特許 6139483 光音響画像化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139483

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】光音響画像化装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/13 20060101AFI20170522BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/13

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-172532(P2014-172532)

(22)【出願日】2014年8月27日

(65)【公開番号】特開2016-47079(P2016-47079A)

(43)【公開日】2016年4月7日

【審査請求日】2016年10月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】508035425

【氏名又は名称】プレキシオン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137947

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 貴文

(72)【発明者】

【氏名】中塚 均

【審査官】 門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−８４４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８０７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３０３９０９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０９３１０８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００ − ８／１５

Ａ６１Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体に照射する光を発生する発光素子と、
前記発光素子から前記被検体に照射された光を、前記被検体の内部の検出対象物が吸収することにより発生する音響波を検出する音響波検出部と、
前記発光素子が光を発生させるための電力を前記発光素子に供給する光源駆動部とを備え、
前記光源駆動部は、前記発光素子に流れる電流値が所定の電流値に達したことに基づいて、前記発光素子に対する前記電力の供給を停止して、前記発光素子に流れる電流値を略０にするように構成されている、光音響画像化装置。

【請求項2】

前記光源駆動部は、前記発光素子に流れる電流値が略０の状態において、前記発光素子に対する前記電力の供給を開始するとともに、前記発光素子に流れる電流の波形が三角波状になるように、前記発光素子に流れる電流値が前記所定の電流値に達したことに基づいて、前記発光素子に対する前記電力の供給を停止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。

【請求項3】

前記光源駆動部から前記電力が供給されることにより前記発光素子に対して印加される電圧の電圧降下の大きさを検出することにより、前記発光素子に流れる電流値を取得する電流検出部をさらに備える、請求項１または２に記載の光音響画像化装置。

【請求項4】

前記光源駆動部は、前記所定の電流値に対応する電圧値と、前記所定の電流値に対応するパルス幅とを含むテーブルに基づいた駆動パルスを前記発光素子に供給するように構成されている、請求項１または２に記載の光音響画像化装置。

【請求項5】

前記発光素子は、複数設けられているとともに、互いに直列に接続されることにより複数の発光素子群を形成しており、
前記複数の発光素子群は、前記光源駆動部にそれぞれ並列に接続されており、
前記複数の発光素子群のそれぞれに流れる電流値を取得する電流検出部をさらに備え、
前記光源駆動部は、前記複数の発光素子群のそれぞれに流れる電流値が前記所定の電流値に達する時点のうちの最も遅く前記発光素子群に流れる電流値が前記所定の電流値に達した時点において、前記発光素子に対する前記電力の供給を停止して、前記発光素子に流れる電流値を略０にす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。

【請求項6】

前記発光素子は、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。

【請求項7】

前記発光素子は、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。

【請求項8】

前記発光素子は、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。

【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、被検体に照射する光を発生する発光素子を備えた光音響画像化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被検体に照射する光を発生する発光素子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、ファイバ増幅器を介してパルス光を被検部に照射する半導体レーザパルス光源と、超音波検出手段とを備えた光超音波断層画像化装置が開示されている。この光超音波断層画像化装置は、半導体レーザパルス光源から、ファイバ増幅器を介して、パルス光を測定光として被検部に照射するとともに、照射された測定光に起因して被検部から生じる超音波を、超音波検出手段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２０１０−４２１５８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の光超音波断層画像化装置では、半導体レーザパルス光源がパルス光を発する際に、半導体レーザパルス光源に流れる電流の大きさが変化しない期間があると考えられる。ここで、被検部（被検体）の内部の検出対象物が吸収する光の大きさが変化しない期間には、検出対象物から超音波（音響波）は発生しないので、上記特許文献１では、音響波の発生に寄与しない光を発生させている分、光を発生させるための消費電力が増加す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、音響波の発生に寄与しない光が発生することを抑制して、光を発生させるための消費電力が増加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。

【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、被検体に照射する光を発生する発光素子と、発光素子から被検体に照射された光を、被検体の内部の検出対象物が吸収することにより発生する音響波を検出する音響波検出部と、発光素子が光を発生させるための電力を発光素子に供給する光源駆動部とを備え、光源駆動部は、発光素子に流れる電流値が所定の電流値に達したことに基づいて、発光素子に対する電力の供給を停止して、発光素子に流れる電流値を略０にするように構成されている。

【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、光源駆動部を、発光素子に流れる電流値が所定の電流値に達したことに基づいて、発光素子に対する電力の供給を停止するように構成する。これにより、発光素子に流れる電流値が略変化しないような電流値になる以前に、発光素子に対する電力の供給を停止することができるので、発光素子に流れる電流の大きさが変化しない期間を短くするか、または、なくすことができる。そして、発光素子に流れる電流の大きさが変化しない期間を短くするか、または、なくすことにより、音響波の発生に寄与しない光が発生することを抑制することができる。その結果、音響波の発生に寄与しない光が発生することを抑制して、光を発生させるための消費電力が増加するのを抑制することができる。また、消費電力の増加が抑制されることにより、光音響画像化装置が電力を消費することによる発熱も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、光源駆動部は、発光素子に流れる電流値が略０の状態において、発光素子に対する電力の供給を開始するとともに、発光素子に流れる電流の波形が三角波状になるように、発光素子に流れる電流値が所定の電流値に達したことに基づいて、発光素子に対する電力の供給を停止するように構成されている。このように構成すれば、発光素子に流れる電流の波形を三角波状にすることにより、発光素子に流れる電流の波形を矩形波状にする場合と比べて、発光素子に流れる電流の大きさが変化しない期間をより短くすることができる。その結果、音響波の発生に寄与しない光が発生することを抑制して、光を発生させるための消費電力が増加するのをより抑制することができる。

【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、光源駆動部から電力が供給されることにより発光素子に対して印加される電圧の電圧降下の大きさを検出することにより、発光素子に流れる電流値を取得する電流検出部をさらに備える。ここで、一般的に、発光素子に流れる電流値を検出する場合には、たとえば、検出抵抗、充電コンデンサおよびスイッチなどを含むピークホールド回路を設ける必要がある。一方、発光素子に流れる電流値は、発光素子に対して印加される電圧の電圧降下の大きさと相関関係がある。そこで、上記のように発光素子に対して印加される電圧の電圧降下の大きさを検出することにより、発光素子に流れる電流値を取得するように構成すれば、ピークホールド回路などを設けることなく、発光素子に流れる電流値を取得することができる。そして、発光素子に対して印加される電圧の電圧降下の大きさを検出する構成はピークホールド回路に比べて構成が複雑ではないので、光音響画像化装置の構成が複雑化するのを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、光源駆動部は、所定の電流値に対応する電圧値と、所定の電流値に対応するパルス幅とを含むテーブルに基づいた駆動パルスを発光素子に供給するように構成されている。このように構成すれば、テーブルに基づいた駆動パルスを発光素子に供給することにより、発光素子に流れる電流値を取得することなく、発光素子に流れる電流値が所定の電流値に達する時点で、発光素子に対する電力の供給を停止するように構成することができる。その結果、発光素子に流れる電流値を取得するための電流検出部を設ける必要がない分、光音響画像化装置の構成が複雑化するのをより抑制することができる。

【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、発光素子は、複数設けられているとともに、互いに直列に接続されることにより複数の発光素子群を形成しており、複数の発光素子群は、光源駆動部にそれぞれ並列に接続されており、複数の発光素子群のそれぞれに流れる電流値を取得する電流検出部をさらに備え、光源駆動部は、複数の発光素子群のそれぞれに流れる電流値が所定の電流値に達する時点のうちの最も遅く発光素子群に流れる電流値が所定の電流値に達した時点において、発光素子に対する電力の供給を停止して、発光素子に流れる電流値を略０にするように構成されている。このように構成すれば、複数の発光素子群に電圧が印加されて電流が立上る速度（応答速度）にバラツキがある場合でも、最も遅く立上る発光素子群の立上りに基づいて電力の供給の停止を行うことにより、全ての発光素子群が所定の電流値に達するように構成することができる。これにより、複数の発光素子群から照射される光の光量を確保することができるので、音響波の強度を確保することができる。その結果、音響波を画像化する際に、より正確に画像化することができる。

【0013】

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、発光素子は、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、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く、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。

【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、発光素子は、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。

【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、発光素子は、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プローブ部を容易に小型化することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、上記のように、音響波の発生に寄与しない光が発生することを抑制して、光を発生させるための消費電力が増加するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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画像化装置の一部の構成を示したブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態による電流検出部の動作を説明するための図である。

【図4】従来の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。

【図5】本発明の第１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。

【図6】本発明の第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7】本発明の第２実施形態による光音響画像化装置の一部の構成を示したブロック図である。

【図8】本発明の第２実施形態による発光ダイオード素子の特性を説明するための図である。

【図9】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したブロック図である。

【図10】本発明の第３実施形態による光音響画像化装置の一部の構成を示したブロック図である。

【図11】本発明の第３実施形態によるテーブルを説明するための図である。

【図12】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。

【図13】本発明の第４実施形態による光音響画像化装置の一部の構成を示したブロック図である。

【図14】本発明の第４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。

【図15】本発明の第１実施形態の第１変形例による電流検出部の構成を示す回路図である。

【図16】本発明の第１実施形態の第２変形例による光音響画像化装置の一部の構成を示したブロック図である。

【図17】本発明の第１実施形態（第３実施形態）の第３変形例による光音響画像化装置の一部の構成を示したブロック図である。

【図18】本発明の第１実施形態の第４変形例および第５変形例による発光素子群の構成を示したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0019】

（第１実施形態）
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。

【0020】

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２０が設けられている。プローブ部２０は、被検体１０内からの音響波Ａ１および超音波Ｂ２を検出して、受信信号として後述する本体部３０に伝達するように構成されている。

【0021】

また、光音響画像化装置１００には、本体部３０が設けられている。本体部３０は、プローブ部２０により検出された受信信号を処理して画像化するように構成されている。

【0022】

また、光音響画像化装置１００には、画像表示部４０が設けられている。画像表示部４０は、本体部３０により処理された画像を取得して、表示することが可能に構成されている。

【0023】

そして、プローブ部２０には、発光素子群２１が設けられている。発光素子群２１は、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ことが可能な複数の発光ダイオード素子２１ａ（図２参照）を含む。

【0024】

また、プローブ部２０には、集光レンズ２２が設けられている。集光レンズ２２は、発光素子群２１からのパルス光を集光しながら、パルス光を被検体１０に照射するように構成されている。

【0025】

そして、プローブ部２０から被検体１０に照射されたパルス光は、被検体１０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１０）から音響波Ａ１が生じる。なお、本明細書では、説明の都合上、被検体１０内の検出対象物が光を吸収することにより発生する超音波を「音響波Ａ１」として、超音波振動素子２５により発生されるとともに、被検体１０に反射される超音波を後述する「超音波Ｂ２」として区別して記載している。

【0026】

また、プローブ部２０には、光源駆動部２３が設けられている。光源駆動部２３は、外部電源部１０１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、後述する制御部３１からの電圧値制御信号およびパルス制御信号に基づいて、発光素子群２１に電力を供給するように構成されている。

【0027】

また、プローブ部２０には、電流検出部２４が設けられている。電流検出部２４は、発光素子群２１の複数の発光ダイオード素子２１ａに流れる電流Ｉの電流値Ｉｐを検出することが可能に構成されている。

【0028】

また、プローブ部２０には、超音波振動子２５が設けられている。超音波振動子２５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、超音波振動子２５は、上記した音響波Ａ１を取得した場合には、振動して電圧（受信信号）を生じるように構成されている。そして、超音波振動子２５は、取得した受信信号を後述する受信回路３２に伝達するように構成されている。なお、超音波振動子２５は、本発明の「音響波検出部」の一例である。

【0029】

また、超音波振動子２５は、制御部３１からの振動子駆動信号に応じた周波数で振動することにより超音波Ｂ１を発生することが可能に構成されている。そして、超音波振動子２５により発生した超音波Ｂ１は、被検体１０内の音響インピーダンスが高い物質により反射される。そして、超音波Ｂ２（超音波Ｂ１が反射されたもの）は、超音波振動子２５により取得され、超音波振動子２５は、超音波Ｂ２により振動するように構成されている。

【0030】

そして、超音波振動子２５は、超音波Ｂ２により振動した場合も、音響波Ａ１により振動した場合と同様に、受信信号を受信回路３２に伝達するように構成されている。なお、光音響画像化装置１００は、発光素子群２１によりパルス光を被検体１０に照射して音響波Ａ１を発生させるとともに、音響波Ａ１を超音波振動子２５により取得する期間と、超音波振動子２５により超音波Ｂ１を被検体１０に照射して、超音波Ｂ２を超音波振動子２５により取得する期間とを、重複させないように構成することにより、音響波Ａ１と超音波Ｂ２とを区別することが可能に構成されている。

【0031】

また、図１に示すように、本体部３０には、制御部３１が設けられている。そして、制御部３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などを含み、各部に制御信号を伝達することによって、光音響画像化装置１００の全体の制御を行うように構成されている。

【0032】

また、本体部３０には、受信回路３２が設けられている。受信回路３２は、カップリングコンデンサ等を含み、超音波振動子２５から受信信号（交流成分）を取得するように構成されている。そして、受信回路３２は、取得した受信信号をＡ／Ｄコンバータ３３に伝達するように構成されている。

【0033】

また、本体部３０には、Ａ／Ｄコンバータ３３が設けられている。Ａ／Ｄコンバータ３３は、受信回路３２から取得した受信信号（アナログ信号）を、制御部３１から取得したサンプリングトリガ信号に対応させて、デジタル信号に変換するように構成されている。そして、Ａ／Ｄコンバータ３３は、受信メモリ３４と接続されており、Ａ／Ｄコンバータ３３は、デジタル信号に変換された受信信号を、受信メモリ３４に伝達するように構成されている。

【0034】

また、本体部３０には、受信メモリ３４が設けられている。受信メモリ３４は、デジタル信号に変換された受信信号を一時的に格納するように構成されている。そして、受信メモリ３４は、データ処理部３５と接続されており、格納された音響波信号をデータ処理部３５に伝達するように構成されている。

【0035】

また、本体部３０には、データ処理部３５が設けられている。データ処理部３５は、音響波画像再構成部５１と接続されており、音響波Ａ１のデータは、音響波画像再構成部５１に伝達するように構成されている。また、データ処理部３５は、超音波画像再構成部５４と接続されており、超音波Ｂ２のデータは、超音波画像再構成部５４に伝達するように構成されている。

【0036】

また、本体部３０には、音響波画像再構成部５１が設けられている。音響波画像再構成部５１は、取得した音響波Ａ１のデータを、画像として再構成する処理を行うように構成されている。そして、音響波画像再構成部５１は、検波・対数コンバータ５２と接続されており、画像として再構成された音響波Ａ１のデータを検波・対数コンバータ５２に伝達するように構成されている。

【0037】

また、本体部３０には、検波・対数コンバータ５２が設けられている。検波・対数コンバータ５２は、画像として再構成されたデータの波形処理を行うように構成されている。そして、検波・対数コンバータ５２は、音響波画像構築部５３と接続されており、波形処理されたデータを伝達するように構成されている。

【0038】

また、本体部３０には、音響波画像構築部５３が設けられている。音響波画像構築部５３は、波形処理されたデータに基づいて、被検体１０内の断層画像を構築する処理を行うように構成されている。そして、音響波画像構築部５３は、画像合成部５７と接続されており、音響波Ａ１に基づいた断層画像を伝達するように構成されている。

【0039】

また、本体部３０には、超音波画像再構成部５４と検波・対数コンバータ５５と超音波画像構築部５６と画像合成部５７とが設けられている。超音波画像再構成部５４は、データ処理部３５から取得した超音波Ｂ２のデータを、画像として再構成する処理を行うように構成されている。そして、超音波画像再構成部５４は、検波・対数コンバータ５５と、超音波画像構築部５６とを介して、超音波Ｂ２に基づいた断層画像を、画像合成部５７に伝達するように構成されている。

【0040】

また、本体部３０には、画像合成部５７が設けられている。画像合成部５７は、音響波Ａ１に基づいた断層画像と超音波Ｂ２に基づいた断層画像とを合成する処理を行い、合成された画像を画像表示部４０に出力するように構成されている。

【0041】

そして、画像表示部４０は、液晶パネル等により構成されており、本体部３０から取得した画像を表示するように構成されている。

【0042】

また、図２に示すように、光源駆動部２３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３ａが設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３ａは、外部電源部１０１から取得した電力を、制御部３１から取得した電圧値制御信号に基づいた電圧値に変換して、変換された電圧を発光素子群２１の発光ダイオード２１ａに印加するように構成されている。

【0043】

そして、発光素子群２１には、互いに直列に接続された複数の発光ダイオード素子２１ａが設けられている。また、発光ダイオード素子２１ａのアノード側（点Ｃ１）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３ａから電圧が印加されている。また、発光ダイオード素子２１ａのカソード側（点Ｃ２）は、スイッチ部ＳＷ１と接続されている。

【0044】

そして、光源駆動部２３には、スイッチ部ＳＷ１が設けられている。スイッチ部ＳＷ１は、制御部３１からのパルス制御信号に基づいて、発光素子群２１と電流検出部２４との導通および切断を切り替えることが可能に構成されている。

【0045】

これにより、スイッチ部ＳＷ１がオン（導通）されている場合には、点Ｃ１と点Ｃ２との間に、電位差が生じるので、複数の発光ダイオード素子２１ａに電流Ｉが流れ、複数の発光ダイオード素子２１ａから光が発生する。すなわち、この場合は、光源駆動部２３（ＤＣ／ＤＣコンバータ２３ａ）から発光素子群２１に電力が供給されている状態である。また、スイッチ部ＳＷ１がオフ（切断）されている場合には、複数の発光ダイオード素子２１ａには、電流が流れない。すなわち、この場合は、光源駆動部２３（ＤＣ／ＤＣコンバータ２３ａ）から発光素子群２１への電力の供給が停止されている状態である。

【0046】

そして、制御部３１は、スイッチ部ＳＷ１がオンオフを繰り返すような、パルス制御信号（図５参照）を伝達するように構成されている。これにより、発光素子群２１の点Ｃ１と点Ｃ２との電位差は矩形波状の駆動パルス（駆動電圧）を有するように構成されている。なお、パルス制御信号は、オンの時間が１５０ｎｓで、かつ、繰り返し周波数が１ｋＨｚなどに設定されており、発光ダイオード素子２１ａの発熱が少なく、発光ダイオード素子２１ａが効率よく発光することが可能な値に設定されている。

【0047】

そして、図３に示すように、電流検出部２４は、ピークホールド回路を含み、発光素子群２１に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐを検出することが可能に構成されている。以下、具体的に説明する。

【0048】

電流検出部２４には、検出抵抗Ｒ１と、充電コンデンサＣ１と、充電スイッチ部ＳＷ２と、放電スイッチ部ＳＷ３とが設けられている。そして、検出抵抗Ｒ１の一方端は、上記したスイッチ部ＳＷ１および充電スイッチ部ＳＷ２と接続されているとともに、他方端は、接地されている。これにより、検出抵抗Ｒ１は、電流値Ｉｐに応じた電圧Ｖ１を充電スイッチ部ＳＷ２に印加させることが可能に構成されている。なお、電流値Ｉｐ（発光素子に流れる電流値）は、検出抵抗Ｒ１および電圧値Ｖ１により、以下の式（１）の関係を有する。
Ｉｐ＝Ｖ１／Ｒ１・・・（１）

【0049】

そして、図３（ａ）に示すように、充電スイッチ部ＳＷ２は、制御部３１からスイッチ駆動信号（充電信号）に応じて、オンオフを切り替えることが可能に構成されている。そして、充電スイッチ部ＳＷ２がオンすることにより、検出抵抗Ｒ１に印加される電圧Ｖ１を充電コンデンサＣ１に印加して、充電コンデンサＣ１を充電させるように構成されている。

【0050】

そして、図３（ｂ）に示すように、充電スイッチ部ＳＷ２がオフされると、充電コンデンサＣ１は、電圧Ｖ１を維持する。すなわち、制御部３１により充電スイッチ部ＳＷ２をオフした後、制御部３１は、電圧Ｖ１を取得して、取得した電圧Ｖ１に基づいて、電流値Ｉｐを取得することが可能に構成されている。

【0051】

そして、図３（ｃ）に示すように、放電スイッチ部ＳＷ３は、制御部３１からスイッチ駆動信号（放電信号）を取得して、放電スイッチ部ＳＷ３がオンされると、充電された充電コンデンサＣ１から電荷が放出されるように構成されている。これにより、充電コンデンサＣ１は、充電されていない状態に戻るように構成されている。

【0052】

次に、図４を参照して、従来の光音響画像化装置における光源駆動部の駆動方法について説明する。

【0053】

従来の光音響画像化装置の光源駆動部の駆動方法では、発光素子に流れる電流値が略一定となる期間（期間τ２および期間τ５）を有する。なお、発光素子に流れる電流値と、発光素子から照射される光（パルス光）の大きさとは対応するので、従来の光音響画像化装置では、発光素子から照射される光の大きさが略一定となる期間（期間τ２および期間τ５）を有することを意味する。

【0054】

具体的には、パルス制御信号が時点ｔ１〜時点ｔ３において、Ｈレベルにされた場合、発光素子に流れる電流の電流値は、時点ｔ１〜時点ｔ２においては上昇する一方、時点ｔ２〜時点ｔ３においては略一定となる。そして、発光素子に流れる電流の電流値は、時点ｔ３〜時点ｔ４において次第に小さくなる。時点ｔ５〜時点ｔ８においては、発光素子に流れる電流値は、時点ｔ１〜時点ｔ４と同様の波形を有する。

【0055】

そして、被検体１０の内部の検出対象物が吸収する光の大きさが変化する期間（期間τ１、期間τ３、期間τ４および期間τ６）には、検出対象物から音響波Ａ１が発生する。一方、被検体１０の内部の検出対象物が吸収する光の大きさが変化しない期間（期間τ２および期間τ５）には、検出対象物から音響波Ａ１が発生しない。

【0056】

次に、図５を参照して、第１実施形態による光音響画像化装置１００における光源駆動部２３の駆動方法について説明する。

【0057】

ここで、第１実施形態では、光源駆動部２３により、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが略０の状態において、発光素子群２１に対する電力の供給が開始されるとともに、発光素子群２１に流れる電流Ｉの波形が三角波状になるように、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達したことに基づいて、発光素子群２１に対する電力の供給が停止される。以下、具体的に説明する。

【0058】

パルス制御信号が時点ｔ１１（発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが略０の状態）においてＨレベルにされ、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが次第に大きくなる。そして、時点ｔ１２において、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐは、目標電流値Ｉｏに達する。そして、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐは、目標電流値Ｉｏに達したことに基づいて、パルス制御信号がＬレベルにされる。なお、目標電流値Ｉｏは、本発明の「所定の電流値」の一例である。

【0059】

また、パルス制御信号がＬレベルにされたことにより、時点ｔ１２〜時点ｔ１３において、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐは、次第に小さくなる。また、時点ｔ１４〜時点ｔ１６においては、発光素子群２１に流れる電流Ｉは、時点ｔ１１〜時点ｔ１３と同様の波形を有する。

【0060】

したがって、発光素子群２１に流れる電流Ｉの波形は三角波状になるとともに、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが略一定となる期間はない。これにより、被検体１０の内部の検出対象物が吸収する光の大きさが変化する期間（期間τ１１、期間τ１２、期間τ１３および期間τ１４）には、検出対象物から音響波Ａ１が発生する。すなわち、発光素子群２１に電流Ｉが流れる期間の略全期間、検出対象物から音響波Ａ１が発生する。

【0061】

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。

【0062】

第１実施形態では、上記のように、光源駆動部２３を、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達したことに基づいて、発光素子群２１に対する電力の供給を停止するように構成する。これにより、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが略変化しないような電流値（目標電流値Ｉｏ）になる以前に、発光素子群２１に対する電力の供給を停止することができるので、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの大きさが変化しない期間を短くするか、または、なくすことができる。そして、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの大きさが変化しない期間を短くするか、または、なくすことにより、音響波Ａ１の発生に寄与しない光が発生することを抑制することができる。その結果、音響波Ａ１の発生に寄与しない光が発生することを抑制して、光を発生させるための消費電力が増加するのを抑制することができる。また、消費電力の増加が抑制されることにより、光音響画像化装置１００が電力を消費することによる発熱も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、光源駆動部２３を、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが略０の状態において、発光素子群２１に対する電力の供給を開始するとともに、発光素子群２１に流れる電流Ｉの波形が三角波状になるように、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達したことに基づいて、発光素子群２１に対する電力の供給を停止するように構成する。これにより、発光素子群２１に流れる電流Ｉの波形を三角波状にすることにより、発光素子群２１に流れる電流Ｉの波形を矩形波状にする場合と比べて、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの大きさが変化しない期間をより短くすることができる。その結果、音響波Ａ１の発生に寄与しない光が発生することを抑制して、光を発生させるための消費電力が増加するのをより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、発光素子群２１に、発光ダイオード素子２１ａを含むように構成する。これにより、発光ダイオード素子２１ａは、レーザ光を発する発光素子に比べて指向性が低く、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。このため、レーザ光を発する発光素子（レーザダイオードなど）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。

【0065】

（第２実施形態）
次に、図６〜図８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、発光素子群に流れる電流値のピーク値を検出することが可能に構成された電流検出部が設けられていた第１実施形態による光音響画像化装置１００と異なり、光源駆動部から印加された電圧の発光素子群による電圧降下の大きさを検出することが可能に構成された電圧検出部が設けられている。

【0066】

図６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２２０が設けられている。

【0067】

また、光音響画像化装置２００には、本体部２３０が設けられている。そして、本体部２３０は、制御部２３１を含む。

【0068】

ここで、第２実施形態では、図７に示すように、プローブ部２２０には、光源駆動部２３から電力が供給されることにより発光素子群２１に対して印加される電圧Ｖ２の電圧降下の大きさ（電圧Ｖ２−Ｖ３）を検出することにより、発光素子群２１に流れる電流値を取得する電圧検出部２２４が設けられている。なお、電圧検出部２２４は、本発明の「電流検出部」の一例である。

【0069】

具体的には、電圧検出部２２４は、発光素子群２１の点Ｃ１の電圧値Ｖ２と点Ｃ２の電圧値Ｖ３との電位差を検出することが可能に構成されている。そして、電圧検出部２２４は、検出した電位差（電圧降下の大きさ）の情報を制御部２３１に伝達するように構成されている。

【0070】

また、図８に示すように、制御部２３１は、取得した電圧降下の大きさに基づいて、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを算出することが可能に構成されている。たとえば、発光素子群２１に含まれる複数の発光ダイオード２１ａのうちの１つあたりの電圧降下の値は、順電圧Ｖ_Ｆの値と一致する。これにより、制御部２３１は、図８に示す発光ダイオード２１ａの特性に基づいて、取得した電圧降下の大きさから発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを算出するように構成されている。たとえば、順電圧Ｖ_Ｆが３Ｖの場合には、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐは、３Ａであり、順電圧Ｖ_Ｆが７Ｖの場合には、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐは、７０Ａである。

【0071】

なお、発光ダイオード２１ａの順電圧Ｖ_Ｆは、比較的順電圧Ｖ_Ｆが大きい電圧範囲（たとえば、順電圧Ｖ_Ｆが３Ｖ以上、７Ｖ以下）では、対数として表した発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐと、一次関数となる性質を有する。これにより、制御部２３１は、一次関数となる性質を考慮して算出することにより、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの算出の際における、制御部２３１の処理の負担が増加するのを抑制することができる。

【0072】

そして、制御部２３１は、算出した発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐに基づいて、光源駆動部２３の駆動を制御することにより、第１実施形態による光音響画像化装置１００と同様に、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達したことに基づいて、発光素子群２１に対する電力の供給を停止して、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを略０にするように構成されている。これにより、第２実施形態による光音響画像化装置２００においても、第１実施形態による光音響画像化装置１００と同様に、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの大きさが変化しない期間を短くすることが可能になる。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

第２実施形態では、上記のように、光音響画像化装置２００に、光源駆動部２３から電力が供給されることにより発光素子群２１に対して印加される電圧Ｖ２の電圧降下の大きさを検出することにより、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを取得する電圧検出部２２４を設ける。ここで、一般的に、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを検出する場合には、たとえば、第１実施形態による光音響画像化装置１００のように、電流検出部２４（ピークホールド回路）（図２参照）を設ける必要がある。一方、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐは、発光素子群２１に対して印加される電圧Ｖ２の電圧降下の大きさ（順電圧Ｖ_Ｆ）と相関関係がある。そこで、上記のように発光素子群２１に対して印加される電圧Ｖ２の電圧降下の大きさを検出することによって、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを取得するように構成することにより、電流検出部２４（ピークホールド回路）などを設けることなく、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを取得することができる。そして、電圧検出部２２４の構成は、電流検出部２４に比べて構成が複雑ではないので、光音響画像化装置２００の構成が複雑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。

【0076】

（第３実施形態）
次に、図９〜図１１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、発光素子群に流れる電流値を取得して、取得した発光素子群に流れる電流値に基づいて、光源駆動部の駆動を制御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、目標電流値に対応する電圧値と、目標電流値に対応するパルス幅とを含むテーブルに基づいて、光源駆動部の駆動を制御するように構成されている。

【0077】

図９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、プローブ部３２０が設けられている。

【0078】

また、光音響画像化装置３００には、本体部３３０が設けられている。そして、本体部３３０は、制御部３３１を含む。

【0079】

ここで、第３実施形態では、図１０および図１１に示すように、光源駆動部３２３は、目標電流値Ｉｏに対応する電圧値Ｖ４と、目標電流値Ｉｏに対応するパルス幅ｔｗとを含むテーブル３３１ａに基づいた駆動パルスを発光素子群２１に供給するように構成されている。

【0080】

具体的には、図１０に示すように、制御部３３１には、テーブル３３１ａが設けられている。テーブル３３１ａは、図１１に示すように、複数の異なる目標電流値Ｉｏに対応したパルス幅ｔｗと電圧値Ｖ４との情報が含まれている。たとえば、制御部３３１が、目標電流値Ｉｏが１２Ａとなるように駆動する場合には、パルス幅ｔｗが１３０ｎｓで、かつ電圧値Ｖ４が１６２Ｖとなるように光源駆動部３２３を駆動させることにより、発光素子群２１に流れる電流Ｉの波形は、電流値Ｉｐが１２Ａ（ピーク値）となる三角波状となるように構成されている。これにより、第３実施形態による光音響画像化装置３００においても、第１実施形態による光音響画像化装置１００と同様に、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの大きさが変化しない期間を短くすることが可能になる。

【0081】

また、制御部３３１は、外部コンピュータ３３１ｂと接続することが可能に構成されており、外部コンピュータ３３１ｂからテーブル３３１ａを取得することが可能に構成されている。これにより、制御部３３１は、発光素子群２１を交換する際に、交換後の発光素子群２１に対応するテーブル３３１ａを取得することが可能になる。たとえば、交換前の発光素子群２１と交換後の発光素子群２１とに含まれる発光ダイオード素子２１ａの発光波長が異なる場合や、同一の波長であっても生産ロットが異なる場合などには、テーブル３３１ａを更新することにより、より確実に、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの大きさが変化しない期間を短くすることが可能になる。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。

【0082】

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。

【0083】

第３実施形態では、上記のように、光源駆動部３２３を、目標電流値Ｉｏに対応する電圧値Ｖ４と、目標電流値Ｉｏに対応するパルス幅ｔｗとを含むテーブル３３１ａに基づいた駆動パルスを発光素子群２１に供給するように構成する。これにより、テーブル３３１ａに基づいた駆動パルスを発光素子群２１に供給することにより、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを取得することなく、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達する時点で、発光素子群２１に対する電力の供給を停止することができる。その結果、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐを取得するための電流検出部を設ける必要がない分、光音響画像化装置３００の構成が複雑化するのをより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。

【0084】

（第４実施形態）
次に、図１２および図１３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、１つの発光素子群が設けられていた第１〜第３実施形態による光音響画像化装置と異なり、複数の発光素子群が設けられている。

【0085】

図１２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４２０が設けられている。

【0086】

また、光音響画像化装置４００には、本体部４３０が設けられている。そして、本体部４３０は、制御部４３１を含む。

【0087】

ここで、第４実施形態では、図１２および図１３に示すように、プローブ部４２０には、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃと、光源駆動部４２３と、電流検出部４２４とが設けられている。そして、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとは、光源駆動部４２３にそれぞれ並列に接続されている。

【0088】

また、図１３に示すように、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとは、それぞれ同一の種類の発光ダイオード素子２１ａを同数含むように構成されている。なお、同一の種類の発光ダイオード素子２１ａであっても、電圧が印加されて電流が立上る速度（応答速度）には、バラツキが生じる場合がある。

【0089】

そして、光源駆動部４２３には、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとにそれぞれ接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ４２３ａが設けられている。また、光源駆動部４２３には、第１発光素子群４２１ａと電流検出部４２４とを導通および切断を切り替えることが可能に構成されたスイッチ部ＳＷ１１が設けられている。また、光源駆動部４２３には、第２発光素子群４２１ｂに対応するスイッチ部ＳＷ１２と、第３発光素子群４２１ｃに対応するスイッチ部ＳＷ１３とが設けられている。

【0090】

そして、電流検出部４２４は、第１発光素子群４２１ａに流れる電流Ｉ１と、第２発光素子群４２１ｂに流れる電流Ｉ２と、第３発光素子群４２１ｃに流れる電流Ｉ３とのそれぞれの電流値を取得可能に構成されている。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。

【0091】

次に、図１４を参照して、第４実施形態による光音響画像化装置４００における光源駆動部４２３の駆動方法について説明する。なお、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとの応答速度は、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとの順に小さいと仮定して説明する。すなわち、第３発光素子群４２１ｃの応答速度が最も小さいと仮定して説明する。

【0092】

ここで、第４実施形態では、光源駆動部４２３により、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとのそれぞれに流れる電流値が目標電流値Ｉｏに達する時点（時点ｔ２２、ｔ２３およびｔ２４）のうちの最も遅い時点（時点ｔ２４）において、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとに対する電力の供給が停止され、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとに流れる電流値が略０にされる。以下、具体的に説明する。

【0093】

パルス制御信号が時点ｔ２１（発光素子群２１に流れる電流値が略０の状態）においてＨレベルにされた場合、第１発光素子群４２１ａと、第２発光素子群４２１ｂと、第３発光素子群４２１ｃとに流れる電流値はそれぞれ次第に大きくなる。

【0094】

そして、時点ｔ２２において、第１発光素子群４２１ａに流れる電流値は、目標電流値Ｉｏに達する。この場合、パルス制御信号はＨレベルの状態が維持される。そして、時点ｔ２３において、第２発光素子群４２１ｂに流れる電流値は、目標電流値Ｉｏに達する。この場合も、パルス制御信号はＨレベルの状態が維持される。

【0095】

そして、時点ｔ２４において、第３発光素子群４２１ｃに流れる電流値が目標電流値Ｉｏに達する。そして、第３発光素子群４２１ｃに流れる電流値が目標電流値Ｉｏに達したことに基づいて、パルス制御信号がＬレベルにされる。また、時点ｔ２５〜時点ｔ２６においては、時点ｔ２１〜時点ｔ２４と同様にパルス制御信号がＨレベルにされる。

【0096】

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。

【0097】

第４実施形態では、上記のように、プローブ部４２０に、複数の発光素子群（第１発光素子群４２１ａと第２発光素子群４２１ｂと第３発光素子群４２１ｃと）を設ける。そして、複数の発光素子群を、光源駆動部４２３にそれぞれ並列に接続して、プローブ部４２０に、複数の発光素子群のそれぞれに流れる電流値を取得する電流検出部４２４を設ける。また、光源駆動部４２３を、複数の発光素子群のそれぞれに流れる電流値が目標電流値Ｉｏに達する時点（時点ｔ２２〜２４）のうちの最も遅く発光素子群（第３発光素子群４２１ｃ）に流れる電流値が目標電流値Ｉｏに達した時点（時点ｔ２４）において、複数の発光素子群に対する電力の供給を停止して、複数の発光素子群に流れる電流値を略０にするように構成する。これにより、複数の発光素子群に電圧が印加されて電流が立上る速度（応答速度）にバラツキがある場合でも、最も遅く立上る発光素子群（第３発光素子群４２１ｃ）の立上りに基づいて電力の供給の停止を行うことにより、全ての発光素子群に流れる電流値を、目標電流値Ｉｏに達するようにすることができる。そして、複数の発光素子群から照射される光の光量を確保することができるので、音響波Ａ１の強度を確保することができる。その結果、音響波Ａ１の強度を確保することができるので、音響波Ａ１を画像化する際に、より正確に画像化することができる。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。

【0098】

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。

【0099】

たとえば、上記第１実施形態および第４実施形態では、本発明の電流検出部として、充電スイッチ部をオンすることにより、検出抵抗に印加される電圧を充電コンデンサに印加して、充電コンデンサを充電させることにより、発光素子群に流れる電流に応じた電圧値のピーク値を維持するよう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、スイッチ部以外の部品を用いて、充電コンデンサを充電させることにより、発光素子群に流れる電流に応じた電圧値のピーク値を維持するよう構成してもよい。たとえば、図１５に示す変形例のように、ダイオード素子Ｄ１を用いて、充電コンデンサＣ１を充電させることにより、発光素子群に流れる電流に応じた電圧値のピーク値を維持するよう構成してもよい。

【0100】

ここで、第１変形例による電流検出部５２４には、図１５に示すように、検出抵抗Ｒ１と、充電コンデンサＣ１と、ダイオード素子Ｄ１とが設けられている。ダイオード素子Ｄ１のアノードは、検出抵抗Ｒ１に接続されるとともに、ダイオード素子Ｄ１のカソードは、充電コンデンサＣ１に接続されている。これにより、発光素子群２１に流れる電流Ｉ（電流値Ｉｐ）が流れた場合に、ダイオード素子Ｄ１を介して、検出抵抗Ｒ１側から充電コンデンサＣ１に電流が流れる一方、充電コンデンサＣ１から検出抵抗Ｒ１側に電流は流れない。その結果、第１変形例による電流検出部５２４は、第１実施形態による電流検出部２４と同様に、発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐに応じた電圧値を維持することが可能に構成されている。そして、制御部３１は、上記発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐに応じた電圧値を取得することが可能に構成されている。

【0101】

また、上記第１、第２および第４実施形態では、本発明の電流検出部または電圧検出部により発光素子群に流れる電流値を取得するとともに、制御部が、取得した電流値が目標電流値に達したか否かを判断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。本発明は、制御部以外の判断手段により発光素子群に流れる電流値が目標電流値に達したか否かを判断するように構成してもよい。たとえば、図１６に示す変形例のように、比較器６０１を用いて、発光素子群２１に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達したか否かを判断するように構成してもよい。

【0102】

ここで、第２変形例によるプローブ部６２０には、図１６に示すように、比較器６０１が設けられている。比較器６０１は、コンパレータなどにより構成されており、電流検出部２４により取得された発光素子群２１に流れる電流値Ｉｐの電流値に対応する電圧値を取得するように構成されている。また、比較器６０１のコンパレータは、目標電流値Ｉｏに対応する電圧値を参照電圧として入力されている。これにより、比較器６０１は、発光素子群２１に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達したか否かを判断することが可能に構成されている。そして、比較器６０１は、発光素子群２１に流れる電流Ｉの電流値Ｉｐが目標電流値Ｉｏに達した場合に、光源駆動部２３のスイッチ部ＳＷ１をオフして、光源駆動部２３から発光素子群２１への電力の供給を停止するように構成されている。

【0103】

また、上記第１〜第４実施形態では、本発明の発光ダイオード素子として、波長約８５０ｎｍの光を発生させる１種類の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、２種類以上の発光ダイオード素子を用いてもよい。たとえば、図１７に示す変形例のように、波長約８５０ｎｍの光を発生させる発光ダイオード素子７２１ａおよび波長約７６０ｎｍの光を発生させる発光ダイオード素子７２２ａを有するように構成して、２種類の発光ダイオード素子を用いてもよい。

【0104】

ここで、第３変形例による光音響画像化装置７００には、図１７に示すように、第１波長発光素子群７２１と、第２波長発光素子群７２２と、光源駆動部７２３と、制御部７３１とが設けられている。そして、第１波長発光素子群７２１には、波長約８５０ｎｍの光を発生させる発光ダイオード素子７２１ａが複数設けられている。また、第２波長発光素子群７２２には、波長約７６０ｎｍの光を発生させる発光ダイオード素子７２２ａが複数設けられている。また、光源駆動部７２３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２３ａおよび７２３ｂと、スイッチ部ＳＷ２１およびＳＷ２２とが設けられている。そして、制御部７３１には、第１波長用テーブル７３１ａおよび第２波長用テーブル７３１ｂが格納されている。なお、第１波長用テーブル７３１ａおよび第２波長用テーブル７３１ｂは、第３実施形態によるテーブル３３１ａと同様に構成されている。

【0105】

そして、制御部７３１は、第１波長用テーブル７３１ａに対応した第１電圧値制御信号および第１パルス制御信号と、第２波長用テーブル７３１ｂに対応した第２電圧値制御信号および第２パルス制御信号とを光源駆動部７２３に伝達するように構成されている。

【0106】

また、上記第３実施形態では、本発明のテーブルおよび発光ダイオード素子の特性を説明する際に、数値の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上記第３実施形態におけるテーブルを説明する際に示した数値以外の数値を用いてテーブルを構成してもよいし、上記発光ダイオード素子以外の特性を持つ発光ダイオード素子を用いてもよい。

【0107】

また、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１８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８２１ａまたは有機発光ダイオード素子８２２ａを用いてもよい。

【0108】

ここで、第４変形例による発光素子群８２１には、図１８に示すように、半導体レーザ素子８２１ａが設けられており、被検体１０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８２１ａ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１０に照射することができるので、半導体レーザ素子８２１ａからの光の大部分を確実に被検体１０に照射することができる。

【0109】

また、第５変形例による発光素子群８２２には、図１８に示すように、有機発光ダイオード素子８２２ａが設けられており、有機発光ダイオード素子８２２ａから被検体１０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８２２ａは、薄型化が容易であり、発光素子群８２２を容易に小型化することができる。

【符号の説明】

【0110】

１０ 被検体
２１ 発光素子群（発光素子）
２１ａ、７２１ａ、７２２ａ 発光ダイオード素子（発光素子）
２３、３２３、４２３、７２３ 光源駆動部
２４、４２４ 電流検出部
２５ 超音波振動子（音響波検出部）
３１、２３１、３３１、４３１、７３１ 制御部
１００、２００、３００、４００、７００ 光音響画像化装置
２２４ 電圧検出部（電流検出部）
３３１ａ テーブル
４２１ａ 第１発光素子群（発光素子群）
４２１ｂ 第２発光素子群（発光素子群）
４２１ｃ 第３発光素子群（発光素子群）
７２１ 第１波長発光素子群（発光素子群）
７２２ 第２波長発光素子群（発光素子群）
７３１ａ 第１波長用テーブル（テーブル）
７３１ｂ 第２波長用テーブル（テーブル）
８２１ａ 半導体レーザ素子（発光素子）
８２２ａ 有機発光ダイオード素子（発光素子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】