JP2022161542A - 光照射装置、及び光照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】目的の照射箇所以外の領域への照射を抑制した光照射を実現する。
【解決手段】光照射装置は、対象物に光化学反応を生じさせる第１の光を出射する第１照明光学系と、前記第１の光と異なる波長の第２の光を出射する第２照明光学系と、前記第１の光と前記第２の光を前記対象物に向けて同じ空間に投射する光投射機構と、前記対象物を含む前記空間を撮像する撮像光学系と、前記撮像光学系により取得された画像から前記対象物上の照射領域の状態を検知し、検知結果に応じて前記第１の光と前記第２の光の少なくとも一方を制御する制御部と、を有する。
【選択図】図３

Description

本開示は、光照射装置、及び光照射方法に関する。

太陽光に含まれる光のうち、可視光よりも波長の短い中紫外線、あるいは、波長が２８０～３１５ｎｍのＵＶ－Ｂ領域の光には、皮膚細胞を活性化させる作用があり、医療、美容等の分野で用いられている。可視光よりも波長の長い近赤外線は、従来から血行改善、痛み緩和などに用いられている。最近では、近赤外線と光感受性物質との光化学反応を利用した光免疫療法への適用が期待されている。

紫外線光源を筐体内に収納したハンディタイプの光線治療器が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。ＵＶ－Ｂ光（または中紫外光）による一般的な光線治療器は、光源から出射される光を皮膚に照射するだけである。特に斑模様への照射では、半毛様以外の領域がＵＶ－Ｂ光で照射され、紫外線焼け、色素沈着等によって逆に皮膚のコントラストが大きくなるため、装置の取り扱いに注意を要する。照射光の強度を下げると、照射効率が低下する。

近赤外光についても、近年、筋組織へのダメージなどが注目されており、目的の箇所への正確な照射が望まれる。紫外光も赤外光も人間の目に見えないため、可視光による高精度の照射ガイドが必要であるが、現状では実現されていない

目的の照射領域以外の領域への照射を防ぐため、照射箇所のみを開口したマスクを作製することが考えられるが、マスク作製の手間がかかる。照射の回数を重ねるにつれて照射すべき領域の形状が変化するため、毎回マスクを作り直す必要がある。さらに、斑模様の形状は一様でなく、被照射体ごとにマスクの形状も照射量も異なる。マスク開口の形状またはサイズのずれ、マスクの位置ずれ等によっても、目的の領域以外の部位が照射される。したがって、マスクのみで対応することは困難である。

従来の光治療装置には、照射精度に改善の余地がある。本開示は、目的の照射箇所以外の領域への照射を抑制した光照射を実現することを目的とする。

一つの態様では、光照射装置は、
対象物に光化学反応を生じさせる第１の光を出射する第１照明光学系と、
前記第１の光と異なる波長の第２の光を出射する第２照明光学系と、
前記第１の光と前記第２の光を前記対象物に向けて同じ空間に投射する光投射機構と、
前記対象物を含む前記空間を撮像する撮像光学系と、
前記撮像光学系により取得された画像から前記対象物上の照射領域の状態を検知し、検知結果に応じて前記第１の光と前記第２の光の少なくとも一方を制御する制御部と、
を有する。

目的の照射箇所以外の領域への照射を抑制した光治照射が実現される。

実施形態の光照射装置の基本構成図である。 図１の電子回路で実現される制御部の機能ブロック図である。 第１実施例の光照射装置の光学系の構成を示す図である。 第１の光と第２の光の照射領域を示す図である。 第１照明光学系と、第２照明光学系と、投射光学系の位置関係を説明する図である。 実施形態の光照射装置による治癒過程を示す図である。 実施形態の光照射装置による治癒過程を示す図である。 第１の光と第２の光の両方を最大光量とする構成を示す図である。 第１の光の光量を増大する構成を示す図である。 第１の光の光量増加が困難な比較例を示す図である。 第１の光の光量増加が困難な比較例を示す図である。 第２実施例の光照射装置の光学系の構成を示す図である。 第３実施例の光照射装置の光学系の構成を示す図である。

実施形態では、光照射を行う際に、目的の照射箇所以外の領域への照射を抑制し、最適な照射量で目的の箇所を照射する。また、照射光と異なる波長の第２の光を用いて、照射光を精度良く患部へ導く。以下で、具体的な構成例に基づいて本開示を説明する。同じ構成要素には同じ符号を付けて、重複する記載を省略する場合がある。

図１は、実施形態の光照射装置１０の基本構成図である。光照射装置１０は、光治療装置として使用することができる。光照射装置１０は、被照射体５０の照射箇所の微細な領域ごとに照射のオンとオフを切り替えることで、照射箇所以外の領域への照射を抑制し、高精度の照射を実現する。照射光と、照射光をガイドするガイド光を用いることで、照射の位置精度を向上する。

光照射装置１０は、第１照明光学系１１、第２照明光学系１２、光投射機構１３、撮像光学系１５、及び、電子回路２０を有する。第１照明光学系１１は、被照射体５０に光化学反応を生じさせる第１の光を出射する。第１の光は、目的の箇所の照射に用いられる光であり、紫外光、赤外光等である。この例では、第１の光としてＵＶ－Ｂ光を用いる。

第２照明光学系１２は、第１の光と異なる波長の第２の光を出射する。第２の光は、第１の光の照射を案内するガイド光として用いられる。第２の光は、可視光（たとえば赤色光）である。

光投射機構１３は、第１の光と第２の光を被照射体５０に向けて同じ空間に投射する。光投射機構１３は、電子回路２０からの制御信号に基づいて、被照射体５０上の微細な領域ごとに照射のオンとオフを切り替える。後述するように、光投射機構１３は、多数の微細な光変調素子の配列を含む光変調素子アレイを有し、個々の光変調素子を個別に制御することで、微細な領域ごとに照射を制御できる。

撮像光学系１５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Complementary MOS：相補型ＭＯＳ）センサ等の撮像素子１６を有し、被照射体５０を含む照射空間を撮像する。撮像素子１６は、たとえば可視光域に感度を有する素子であってもよいし、可視光とＵＶ－Ｂ光の双方に感度を有する素子であってもよい。

電子回路２０は、第１照明光学系１１、第２照明光学系１２、光投射機構１３、及び撮像光学系１５の動作を制御する。電子回路２０は、メモリ内蔵型のマイクロプロセッサ、ロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等であってもよい。電子回路２０はメモリ２１を内部に有していてもよいし、メモリと別体であってもよい。

電子回路２０は、光照射装置１０に入力されるコマンドに応じて、第１照明光学系１１と第２照明光学系１２の光源をオンにし、照射光の出力レベルを制御する。電子回路２０はまた、撮像光学系１５により取得された画像から被照射体５０の状態を検知し、検知結果に応じて、光投射機構１３の動作を制御する。

図２は、電子回路２０で実現される制御部１２０の機能ブロック図である。電子回路２０の少なくとも一部は、光照射装置１０の制御部１２０として機能する。制御部１２０は、入出力部１２１、画像処理部１２２、検知手段１２３、決定手段１２４、及び光制御手段１２５を有する。入出力部１２１は、光照射装置１０と外部の間で電気信号、電子データ等の入出力を行う。画像処理部１２２は、撮像光学系１５から出力される電気信号を処理して画像データを生成する。

検知手段１２３は、画像処理部１２２で生成された画像データから、照射の進行状態、皮膚の状態など、被照射体５０の状態を検知する。決定手段１２４は、検知手段１２３で検知された情報に基づいて、光投射機構１３の光変調素子アレイの各光変調素子の姿勢または傾きを決定する。光制御手段１２５は、各光変調素子の姿勢または角度を、決定手段１２４で決定された姿勢または角度になるように制御する。光変調素子の姿勢制御の詳細は、後述する。

光照射装置１０では、光投射機構１３を用いて、微細な領域ごとに照射のオン・オフを切り替えるので、目的の照射箇所以外の領域の照射をなくし、高精度の照射を実現する。また、照射用の第１の光の他に、ガイド用の第２の光を用いるので、照射領域と可視のガイド光を含む画像が取得され、照射位置を確認しながら、精度良く目的の領域を照射できる。以下で、光学系の具体的な構成を説明する。

＜第１実施例＞
図３は、第１実施例の光照射装置１０Ａの光学系の構成を示す。この例で、光照射装置１０Ａは、光治療装置として用いられる。第１照明光学系１１は光源１１１を有し、光源１１１から第１の光Ｌ１を出射する。第１の光Ｌ１は、この例ではＵＶ－Ｂ光である。光源１１１は、レーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の固体光源である。発光ダイオードを用いる場合は、１つ以上のレンズを用いて平行光にコリメートしてもよい。

第２照明光学系１２は光源１２７を有し、光源１２７から第２の光Ｌ２を出射する。第２の光Ｌ２は、可視光である。光源１２７は、可視光ＬＥＤ、可視光レーザ等の固体光源である。可視光ＬＥＤを用いる場合は、１つ以上のレンズを用いて、第２の光Ｌ２を平行光にコリメートしてもよい。第１照明光学系１１と第２照明光学系１２の位置関係については、後述する。

光投射機構１３Ａは、光変調素子アレイ１３１と、投射光学系１３２を有する。光変調素子アレイ１３１は、二次元に配列された多数の微小な光変調素子を有する。光変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）などのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）デバイスである。個々の光変調素子は、その姿勢を高速で切り換えながら、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２を投射光学系１３２へ反射する。

複数の光変調素子を二次元配列させた光変調素子アレイ１３１を用いることで、従来は一様に照射してた患部を、微小な領域ごとに照射レベルを調整して細かく照射できる。光照射装置１０Ａは、斑模様の白斑などにも対応可能である。

投射光学系１３２は、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２を、被照射体５０の照射領域５１に向けて、同じ空間に投射する。同じ空間に投射するというのは、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２の光を、同軸で照射領域５１に投射するということである。「同軸」というときは、ほぼ同軸であることを意味し、光パスのわずかゆらぎ、屈折率の影響によるわずかなずれ等を含む。

光変調素子アレイ１３１のひとつの光変調素子に着目すると、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２は、同時には反射されず、光変調素子の姿勢変化に応じて、交互に投射光学系１３２に反射される。光変調素子の動作速度は高速であり、人間の目には、ほぼ同時に同軸で投射されているように認識される。光照射装置１０Ａの使用者または被照射体は、可視光である第２の光Ｌ２を目視することで、第１の光Ｌ１による現在の照射位置を認識することができる。

図４は、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２の照射領域を示す。第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２で屈折率が異なるため、照射領域が若干ずれることはあるが、第１の照射領域５５を形成する第１の光Ｌ１と、第２の照射領域５６を形成する第２の光Ｌ２は、ほぼ同軸にある。時間領域では、第１の照射領域５５が形成される時間と、第２の照射領域５６が形成される時間はわずかに異なることは、上述したとおりである。図４では、第２の光で照射される領域５６が、第１の光で照射される領域５５よりも広く設定されているが、第１の光の照射位置が分かればよいので、領域５６と領域５５が同じ範囲であってもよい。

図３に戻って、撮像光学系１５Ａは、撮像面にＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１６を有する。撮像光学系１５は、１以上のレンズを含むレンズ群１５１と、撮像素子１６に含まれる個々の受光素子の光入射側に配置されるマイクロレンズ１５２を有する。撮像光学系１５は被照射体５０の照射領域５１を含む空間を撮像する。撮像素子１６で検出された情報は、電子回路２０に供給される。電子回路２０で実現される制御部１２０は、撮像素子１６で得られた情報を用いて、光変調素子のオン、オフ、照射強度等を制御し、照射の進行状況に応じた調整を可能にする。

図５は、第１照明光学系１１と、第２照明光学系１２と、投射光学系１３２の位置関係を説明する図である。第１照明光学系１１から出射される第１の光Ｌ１が、光変調素子アレイ１３１の光変調素子１３３に入射する方向を、第１の方向とする。第２照明光学系１２から出射される第２の光Ｌ２が、光変調素子１３３に入射する方向を、第２の方向とする。

第１の光Ｌ１、及び第２の光Ｌ２が光変調素子１３３で反射されて、投射光学系１３２に向かう方向を、第３の方向とする。第１照明光学系１１と、第２照明光学系１２と、投射光学系１３２は、第１の方向と第３の方向の間に第２の方向が位置するように、配置されている。この配置構成とすることで、照射用の第１の光Ｌ１とともに、ガイド用の第２の光Ｌ２を用いることができる。

第２照明光学系１２は、第２照明光学系１２から出射される第２の光Ｌ２が、光変調素子アレイ１３１のアレイ面Ｐarryに対してほぼ垂直になるように配置されている。第１の方向とアレイ面Ｐarryに対して垂直な方向（すなわち第２の方向）との間の角度（絶対値）をα１、第３の方向と第２の方向との間の角度（絶対値）をα３とすると、
α１＝２×α３
である。

第１照明光学系１１からの第１の光Ｌ１を第３の方向に反射するときの光変調素子１３３の姿勢を、第１姿勢とする。このとき、第２の光Ｌ２は、第１姿勢の光変調素子１３３の垂線ｎよりも第３の方向側にあるので、第３の方向へは反射されない。一方、第２照明光学系１２からの第２の光Ｌ２が第３の方向に反射されるときは、光変調素子１３３は第２姿勢にあり、第１の光Ｌ１は、第３の方向には反射されない。

第１の光がＵＶ－Ｂ光、第２の光Ｌ２が可視光だとする。たとえば、第１の光Ｌ１で照射領域５１を照射する際に、第２姿勢の光変調素子１３３で第２の光Ｌ２を照射領域５１に投射し、直後に第１姿勢に切り換わった光変調素子１３３で、第１の光Ｌ１を投射光学系１３２によって照射領域５１に投射する。可視領域の第２の光Ｌ２で、第１の光を照射領域５１へ正しくガイドすることができる。また、着目している光変調素子１３３の姿勢を切り替えずに、第１の光で照射領域を照射し、照射領域の周囲を第２の光で照射することによっても、第１の光の照射位置を確認することができる。

光照射装置１０Ａの使用者は、ガイド用の可視光を目視することで、照射用の第１の光（ＵＶ－Ｂ光）が現在どこに照射されているのかを知ることができる。被照射者も、安心感を得る。第２の光Ｌ２の波長域を生体反応が抑制可能な領域とすることで、第１の光Ｌ１が照射されていない箇所の生体反応を抑制することも可能である。

第２の光Ｌ２を照射することで、被照射者が動いたときなどに、電子回路２０の検知手段１２３によって光変調素子１３３の何個分ずれたかを検知できる。決定手段１２４、及び光制御手段１２５によって光変調素子アレイ１３１を制御し、第１の光Ｌ１の照射位置を目的の照射箇所に保つことができる。光変調素子アレイ１３１では、各光変調素子１３３のオンとオフ（第１姿勢と第２姿勢）の単位時間当たりの切換え頻度を細かく変化させることも可能であり、照射の進行状態に応じて、高精度の照射が可能になる。

図６は、光照射装置１０Ａによる治癒過程を示す図である。たとえば、照射領域５１が被照射体の皮膚５２にできた白斑である場合、光変調素子１３３を個別に制御することで、白斑の形状に合わせて照射用の第１の光Ｌ１（ＵＶ－Ｂ光）を照射できる。第１の光Ｌと細胞の光化学反応により皮膚細胞が活性化し、ダメージを抑制して、照射が完了する。

図７は、光照射装置１０Ａによる照射過程の別の例を示す。第１実施例の光照射装置１０Ａは、照射領域５１となる白斑の中に、照射不要の皮膚５２が存在する斑模様にも有効である。白斑の中の照射不要の皮膚５２に対応する位置の光変調素子１３３を第２姿勢に保つことで、第１の光Ｌ１（ＵＶ－Ｂ光）の照射を避ける。他方、白斑ができている照射領域５１に対応する光変調素子１３３を第１姿勢にして、第１の光Ｌ１を照射する。光照射装置１０Ａの使用者は、目的の照射領域以外の箇所に照射されている可視光を目視しながら、白斑にＵＶ－Ｂ光が照射あれていることを確認できる。これにより、照射不要な領域への照射ジを抑制しつつ、照射領域５１を精度よく照射できる。

光変調素子１３３の第１姿勢と第２姿勢の周期を変えることで、単位時間当たりの照射量を制御できる。照射を進めるうちに、皮膚の部位によって状態に差がでる場合がある。より多くの照射を要する部位で、光変調素子１３３の第１姿勢の期間を長くする。白斑が治りかけている部位では、照射量を減らすために第２姿勢を長くしてもよい。

図８Ａは、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２の両方を最大光量とする構成を示す。第１の光Ｌ１は、第１の方向から第１姿勢の光変調素子１３３に入射して、投射光学系１３２の第３の方向へ反射される。第２の光Ｌ２は、第２の方向から第２姿勢の光変調素子１３３に入射して、投射光学系１３２のある第３の方向へ反射される。第１の光束Ｌ１flxと、第２の光束Ｌ２flxは、ともに最大径である。

図８Ｂは、第１の光Ｌ１の光量を増やす構成を示す。第１の光Ｌ１の光量を増やして、照射効率を高めたい場面がある。一方、第２の光Ｌ２は、ガイド光であるため、明るさはそれほど必要ない。この場合、図８Ｂのように、第１照明光学系１１と投射光学系１３２のＦ値を小さく（開口数ＮＡを大きく）して、第１の光Ｌ１の光量を大きくする。第２照明光学系１２のＦ値を大きく（開口数ＮＡを小さく）してもよい。この構成により、最適な照射が行われる。光変調素子アレイ１３１は、投射光学系１３２に対して斜めに位置するため（図３参照）、投射光学系１３２をシャインプルーフ（Scheimpflug）として使用してもよい。シャインプルーフは、第３の方向が光変調素子１３３に対して垂直でない場合に生じる。光変調素子１３３が、投射方向である第３の方向に対して垂直配置ではないため、投射光学系１３２を皮膚等の照射面に対して垂直に配置すると、照射領域内で焦点が合わない箇所が生じる。そこで、シャインプルーフの原理を利用し、皮膚に対して斜めに投射光学系１３２を配置する。

図９Ａは、比較例として、第１の光Ｌ１の光量増加が困難な構成を示す。第１照明光学系１１からの第１の方向と、第２照明光学系１２からの第２の方向の間に、投射光学系１３２に向かう第３の方向がある。第１の光Ｌ１と、第２の光Ｌ２の双方が最大の光量で、投射光学系１３２に反射され得る。

図９Ｂに示すように、第１の光Ｌ１の光量を増やすために第１照明光学系１１のＦ値を小さくする場合、投射光学系１３２もその光量を取り込むために、Ｆ値を小さくする必要がある。しかし、図９Ｂに示すように、第１の方向で第１姿勢の光変調素子１３３に入射する第１の光の光束と、光変調素子１３３で反射されて第３の方向へ向かう光束とが干渉し、光量を増やすことができない。

これに対し、図８Ａと図８Ｂに示す実施形態の構成では、必要に応じて第１の光Ｌ１の光量を増やして、最適な照射量で照射できる。

＜第２実施例＞
図１０は、第２実施例の光照射装置１０Ｂの光学系の構成を示す。光照射装置１０Ｂはたとえば光治療装置として用いられる。第２実施例では、光投射機構１３Ｂと撮像光学系１５Ｂは、投射光学系１３２Ｂを共有する。投射光学系１３２Ｂは、偏光ビームスプリッタ１５３とレンズ群１５１を有する。第１照明光学系１１から出力された第１の光Ｌ１は、たとえば、ｓ偏光である。あるいは、投射光学系１３２Ｂに至るパス中に偏光子が挿入されていてもよい。第１の光Ｌ１は、光変調素子アレイ１３１の第１姿勢の光変調素子１３３で反射されて偏光ビームスプリッタ１５３に導かれる。ｓ偏光の第１の光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ１５３でほぼ１００％反射され、レンズ群１５１を透過して、被照射体５０の照射領域５１を照射する。

第２照明光学系１２から出力された第２の光Ｌ２は、光変調素子アレイ１３１の第２姿勢の光変調素子１３３で反射されて偏光ビームスプリッタ１５３に導かれる。偏光ビームスプリッタ１５３に入射する第２の光Ｌ２は、ｓ偏光である。第２照明光学系１２からｓ偏光が出射されてもよいし、途中のパス中に偏光子が挿入されていてもよい。ｓ偏光の第２の光Ｌ２は、偏光ビームスプリッタ１５３でほぼ１００％反射され、レンズ群１５１によって、第１の光Ｌ１と同じ空間に投射される。

撮像光学系１５Ｂは、投射光学系１３２Ｂと同軸になる。撮像光学系１５Ｂは、照射領域５１を含む空間を撮像する。被照射体５０からの拡散反射光は無偏光である。この拡散反射光は、レンズ群１５１で集光される。偏光ビームスプリッタ１５３を透過した光成分は、マイクロレンズ１５２で集光されて撮像素子１６で検出される。

第２実施例の構成は、光照射装置１０Ｂの製造コストを抑え、小型化を実現できる。設計の自由度と性能の向上を優先したい場合は、第１実施例の光照射装置１０Ａのように、撮像光学系１５と投射光学系１３２を独立にしてもよい。

＜第３実施例＞
図１１は、第３実施例の光照射装置１０Ｃの光学系の構成を示す。光照射装置１０Ｃは光治療装置として用いられる。第３実施例では、第１の光に感度をもつ第１の撮像素子１６１と、第２の光Ｌ２に感度をもつ第２の撮像素子１６２を用いる。第１の撮像素子１６１は、たとえばＵＶ－Ｂ光に感度をもち、第２の撮像素子１６２は、可視光に感度をもつ構成とする。

撮像光学系１５Ｃは、第１の撮像素子１６１と第２の撮像素子１６２への入射光を分離するダイクロイックビームスプリッタ１６３を有する。ダイクロイックビームスプリッタ１６３は、この例でＵＶ－Ｂ光と可視光を分離できるならば、図示されるようなプリズム型でもよいし、プレート型であってもよい。

電子回路２０で実現される制御部１２０の画像処理部１２２は、第１の撮像素子１６１から出力される電気信号に基づいて、第１の光Ｌ１を視認可能にする画像を生成する。この場合、光照射装置１０Ｃに表示部を設け、または、外部の表示装置に画像データを出力して、ＵＶ－Ｂ光を肉眼で認識できる色で表示してもよい。

可視光とともに、ＵＶ－Ｂ光で形成される画像を表示することで、ＵＶ－Ｂ光がどこに照射されているのかを画面上で認識できる。、第１の光と、第２の光の両方に感度をもつ撮像素子を使う場合は、１つの撮像素子１６で対応してもよい。この場合、撮像素子１６の波長２８０ｎｍにおける量子効率ＱＥ_２８０は、十分な出力が得られるように、２０［％］以上であるのが望ましい。

以上、特定の構成例に基づいて本開示を説明したが、本開示はこれらの構成例に限定さない。第１の光として、紫外光に替えて、赤外光を用いてもよい。赤外光も人間の目には見えないので、ガイド光として可視領域の光を、照射用の赤外光とともに用いてもよい。この場合も、各光変調素子１３３のオンとオフ（第１姿勢と第２姿勢）を高速で切り替えてガイド光を照射しながら、照射領域５１の形状にかかわりなく、赤外光を精度よく照射領域に照射できる。第１の光として紫外線を用いる場合も、赤外線を用いる場合も、光照射装置を光治療装置として用いることができる。

近赤外光とともに可視光を用いることで、被照射体５０が動いて近赤外光の照射位置がずれたときでも、可視光をモニタしてずれを検知できる。検知結果に基づいて、光変調素子１３３を迅速に制御し、赤外光を正しい照射位置に戻すことができる。光治療装置として用いる場合は、患部の治癒の程度に応じて、近赤外光の光量を調整することができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 光照射装置
１１ 第１照明光学系
１２ 第２照明光学系
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ 光投射機構
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 撮像光学系
１６ 撮像素子
２０ 電子回路
２１ メモリ
１２０ 制御部
１２１ 入出力部
１２２ 画像処理部
１２３ 検知手段
１２４ 決定手段
１２５ 光制御手段
１３１ 光変調素子アレイ
１３２、１３２Ｂ 投射光学系
１３３ 光変調素子
１５１ レンズ群
１５２ マイクロレンズ
１５３ 偏光ビームスプリッタ
１６１ 第１の撮像素子
１６２ 第２の撮像素子
１６３ ダイクロイックビームスプリッタ
Ｌ１ 第１の光
Ｌ２ 第２の光

特開２０１７－０３８６７１号公報

Claims (14)

1. 対象物に光化学反応を生じさせる第１の光を出射する第１照明光学系と、
   前記第１の光と異なる波長の第２の光を出射する第２照明光学系と、
   前記第１の光と前記第２の光を前記対象物に向けて同じ空間に投射する光投射機構と、
   前記対象物を含む前記空間を撮像する撮像光学系と、
   前記撮像光学系により取得された画像から前記対象物上の照射領域の状態を検知し、検知結果に応じて前記第１の光と前記第２の光の少なくとも一方を制御する制御部と、
   を有する光照射装置。
2. 前記光投射機構は、
   姿勢の変化により入射光の反射方向を切換可能な複数の光変調素子の配列を有する光変調素子アレイと、
   前記光変調素子アレイで所定の方向に反射された前記第１の光と前記第２の光を前記対象物へ投射する投射光学系と、
   を有する請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記第１照明光学系は、前記第１の光を第１方向から前記光変調素子アレイに入射し、
   前記第２照明光学系は、前記第１方向と異なる第２方向から前記第２の光を前記光変調素子アレイに入射し、
   前記所定の方向を第３方向とすると、前記第２方向は、前記第１方向と前記第３方向の間にある、
   請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記複数の光変調素子の各々は、前記第１方向から入射する前記第１の光を前記第３方向へ反射する第１姿勢と、前記第２方向から入射する前記第２の光を前記第３方向へ反射する第２姿勢を有し、
   前記制御部は、前記検知結果に基づいて、前記複数の光変調素子の前記姿勢を制御する、
   請求項３に記載の光照射装置。
5. 前記制御部は、前記検知結果に応じて前記第１姿勢と前記第２姿勢の割合を制御する、
   請求項４に記載の光照射装置。
6. 前記第２方向は、前記光変調素子アレイのアレイ面に対して垂直であり、前記第２方向と前記第１方向の間の角度の絶対値をα１、前記第２方向と前記第３方向の間の角度の絶対値をα３とすると、
   α１＝２×α３
   である、請求項３～５のいずれか１項に記載の光照射装置。
7. 前記第１照明光学系と前記投射光学系のＦ値は、前記第２照明光学系のＦ値よりも小さい、
   請求項３～６のいずれか１項に記載の光照射装置。
8. 前記第１の光は紫外光または赤外光である、
   請求項１～７のいずれか１項に記載の光照射装置。
9. 前記第２の光は可視光である、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の光照射装置。
10. 前記光照射装置は光治療装置である、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の光照射装置。
11. 同軸で投射された異なる波長帯の第１の光、及び第２の光で照射されている被照射体を撮像して、前記被照射体上の照射領域を含む全視野の画像を取得する第１ステップと、
    前記第１ステップで取得された画像から前記照射領域の状態を検知する第２ステップと、
    前記第２ステップで検知された照射状態に応じて、前記第１の光と前記第２の光を前記被照射体に投射する光変調素子アレイに含まれる光変調素子の姿勢を決定する第３ステップと、
    前記第３ステップで決定された姿勢に制御された前記光変調素子アレイに対し、前記第１の光を第１方向から入射し、前記第２の光を前記第１方向と異なる第２方向から入射しする第４ステップと、
    前記光変調素子アレイで、前記第１の光と前記第２の光を、前記第１方向及び前記第２方向と異なる第３方向に反射して、前記被照射体を照射する第５ステップと、
    を有する、光照射方法。
12. 前記第４ステップで、前記光変調素子アレイに前記第１の光を前記第１方向から入射するときに、前記光変調素子を第１姿勢に制御し、前記光変調素子アレイに前記第２の光を前記第２方向から入射するときに、前記光変調素子を、前記第１姿勢と異なる第２姿勢に制御する、
    請求項１１に記載の光照射方法。
13. 前記被照射体は皮膚であり、
    前記第２の光で前記第１の光をガイドしながら、前記皮膚を前記第１の光で照射するときに、照射対象の皮膚に対応する位置の前記光変調素子を前記第２姿勢に制御し、照射対象以外の皮膚に対応する位置の前記光変調素子を前記第１姿勢に制御する、
    請求項１２に記載の光照射方法。
14. 光照射の間、前記第１ステップから前記第５ステップを繰り返す、
    請求項１１～１３のいずれか１項に記載の光照射方法。

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