JP2016133550A - レーザスキャナ装置、レーザスキャン方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】異常が発生した際であっても、被検者等の負担を増すことなく画像を得るレーザスキャン装置を提供する。【解決手段】レーザ光を照射するレーザ光源と、レーザ光を主走査方向に偏向する主走査方向走査手段と、主走査方向と垂直な方向にレーザ光を偏向する副走査方向走査手段と、これら走査手段によりレーザ光を対象物にて二次元走査させて得られる対象物からの反射光より画素データを取得して画像を構成する画像取得手段と、レーザ光の二次元走査と画像取得手段による画像の構成とを制御する制御手段と、を有するレーザスキャン装置に、画素データの取得に際して生じる複数の異常を検知する異常検知手段と、異常検知手段で複数の異常のうち少なくとも一つが検知された場合に異常を判定し、画素データの取得を再開するための複数の自動復帰シーケンスの少なくとも一つを実行するか否かを判定した異常に応じて判断する自動復帰判定手段と、を配する。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザを走査することによって画像を取得するレーザスキャナ装置、スキャン方法およびプログラムに関するものである。

近年、走査型レーザ検眼鏡（Scanning Laser Ophthalmoscope）のように、スキャン対象に対してレーザを二次元に走査し、反射光の光量などを連続的に測定する事で画像を構成する装置が知られている。このような装置では主走査方向のレーザ光の走査に共振スキャナ、副走査方向のレーザ光の走査にガルバノスキャナがしばしば用いられる。

共振スキャナでは、水平同期信号を往路復路それぞれのライン先頭位置のトリガとして、これより所定数の画素を取得する事で１ラインの画素情報を構成する。この１ラインの画素情報の取得を副走査方向にずらしながら繰り返す事で、１フレームの画像を構成する。該共振スキャナによる１フレーム中のスキャンパターンを図１１に示す。図１１に示されるように、往路トリガ１１０１０、１１０２０、１１０３０、１１０４０、１１０５０により各ラインにおける画素の取得を開始し、所定数の画素（実線部）を取得する。そののち、無効区間（破線部）で折り返して、復路トリガ１１０１５、１１０２５、１１０３５、１１０４５、１１０５５で再び逆方向に各ラインの画素を取得している。

ここで、共振スキャナの水平同期信号は、一般的に共振スキャナの速度を検知する速度センサなどを用いて生成される。しかし、速度センサ等の電気的ノイズによる影響により、水平同期信号のタイミングがずれることがある。このような同期信号のタイミングずれに対して、従来は光学系を追加して位置検出精度を高める方法（特許文献１）や、画像位置合わせを行ってずれを補正する方法（特許文献２）が提案されている。

また、共振スキャナの振幅・周期は、共振スキャナ自体の機械的要因によってずれることがある。このような振幅・周期のずれに対しては、フィードバックしてずれを抑える方法（特許文献３）が提案されている。

一方、レーザ光量やその他要因による異常に対しては、安全装置を起動して駆動停止させる或いは警報を鳴らす方法（特許文献４）や、エラー内容に応じてメッセージ出力やエラー処理後の処置を行う構成（特許文献５）が提案されている。

特開２００９-１４５８２６号公報 特公平６-１０５６０３号公報 特許０４７９４６７６号 特許０４６２０９０５号 特開２００２-１６２７０１号公報

しかしながら、共振スキャナの振幅・周期ずれに対して、特許文献３に開示される方法のようにフィードバック制御で抑えようとすると、コスト増や筐体の大型化を招いてしまう。それ以前に、フィードバック制御にて異常を抑制しつつ画像を得る構成上、当該方法では突発的な異常が生じた場合には短時間にて適切な対応を行うことが困難である。

また、特許文献１に開示される方法により検出精度を高めたとしても、振幅・周期ずれが生じると取得画像の解像度が変わってしまう。このため位置合わせがうまくいかず、画質が劣化することがある。特許文献２に開示される方法のように画像で位置合わせを行う場合であっても、取得した画像のノイズが多い、あるいは画像の特徴点があまりない場合に、どこに合わせればよいか判定できないことがある。即ち、これら特許文献１あるいは２に開示される方法においては、位置合わせ上の修正的な対応は行われるが、各ラインの位置合わせの操作で異常が生じた場合には対応が出来ない。

ここで、これら共振スキャナや画像取得に起因する各種異常が生じた場合、特許文献４や特許文献５にあるように装置を停止させて、画像の取得を再びやり直すことは可能である。しかし、その場合は異常が瞬間的なものであっても、それまで取得した画像を破棄し、再取得する必要がある。画像を再取得するにはユーザ（医師や技師）が介在する必要があるために時間がかかる。このため、検眼鏡のように人体を計測する装置では、ユーザの手間が増えるだけでなく、被検者の負担も増加してしまう。

そこで本発明では、画像取得時に上記種々の異常が発生した場合でも、その影響を低減しつつ過度の操作時間の延長を生じさせることなく好適な画像を得ることを可能とするレーザスキャナ装置および方法、更にはそのプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るレーザスキャナ装置は、
レーザ光を照射するレーザ光源と、
共振により往復運動することによって前記レーザ光を主走査方向に偏向する主走査方向走査手段と、
前記主走査方向と垂直となる方向に前記レーザ光を偏向する副走査方向走査手段と、
前記主走査方向走査手段および前記副走査方向走査手段により前記レーザ光を対象物において二次元走査させて得られる前記レーザ光の前記対象物からの反射光より画素データを取得し、前記対象物の画像を構成する画像取得手段と、
前記レーザ光による前記対象物に対する前記二次元走査と前記画像取得手段による前記画像の構成とを制御する制御手段と、
前記画素データの取得に際して生じる複数の異常を検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段で前記複数の異常のうち少なくとも一つが検知された場合に、前記異常を判定し、前記画素データの取得を再開するための複数の自動復帰シーケンスの少なくとも一つを実行するか否かを前記判定した異常に応じて判断する自動復帰判定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像取得時に種々の異常が発生した場合であっても、その影響を低減しつつ過度の操作時間の延長を生じさせることなく好適な画像を得ることが可能となる。

本発明の第一の実施例における、レーザスキャン装置の全体構成図である。 本発明の第一の実施例における、自動復帰可否判定の処理を示すフローチャートである。 共振スキャナの振幅異常および周期異常の検知方法についての説明図である。 パターンマッチによるラインの位置合わせ方法を示す説明図である。 パターンマッチによるラインの位置合わせ方法を示す説明図である。 パターンマッチによるラインの位置合わせ方法を示す説明図である。 位置合わせ成功可否判定の例を示す説明図である。 位置合わせ成功可否判定の処理を示すフローチャートである。 本発明の第二の実施例における、自動復帰可否判定の処理を示すフローチャートである。 本発明の第三の実施例における、位置合わせ成功可否判定の例を示す説明図である。 本発明の第三の実施例における、位置合わせ成功可否判定の処理を示すフローチャートである。 本発明の第六の実施例における、ライン位置合わせ部の内部構成を示すブロック図である。 共振スキャナにおける走査ラインと水平同期信号との関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は特許請求の範囲に関わる本発明を限定するものではなく、また、本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

［第一の実施例］
図１は、本発明の第一の実施例に係るレーザスキャン装置の全体構成を示した図である。本実施例に係るレーザスキャン装置は、システム制御部１１、レーザ光源１２、ハーフミラー１３、共振スキャナ１４、ガルバノスキャナ１５、受光素子１７、速度センサ１８、及び表示装置１９を有する。

システム制御部１１は、後述するレーザ光源１２、共振スキャナ１４、およびガルバノスキャナ１５を制御し、画像を取得する。レーザ光源１２はレーザ光１２０を発してこれを照射する光源であり、システム制御部１１内のレーザ光源制御部１１０２によりレーザ光１２０のＯＮ/ＯＦＦおよび出力が制御される。レーザ光１２０はレーザ光源１２から出力された後、ハーフミラー１３を透過し、共振スキャナ１４に当てられる。ハーフミラー１３は、レーザ光源１２からのレーザ光１２０は透過させ、後述する反射光１２１は反射させてこれを受光素子１７に導く。

共振スキャナ１４は共振スキャナ制御部１１０１により制御され、共振スキャナ１４の共振周波数で共振振動し、共振運動としての往復運動をする。共振スキャナ１４にはスキャナの速度を計測する速度センサ１８が付随しており、該速度センサ１８は計測した速度情報をシステム制御部１１の水平同期信号生成部１１０４に渡す。水平同期信号生成部１１０４は、送られた速度情報をもとに共振スキャナ１４の位置を把握し、水平同期信号を生成する。

レーザ光１２０は共振スキャナ１４に反射されることにより、スキャン対象１６上での一次元方向（ここでは主走査方向とする）での往復走査が可能となる。該共振スキャナ１４は、本実施例においてレーザ光１２０を主走査方向に偏向する主走査方向走査手段を構成する。共振スキャナ１４で反射されたレーザ光１２０は、ガルバノスキャナ１５で更に反射され、スキャン対象１６上に照射される。ガルバノスキャナ１５は、ガルバノスキャナ制御部１１００により、共振スキャナの主走査方向の走査と同期し、主走査方向の１ラインの走査ごとに次ライン分を走査できるようミラーが制御される。これにより、主走査方向とは直交する副走査方向にレーザ光１２０を偏向する。該ガルバノスキャナ１５は、本実施例において、主走査方向とは垂直となる方向にレーザ光を偏向する副走査方向走査手段を構成する。

対象物たるスキャン対象１６に照射されたレーザ光１２０の反射光１２１は、ガルバノスキャナ１５、共振スキャナ１４、及びハーフミラー１３で反射されて受光素子１７に導かれる。反射光１２１は更に、受光素子１７で電気信号に変換される。反射光１２１は受光素子１７で画像データとして電気信号に変換され、システム制御部１１の画像入力部１１０３に送られる。画像入力部１１０３では、水平同期信号生成部１１０４から得られる水平同期信号を基準として、送られた画像データからライン画像を生成する。該画像入力部１１０３は、本実施例において、共振スキャナ１４およびガルバノスキャナ１５によりレーザ光１２０をスキャン対象１６において二次元走査させて得られる反射光より画素データを取得し、スキャン対象１６の画像を構成する画像取得手段を構成する。

ライン位置合わせ部１１０５は、得られたライン画像と、１ライン前に得られた画像データより生成したライン画像とをパターンマッチング法により比較し、ライン画像同士の位置合わせを行う。これにより、ライン間の水平同期信号のタイミングずれを補正する。位置合わせした結果の画像は、画像保存部１１０６に保存される。即ち、画像取得手段としてのライン位置合わせ部１１０５では、主走査方向の画素データの位置合わせを行うことによってスキャン対象１６の二次元画像を得ている。また、ライン位置合わせ部１１０５は、位置合わせに失敗した場合は、異常検知部１１０７に失敗要因を通知する。位置合わせの方法および、位置合わせ失敗の判定方法については後述する。なお、本実施例では、ライン位置合わせ部１１０５で位置合わせ失敗による異常検知も行っている。これにより、ライン位置合わせの原因特定のみ実施する部分を別途用意する場合とくらべて、演算コストの増加を抑制できる。

システム制御部１１は、以上述べたガルバノスキャナ制御部１１００、共振スキャナ制御部１１０１、レーザ光源制御部１１０２、画像入力部１１０３、水平同期信号生成部１１０４、及びライン位置合わせ部１１０５を有する。また、本実施例において、該システム制御部１１は、画像保存部１１０６、異常検知部１１０７、ＣＰＵ１１０８、ログ保存部１１０９、及びＵＩ（ユーザインターフェース）１１１０を含む。即ち、該システム制御部１１は、共振スキャナ１４およびガルバノスキャナ１５による二次元走査と、画像入力部１１０３における画像の構成等を制御する制御手段を構成する。

異常検知部１１０７は、水平同期信号生成部１１０４からの水平同期信号を監視し、共振スキャナ１４の共振周波数および振幅が所定の範囲内におさまっているかどうか監視する。これにより、共振スキャナ１４の異常を検知する。なお、検知方法については後に詳述する。更に、異常検知部１１０７は、ライン位置合わせ部１１０５から位置合わせに失敗した際の失敗要因を受け取り、画像位置合わせの異常を検知する。また、異常検知部１１０７はレーザ光源１２などその他の異常も検知し、各異常状態をＣＰＵ１１０８に通知する。該異常検知部１１０７は、本実施例において、画素データの取得に際して生じる共振周波数に関する異常あるいは後述する種々の異常等、複数の異常を検知する異常検知手段を構成する。

ＣＰＵ１１０８はシステム制御部１１内の各制御部を制御し、全体制御を行う。異常検知部１１０７で異常を検知した場合における自動復帰可能かどうかの判定および制御は、ＣＰＵ１１０８により行われる。即ち、本実施例において該ＣＰＵ１１０８は、異常検知部１１０７で先の異常が検知された場合に、該異常を判定し、画素データの取得を再開するための複数の自動復帰シーケンスの少なくとも一つを実行するか否かを判定した異常に応じて判断する自動復帰判定手段を構成する。なお、この異常は、前述した共振周波数の異常のみならず、後述する異常を含めた複数の異常の内の少なくとも一つであればよい。また、この自動復帰判定手段は、異常の種類およびその程度に応じて、複数の自動復帰シーケンスから少なくとも一つを選択してこれを実行すればよい。

ログ保存部１１０９は、あらかじめ設定されたユーザ識別情報、画像取得時刻、および異常が発生して自動復帰した場合は、異常の内容、後述する再取得したライン位置、変更した設定値などをログ情報として保持する。保存されるログ情報は、画像保存部１１０６に保存した画像と関連づけて管理される。

ＵＩ１１１０は、外部の表示装置１９に対して画像および制御部１１の情報を表示させるためのインターフェースである。該ＵＩ１１１０は、画像保存部１１０６に保存された画像およびログ情報、あるいは異常などを表示装置１９に表示させる。

次に、図２のフローチャートを用いて異常の検知と画像情報の再取得となる画素データの取得の再開のシーケンスについて説明する。

Ｓ２００において画像取得を開始すると、システム制御部１１は共振スキャナ１４、ガルバノスキャナ１５、及びレーザ光源１２をそれぞれ制御し、レーザ光１２０のスキャン対象１６上でのスキャンを開始する。

続いて、スキャンしたレーザ光１２０の反射光１２１を受光素子１７で受け取り、画像入力部１１０３でライン画像を生成する（Ｓ２０１）。生成されたライン画像はライン位置合わせ部１１０５に送られ、取得したライン画像と該ライン画像の１ライン前の画像とを比較して、位置合わせを行う（Ｓ２０２）。

Ｓ２０３において、ＣＰＵ１１０８は、異常検知部１１０７でライン位置合わせに成功したか否かを確認する。確認の結果位置合わせに成功した場合、フローはＳ２０４に移行する。Ｓ２０４では、副走査方向に並ぶ全走査ラインにて画像データの取得が完了したか否かを判定する。取得が完了したと判定された場合、フローはＳ２０５に移行し、画像取得を終了する。Ｓ２０４でまだ画像データを取得していないラインがある場合、フローはＳ２０６に移行して、ガルバノミラー１５を制御して次ラインを走査する位置へレーザ光１２０の照射位置を動かす。照射位置の移動後、フローはＳ２０１に移行し、次のライン画像の取得を実行する。

次に、Ｓ２０３においてライン位置合わせに失敗した場合について説明する。ＣＰＵ１１０８は、異常検知部１１０７から位置合わせ失敗の判断結果を受けると（Ｓ２０３）、Ｓ２０７にて失敗の理由が共振スキャナ１４の共振周波数または振幅の異常によるものか否かを異常検知部１１０７の監視結果をもとに判定する。なお、共振周波数および振幅の異常を検知する方法については、後述する。

Ｓ２０７において、共振周波数または振幅の異常であると判断した場合、フローはＳ２０８に移行する。Ｓ２０８では、その異常が突発的なものであるか確認するため、共振スキャナ１４の共振周波数のＮ周期分の所定時間だけ待機し、Ｓ２０９にて周期と振幅の再計測を行う。再計測の結果から、Ｓ２１０で共振周波数および振幅が所定の範囲内にはいったか否かを確認する。その結果、これらが所定の範囲内に収まっていた場合、異常は突発的なものであり装置を自動復帰させてライン画像の再取得を行っても問題ないと判断できるため、フローはＳ２１１に移行する。Ｓ２１１ではガルバノミラー１５を制御してライン画像を再取得するための走査開始位置、即ち異常が検知された際の走査線の位置へレーザ光１２０の照射位置を動かす。照射位置の移動終了後、フローはＳ２０１に戻りライン画像の取得を再開する。なお、ライン画像の再取得を開始する際、ＣＰＵ１１０８は異常の内容（共振周波数の異常または振幅の異常）および再取得位置をログ保存部１１０９にログ情報として記憶させる。

Ｓ２１０で、共振周波数または振幅のいずれか片方でも所定の範囲から外れている場合は、自動復帰は不可能と判断し、フローはＳ２１７に移行する。Ｓ２１７では、画像取得のエラーを表示装置１９に表示してユーザに通知して、画像取得を終了する。ＣＰＵ１１０８は、ログ保存部１１０９に異常の内容をログ情報として記憶させる。

Ｓ２０７において、周波数および振幅は正常な範囲内であると判定された場合、フローはＳ２１２に移行する。Ｓ２１２では、異常検知部１１０７で検知した異常が位置合わせ失敗のみであるか否か判定する。Ｓ２１２において、位置合わせの失敗以外の要因が検出されている場合は、自動復帰は不可能と判断し、フローはＳ２１７に移行する。Ｓ２１７では、画像取得のエラーを表示装置１９に表示してユーザに通知して、画像取得を終了する。ＣＰＵ１１０８は、ログ保存部１１０９に異常の内容をログ情報として記憶させる。

Ｓ２１２において、異常検知部１１０７において検知されている異常が位置合わせ失敗のみと判定された場合、フローはＳ２１３に移行する。Ｓ２１３では、ＳＮ比を改善させるため、ゲイン・オフセット調整またはレーザ出力調整が可能かを確認する。本実施例では、変更によって人への影響が及ばない、受光素子１７のゲインとオフセットとの何れかの調整が可能か否かを先に確認する。

Ｓ２１３において、ライン位置合わせ部１１０５内にあるレジスタ値から、ライン画像の各画素値の最大値および最小値を確認する。最大値と最小値の差が小さい場合は、画像入力部１１０３の設定値を確認し、ゲインが上限値でなければゲイン調整可能と判断する。これによりフローはＳ２１４に移行し、受光素子１７に対して所望のゲイン調整を行う。また、Ｓ２１３において、ライン画像の画素値の最大値あるいは最小値が所定の画素値領域の範囲を振り切れている場合は、画像入力部１１０３の設定値を確認する。確認の結果、オフセット調整可能であればゲイン調整可能と判断してフローはＳ２１４に移行する。Ｓ２１４では、受光素子１７のゲインおよびオフセットを調整する。

ここまで実行したフローにより、異常は受光素子１７のゲインあるいはオフセットにより修正可能であり装置を自動復帰させてライン画像の再取得を行っても問題ないと判断できる。従って、Ｓ２１４でゲイン・オフセットを調整した後、フローはＳ２１１に移行する。Ｓ２１１ではガルバノミラー１５を制御してライン画像を再取得するための走査開始位置へレーザ光１２０の照射位置を動かす。照射位置の移動終了後、フローはＳ２０１に戻りライン画像の取得を再開する。なお、再取得を開始する際、ＣＰＵ１１０８は異常の内容（位置合わせ失敗）、再取得位置、および調整したゲインおよびオフセット値を記憶しておき、Ｓ２０５で全ライン画像の取得完了後にログ保存部１１０９にログ情報としてこれらを記憶させる。

Ｓ２１３でゲイン・オフセット調整ができないと判断された場合、フローはＳ２１５に移行し、レーザ光源１２の出力調整が可能か否か、即ち光源の光量を上げられるか否かを判定する。レーザ光源１２の出力を小さくする必要がある場合、Ｓ２１５において小さくした出力がレーザ光源１２の出力の下限を下回らないか確認し、下回らない場合はレーザ出力調整可能と判断する。一方、レーザ光源１２の出力を大きくする必要がある場合、Ｓ２１５において大きくした出力がレーザ光源１２の出力上限以下かつ人体への影響を考慮した安全のための閾値を超えない範囲内であればレーザ出力調整可能と判断する。Ｓ２１５でレーザ光源１２の出力調整により異常への対処が可能と判断された場合、フローはＳ２１６に移行する。

Ｓ２１６では、レーザ光源１２の設定を変更してレーザ出力を調整し、レーザ光源１２の光量を調整して出力を安定させる。ここまで実行したフローにより、異常はレーザ光源１２の出力調整により修正可能であり装置を自動復帰させてライン画像の再取得を行っても問題ないと判断できる。従って、Ｓ２１６にて出力を安定させた後、フローはＳ２１１に移行する。Ｓ２１１ではガルバノミラー１５を制御してライン画像を再取得するための走査開始位置へレーザ光１２０の照射位置を動かす。照射位置の移動終了後、フローはＳ２０１に戻りライン画像取得を再開する。なお、再取得を開始する際、ＣＰＵ１１０８は異常の内容（位置合わせ失敗）、再取得位置、および調整したレーザ出力値を記憶しておき、Ｓ２０５で全ライン画像の取得完了後にログ保存部１１０９にログ情報としてこれらを記憶させる。

Ｓ２１５において、レーザ光源１２の光量調整では異常に対処できないと判断された場合は、自動復帰不可能と判断し、フローはＳ２１７に移行する。Ｓ２１７では、画像取得のエラーを表示装置１９に表示してユーザに通知して、画像取得を終了する。ＣＰＵ１１０８は、ログ保存部１１０９に異常の内容をログ情報として記憶させる。

即ち、以上の操作において得られた、異常発生および自動復帰時に発生した異常状態の内容、ライン位置、ゲインやオフセット補正内容、レーザ光源のレーザ出力値などについては、これらの内の少なくとも一つについて画像データに対して関連づけた状態で画像保存部１１０６に保存する構成とすることが好ましい。
次に、共振周波数および振幅の異常を検知する方法について説明する。

図３は、水平同期信号と共振スキャナのミラー角度の関係を図示したものである。

図３（ａ）は周波数、振幅とも定常状態となっている理想的な状態を示す。この状態において、共振スキャナのミラー角度が所定の角度に到達すると水平同期信号がパルスで出力され、１往復中にパルスが２回出力される。このとき、往復中の水平同期信号を一つ受けてから二つ目を受けるまでの時間をｔ１、二つ目を受けてから三つ目を受けるまでの時間をｔ２とすると、１周期はｔ１+ｔ２となる。

図３（ｂ）は、定常状態から外れ、振幅が大きくなった状態を図示したものである。このとき、定常状態と同じく所定の角度に到達すると水平同期信号が出力される。図３（ｂ）において、一つ目の水平同期信号を受けてから二つ目を受けるまでの時間をｔ３、二つ目を受けてから三つ目をうけるまでの時間をｔ４とする。この場合、定常状態時および振幅異常時の１周期の時間は等しく、ｔ１＋ｔ２＝ｔ３＋ｔ４となる。一方、振幅の違いは、ｔ１とｔ２、ｔ３とｔ４の比率の違いとして現れる。よって、ｔ３／ｔ４の値がｔ１／ｔ２の値からどれだけずれているかによって、振幅異常が検知できる。
ここで、理想的な値であるｔ１／ｔ２からのずれ量のうち、正常範囲を±αと設定すると、
（ｔ１／ｔ２α）≦ｔ３／ｔ４≦（ｔ１／ｔ２＋α）・・・式（１）
が成立していれば振幅は正常範囲内と判断し、成立していなければ振幅異常が発生していると判断する。

次に、図３（ｃ）は、定常状態から外れ、周期が大きくなった状態を図示したものである。このとき、一つ目の水平同期信号を受けてから二つ目を受けるまでの時間をｔ５、二つ目を受けてから三つ目をうけるまでの時間をｔ６とすると、振幅は変わらないので、ｔ５／ｔ６＝ｔ１／ｔ２となる。一方、周期は図３（ａ）の理想状態と異なるのでｔ１＋ｔ２≠ｔ５＋ｔ６であり、このずれ量から周期の異常を検知することができる。

ここで、理想的な値である、ｔ１+ｔ２からのずれ量のうち、正常範囲を±βと設定すると、
ｔ１+ｔ２−β≦ｔ５+ｔ６≦ｔ１+ｔ２＋β ・・・式（２）
が成立していれば周期は正常範囲と判断し、成立していなければ周期異常、即ち周波数異常が発生していると判断する。

式（１）および式（２）が両方とも成立しているときに、共振周波数および振幅が正常な範囲であると判断する。

なお、撮影する被写体の形状が既知である場合は、画像の歪みなどを測定して共振周波数および振幅が正常な範囲であるか判断しても良い。
次に、図４（ａ）〜（ｃ）を用いてライン位置合わせ部１１０５で実行される位置合わせ処理の際の位置合わせ方法を説明する。まず、１往復の走査により得られる画像データのうち、水平同期信号をもとに折り返し位置を仮設定し、復路の画像を左右反転させる（図４（ａ））。次に、往路の画像データと、復路の画像データとを位置合わせする。

図４（ｂ）に示すように、復路の画像データを画素単位にてずらした画像を複数用意する。図に示した例中では、ずらさない画像、１画素ずらした画像、２画素ずらした画像、および３画素ずらした画像を用意する。次に、往路の各画素データと、その画素の下に相当する復路の画素の差分を取り、差分を二乗して１ライン分積算する。このとき、左右両端の画像は歪みが大きく画像としても使用しない無効区間である。このため、位置合わせの演算に含めず、画像の中央部分のデータを比較領域として積算に用いる。複数用意した０〜３画素ずらして得られた画像の各々に対して上記演算を行い、積算値が最小のものを選択し、選択された画像を用いて１往復内の位置ずれを合わせる。

同様に、図４（ｃ）に示すように、次の１往復の走査により得られる画像について、往路の画像データと、前の復路の画像データと位置合わせを行う。具体的には、先行する１往復データの復路の１ラインと、次の往復データの往路の１ラインを用い、前述した１往復内での位置合わせと同様の処理を行う。即ち、０〜３画素ずらして得られた画像の組み合わせに対して、各々比較領域を設定し、比較領域内の画素の差分の二乗を積算していく。そして、積算結果が最小のものを選択し、往復の画素データ間の位置合わせを行う。
以上の方法を順次実施することで、ライン画像各々の位置合わせを行う。位置合わせ済みのライン画像は順次画像保存部１１０６に送られ、これらライン画像により二次元画像を得る。

なお、上記説明では、画素ずらしは下のラインを右に０〜３画素順次ずらして得ているが、左右両方にずらしてもよい。また、説明を簡単にするために画素ずれ量を１画素単位としている。しかし、画素データを補間して１画素未満のラインデータを作成し、作成したラインと比較することで１画素未満のずれ量を算出してもよい。
次に、位置合わせの成功および失敗の判定方法について説明する。

図５は、図４（ｂ）に示された差分の二乗の積算値である差分データ（１）〜（４）各々の位置合わせの判定結果を例示したものである。また、図６は、この判定処理を行うためのフローチャートである。

まず、図６のフローチャートを用いて、本実施例にて用いられる判定方法について説明する。Ｓ６０１において、判定を開始する。Ｓ６０２では、差分データ（１）〜（４）の各々の二乗の積算値のうち、最大と最小となるものを求め、（最大値−最小値）を算出し、算出した値が閾値を超えているか否かを判定する。閾値を下回っている場合は、フローはＳ６０６に移行する。この時、差分の二乗の積算値はほぼ同じ値になることを示すため、位置合わせ失敗と判断する。Ｓ６０２で閾値を越えている場合、フローはＳ６０３に移行する。

Ｓ６０３では、最小値から所定の範囲内の値となるものが一つのみか否かを判定する。 最小値から所定の範囲内（図５ではｍｉｎ〜ｍｉｎ＋αの間となる範囲）の差分データが一つの場合は、フローはＳ６０４に移行する。この場合、この一つに該当する位置ずれ補正した画像データは位置合わせが出来たデータであるとし、位置合わせ成功と判断する。

これに対し、最小値から所定の範囲内の差分データが複数ある場合は、フローはＳ６０５に移行する。Ｓ６０５では、当該複数の差分データが二つで、かつ隣接するものであるか否かを判定する。最小値から所定の範囲内の差分データが二つでかつ隣接する場合、フローはＳ６０４に移行する。この場合、隣接する二つの差分データの間に位置が合う場所があると推定される。例えば、差分データ（２）と差分データ（３）が該当する場合、１．５画素ずらすことで往路の画像と復路の画像との位置合わせができることとなる。本実施例では、二つのうちいずれか片方を位置が合う場所とし、Ｓ６０４にて位置合わせ成功と判断する。一方、Ｓ６０５にて、最小値が三つ以上、あるいは最小値が隣接していないと判定された場合は、フローはＳ６０６に移行して位置合わせ失敗と判断する。
図５（ａ）〜（ｅ）に各々差分データ（１）〜（４）が上述した各条件に該当する場合の類例を例示してより詳細に説明する。

図６に示したフローチャートに則ると、図５（ａ）に示した例では差分データ（２）が最小値で、最大値は差分データ（４）である。このとき、
差分データ（４）−差分データ（２）＞閾値 （Ｓ６０２にてＹｅｓ）、
となり、かつ最小値は差分データ（２）の一つ（Ｓ６０３にてＹｅｓ）となる。よって、位置合わせ成功と判断し、差分データ（２）のときの１画素ずれしたものを位置が合った場所と判定する。

図５（ｂ）に示した例では、差分データ（２）と差分データ（３）とが最小値となり、差分データ（１）と差分データ（４）とが最大となる。この場合も、
差分データ（４）−差分データ（２）＞閾値 （Ｓ６０２にてＹｅｓ）となる。さらに、最小値から所定の範囲（ｍｉｎ〜ｍｉｎ+αの間）に存在する差分データが複数ある（Ｓ６０３にてＮｏ）、がｍｉｎ〜ｍｉｎ+αの間にある二つの差分データは隣接している（Ｓ６０５にてＹｅｓ）。よって、位置合わせ成功と判定する（Ｓ６０４）。このとき、位置合わせ成功に該当する差分データは、差分データ（２）と差分データ（３）との二つがある。よって、対応した１画素ずらし或いは２画素ずらしのいずれか片方を位置があった場所と判定する。

一方、図５（ｃ）に示す例では、差分データ（２）が最小値となり差分データ（４）が最大値となり、かつ差分データ（４）−差分データ（２）＜閾値 （Ｓ６０２にてＮｏ）となる。この場合、差分データ（１）〜（４）はほとんど差がないと解釈でき、位置合わせ失敗と判断する。図５（ｄ）に示す例では、最小値から所定の範囲 （ｍｉｎ〜ｍｉｎ＋αの間）の差分データとして差分データ（２）と差分データ（４）とがある。ここで、最大値が差分データ（１）の場合、差分データ（２）−差分データ（１）＞閾値 （Ｓ６０２にてＹｅｓ）となっている。しかし、ｍｉｎ〜ｍｉｎ+αの間には差分データが二つあり（Ｓ６０３にてＮｏ）、かつその二つの差分データは隣接した位置ではない（Ｓ６０６にてＮｏ）。従って、位置合わせ失敗と判断する。図５（ｅ）に示す例では、差分データ（２）、差分データ（３）、および差分データ（４）がｍｉｎ〜ｍｉｎ＋αの間の値の場合は、ｍｉｎ〜ｍｉｎ＋αの間に差分データが三つ以上ある（Ｓ６０５にてＮｏ）ため、位置合わせ失敗と判定する。

以上のように、位置ずれ補正可能か判断し、異常状態を検知して検知結果に応じて異常状態から復帰可能か判定することにより、ユーザが介在することなく異常状態から自動的に復帰することが可能となる。なお、先に述べたように、スキャン対象１６が人体である場合、複数の自動復帰シーケンスから少なくとも一つを自動復帰判定手段により選択して実行する際、被検者への負担を軽減する観点から、該人体に対する影響が低い順に、実行をするか否かの判定を行うことが好ましい。また、同様の理由より、レーザ光１２の出力調整については、画像取得手段におけるゲインまたはオフセットの調整が出来ないと判定された場合に実行されることが好ましい。

［第二の実施例］
第一の実施例では、ライン位置合わせの成否、共振周波数または振幅異常の有無、ゲイン調整の可否、レーザ出力調整の可否の順に異常の発生理由の判定している。しかし、これらの判定順序は入れ替わってもかまわない。第二の実施例では、第一の実施例に対してこの判定順序を変更している。

図７は、本第二の実施例に係る異常検知と画像情報の再取得のシーケンスについて示すフローチャートである。本実施例では、共振周波数または振幅異常の有無をまず判定する。

本実施例では、まずＳ７０１にてライン画像を取得すると、水平同期信号をもとに、共振周波数および振幅が正常範囲内か否かを確認する（Ｓ７０７）。共振周波数および振幅が正常であると判断された場合は、フローはＳ７０２に移行して、第一の実施例と同様にライン位置合わせを行う。続くＳ７０３にて位置合わせに成功したと判定された場合、フローはさらにＳ７０４に移行して取得した画像が全ライン分であるか否かの判定を行う。全ラインについての画像を取得していたらフローはＳ７０５に移行して画像取得を終了する。また、Ｓ７０４にて画像取得を行っていないラインが存在する場合、フローはＳ７０６に移行する。Ｓ７０６ではガルバノミラー１５を制御して、次のラインにおける走査開始位置へレーザ光の照射位置を移動させる。照射位置の移動後、フローはＳ７０１に戻り、次ラインの画像データを取得する。

Ｓ７０７において、共振周波数または振幅が異常であると判定された場合は、第一の実施例と同様にＳ７０８にてＮ周期分待機する。待機後、周波数と振幅とを再計測して（Ｓ７０９）、これらが所定の範囲内におさまっているか否かを判定する（Ｓ７１０）。Ｓ７１０にて周波数および振幅が所定の範囲内にあると判定されると、これらの異常は突発的であってライン画像の再取得が可能であるとしてフローはＳ７１１に移行する。Ｓ７１１ではガルバノミラー１５を制御してライン画像を再取得するための走査開始位置へレーザ光１２０の照射位置を動かす。照射位置の移動終了後、フローはＳ７０１に戻りライン画像の取得を再開する。

Ｓ７０３において、ライン位置合わせが失敗したと判定された場合、フローはＳ７１２に移行する。Ｓ７１２において、異常検知部１１０７において検知されている異常が位置合わせの失敗のみであるか否かを判定する。なお、以降のフローにおいて実行される各処理は第一の実施例において行われる処理と同様のため、ここでの説明は省略する。
本実施例では自動復帰するフローを含むこととしているため、共振周波数および振幅が正常範囲から外れた場合でもその原因に基づいて画像取得処理への自動復帰が可能である。

従来は、共振周波数および振幅が正常範囲内か確認する際、自動復帰しないことを前提として画質に多少影響がある領域も含めて正常範囲としていた。これに対して本実施例によれば、Ｓ７０７において正常と判定する範囲を狭め、このような若干の問題を有する条件も異常状態と判定して、自動復帰させるフローに移ることとすることも可能である。

以上により、本実施例についても前述した第一の実施例と同様、ユーザが介在することなく異常状態から自動的に画像取得のフローに復帰することが可能となる。さらに、共振周波数および振幅の正常範囲を狭く設定することにより、周波数と振幅のブレ量を小さくして画質を向上させることができる。

［第三の実施例］
上述した第一および第二の実施例では、上下ラインの画素の差分の二乗の積算値を用いて位置合わせ判定を行っているが、それ以外の方法であっても構わない。

本実施例では、位相限定相関法を用い、例えば往路のライン画像と画素をずらした復路のライン画像との相関を求め、そのピーク値を示す条件を、位置合わせを行う際の位置ずれ量としている。以降、その位置ずれ量を求める方法について説明する。

図９は位相相関法を用いた場合の位置合わせの可否の判定フローチャートである。

本判定処理において、第一の実施例と同様に、二つのライン画像の入力を受けて判定を開始する（Ｓ９０１）。Ｓ９０２では、各々のライン画像について一方のライン画像の画素にして−３画素から＋３画素までずらした場合を想定し、各々について二つのライン画素間での相関数値のピーク値が閾値を超えているか否かを判定する。Ｓ９０２において閾値を超えている組み合わせが存在しないと判定されると、フローはＳ９０６に移行する。この場合は、上下のラインの相関が低い、つまり上下ラインは大きく異なることを意味するため、位置合わせ失敗と判定する。Ｓ９０２で閾値を超えている組み合わせが存在していると判定されると、フローはＳ９０３に移行する。

この場合は、ピークから所定の範囲内（図８ではｍａｘ−β）に入っている組み合わせの個数を判定する（Ｓ９０３）。ピークから所定の範囲内の相関数値を有する組み合わせが１つである場合は、フローはＳ９０４に移行して、この組み合わせのライン画像について位置合わせ成功と判定する。Ｓ９０３にてピークから所定の範囲内の相関数値を有する組み合わせが二つ以上ある（Ｓ９０３におけるＮｏ）と判定されると、フローはＳ９０５に移行する。

Ｓ９０５では、範囲内の相関数値を有する組み合わせが二つでかつこれら組み合わせが画素ずれ量において隣接するか否かを判定する。組み合わせが二つ且つ隣接すると判定された場合（Ｓ９０５におけるＹｅｓ）は、二つの組み合わせの間に位置が合う場所があると判断し、いずれか片方の画素ずれの条件を位置合わせできた組み合わせであるとし、フローをＳ９０４に移行させる。Ｓ９０４では、この画素をずらした条件の組み合わせのライン画像について位置合わせが成功であると判定する。Ｓ９０５において、ピークから所定の範囲内となる相関数値を示す組み合わせが三つ以上、あるいは二つの隣接していないずれ量において位置でピークとなっている場合は、フローはＳ９０６に移行する。この場合、高い相関を示して位置合わせ出来ていると判定し得る候補が多数あって特定の組み合わせを選択できないため、位置合わせ失敗と判定する（Ｓ９０６）。

図８は、位相相関限定法を用いた場合の、相関関数の数値と画素ずれ量との関係を示しており、図８（ａ）〜（ｄ）各々はＳ９０２において上下のライン画素の組み合わせより得られる相関数値の類例を示す。以降、これらを用いて、上述したフロー中での各判定の内容について詳述する。

先ほどの図９のフローチャートに則って説明すると、図８（ａ）は、画素ずれ量＋１としたライン画像において相関数値のピーク値があり、そのピーク値は閾値を超えている。また、該ピーク値から所定の範囲内（ｍａｘ〜ｍａｘ−β）に存在する組み合わせはこの画素ずれ量＋１の場合の一つのみとなっている。よって、画素ずれ量＋１とした時の組み合わせにおいて、位置合わせ成功と判定する。

図８（ｂ）は、画素ずれ量０の組み合わせおよび＋１の組み合わせが共にｍａｘ〜ｍａｘ−βの範囲内にある例を示している。この例の場合、相関数値のピーク値は閾値を超えていて、画素ずれ量０および＋１は隣接する組み合わせとなるため＋０．５画素のずらし量のあたりに上下のライン画像の位置が合う地点がある。このとき、画素ずれ量０または画素ずれ量＋１のいずれか片方の画素をずらしたライン画像を位置合わせができる条件であるとし、位置合わせ成功と判定する。なお、本実施例では位置ずれ量を画素単位で扱っているが、位置ずれ量は＋０．５画素など、画素未満の単位で算出してもよい。このように画素未満の単位で位置合わせする場合は、画素未満のずれ量に基づいてライン画像データを補間演算してもよい。

図８（ｃ）では、ｍａｘ〜ｍａｘ−βの範囲内に隣接しないずれ量である−２および＋１との組み合わせの二点がピーク値となる相関数値となる例を示している。この場合、図９に示すフローチャートのＳ９０５においてＮｏとなる。即ち、どちらのずれ量の組み合わせが正しいのか判断できないため、フローはＳ９０６へ移行して、位置合わせ失敗と判定される。図８（ｄ）に示す例では、相関数値のピークは一つだが、ピーク値が閾値を超えていないため、何れの組み合わせにおいても画像データの相関が低いと判断し、位置合わせ失敗と判定する。

以上により、位相限定相関を用いて位置合わせを実施した場合でも、第一および第二の実施例と同様の効果を得ることができる。

［第四の実施例］
以上述べた第一乃至第三の実施例では、異常状態が発生した場合もガルバノスキャナ１５は順次動かし続けるようにしている。しかし、異常状態が発生した場合は、ガルバノスキャナ１５は異常状態に応じた偏向位置に動かしてもかまわない。また、安全シャッターを下ろしてもかまわない。

例えば共振周波数や振幅異常の場合、共振スキャナ１４自体や共振スキャナ制御部１１０１の異常も考えられる。そのような場合には、レーザ光が眼球内の同じ場所にあたり続けると眼にダメージを与える可能性がある。そこで、共振周波数または振幅が異常と判定された場合は、ガルバノスキャナ１５を通常動作時より速く、大きく動かす、あるいは、眼に当たらない位置にレーザ光を偏向して退避させることが好ましい。
また、図１のレーザ光１２０の経路上に、安全のためのシャッターを配置し、異常状態からの自動復帰可否判断中は、該シャッターを閉じるよう制御する構成であってもかまわない。

以上のような構成を配することにより、眼に対する不必要なレーザ光の照射が遮られる。従って、共振スキャナ１４自体や共振スキャナ制御部１１０１の異常があって主走査方向のレーザスキャンが停止してしまったとしても、眼へのダメージを与えないようにすることができる。これらシャッター等のレーザ光の眼への照射を遮る構成は、本実施例における保護手段を構成する。

［第五の実施例」
第一乃至第四の実施例において、レーザ出力を調整する場合、レーザ出力のオーバーシュートが起こり、一時的に強いレーザ光が眼球に照射されるため、眼球にダメージが及ぶ可能性がある。これらを回避するためにレーザ出力を調整する場合に、ガルバノスキャナ１５を制御し、通常動作時より速く、大きく動かす、あるいは、眼に当たらない位置にレーザ光を偏向して退避させる構成であってもかまわない。また、第四の実施例のように、レーザ出力調整中はシャッターを閉じる構成であってもかまわない。これら構成は、異常が検知された場合にレーザ光が眼球に当たることを防止する手段、或いは前述した保護手段を構成する。

以上に述べた構成とすることにより、レーザ出力を調整の際に一時的に光量が強くなってしまったとしても、眼へのダメージを与えないようにすることができる。

［第六の実施例］
上述した第一乃至第五の実施例において、ゲイン・オフセット調整あるいはレーザ出力を調整した場合、入力ライン画像のうち、調整前後のライン画像で画素値に違いが生じる可能性がある。画素値の違いを補正するため、ＣＰＵ１１０８は、調整前のゲイン・オフセット値およびレーザ出力と、調整後のゲイン・オフセット値から、調整後の画像に対して補正を行う。

図１０は、実際にライン画像の補正を実行する際ライン位置合わせ部１１０５内の構成をブロック図として図示したものである。画像入力部１１０３から位置合わせ前のライン画像が入力されると、まず前述した処理にて往復の走査により得られるライン画像の位置合わせを行う。続いて、位置があった状態の複数のライン画像に対して、ＣＰＵ１１０８から設定される補正係数に従って画像を補正する。

以上の補正処理を行うことにより、ゲイン・オフセット調整あるいはレーザ出力を調整した場合でも、調整前後での画素値の違いを低減することができる。

［第七の実施例］
上述した第一乃至第六の実施例においては、自動復帰可能な場合は画像取得の走査の途中からライン画像の取得を再開している。しかし、中断したライン位置によって、画像を最初から取得する、途中から取得する、あるいは取得せず完了する、のいずれかの処理から、中断後に実行する処理を選択する構成であってもかまわない。

例えば、最初の二ライン目や三ライン目の画像を取得中に異常状態となり、自動再取得可能と判定された場合は、第六の実施例のような画像補正をするより一ライン目から画像を再取得したほうが効率は良い可能性が有る。そこで、例えば、Ｎライン目の画像取得時までは、自動再取得可能と判断された場合は、一ライン目からの再取得を実行する態様としても良い。

また、最後のＮライン目の画像が取得できなかった場合、実際の画像として最後のＮラインはマージンとなっていて実際には使わなくてもよいと判断できることもある。このような場合は、ライン画像の再取得は不要と判断し、自動再取得せず画像の取得処理を終了することとしてもよい。

即ち、本実施例では、二次元走査を再開する位置によって、最初の走査線から取得を再開するか、副走査方向における所定の位置から取得を再開するか、取得を終了するか、のいずれかを選択して実施する。このように、画像の取得位置に応じて再取得を開始する位置を変更することで画質を向上させることができる。また、再取得不要な場合は再取得のための処理をしないことにより、不必要な自動復帰時間をなくすことができる。

［第八の実施例］
以上述べた第一乃至第七の実施例において、再取得する画像のライン位置は異常状態には依存していない。しかし、画像を再取得するための復帰位置を異常状態によって変更してもかまわない。即ち、異常検知部により検知した異常に応じて、二次元走査および画素データの取得を再開するレーザ光の走査線の位置を決定することとしても良い。

例えば、共振周波数や振幅の異常の場合は、異常が発生したラインから画像を再取得し、位置合わせ失敗による場合は、異常が発生したラインを含むＮライン（この場合のＮは整数）分前から再取得をする構成でもよい。

この構成をとることにより、位置合わせできなかったライン位置の画像に対して、ゲイン・オフセット調整あるいはレーザ出力調整後の画像データ同士で位置合わせが可能となる。

［第九の実施例］
以上述べた第一乃至第八の実施例では、異常状態が発生した際の情報はログ保存部１１０９に保存しているが、それ以外の場所に保存してもかまわない。

例えば、異常発生および自動復帰時に、発生した異常状態の内容、ライン位置、ゲインやオフセット補正内容、レーザ光源のレーザ出力値などをＣＰＵ１１０８が一旦保存しておき、全ライン取得完了時に画像データのヘッダとして画像に埋め込み、画像保存部１１０６に保存する構成であってもよい。

本実施例の構成によれば、ログ情報と画像との関連づけが画像データ内で完結するため、ログと画像データの管理を簡単にすることができる。

［第十の実施例］
以上述べた第一乃至第九の実施例では、自動復帰した場合はログまたは画像に情報を残すもののユーザには通知していない。しかし、自動復帰した際にこれら情報をユーザに通知する構成であってもかまわない。

例えば、自動復帰した際にユーザに異常状態の内容と自動復帰した旨を表示装置１９に表示し、ユーザ（医師や技師）が自動復帰で取得した画像を用いるか、再度はじめから取得するかを選択する構成であってもかまわない。該表示装置１９は、異常を検知した後に二次元走査および画素データの取得を再開した場合に、自動復帰した旨を操作者に通知する報知手段を構成する。なお、この報知手段の態様は、モニタと共に構成されることがこのましいが、ランプの点灯等、検者に報知できる種々の態様とすることが可能である。

本実施例の構成によれば、自動復帰したときの画像を使いたくないケースをユーザが任意に選択することができる。

以上述べたように、本発明によれば、スキャン周期や振幅が一時的にエラー状態になった場合でも、所定時間内に自動復帰可能な場合は、ユーザ（医師や技師）が介在せずに画像を途中から再取得することにより、画像取得時間を短縮し、ユーザおよび被検者の負担を軽減することができる。

さらに、自動復帰を前提したシステムを構成することが可能であるため、共振スキャナの共振周波数や周期の正常範囲を狭く設定して外れた場合は再取得することにより、画質を向上させることができる。

また、自動復帰を前提したシステムで、自動復帰時にレーザ出力を調整することにより、レーザ出力を低く設定した状態から画像取得を開始することが可能であり、被検者の眼への影響を低減することができる。

（その他の実施例）
本発明は、上述した実施例の機能（例えば、上記の各部の処理を各工程に対応させたフローチャートにより示される処理）を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても実現できる。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が、コンピュータが読み取り可能に記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより、上述した実施例の機能を実現する。

また、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形、変更して実施することができる。例えば、上記の実施例では、対象物が人体の眼即ち眼球の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被測定物に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って、本発明は眼科装置に採用される検査装置のレーザスキャナ装置等として把握され、被検眼は対象物の一態様として把握されることが望ましい。

１１：システム制御部、 １２：レーザ光源、 １３：ハーフミラー、 １４：共振スキャナ、 １５：ガルバノスキャナ、 １６：スキャン対象、 １７：受光素子、 １８：速度センサ、 １９：表示装置、 １２０：レーザ光、 １２１：反射光

Claims (20)

1. レーザ光を照射するレーザ光源と、
   共振により往復運動することによって前記レーザ光を主走査方向に偏向する主走査方向走査手段と、
   前記主走査方向と垂直となる方向に前記レーザ光を偏向する副走査方向走査手段と、
   前記主走査方向走査手段および前記副走査方向走査手段により前記レーザ光を対象物において二次元走査させて得られる前記レーザ光の前記対象物からの反射光より画素データを取得し、前記対象物の画像を構成する画像取得手段と、
   前記レーザ光による前記対象物に対する前記二次元走査と前記画像取得手段による前記画像の構成とを制御する制御手段と、
   前記画素データの取得に際して生じる複数の異常を検知する異常検知手段と、
   前記異常検知手段で前記複数の異常のうち少なくとも一つが検知された場合に、前記異常を判定し、前記画素データの取得を再開するための複数の自動復帰シーケンスの少なくとも一つを実行するか否かを前記判定した異常に応じて判断する自動復帰判定手段と、を有することを特徴とする、レーザスキャナ装置。
2. 前記対象物は人体であって、
   前記異常検知手段において前記異常の少なくとも一つが検知された場合、
   前記自動復帰判定手段は、前記複数のシーケンスから少なくとも一つを選択して実行する際、前記人体に対する影響が低い順に、前記実行をするか否かの判定を行うことを特徴とする、請求項１に記載のレーザスキャナ装置。
3. 前記異常検知手段において前記異常の少なくとも一つが検知された場合、
   前記自動復帰判定手段は、前記レーザ光源の光量を上げられるか否かを判定し、
   前記自動復帰判定手段により前記レーザ光源の光量を上げられると判定された場合、
   前記制御手段は前記レーザ光源を制御して前記光量を上げ、前記異常が検知された際の前記レーザ光の走査線の位置から前記二次元走査を再開させると共に前記画像取得手段による前記画素データの取得を再開させることを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーザスキャナ装置。
4. 前記異常検知手段において異常の少なくとも一つが検出された場合、
   前記自動復帰判定手段は、前記画像取得手段のゲインとオフセットとのうち少なくとも一方の調整が可能であるか否かを判定し、
   前記自動復帰判定手段により前記画像取得手段による調整が可能であると判定された場合、
   前記制御手段は前記画像取得手段を制御してゲインとオフセットのうち少なくとも一方を調整させ、前記異常が検知された際の前記レーザ光の走査線の位置から前記二次元走査を再開させると共に前記画像取得手段による前記画素データの取得を再開させることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
5. 前記自動復帰判定手段は、前記画像取得手段のゲインまたはオフセットの調整が可能であるか否かを判定し、前記ゲインまたはオフセット調整ができないと判定した場合に、前記レーザ光源の光量を上げられるか否かを判定することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
6. 前記異常検知手段において、前記主走査方向走査手段の共振運動における振幅および周期の少なくともいずれかの異常が検知された場合、
   前記自動復帰判定手段は、所定時間内に前記振幅および周波数が所定の範囲内に収まったか否かを判定し、
   前記振幅および周波数が前記所定の範囲内に収まったと判定された場合、前記制御手段は前記異常が検知された際の前記レーザ光の走査線の位置から前記二次元走査を再開させると共に前記画像取得手段による前記画素データの取得を再開させることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
7. 前記制御手段により前記画素データの取得が再開された場合における、前記異常検知手段により検知した異常、前記取得が再開された前記走査線の位置、前記画像取得手段のゲインおよびオフセット値、および前記レーザ光源のレーザ出力値のうち、少なくともいずれか一つの情報を、前記再開された取得により得られた画素データに基づいて構成された前記画像に関連づけられた情報として前記画像と共に保存する画像保存部を有することを特徴とする、請求項１乃至６の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
8. 前記画像取得手段は、前記主走査方向の前記画素データの位置合わせを行うことにより二次元画像を得ることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
9. 前記異常検知手段は、前記主走査方向の前記画素データの位置合わせ時に位置合わせに失敗した場合に前記異常であると判定することを特徴とする、請求項８に記載のレーザスキャナ装置。
10. 前記画素データの位置合わせは、パターンマッチング法又は位相限定相関法により行うことを特徴とする、請求項８又は９に記載のレーザスキャナ装置。
11. 前記対象物は眼であって、
    前記異常検知手段において、前記主走査方向走査手段の共振運動における振幅および周期の少なくともいずれかについて前記異常が検知された場合、前記レーザ光が眼球に当たることを防止する手段を有することを特徴とする、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
12. 前記防止する手段は、前記主走査方向走査手段を制御して前記眼球より離れた場所に前記レーザ光を照射させる手段、又は前記レーザ光の前記眼球への照射を遮る保護手段、であることを特徴とする、請求項１１に記載のレーザスキャナ装置。
13. 前記対象物は眼であって、
    前記異常検知手段において前記異常が検出されたことに応じて前記制御手段により前記レーザ光源のレーザ出力を調整する場合に、前記レーザ光が眼球に当たらないよう制御する手段を有することを特徴とする、請求項１乃至１２の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
14. 前記制御する手段は、前記副走査方向走査手段を制御して前記眼球より離れた場所に前記レーザ光を照射させる手段、又は前記レーザ光の前記眼球への照射を遮る保護手段、であることを特徴とする、請求項１３に記載のレーザスキャナ装置。
15. 前記画素データの取得を再開する際に、前記制御手段により前記画像取得手段のゲインまたはオフセットの調整、あるいはレーザ出力を調整が行われる場合、
    前記画像取得手段は、前記調整の後のゲインおよびオフセット値またはレーザ出力に基づいて、前記取得した画像に対して補正を行って前記画像を構成することを特徴とする、請求項１乃至１４の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
16. 前記異常が検知された際の前記レーザ光の走査線の位置から前記二次元走査を再開すると共に前記画像取得手段による前記画素データの取得を再開する際に、
    前記制御手段は、前記二次元走査を再開する位置によって、前記画素データを取得する際の最初の走査線から前記二次元走査および前記画素データの取得を再開するか、前記副走査方向における所定の位置から前記二次元走査および前記画素データの取得を再開するか、前記二次元走査および前記画素データの取得を終了するか、のいずれかを選択して実施することを特徴とする、請求項１乃至１５の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
17. 前記異常が検知された際の前記レーザ光の走査線の位置から前記二次元走査を再開すると共に前記画像取得手段による前記画素データの取得を再開する際に、
    前記制御手段は、前記異常検知手段により検知した異常に応じて、前記二次元走査および前記画素データの取得を再開する前記レーザ光の走査線の位置を決定することを特徴とする、請求項１乃至１５の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
18. 前記異常を検知した後に前記二次元走査および前記画素データの取得を再開した場合に、自動復帰した旨を操作者に通知する報知手段を有することを特徴とする、請求項１乃至１７の何れか一項に記載のレーザスキャナ装置。
19. レーザ光を照射する工程と、
    共振により往復運動する主走査方向走査手段によって前記レーザ光を主走査方向に偏向する工程と、
    副走査方向走査手段により前記主走査方向と垂直となる方向に前記レーザ光を偏向する工程と、
    前記主走査方向走査手段および前記副走査方向走査手段により前記レーザ光を対象物において二次元走査させて得られる、前記レーザ光の前記対象物からの反射光より画像取得手段により画素データを取得し、前記対象物の画像を構成する工程と、
    前記レーザ光による前記対象物に対する前記二次元走査と前記画像取得手段による前記画像の構成とを制御する工程と、
    前記画素データの取得に際して生じる複数の異常を検知する工程と、
    前記複数の異常のうち少なくとも一つが検知された場合に、前記異常を判定し、前記画素データの取得を再開するための複数の自動復帰シーケンスの少なくとも一つを実行するか否かを前記判定した異常に応じて判断する工程と、を有することを特徴とする、レーザスキャン方法。
20. 請求項１９に記載のレーザスキャン方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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