５ＭＨｚおよび２．５ＭＨｚ）のうちの高い周波数である７．５ＭＨｚである。

そして、制御部２１は、発光ダイオード素子１１ａから照射されるパルス光のパルス幅ｔｗが約６７ｎｓ（＝０．５／７．５ＭＨｚ）以上約１３３ｎｓ（＝１／７．５ＭＨｚ）以下（たとえば、１００ｎｓ）となるように、光源駆動部２２のスイッチ部２２ｂ〜２２ｄに光トリガ信号を伝達する制御を行うように設定されている。

たとえば、制御部２１を、発光ダイオード素子１１ａの立下り時間等を考慮して、スイッチ部２２ｂ〜２２ｄをオンする制御を行うように構成する。これにより、発光ダイオード素子１１ａにパルス幅ｔｗの電流が流れるので、発光ダイオード素子１１ａからパルス幅ｔｗのパルス光を放出させることが可能になる。

また、図４に示すように、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘは、７．５ＭＨｚ以外の周波数となるように構成されていてもよい。たとえば、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘは、１ＭＨｚ、５ＭＨｚ、７．５ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、または、２０ＭＨｚとなるように構成されていてもよい。

そして、光源部１１は、上記の式（２）および図４に示すように、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが高い程、パルス光のパルス幅ｔｗが小さくなるように構成されており、最大周波数ｆｍａｘが低い程、パルス光のパルス幅ｔｗが大きくなるように構成されている。

ここで、図４に示すように、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘは、２０ＭＨｚ以下になるように構成されている。一般的に、音響波Ａの周波数が高い程、分解能は大きくなる一方、音響波Ａが被検体Ｐの内部で伝搬する際の減衰率は大きくなる。たとえば、被検体Ｐ（たとえば、生体）から２０ＭＨｚよりも大きな音響波Ａが発生した場合に、表層部分よりも深い部分から発生した２０ＭＨｚよりも大きな音響波Ａは、検出部１２に到達することが困難になる。すなわち、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘを２０ＭＨｚよりも大きくした場合は、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘを２０ＭＨｚとした場合と実質的に検出される音響波Ａの周波数は同等となる。したがって、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘは、２０ＭＨｚ以下になるように構成するのが好ましい。

また、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘは、１ＭＨｚ以上になるように構成されている。一般的に、音響波Ａの周波数が低い程、音響波Ａが被検体Ｐの内部を伝搬することが可能な距離（深度）は大きくなる一方、分解能は小さくなる。たとえば、１ＭＨｚの音響波Ａを用いて画像化する場合、分解能は、約１．５ｍｍとなる。一般的に、音響波Ａの画像を診断に用いる場合には、分解能が１．５ｍｍ以下であることが望ましい。したがって、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが１ＭＨｚ以上になるように構成することにより、光音響画像化装置１００を用いた診断が困難になるのを抑制することが可能になる。

また、図５に示すように、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが、１０ＭＨｚである一方、ピーク値（０ｄＢ）を基準として−６ｄＢの値となる周波数のうちの低い周波数（最小周波数）が、５ＭＨｚ、３ＭＨｚ、または、１ＭＨｚとなるように検出部１２が構成されていてもよい。

この場合、制御部２１は、検出部１２が検出することが可能な最小周波数の大きさに応じて、光源部１１から照射されるパルス光のパルス幅ｔｗを、５０ｎｓ（＝０．５／ｆｍａｘ）以上１００ｎｓ（＝１／ｆｍａｘ）以下のうちのいずれかのパルス幅ｔｗとなる制御を行うように構成されていてもよい。

たとえば、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが１０ＭＨｚで、かつ、最小周波数が１ＭＨｚに構成される場合には、光源部１１から照射されるパルス光のパルス幅ｔｗが１００ｎｓ（＝１／ｆｍａｘ）となるように構成（設定）される。また、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが１０ＭＨｚで、かつ、最小周波数が５ＭＨｚに構成される場合には、光源部１１から照射されるパルス光のパルス幅ｔｗが５０ｎｓ（＝０．５／ｆｍａｘ）となるように構成（設定）される。

この場合、後述するように被検体Ｐから発生する音響波Ａは、１／パルス幅ｔｗの周波数以下の周波数を有する音響波Ａが発生するので、上記のように最小周波数が高い場合には、パルス幅ｔｗを比較的小さい値にすることにより、より検出部１２が検出することが可能な周波数特性と被検体Ｐから音響波Ａが発生する周波数分布とを整合させることが可能になる。

ここで、第１実施形態では、制御部２１は、光トリガ信号を光源駆動部２２に伝達する周波数（サンプリング周波数（繰り返し周波数））が、１００Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下となるように制御を行うように構成されている。すなわち、光源部１１から照射されるパルス光の周波数（繰り返し周波数）は、１００Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下に設定されている。より好ましくは、光源部１１から照射されるパルス光の周波数（繰り返し周波数）は、５００Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下に設定されている。

また、第１実施形態では、制御部２１は、検出部１２により検出された検出信号を画像化部２３により平均化処理するように構成されている。たとえば、制御部２１は、検出信号を、単純平均処理または移動平均処理により４００回平均化する処理を行う。これにより、検出信号のシグナルノイズ比を２０倍にすることが可能になる。

たとえば、制御部２１が検出信号を４００回平均化する場合、光源部１１から照射されるパルス光の周波数（繰り返し周波数）を、１００Ｈｚ以上に設定することにより、画像化部２３により画像化された画像（特に比較的動きが少ない画像）においては、人にとって動的な画像として違和感（不自然さ）を感じにくい。また、光源部１１から照射されるパルス光の周波数（繰り返し周波数）を、５００Ｈｚ以上に設定した場合には、画像化部２３により画像化された画像は、人にとって動的な画像として、より違和感（不自然さ）を感じにくい。

また、光源部１１から照射されるパルス光の周波数（繰り返し周波数）を、さらに大きく設定した場合には、パルス光の周波数を大きくする分、画像の単位時間当たりに処理されるフレーム数であるフレームレートを維持しながら（小さくすることなく）、平均化処理の回数を増やすことが可能になる。

ここで、被検体Ｐを人体とした場合には、被検体Ｐの皮膚におけるＭＰＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）（最大許容露光量）値は、２９．２９Ｊ／ｍ^２である。そこで、光源部１１からの光の波長を７５０ｎｍ、パルス幅ｔｗを１０００ｎｓ、光の照射期間を０．５ｓ、発光素子１１ａに流れる電流を１２０Ａ／ｍｍ^２とした場合で、かつ、パルス光の周波数を１００ｋＨｚに設定した場合は、光のピークパワーが７ｋＷとなり、単位面積当たりのエネルギーが２８Ｊ／ｍ^２となる。すなわち、この場合、光源部１１から皮膚に照射される露光量は、ＭＰＥ値よりも小さくなる。

また、好ましくは、光源部１１から照射されるパルス光の周波数（繰り返し周波数）を２０ｋＨｚ以下に設定することにより、２０ｋＨｚよりも大きな値に設定されている場合に比べて、光源部１１の発熱を抑制することが可能になる。

次に、図６を参照して、第１実施形態による光音響画像化装置１００における、パルス光のパルス幅ｔｗを上記の式（２）に表されるパルス幅ｔｗに設定されるように構成された場合（第１実施形態）と、固体レーザ（Ｑスイッチパルスレーザ光源）を用いてパルス光のパルス幅が５ｎｓに設定された場合（比較例）との被検体Ｐから発生する音響波Ａの周波数分布の比較と、検出部１２により検出される信号強度の比較とを行うために実施した実験について説明する。

なお、検出部１２は、最大周波数ｆｍａｘが７．５ＭＨｚ（図３参照）となるように構成されているものを用いた。また、上記の式（２）に表されるパルス幅ｔｗとして、パルス幅ｔｗが、上記した約６７ｎｓ（＝０．５／７．５ＭＨｚ）以上約１３３ｎｓ（＝１／７．５ＭＨｚ）以下の範囲のうち、１００ｎｓになるように構成されたものを用いた。

また、第１実施形態による光音響画像化装置１００から照射されるパルス光のピークパワーを１ｋＷとし、比較例による光音響画像化装置から照射されるパルス光のピークパワーを１０００ｋＷとした。

パルス光を照射して、被検体Ｐから発生した音響波Ａの強度の周波数分布を測定した。第１実施形態による光音響画像化装置１００を用いた場合では、５ＭＨｚをピークとして、０以上１０ＭＨｚ（＝１／１００ｎｓ）以下に分布する音響波Ａが観測された。一方、比較例による光音響画像化装置を用いた場合では、５ＭＨｚをピークとして、０以上２００ＭＨｚ（＝１／５ｎｓ）以下（６０ＭＨｚよりも大きい周波数は図示せず）に分布する音響波Ａが観測された。

また、検出部１２により検出された信号強度は、第１実施形態による光音響画像化装置１００を用いた場合を１とすると、比較例による光音響画像化装置を用いた場合は、２０であった。

以上の結果から、第１実施形態による光音響画像化装置１００が照射するパルス光のピークパワーと、比較例による光音響画像化装置が照射するパルス光のピークパワーとのパワー比は、１：１０００であるものの、検出部１２により検出された信号強度の比は、１：２０となることが判明した。すなわち、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、約５０倍（１０００／２０）効率良く音響波Ａを発生させることが可能であることが判明した。この効率の違いは、比較例による光音響画像化装置が、検出部１２が検出する信号強度に寄与されない７．５ＭＨｚよりも大きく２００ＭＨｚ以下の音響波Ａを発生させている分、比較例による光音響画像化装置の効率を低下させていると考えられる。

また、第１実施形態による光音響画像化装置１００の検出部１２により検出された信号強度と、比較例による光音響画像化装置の検出部１２により検出された信号強度との比は、１：２０であるものの、上記したように、第１実施形態による光音響画像化装置１００の制御部２１は、検出信号を、単純平均処理または移動平均処理により４００回平均化する処理を行うので、シグナルノイズ比が２０倍となる。すなわち、第１実施形態による光音響画像化装置１００のシグナルノイズ比と、比較例による光音響画像化装置のシグナルノイズ比とは、略等しくなる。

これらの結果から、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、約５０倍（１０００／２０）効率良く音響波Ａを発生させることが可能であるとともに、シグナルノイズ比を略同等にすることが可能であることが判明した。

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、光源部１１を、パルス光のパルス幅が上記の式（２）に表されるパルス幅ｔｗに設定されるように構成することによって、被検体Ｐから発生する音響波Ａの最大周波数を検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘに整合させることができる。その結果、検出部１２が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｚよりも周波数が高くて、画像化に寄与しない音響波Ａが発生するのを抑制することができるので、画像化に寄与しない音響波Ａが発生するのが抑制される分、被検体Ｐから効率よく音響波Ａを発生させることができる。

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１１に電流を供給して光源部１１を駆動させる光源駆動部２２を設ける。そして、光源部１１に、光源駆動部２２からの電流によりパルス光を放出する発光ダイオード素子１１ａを設け、光源部１１を、光源駆動部２２により発光ダイオード素子１１ａに流れる電流のパルス信号の時間幅が調整されることにより、パルス光のパルス幅を、上記の式（２）に表されるパルス幅ｔｗに設定するように構成する。これにより、光を一時的に遮るシャッタ（たとえば、複数のＥＯ（電気光学）変調器および偏光子などにより構成）を設けなくても、パルス光のパルス幅を、上記式（２）に表されるパルス幅ｔｗに設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、光源部１１に、発光ダイオード素子１１ａを設ける。ここで、発光ダイオード素子１１ａは、レーザ光を発する発光素子に比べて指向性が低いので、位置ずれが生じた場合でも、比較的光の照射範囲は変化しにくい。これにより、レーザ光を発する発光素子を用いる場合と異なり、光学部材の精密なアライメント（位置合わせ）が不要であるとともに、光学系の振動による特性変動を抑制するための光学定盤や強固な筐体が不要となる。その結果、光学部材の精密なアライメントが不要で、かつ、光学定盤や強固な筐体が不要な分、光音響画像化装置１００の大型化および光音響画像化装置１００の構成の複雑化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、パルス光の周波数を、１００Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下に設定する。ここで、検出部１２により検出対象物からの音響波Ａを取得して、取得した音響波Ａを画像化した場合に、パルス光の周波数を１００Ｈｚ未満の場合には、画像化された画像は、人にとって動的な画像として違和感を（不自然に）感じる場合がある。一方、パルス光の周波数を１００ｋＨｚよりも高くした場合には、光源部１１から照射される光量が皮膚でのＭＰＥ（最大許容露光量）を超える場合があると考えられる。これらを考慮して、第１実施形態では、パルス光の周波数を、１００Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下に設定することにより、検出対象物からの音響波Ａの画像を動的な画像として、人にとって違和感なく表示させることができるとともに、光源部１１から照射される光量が皮膚におけるＭＰＥを超え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、パルス光の周波数を、５００Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下に設定する。ここで、パルス光の周波数を２０ｋＨｚよりも高くした場合には、光源部１１の発熱が比較的大きくなると考えられる。この点に対して、第１実施形態では、パルス光の周波数を２０ｋＨｚ以下に設定することにより、光源部１１の発熱を抑制することができる。また、パルス光の周波数を５００Ｈｚ以上に設定することにより、検出対象物からの音響波Ａの画像を動的な画像として人にとって、より違和感なく表示させることができる。これらにより、光源部１１の発熱を抑制しながら、検出対象物からの音響波Ａの画像を、動的な画像として人にとって、より違和感なく表示させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、制御部２１を、検出部１２により検出された検出信号を平均化処理するように構成する。これにより、検出信号のシグナルノイズ比を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、図１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、光源部は、光源部から照射されるパルス光のパルス幅ｔｗが１００ｎｓ以上５００ｎｓ以下になるように構成されている。

図１に示すように、第２実施形態による光音響画像化装置２００には、プローブ部２０１と装置本体部２０２とが設けられている。そして、プローブ部２０１は、光源部２１１を含み、装置本体部２０２は、制御部２２１を含む。なお、光源部２１１の内部には、第１実施形態による光源部１１と同様に発光ダイオード素子１１ａが１０８個設けられている。

ここで、第２実施形態では、図７に示すように、制御部２２１は、光源部２１１（発光ダイオード素子１１ａ）から照射されるパルス光のパルス幅ｔｗが１００ｎｓ以上５００ｎｓ以下となるように、期間τ１（時点ｔ１〜ｔ２）以上期間τ２（時点ｔ１〜時点ｔ４）以下の期間、光トリガ信号を光源駆動部２２に伝達する制御を行うように構成されている。なお、光トリガ信号と、パルス光のパルス幅ｔｗとが略同一（たとえば、応答速度が極めて大きい発光素子を用いる場合）となる場合には、期間τ１を約１００ｎｓ、期間τ２を約５００ｎｓとして設定してもよい。

そして、発光ダイオード素子１１ａは、光源駆動部２２から１００ｎｓのパルス幅ｔｗを有するパルス光を発生させるように電流を供給された場合、発光ダイオード素子１１ａに三角波状の電流が流れ、電流値のピーク電流値が１５Ａになるように構成されている。この場合、上記したように、発光ダイオード素子１１ａは、光源部２１１に１０８個設けられているので、光源部２１１から光を照射するためのピークパワーは、合計約１ｋＷとなる。なお、画像化部２３が十分な音響波Ａを取得して被検体Ｐの内部を画像化させるためには、被検体Ｐに１ｋＷ以上のピークパワーを有するパルス光を照射することが望ましい。したがって、第２実施形態による光音響画像化装置２００は、パルス光のパルス幅ｔｗが１００ｎｓ以上となるように構成されているので、画像化部２３が十分な音響波Ａを取得して被検体Ｐの内部を画像化させることが可能に構成されている。

また、発光ダイオード素子１１ａは、光源駆動部２２から５００ｎｓのパルス幅ｔｗを有するパルス光を発生させるように電流を供給された場合、発光ダイオード素子１１ａに三角波状の電流が流れ、電流値のピーク電流値が７５Ａになるように構成されている。また、制御部２２１は、光トリガ信号を光源駆動部２２に伝達する周波数（サンプリング周波数（繰り返し周波数））が、１ｋＨｚとなるように制御を行うように構成されている。また、発光ダイオード素子１１ａに７５Ａよりも大きなピーク電流値を有する電流を流した場合には、発光ダイオード素子１１ａが劣化する場合がある。したがって、第２実施形態による光音響画像化装置２００は、パルス光のパルス幅ｔｗが５００ｎｓ以下となるように構成されているので、発光ダイオード素子１１ａが劣化するのを抑制することが可能に構成されている。

また、第２実施形態による光音響画像化装置２００のその他の構成は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。

次に、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の動作について説明する。また、光音響画像化装置２００の制御処理は、制御部２２１により行われる。

（パルス幅ｔｗが１００ｎｓの場合）
期間τ１（時点ｔ１〜ｔ２）の間、光トリガ信号の電圧レベルがＨ（Ｈｉｇｈ）にされる。そして、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が略線形に上昇する。そして、時点ｔ２において、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が１５Ａに達する。また、時点ｔ２において、光トリガ信号の電圧レベルがＬ（Ｌｏｗ）にされる。その後、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が略線形に下降する。そして、時点ｔ３において、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が略０となる。パルス幅ｔｗは、１００ｎｓとなる。

（パルス幅ｔｗが５００ｎｓの場合）
期間τ２（時点ｔ１〜ｔ４）の間、光トリガ信号の電圧レベルがＨ（Ｈｉｇｈ）にされる。そして、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が略線形に上昇する。そして、時点ｔ４において、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が７５Ａに達する。また、時点ｔ２において、光トリガ信号の電圧レベルがＬ（Ｌｏｗ）にされる。その後、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が略線形に下降する。そして、時点ｔ５において、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が略０となる。パルス幅ｔｗは、５００ｎｓとなる。

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、光源部２１１を、パルス幅ｔｗを設定する際に、１００ｎｓ以上５００ｎｓ以下のパルス幅ｔｗに設定するように構成する。ここで、一般的に、発光ダイオード素子１１ａは、固体レーザに比べて光量が小さいので、大電流を流すとともにパルス光のパルス幅を比較的大きくする必要がある。一方、大電流を流す場合にパルス幅を大きくし過ぎると、発光ダイオード素子１１ａが劣化する場合がある。そこで、第２実施形態のように、１００ｎｓ以上５００ｎｓ以下のパルス幅ｔｗに設定することにより、発光ダイオード素子１１ａを用いた場合でも、画像化するために必要な音響波Ａが不足するのを抑制することができるとともに、発光ダイオード素子１１ａが劣化するのを抑制することができる。

また、第２実施形態による光音響画像化装置２００のその他の効果は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。

（第３実施形態）
次に、図２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、光源駆動部は、発光素子に流れる電流値の最大値が発光素子の定格電流以上で、かつ、発光素子に流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ^２以下となるように、光源部に電流を供給するように構成されている。

図２に示すように、第３実施形態による光音響画像化装置３００には、制御部３２１と光源駆動部３２２とが設けられている。

ここで、第３実施形態では、光源駆動部３２２は、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値の最大値が発光ダイオード素子１１ａの定格電流以上で、かつ、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ^２以下となるように、光源部１１に電流を供給するように構成されている。具体的には、光源駆動部３２２は、駆動電源部３２２ａとスイッチ部３２２ｂ〜３２２ｄとを含み、スイッチ部３２２ｂ〜３２２ｄにより、制御部３２１からの光トリガ信号に基づいて、上記の式（２）に基づいたパルス幅ｔｗを有するパルス光を光源部１１により発生させるように駆動するように構成されている。そして、駆動電源部３２２ａは、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値が定格電流以上で、かつ、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ^２以下となるような電圧値（および電流値）を光源部１１に供給するように構成されている。

次に、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における、発光ダイオード素子１１ａの大きさと発光ダイオード素子１１ａが劣化する電流密度との関係を調べるために実施した実験について説明する。

まず、一辺の長さがそれぞれ０．３５ｍｍ、０．５ｍｍおよび１ｍｍを有する３つの正方形形状の発光ダイオード素子１１ａを用いた。また、発光ダイオード素子１１ａにパルス幅１０００ｎｓを有する電流（単発のパルス）を流して、発光ダイオード素子１１ａが劣化する最小の電流値を調べた。

そして、一辺の長さが０．３５ｍｍを有する発光ダイオード素子１１ａは、電流値１５Ａよりも大きな電流で劣化し、一辺の長さが０．５ｍｍを有する発光ダイオード素子１１ａは、電流値３１Ａよりも大きな電流で劣化し、一辺の長さが１ｍｍを有する発光ダイオード素子１１ａは、電流値１２０Ａよりも大きな電流で劣化した。

したがって、一辺の長さが０．３５ｍｍを有する発光ダイオード素子１１ａは、電流密度１２２Ａ／ｍｍ^２よりも大きな電流密度で劣化し、一辺の長さが０．５ｍｍを有する発光ダイオード素子１１ａは、電流密度１２４Ａ／ｍｍ^２よりも大きな電流密度で劣化し、一辺の長さが１ｍｍを有する発光ダイオード素子１１ａは、電流密度１２０Ａ／ｍｍ^２よりも大きな電流密度で劣化した。

以上の結果から、発光ダイオード素子１１ａは、発光ダイオード素子１１ａの大きさに関わらず、電流密度約１２０Ａ／ｍｍ^２よりも大きな電流密度で劣化することが判明した。

また、第３実施形態による光音響画像化装置３００のその他の構成は、第１実施形態における光音響画像化装置１００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、光源駆動部３２２を、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値の最大値が発光ダイオード素子１１ａの定格電流以上で、かつ、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ^２以下となるように、光源部１１に電流を供給するように構成する。ここで、一般的には、発光ダイオード素子１１ａは、固体レーザに比べて光量が小さいので、定格電流を発光ダイオード素子１１ａに供給して被検体Ｐにパルス光を照射しても、画像化するために必要な音響波Ａが不足する場合がある。一方、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流の電流密度を大きくし過ぎると、発光ダイオード素子１１ａが劣化する場合がある。そこで、第３実施形態では、光源駆動部３２２を、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流値の最大値が発光ダイオード素子１１ａの定格電流以上で、かつ、発光ダイオード素子１１ａに流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ^２以下となるように光源部１１に電流を供給することにより、より確実に、画像化するために必要な音響波Ａが不足するのを抑制しながら、発光ダイオード素子１１ａが劣化するのを抑制することができる。

また、第３実施形態による光音響画像化装置３００のその他の効果は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。

（第４実施形態）
次に、図９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実施形態では、制御部は、プローブが検出することが可能な最大周波数の情報を取得して、取得したプローブが検出することが可能な最大周波数の情報に基づいて、光源部が照射するパルス光のパルス幅が、上記の式（２）に表されるパルス幅ｔｗになるように、光源駆動部の駆動を制御するように構成されている。

図９に示すように、第４実施形態による光音響画像化装置４００には、プローブ部４０１と、装置本体部４０２とが設けられている。そして、プローブ部４０１は、情報格納部４０１ａを含み、装置本体部４０２は、制御部４２１を含む。

また、プローブ部４０１は、装置本体部４０２（ケーブル３）に対して、着脱可能に構成されている。そして、情報格納部４０１ａには、プローブ部４０１が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘの情報が格納されている。また、制御部４２１は、たとえば、プローブ部４０１が装置本体部４０２に接続された際に、情報格納部４０１ａからプローブ部４０１が検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘの情報を取得するように構成されている。そして、制御部４２１は、取得したプローブ部４０１が検出することが可能な最大周波数の情報に基づいて、光源部１１が照射するパルス光のパルス幅が、上記の式（２）に表されるパルス幅ｔｗになるように、光源駆動部２２の駆動を制御するように構成されている。

また、第４実施形態による光音響画像化装置４００のその他の構成は、第１実施形態における光音響画像化装置１００と同様である。

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。

第４実施形態では、上記のように、制御部４２１を、プローブ部４０１が検出することが可能な音響波Ａの最大周波数ｆｍａｘの情報に基づいて、光源部１１が照射するパルス光のパルス幅が、上記式（２）に表されるパルス幅ｔｗになるように、光源駆動部２２の駆動を制御するように構成する。これにより、プローブ部４０１が、検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが異なるプローブ部４０１に交換された場合や、光音響画像化装置４００に、検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが互いに異なる複数のプローブ部４０１を設ける場合でも、それぞれのプローブ部４０１が検出することが可能な音響波Ａの最大周波数ｆｍａｘに応じたパルス光のパルス幅ｔｗを設定することができる。

また、第４実施形態による光音響画像化装置４００のその他の効果は、第１実施形態における光音響画像化装置１００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が含まれる。

たとえば、上記第１〜第４実施形態では、本発明の発光素子として発光ダイオード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、発光素子として発光ダイオード素子以外の発光素子を用いてもよい。たとえば、図１０に示す変形例のように、発光素子として半導体レーザ素子５１１ａまたは有機発光ダイオード素子６１１ａを用いてもよい。

ここで、第１変形例による光音響画像化装置５００には、図１０に示すように、プローブ５０１が設けられている。プローブ５０１は、光源部５１１を含み、光源部５１１は、半導体レーザ素子５１１ａ含む。そして、半導体レーザ素子５１１ａは、被検体Ｐに光を照射可能に構成されている。この場合、半導体レーザ素子５１１ａは、発光ダイオード素子と比べて、比較的指向性が高いレーザ光を被検体Ｐに照射することができるので、半導体レーザ素子５１１ａからの光の大部分を確実に被検体Ｐに照射することができる。

また、第２変形例による光音響画像化装置６００には、図１０に示すように、プローブ６０１が設けられている。プローブ６０１は、光源部６１１を含み、光源部６１１は、有機発光ダイオード素子６１１ａ含む。そして、有機発光ダイオード素子６１１ａは、被検体Ｐに光を照射可能に構成されている。この場合、有機発光ダイオード素子６１１ａは、薄型化が容易であり、光源部６１１を容易に小型化することができる。

また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の検出部として、検出することが可能な最大周波数ｆｍａｘが１ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下である検出部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、１ＭＨｚ以上２０ＭＨｚ以下以外の最大周波数ｆｍａｘを検出することが可能な検出部を用いてもよい。すなわち、１ＭＨｚ未満または２０ＭＨｚよりも大きい最大周波数ｆｍａｘを検出することが可能な検出部を用いてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の光源駆動部により発光素子に流れる電流のパルス信号の時間幅が調整されることにより、パルス光のパルス幅を、上記式（２）に表されるパルス幅ｔｗに設定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、光源駆動部により発光素子に流れる電流のパルス信号の時間幅が調整されること以外により、パルス光のパルス幅を、上記式（２）に表されるパルス幅ｔｗに設定するように構成してもよい。たとえば、光を遮ることが可能なシャッタを設けて、パルス光のパルス幅が上記式（２）に表されるパルス幅ｔｗになるように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の光源駆動部にスイッチ部を３つ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、光源駆動部にスイッチ部を３つ以外の数設けてもよい。たとえば、発光素子の順電圧値の特性が略均等（ばらつきが小さい）場合には、１つのスイッチ部と３列の発光素子群のカソード側とを接続させるように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の光源部に発光ダイオード素子を１０８個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、光源部に発光ダイオード素子を１０８個以外の数設けてもよい。すなわち、光源部に発光ダイオード素子を１０８個未満の数、または１０８個よりも大きい数設けてもよい。

１、２０１、４０１、５０１、６０１ プローブ部（プローブ）
２、２０２、４０２ 装置本体部
１１、２１１、５１１、６１１ 光源部
１１ａ 発光ダイオード素子（発光素子）
１２ 検出部
２１、２２１、３２１、４２１ 制御部
２２、２２２、３２２ 光源駆動部
２３ 画像化部
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 光音響画像化装置
５１１ａ 半導体レーザ素子（発光素子）
６１１ａ 有機発光ダイオード素子（発光素子）

Claims (10)

1. 被検体にパルス光を照射することが可能な光源部と、
   前記光源部から前記被検体に照射された前記パルス光が前記被検体の内部の検出対象物により吸収されることにより発生する音響波を検出する検出部と、
   前記光源部に電流を供給して前記光源部を駆動させる光源駆動部と、
   前記光源駆動部の駆動を制御する制御部と、
   前記検出部を含むプローブと、を備え、
   前記光源部は、前記検出部が検出することが可能な前記音響波の最大周波数をｆｍａｘとした場合に、前記パルス光のパルス幅を、以下の式（１）に表されるパルス幅ｔｗに設定し、
   前記制御部は、前記プローブが検出することが可能な前記音響波の最大周波数ｆｍａｘの情報を取得して、前記光源部が照射する前記パルス光のパルス幅が、前記式（１）に表される前記パルス幅ｔｗになるように、前記光源駆動部の駆動を制御する、
   光音響画像化装置。
   ０．５／ｆｍａｘ≦ｔｗ≦１／ｆｍａｘ・・・（１）
2. 被検体にパルス光を照射することが可能な光源部と、
   前記光源部から前記被検体に照射された前記パルス光が前記被検体の内部の検出対象物により吸収されることにより発生する音響波を検出する検出部と、
   前記光源部に電流を供給して前記光源部を駆動させる光源駆動部と、を備え、
   前記光源部は、前記検出部が検出することが可能な前記音響波の最大周波数をｆｍａｘとした場合に、前記パルス光のパルス幅を、以下の式（１）に表されるパルス幅ｔｗであって、パルス幅ｔｗが１００ｎｓ以上５００ｎｓ以下となるように設定する、
   光音響画像化装置。
   ０．５／ｆｍａｘ≦ｔｗ≦１／ｆｍａｘ・・・（１）
3. 前記パルス光の周波数は、１００Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下に設定されている、
   請求項１または請求項２に記載の光音響画像化装置。
4. 前記パルス光の周波数は、５００Ｈｚ以上２０ｋＨｚ以下に設定されている、
   請求項１または請求項２に記載の光音響画像化装置。
5. 前記光源部は、前記光源駆動部からの電流により前記パルス光を放出する発光素子を含み、
   前記光源駆動部は、前記発光素子に流れる電流値の最大値が前記発光素子の定格電流以上で、かつ、前記発光素子に流れる電流の電流密度が１２０Ａ／ｍｍ２以下となるように、前記光源部に電流を供給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. 前記光源部は、前記光源駆動部からの電流により前記パルス光を放出する発光素子を含み、
   前記光源部は、前記光源駆動部により前記発光素子に流れる電流のパルス信号の時間幅が調整されることにより、前記パルス光のパルス幅を、前記式（１）に表される前記パルス幅ｔｗに設定する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。
7. 前記光源部は、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。
8. 前記光源部は、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。
9. 前記光源部は、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。
10. 前記検出部により検出された検出信号を平均化処理するように構成されている制御部をさらに備える、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の光音響画像化装置。

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