JP2001330555A - 光スキャナ及びこれを用いた断層画像取得装置 - Google Patents

光スキャナ及びこれを用いた断層画像取得装置

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JP2001330555A
JP2001330555A JP2000147989A JP2000147989A JP2001330555A JP 2001330555 A JP2001330555 A JP 2001330555A JP 2000147989 A JP2000147989 A JP 2000147989A JP 2000147989 A JP2000147989 A JP 2000147989A JP 2001330555 A JP2001330555 A JP 2001330555A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で駆動系と支持系とを一体化することが
可能な光スキャナ及びこれを用いた断層画像撮影装置を
実現する。 【解決手段】 繰返しパターンを有する光源像を試料に
投影してこの光源像を移動させて走査画像を得る光スキ
ャナにおいて、対物レンズの中間像面に配置され回転す
ることにより繰返しパターンを形成する走査板を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、繰返しパターンを
有する光源像を試料に投影してこの光源像を移動させて
走査画像を得る光スキャナ及びこれを用いた断層画像撮
影装置に関し、特に安価で駆動系と支持系とを一体化す
ることが可能な光スキャナ及びこれを用いた断層画像撮
影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の試料を照射してスリット画像を得
る光スキャナは開口部であるスリットを通過した繰返し
パターンを有する光源像の光路を圧電素子等で変化させ
て試料上を走査させ、試料からの反射光や蛍光等を取り
出すことにより走査画像であるスリット画像を得るもの
である。
【0003】図4はこのような従来の光スキャナの一例
を示す構成ブロック図であり、PCT出願に係る国際公
開公報「WO98/45745」に記載されたものであ
る。
【0004】図4において1は光源、2は繰返しパター
ンであるスリットアレイが形成されたスリット板、3及
び7はレンズ、4は光分岐手段であるビームスプリッ
タ、5は対物レンズ、6は試料、8はCCDカメラ等の
光検出器、9は圧電素子等を用いた駆動手段である。
【0005】光源1の出力光はスリット板2に照射さ
れ、このスリット板2に形成されたスリットを通過した
光はレンズ3により集光されてビームスプリッタ4に入
射される。この入射光はビームスプリッタ4で反射され
対物レンズ5を介して試料6上に集光される。
【0006】光の照射により試料6で発生した蛍光若し
くは試料6からの反射光は対物レンズ5を介して再びビ
ームスプリッタ4に入射され、この蛍光等はビームスプ
リッタ4を透過しレンズ7により光検出器8に入射され
る。
【0007】また、光検出器8からの同期信号は駆動手
段9に接続され、駆動手段9はスリット板2を図4中”
DR01”に示す光軸に対して直角方向に駆動する。
【0008】ここで、図4に示す従来例の動作を説明す
る。スリット板2は中間像面に配置され照明用のアパー
チャとして用いられる。すなわち、スリットアレイを通
過した光は対物レンズ5の焦点位置にのみ集光されるの
で光検出器8で得られた画像はスリット画像となる。
【0009】さらに、駆動手段9は光検出器8のフレー
ムレートに同期してスリット板2の位置を少しずつずら
しながら光検出器8でスリット画像を得て、複数枚のス
リット画像に基づき演算により断層画像であるスライス
像を求めている。
【0010】具体的にはスリットを”0”、”2π/
3”及び”4π/3”、言い換えれば、”2π/3”ず
つスリット板2をずらしながら3枚のスリット画像を光
検出器8で撮影して、その値をそれぞれ”I1”、”I
2”及び”I3”、スライス画像を”Ip”とすれば、 Ip={(I1−I2)2+(I1−I3)2+(I2−I3)2}1/2 (1) という式から求めることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図4に示す従
来例では駆動手段9である圧電素子等は高価であり、駆
動には高電圧が必要になる。また、スリット板を別途支
持する支持手段が必要であり駆動系と支持系が別々であ
ると言った問題点があった。従って本発明が解決しよう
とする課題は、安価で駆動系と支持系とを一体化するこ
とが可能な光スキャナ及びこれを用いた断層画像撮影装
置を実現することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、繰返し
パターンを有する光源像を試料に投影してこの光源像を
移動させて走査画像を得る光スキャナにおいて、対物レ
ンズの中間像面に配置され回転することにより前記繰返
しパターンを形成する走査板を備えたことにより、安価
で駆動系と支持系とを一体化することが可能になる。
【0013】請求項2記載の発明は、繰返しパターンを
有する光源像を試料に投影してこの光源像を移動させて
走査画像を得る光スキャナにおいて、光源と、この光源
の出力光を通過及び遮蔽して前記繰返しパターンを形成
する走査板と、この走査板を通過した光を反射若しくは
透過させる光分岐手段と、この光分岐手段の反射光若し
くは透過光を前記試料に集光すると共に前記試料からの
戻り光を前記光分岐手段に入射する対物レンズと、前記
光分岐手段で透過若しくは反射した前記戻り光を光検出
器に集光するレンズと、前記走査板を回転させる駆動手
段とを備え、前記対物レンズの中間像面に前記走査板を
配置したことにより、安価で駆動系と支持系とを一体化
することが可能になる。
【0014】請求項3記載の発明は、請求項1及び請求
項2記載の発明である光スキャナにおいて、前記走査板
が、円板上に互いに位相の異なる3以上のスリットアレ
イを形成したスリットディスク板であることにより、安
価で駆動系と支持系とを一体化することが可能になる。
【0015】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明である光スキャナにおいて、前記スリットアレイを前
記円板の半径方向の位相をずらして形成したことによ
り、安価で駆動系と支持系とを一体化することが可能に
なる。
【0016】請求項5記載の発明は、請求項3記載の発
明である光スキャナにおいて、前記スリットアレイを前
記円板の円周方向の位相をずらして形成したことによ
り、安価で駆動系と支持系とを一体化することが可能に
なる。
【0017】請求項6記載の発明は、請求項2記載の発
明である光スキャナにおいて、前記駆動手段が、直流モ
ータであることにより、安価で駆動系と支持系とを一体
化することが可能になる。
【0018】請求項7記載の発明は、請求項2記載の発
明である光スキャナにおいて、前記駆動手段が、交流モ
ータであることにより、安価で駆動系と支持系とを一体
化することが可能になる。
【0019】請求項8記載の発明は、請求項2記載の発
明である光スキャナにおいて、前記駆動手段が、ステッ
ピングモータであることにより、安価で駆動系と支持系
とを一体化することが可能になる。
【0020】請求項9記載の発明は、請求項2記載の発
明である光スキャナにおいて、前記駆動手段が、超音波
モータであることにより、安価で駆動系と支持系とを一
体化することが可能になる。
【0021】請求項10記載の発明は、請求項2記載の
発明である光スキャナにおいて、前記駆動手段が、ダイ
レクトドライブ・モータであることにより、安価で駆動
系と支持系とを一体化することが可能になる。
【0022】請求項11記載の発明は、請求項1乃至請
求項10記載の光スキャナを用いた断層画像撮影装置に
おいて、装置を制御すると共に前記光スキャナで得られ
たスリット画像に基づき断層画像を演算する演算制御手
段と、前記断層画像を表示する表示手段とを備えたこと
により、安価で駆動系と支持系とを一体化することが可
能になる。また、光スキャナで得られた走査画像に基づ
き演算制御手段で断層画像を求め表示手段に断層画像を
表示させることが可能になる。
【0023】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の発明である断層画像撮影装置において、前記演算制御
手段が、前記走査板の円周部分に形成された位置決めマ
ーカの検出信号に同期して前記光検出器で得られたスリ
ット画像を取得することにより、安価で駆動系と支持系
とを一体化することが可能になる。また、光スキャナで
得られた走査画像に基づき演算制御手段で断層画像を求
め表示手段に断層画像を表示させることが可能になる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係る光スキャナを用いた断層
画像撮影装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
図1において1,3〜8は図4と同一符号が付してあ
り、10は半径方向の各々の位相を”0°(0)”、”
120°(2π/3)”及び”240°(4π/3)”
とした繰返しパターンである3つのスリットアレイが形
成されたスリットディスク板、11はスリットディスク
板10を回転させるモータ等の駆動手段、12はスリッ
トディスク板10の回転位置を検出する位置検出手段、
13はCPU等の演算制御手段、14はCRT,LCD
等の表示手段である。
【0025】光源1の出力光はスリットディスク板10
に照射され、このスリットディスク板10に形成された
スリットを通過した光はレンズ3により集光されてビー
ムスプリッタ4に入射される。この入射光はビームスプ
リッタ4で反射され対物レンズ5を介して試料6上に集
光される。
【0026】光の照射により試料6で発生した蛍光若し
くは試料6からの反射光は対物レンズ5を介して再びビ
ームスプリッタ4に入射され、この蛍光等はビームスプ
リッタ4を透過しレンズ7により光検出器8に入射され
る。
【0027】また、光検出器8の出力は演算制御手段1
3に接続され、演算制御手段13の出力は駆動手段11
及び表示手段14に接続される。さらに、駆動手段11
はスリットディスク板10を図1中”DR11”に示す
ように光軸に対して直角方向に回転運動させ、位置検出
手段12の出力は演算制御手段13に接続される。
【0028】ここで、図1に示す実施例の動作を図2を
用いて説明する。図2はスリットディスク板10の構成
の一例を示す構成平面図である。
【0029】図2中”SA11”、”SA12”及び”
SA13”はスリットディスク板10に形成されたピッ
チが同一のスリットアレイであり、それぞれのスリット
アレイの形成位置は円板の中心からスリットのピッチの
1/3づつずらしてある。
【0030】例えば、図2中”SA11”、”SA1
2”及び”SA13”に示すスリットアレイの円板の中
心からの距離をそれぞれ”r1”、”r2”及び”r
3”とし、スリットアレイのピッチを”p”とすれば、 r1−r2=p/3 (2) r2−r3=p/3 (3) なる関係を有している。
【0031】また、スリットディスク板10の円周部分
であって図2中”SA11”、”SA12”及び”SA
13”に示すスリットアレイが形成されている部分には
図2中”MK11”、”MK12”及び”MK13”に
示すような位置決めマーカが設けられている。
【0032】スリットディスク板10は中間像面に配置
され照明用のアパーチャとして用いられる。すなわち、
スリットディスク板10のスリットを通過した光は対物
レンズ5の焦点位置にのみ集光されるので光検出器8で
得られた画像はスリット画像となる。
【0033】演算制御手段13は駆動手段11を制御し
てスリットディスク板10を回転させる。一方、演算制
御手段13は位置検出手段12がスリットディスク板1
0の円周部分に形成されている位置決めマーカを検出し
た検出信号に同期して光検出器8で得られたスリット画
像を取得させる。
【0034】すなわち、このようにスリットディスク板
10を制御することにより、光源1とレンズ3との間に
はスリットアレイが”0”、”2π/3”及び”4π/
3”、言い換えれば、”2π/3”ずつスリットアレイ
をずらしたことと同一のスリットアレイが挿入されるこ
とになり、この結果3枚のスリット画像が光検出器8で
撮影されることになる。
【0035】そして、光検出器8で得られた値をそれぞ
れ”I1s”、”I2s”及び”I3s”、スライス画
像を”Ips”とすれば、 Ips={(I1s−I2s)2 +(I1s−I3s)2+(I2s−I3s)2}1/2 (4) という式から求めることができる。
【0036】この結果、半径方向の位相をずらした複数
枚のスリットアレイを形成したスリットディスク板10
を回転させ、スリットアレイの位置に同期してスリット
画像を得てこれら複数枚のスリット画像に基づき演算に
より断層画像であるスライス像を求めることにより、圧
電素子等や支持手段が不要になり安価で駆動系と支持系
とを一体化することが可能になる。
【0037】なお、モータ等の駆動手段11としては単
なる直流モータのみならず、ステッピングモータ、超音
波モータ、交流モータ及びダイレクトドライブ・モータ
等であっても構わない。また、駆動手段11の角度精度
が十分であれば位置決めマーカ及び位置検出手段12を
省略することが可能である。
【0038】また、図2に示すスリットディスク板10
では説明の簡単のために3枚のスリットアレイを形成し
た例を例示しているが、3枚以上であれば何枚でも構わ
ない。
【0039】また、図2に示すスリットディスク板10
では開口部としてスリットを用いたスリットアレイを形
成しているが、開口部の形状はスリットに限定されるも
のではなく、渦巻や円弧等の形状であっても構わない。
【0040】また、図2に示すスリットディスク板10
ではスリットアレイを円板の半径方向の位相をずらして
形成していたが、円周方向に位相をずらしても構わな
い。図3はこのようなスリットディスク板10aの構成
の一例を示す構成平面図である。
【0041】図3中”SA21”、”SA22”及び”
SA23”はスリットディスク板10aに形成されたピ
ッチが同一のスリットアレイであり、それぞれのスリッ
トアレイの形成位置は図3中”MK21”、”MK2
2”及び”MK23”に示すような位置決めマーカ位置
からからスリットのピッチの1/3づつずらしてある。
【0042】また、図3に示すスリットディスク板10
aでは上述の位相差は位置決めマーカとの角度差として
も実現可能であり、駆動手段11としてステッピングモ
ータを用いた場合には角度の違いにより制御することが
できる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1乃至請
求項10の発明によれば、互いに位相をずらした複数枚
のスリットアレイを形成したスリットディスク板を回転
させることにより、安価で駆動系と支持系とを一体化す
ることが可能になる。
【0044】また、請求項11及び請求項12の発明に
よれば、光スキャナで得られた走査画像に基づき演算制
御手段で断層画像を求め表示手段に断層画像を表示させ
ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光スキャナを用いた断層画像撮影
装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図2】スリットディスク板の構成の一例を示す構成平
面図である。
【図3】スリットディスク板の構成の一例を示す構成平
面図である。
【図4】従来の光スキャナの一例を示す構成ブロック図
である。
【符号の説明】
1 光源 2 スリット板 3,7 レンズ 4 ビームスプリッタ 5 対物レンズ 6 試料 8 光検出器 9,11 駆動手段 10 スリットディスク板 12 位置検出手段 13 演算制御手段 14 表示手段

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】繰返しパターンを有する光源像を試料に投
    影してこの光源像を移動させて走査画像を得る光スキャ
    ナにおいて、 対物レンズの中間像面に配置され回転することにより前
    記繰返しパターンを形成する走査板を備えたことを特徴
    とする光スキャナ。
  2. 【請求項2】繰返しパターンを有する光源像を試料に投
    影してこの光源像を移動させて走査画像を得る光スキャ
    ナにおいて、 光源と、 この光源の出力光を通過及び遮蔽して前記繰返しパター
    ンを形成する走査板と、 この走査板を通過した光を反射若しくは透過させる光分
    岐手段と、 この光分岐手段の反射光若しくは透過光を前記試料に集
    光すると共に前記試料からの戻り光を前記光分岐手段に
    入射する対物レンズと、 前記光分岐手段で透過若しくは反射した前記戻り光を光
    検出器に集光するレンズと、 前記走査板を回転させる駆動手段とを備え、前記対物レ
    ンズの中間像面に前記走査板を配置したことを特徴とす
    る光スキャナ。
  3. 【請求項3】前記走査板が、 円板上に互いに位相の異なる3以上のスリットアレイを
    形成したスリットディスク板であることを特徴とする請
    求項1及び請求項2記載の光スキャナ。
  4. 【請求項4】前記スリットアレイを前記円板の半径方向
    の位相をずらして形成したことを特徴とする請求項3記
    載の光スキャナ。
  5. 【請求項5】前記スリットアレイを前記円板の円周方向
    の位相をずらして形成したことを特徴とする請求項3記
    載の光スキャナ。
  6. 【請求項6】前記駆動手段が、 直流モータであることを特徴とする請求項2記載の光ス
    キャナ。
  7. 【請求項7】前記駆動手段が、 交流モータであることを特徴とする請求項2記載の光ス
    キャナ。
  8. 【請求項8】前記駆動手段が、 ステッピングモータであることを特徴とする請求項2記
    載の光スキャナ。
  9. 【請求項9】前記駆動手段が、 超音波モータであることを特徴とする請求項2記載の光
    スキャナ。
  10. 【請求項10】前記駆動手段が、 ダイレクトドライブ・モータであることを特徴とする請
    求項2記載の光スキャナ。
  11. 【請求項11】請求項1乃至請求項10記載の光スキャ
    ナを用いた断層画像撮影装置において、 装置を制御すると共に前記光スキャナで得られたスリッ
    ト画像に基づき断層画像を演算する演算制御手段と、 前記断層画像を表示する表示手段とを備えたことを特徴
    とする断層画像撮影装置。
  12. 【請求項12】前記演算制御手段が、 前記走査板の円周部分に形成された位置決めマーカの検
    出信号に同期して前記光検出器で得られたスリット画像
    を取得することを特徴とする請求項11記載の断層画像
    撮影装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7385709B2 (en) 2002-01-15 2008-06-10 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Microscopy imaging apparatus and method for generating an image
WO2008125605A2 (de) * 2007-04-13 2008-10-23 Michael Schwertner Verfahren und anordnung zur optischen abbildung mit tiefendiskriminierung
JP2008261835A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Toshiba Corp 紙種判別装置及び紙種判別装置を用いた画像形成装置
JP2008268599A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Nikon Corp 観察装置

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