JP2618925B2 - 走査型レーザー撮像装置 - Google Patents
走査型レーザー撮像装置Info
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- JP2618925B2 JP2618925B2 JP62259528A JP25952887A JP2618925B2 JP 2618925 B2 JP2618925 B2 JP 2618925B2 JP 62259528 A JP62259528 A JP 62259528A JP 25952887 A JP25952887 A JP 25952887A JP 2618925 B2 JP2618925 B2 JP 2618925B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、走査型レーザー撮像装置、特に光源として
のレーザー光を偏向手段により偏向させることにより被
写体上を走査し、その反射ないし透過光を受光素子によ
り受光して光電変換することにより被写体の画像情報を
得る走査型レーザー撮像装置に関するものである。
のレーザー光を偏向手段により偏向させることにより被
写体上を走査し、その反射ないし透過光を受光素子によ
り受光して光電変換することにより被写体の画像情報を
得る走査型レーザー撮像装置に関するものである。
［従来の技術］ 被写体をレーザー光のスポットで走査し、その反射光
又は透過光を受光素子で受けて映像信号を得る飛点走査
型の画像入力方式は、レーザー光の高輝度、収束性また
単一波長性などの特徴から種々の利点があり、産業用あ
るいは医療用の分野で広く利用されている。特にレーザ
ー光の走査を水平、垂直方向に２次元的に行ないその周
波数を通常のCRTのラスタースキャンに対応させると、
リアルタイムで残像のない映像が得られるため用途が拡
大されるた共に、その操作性は著しく向上する。
又は透過光を受光素子で受けて映像信号を得る飛点走査
型の画像入力方式は、レーザー光の高輝度、収束性また
単一波長性などの特徴から種々の利点があり、産業用あ
るいは医療用の分野で広く利用されている。特にレーザ
ー光の走査を水平、垂直方向に２次元的に行ないその周
波数を通常のCRTのラスタースキャンに対応させると、
リアルタイムで残像のない映像が得られるため用途が拡
大されるた共に、その操作性は著しく向上する。
この種の装置の医療遥としての応用例の１つは、人間
の眼底の情報を取得するための装置である。（米国特許
4,213,678号、特開昭62−117524号等参照）すなわち、
眼底の検査は眼科においてはもちろんのこと、内科にお
いても高血圧症や糖尿病、脳神経疾患等の診断のために
有用とされ、従来より眼底カメラという特殊カメラによ
り写真撮影する方法が広く普及している。しかし、近年
の電子技術の発達に伴い、眼底情報を直接電気信号とし
て取り出し処理して記憶したり、TVモニター上に表示し
たりするための装置が開発されるようになった。そのよ
うな装置の１つが、レーザー光の偏向走査を利用した眼
底の撮像装置であり、その性能についての優れた可能性
から実用化のために多くの開発研究が行なわれている。
の眼底の情報を取得するための装置である。（米国特許
4,213,678号、特開昭62−117524号等参照）すなわち、
眼底の検査は眼科においてはもちろんのこと、内科にお
いても高血圧症や糖尿病、脳神経疾患等の診断のために
有用とされ、従来より眼底カメラという特殊カメラによ
り写真撮影する方法が広く普及している。しかし、近年
の電子技術の発達に伴い、眼底情報を直接電気信号とし
て取り出し処理して記憶したり、TVモニター上に表示し
たりするための装置が開発されるようになった。そのよ
うな装置の１つが、レーザー光の偏向走査を利用した眼
底の撮像装置であり、その性能についての優れた可能性
から実用化のために多くの開発研究が行なわれている。
この走査型レーザー撮像装置においては、走査された
レーザー光を眼底に照射し、その反射光を受光するため
に光電子増倍管等の受光素子が用いられるが、その前面
にはレーザー光の波長に対応した狭帯域の、例えば半値
幅10nm以下の干渉フィルターが配置される。このフィル
ターはレーザー光以外の波長の外乱光を除去するのに大
きな役割を果し、このフィルターがあることによって撮
像のために完全暗室を必要とせずに、比較的明るい部屋
の中でもSN及びコントラストの良い眼底画像が得られ
る。
レーザー光を眼底に照射し、その反射光を受光するため
に光電子増倍管等の受光素子が用いられるが、その前面
にはレーザー光の波長に対応した狭帯域の、例えば半値
幅10nm以下の干渉フィルターが配置される。このフィル
ターはレーザー光以外の波長の外乱光を除去するのに大
きな役割を果し、このフィルターがあることによって撮
像のために完全暗室を必要とせずに、比較的明るい部屋
の中でもSN及びコントラストの良い眼底画像が得られ
る。
一方、眼底のような生体を被写体とする場合、その組
織は光の波長に対して異なる反射特性を持つ複数の層か
らなり、病変部の的確な診断のためには各種波長の光に
よる被写体の撮像が不可欠である。特に光源をレーザー
とした場合、それは極めて純粋な単色光源であり、その
光を用いて撮像した画像は組織の特定層の強調表現とな
り、光の波長を変えることによって層状組織を深さ方向
に分離した情報が得られる。
織は光の波長に対して異なる反射特性を持つ複数の層か
らなり、病変部の的確な診断のためには各種波長の光に
よる被写体の撮像が不可欠である。特に光源をレーザー
とした場合、それは極めて純粋な単色光源であり、その
光を用いて撮像した画像は組織の特定層の強調表現とな
り、光の波長を変えることによって層状組織を深さ方向
に分離した情報が得られる。
従って、この種の装置においては、レーザー光の波長
を変化させる必要性と、それに伴って受光素子の前面に
配置させる対応した波長のフィルターを変化させる必要
性とが不可欠である。このために従来の装置において
は、例えば、赤、黄、緑、青等の数種類の波長の光を発
生するレーザー光源と、それぞれに対応した波長のフィ
ルターを用意しておき、レーザー光の波長変更の度に、
それらフィルターの交換を行なっていた。
を変化させる必要性と、それに伴って受光素子の前面に
配置させる対応した波長のフィルターを変化させる必要
性とが不可欠である。このために従来の装置において
は、例えば、赤、黄、緑、青等の数種類の波長の光を発
生するレーザー光源と、それぞれに対応した波長のフィ
ルターを用意しておき、レーザー光の波長変更の度に、
それらフィルターの交換を行なっていた。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしレーザー光の波長が数多くなると、それらのす
べてに対応した狭帯域の干渉フィルターを揃えることは
コストも高くつき、交換の手間も面倒である。特に従来
の装置では、装置内部でレーザー光の波長を自動的に検
知できる手段を備えたものはなく、あらかじめレーザー
光の波長を指定しておかない限り、波長変更に伴って、
フィルター等を自動的に設定できる装置はなかった。
べてに対応した狭帯域の干渉フィルターを揃えることは
コストも高くつき、交換の手間も面倒である。特に従来
の装置では、装置内部でレーザー光の波長を自動的に検
知できる手段を備えたものはなく、あらかじめレーザー
光の波長を指定しておかない限り、波長変更に伴って、
フィルター等を自動的に設定できる装置はなかった。
一方、光源を色素レーザー等の波長可変レーザーとし
た場合、その波長は連続的に変化させることが可能であ
るが、干渉フィルターについては、その波長を１枚のフ
ィルターで連続的に変えることはできない。また従来よ
り波長可変のフィルターとして、分光技術の分野ではプ
リズムや回折格子等が知られているが、これらの走査型
レーザー撮像装置、特にレーザー光を２次元的に走査し
て被写体に照射し、その反射光等を受光素子により受光
して光電変換を行なう装置に利用しようとすると、被写
体からの反射光は２次元的に走査される状態にあるた
め、その光束をプリズム、回折格子等に通して狭帯域の
波長選択特性を得ることは困難である。従って従来で
は、色素レーザー等を光源として波長を連続的に変えよ
うとするとき、フィルターは使わずに、完全暗室の中で
の撮像を行なうということしかできなかった。言い換え
れば、性能と走査性の点から考えて、装置を比較的明る
い部屋の中で用いてもSN及びコントラストのよい画像が
得られることが必要であるが、フィルターなしでは、レ
ーザー光の波長以外の外乱光も光電子増倍管等の高感度
の受光素子は検出してしまい、画質が低下するという問
題があった。
た場合、その波長は連続的に変化させることが可能であ
るが、干渉フィルターについては、その波長を１枚のフ
ィルターで連続的に変えることはできない。また従来よ
り波長可変のフィルターとして、分光技術の分野ではプ
リズムや回折格子等が知られているが、これらの走査型
レーザー撮像装置、特にレーザー光を２次元的に走査し
て被写体に照射し、その反射光等を受光素子により受光
して光電変換を行なう装置に利用しようとすると、被写
体からの反射光は２次元的に走査される状態にあるた
め、その光束をプリズム、回折格子等に通して狭帯域の
波長選択特性を得ることは困難である。従って従来で
は、色素レーザー等を光源として波長を連続的に変えよ
うとするとき、フィルターは使わずに、完全暗室の中で
の撮像を行なうということしかできなかった。言い換え
れば、性能と走査性の点から考えて、装置を比較的明る
い部屋の中で用いてもSN及びコントラストのよい画像が
得られることが必要であるが、フィルターなしでは、レ
ーザー光の波長以外の外乱光も光電子増倍管等の高感度
の受光素子は検出してしまい、画質が低下するという問
題があった。
本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされ
たもので、性能、操作性がともに優れ、しかも正確な測
定を保証する走査型レーザー撮像装置を提供することに
ある。
たもので、性能、操作性がともに優れ、しかも正確な測
定を保証する走査型レーザー撮像装置を提供することに
ある。
［問題点を解決するための手段］ 上述した問題点を解決するために、第１の発明におい
ては、 レーザー光源からのレーザー光を偏向手段により偏向
させることにより被写体上を走査し、その反射ないし透
過光を受光素子により受光して光電変換することにより
被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像装置におい
て、 異なる波長のレーザー光を発生可能なレーザー光源
と、 前記レーザー光を１方向に所定周波数で走査するため
の第１の光偏向器と、 前記レーザー光を前記第１の光偏向器の走査方向とは
直交する方向に前記周波数よりも低い周波数で走査する
ための第２の光偏向器と、 前記第１と第２の光偏向器によって２次元的に走査さ
れた光ビームを被写体に照射するための光学系と、 被写体からの反射ないし透過光を走査して少なくとも
前記第２の光偏向器の走査方向に対しては走査が固定す
るように導く光学的手段と、 前記光学的手段を通過した被写体からの反射ないし透
過光を受光して被写体の画像情報を得るための受光素子
と、 前記受光素子の前に配置される波長可変の光学素子
と、 前記レーザー光の波長に応じた情報を検出するための
検出手段と、 前記検出手段で検出されたレーザー光の波長に応じた
情報に基づき前記光学素子の波長選択性を調節する手段
とを設ける構成を採用した。
ては、 レーザー光源からのレーザー光を偏向手段により偏向
させることにより被写体上を走査し、その反射ないし透
過光を受光素子により受光して光電変換することにより
被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像装置におい
て、 異なる波長のレーザー光を発生可能なレーザー光源
と、 前記レーザー光を１方向に所定周波数で走査するため
の第１の光偏向器と、 前記レーザー光を前記第１の光偏向器の走査方向とは
直交する方向に前記周波数よりも低い周波数で走査する
ための第２の光偏向器と、 前記第１と第２の光偏向器によって２次元的に走査さ
れた光ビームを被写体に照射するための光学系と、 被写体からの反射ないし透過光を走査して少なくとも
前記第２の光偏向器の走査方向に対しては走査が固定す
るように導く光学的手段と、 前記光学的手段を通過した被写体からの反射ないし透
過光を受光して被写体の画像情報を得るための受光素子
と、 前記受光素子の前に配置される波長可変の光学素子
と、 前記レーザー光の波長に応じた情報を検出するための
検出手段と、 前記検出手段で検出されたレーザー光の波長に応じた
情報に基づき前記光学素子の波長選択性を調節する手段
とを設ける構成を採用した。
更に、第２の発明では、 レーザー光源からのレーザー光を偏向手段により偏向
させることにより被写体上を走査し、その反射ないし透
過光を受光素子により受光して光電変換することにより
被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像装置におい
て、 ２波長以上のレーザー光を発生可能なレーザー光源
と、 前記レーザー光を走査するための光偏向器と、 前記レーザー光の波長に応じた情報を検出するための
検出手段と、 被写体からの反射ないし透過光を受光して被写体の画
像情報を得るための受光素子と、 前記受光素子の前に配置される波長可変の光学素子
と、 前記検出手段で検出されたレーザー光の波長に応じた
情報に基づいて前記光学素子の波長選択性を調節する手
段とを設ける構成を採用した。
させることにより被写体上を走査し、その反射ないし透
過光を受光素子により受光して光電変換することにより
被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像装置におい
て、 ２波長以上のレーザー光を発生可能なレーザー光源
と、 前記レーザー光を走査するための光偏向器と、 前記レーザー光の波長に応じた情報を検出するための
検出手段と、 被写体からの反射ないし透過光を受光して被写体の画
像情報を得るための受光素子と、 前記受光素子の前に配置される波長可変の光学素子
と、 前記検出手段で検出されたレーザー光の波長に応じた
情報に基づいて前記光学素子の波長選択性を調節する手
段とを設ける構成を採用した。
更に、第３の発明では、 レーザー光源からのレーザー光を偏向手段により偏向
させることにより被写体上を走査し、その反射ないし透
過光を受光素子により受光して光電変換することにより
被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像装置におい
て、 ２波長以上のレーザー光を発生可能なレーザー光源
と、 前記レーザー光を走査するための、光の波長によって
偏向角度の異なる光偏向器と、 前記光偏向器によるレーザー光の偏向角度を検出する
ための検出手段と、 前記検出手段からの信号に従って、前記光偏向器によ
るレーザー光の偏向角度が光の波長によらず同一となる
ように調整するための電子的な制御手段とを設け、 レーザー光の波長によらず、被写体上の同一の偏向角
度範囲の画像情報が得られる構成を採用した。
させることにより被写体上を走査し、その反射ないし透
過光を受光素子により受光して光電変換することにより
被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像装置におい
て、 ２波長以上のレーザー光を発生可能なレーザー光源
と、 前記レーザー光を走査するための、光の波長によって
偏向角度の異なる光偏向器と、 前記光偏向器によるレーザー光の偏向角度を検出する
ための検出手段と、 前記検出手段からの信号に従って、前記光偏向器によ
るレーザー光の偏向角度が光の波長によらず同一となる
ように調整するための電子的な制御手段とを設け、 レーザー光の波長によらず、被写体上の同一の偏向角
度範囲の画像情報が得られる構成を採用した。
［作 用］ このような構成によれば被写体からの反射ないし透過
光を走査して走査が固定するように導く光学的手段によ
り、受光素子で検出する光は１次元方向に走査が固定し
たものとなり、従ってプリズムや回折格子等を十分な波
長選択性を持つ波長可能の光学素子（フィルター）とし
て使用することができ、レーザー光の任意の波長に対応
してフィルターの波長を設定することができる。更に、
偏向角の波長依存性のある光偏向器によるレーザー光の
偏向角度を検出する手段と、それからの信号に従う制御
手段とを有しているから、レーザー光の波長の変換に伴
って光学素子（フィルター）の波長を自動的に変更する
ことができ、また光偏向器として偏向角の波長依存性の
あるものを使っても、その角度範囲は自動的に一定に保
たれ常に被写体の同一領域の情報を得ることが可能であ
る。
光を走査して走査が固定するように導く光学的手段によ
り、受光素子で検出する光は１次元方向に走査が固定し
たものとなり、従ってプリズムや回折格子等を十分な波
長選択性を持つ波長可能の光学素子（フィルター）とし
て使用することができ、レーザー光の任意の波長に対応
してフィルターの波長を設定することができる。更に、
偏向角の波長依存性のある光偏向器によるレーザー光の
偏向角度を検出する手段と、それからの信号に従う制御
手段とを有しているから、レーザー光の波長の変換に伴
って光学素子（フィルター）の波長を自動的に変更する
ことができ、また光偏向器として偏向角の波長依存性の
あるものを使っても、その角度範囲は自動的に一定に保
たれ常に被写体の同一領域の情報を得ることが可能であ
る。
［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第４図に従って詳細に
説明する。
説明する。
第１図には本発明による走査型レーザー撮像装置の光
学系の概略構成が示されている。撮像の対象物としては
医療用として眼底を想定している。第１図において、符
号１で示すものは波長を連続的に変化させることが可能
な色素レーザー等のレーザー光源である。レーザー光源
１からのレーザー光束２は、レンズ３によって光ファイ
バー４の一方の端に装着された光コネクター５のファイ
バー端面上に集光される。光ファイバ４を伝送したレー
ザー光は光ファイバーのもう一方の端に装着された光コ
ネクター６より出射し、ビームエキスパンンダー７によ
って所定の太さの平行光束となる。光ファイバー４はレ
ーザー光源と装置光学系との間の距離を物理的に遠ざけ
ることを可能にし、従って一般的にかなり大きなレーザ
ー光源を装置本体とは分離して任意の場所に配置するこ
とができ、光学系の調整等も極めて容易になる。
学系の概略構成が示されている。撮像の対象物としては
医療用として眼底を想定している。第１図において、符
号１で示すものは波長を連続的に変化させることが可能
な色素レーザー等のレーザー光源である。レーザー光源
１からのレーザー光束２は、レンズ３によって光ファイ
バー４の一方の端に装着された光コネクター５のファイ
バー端面上に集光される。光ファイバ４を伝送したレー
ザー光は光ファイバーのもう一方の端に装着された光コ
ネクター６より出射し、ビームエキスパンンダー７によ
って所定の太さの平行光束となる。光ファイバー４はレ
ーザー光源と装置光学系との間の距離を物理的に遠ざけ
ることを可能にし、従って一般的にかなり大きなレーザ
ー光源を装置本体とは分離して任意の場所に配置するこ
とができ、光学系の調整等も極めて容易になる。
ビームエキシパンダー７を通過したレーザー光束８は
ミラー９によって折り返され、レンズ10に入射する。レ
ンズ10は、それに続く符号11で示される音響光学偏向素
子（Acousto−Optic Deflector:AOD,以下AODと略記す
る）の矩形状開口にレーザービームを整形して入射する
ためのものであり、複数の円筒レンズの組み合せを含ん
でいる。AOD11の前後にはレーザービームに対するAODの
入射角及び出射角の光波長依存性を補正するために、プ
リズム12、13が配置される。AODによって１次元方向
（水平方向）の偏向を受けたレーザー光はレンズ10と類
似の構成を有するレンズ14によって、AODの開口に適し
た矩形状光束から本来の円形光束に整形された後、レン
ズ15とスリット16を通過する。スリット16はAOD11の０
次元（図示せず）を遮断して１次回折光17のみを利用す
るためのものである。AOD11によるレーザー光の偏向走
査の繰り返し周波数は一例として、NTSC方式の通常のTV
スキャンに対応した15.75kHzに選ばれる。
ミラー９によって折り返され、レンズ10に入射する。レ
ンズ10は、それに続く符号11で示される音響光学偏向素
子（Acousto−Optic Deflector:AOD,以下AODと略記す
る）の矩形状開口にレーザービームを整形して入射する
ためのものであり、複数の円筒レンズの組み合せを含ん
でいる。AOD11の前後にはレーザービームに対するAODの
入射角及び出射角の光波長依存性を補正するために、プ
リズム12、13が配置される。AODによって１次元方向
（水平方向）の偏向を受けたレーザー光はレンズ10と類
似の構成を有するレンズ14によって、AODの開口に適し
た矩形状光束から本来の円形光束に整形された後、レン
ズ15とスリット16を通過する。スリット16はAOD11の０
次元（図示せず）を遮断して１次回折光17のみを利用す
るためのものである。AOD11によるレーザー光の偏向走
査の繰り返し周波数は一例として、NTSC方式の通常のTV
スキャンに対応した15.75kHzに選ばれる。
一方AODによって１次元方向に偏向されるレーザー光
の一部はビームスプリッター18によって反射され、検出
開口19を通過して、符号20、21で示される２つの受光素
子により検出される。検出開口19はレンズ14、15等の光
学系によるレーザービームの焦点面に配置されている。
ここで第２図を参照する。
の一部はビームスプリッター18によって反射され、検出
開口19を通過して、符号20、21で示される２つの受光素
子により検出される。検出開口19はレンズ14、15等の光
学系によるレーザービームの焦点面に配置されている。
ここで第２図を参照する。
第２図はAODによる波長検出の原理を示す説明図であ
り、レンズ等の光学素子は省略して描かれている。レー
ザー光束８は信号源11′によって駆動されるAOD11を通
過することにより、そのまま直進する０次光22と偏向走
査に利用される１次回折光17とに分離する。０次光22は
スリット16によって遮断され、１次回折光17の一部はビ
ームスプリッター18により反射されて検出開口19を通っ
て受光素子20及び21により検出される。AODによるレー
ザー光の偏向角θ、すなわち１次回折光の０次光に対す
る角度はレーザー光の波長λに比例する（θ項項θα
λ）から、１次回折光17は第２図に示されるように光の
波長によって偏向角の範囲が異なって来る。すなわち長
波長光の１次回折光17aの偏向角Δθａと短波長光の１
次回折光17bの偏向角Δθｂとが相違する。
り、レンズ等の光学素子は省略して描かれている。レー
ザー光束８は信号源11′によって駆動されるAOD11を通
過することにより、そのまま直進する０次光22と偏向走
査に利用される１次回折光17とに分離する。０次光22は
スリット16によって遮断され、１次回折光17の一部はビ
ームスプリッター18により反射されて検出開口19を通っ
て受光素子20及び21により検出される。AODによるレー
ザー光の偏向角θ、すなわち１次回折光の０次光に対す
る角度はレーザー光の波長λに比例する（θ項項θα
λ）から、１次回折光17は第２図に示されるように光の
波長によって偏向角の範囲が異なって来る。すなわち長
波長光の１次回折光17aの偏向角Δθａと短波長光の１
次回折光17bの偏向角Δθｂとが相違する。
その結果受光素子20及び21から出力される信号は第２
図に示されるような波長によって出現する時間に違いの
あるパルス信号Ta,Tbとなる。従って受光素子20及び21
からの信号の時間差あるいは位相差を測定することによ
り、走査されるレーザー光の波長を判定することができ
る。
図に示されるような波長によって出現する時間に違いの
あるパルス信号Ta,Tbとなる。従って受光素子20及び21
からの信号の時間差あるいは位相差を測定することによ
り、走査されるレーザー光の波長を判定することができ
る。
再び第１図に戻り、スリット16を通過した１次回折光
17はレンズ23によって被検眼24の瞳と光学的に共役な位
置に置かれたミラー25の中心部を旋回中心として１次元
的に走査するように導かれる。ミラー25によって反射さ
れたレーザー光束はレンズ作用を有する凹面ミラー26に
よって反射され、ミラー27に到達する。ミラー27はガル
バノメーター28に取り付けられ、レーザー光束を垂直方
向に走査するためのものである。ミラー27は振動ミラー
またはガルバノミラーとも呼ばれる。ミラー27によって
２次元的に走査されたレーザービームは対物レンズ29を
通過して、それによって被検眼24の瞳孔中心部を通り眼
底に照射される。眼底からの反射光（第１図において点
線で図示）は、再び対物レンズ29を通り振動ミラー27に
導かれて反射し、更に凹面ミラー26によって反射する。
眼底からの反射光は２次元的に走査される状態にある
が、振動ミラー27で反射され、凹面ミラー26の側に導か
れた後は、振動ミラー27の偏向作用によって垂直方向の
走査が固定された状態、すなわち１次元方向のみに走査
される反射光となっている。振動ミラー27によるレーザ
ー光の走査周波数は通常のテレビの垂直走査に対応し
て、例えば60Hzに選ばれる。
17はレンズ23によって被検眼24の瞳と光学的に共役な位
置に置かれたミラー25の中心部を旋回中心として１次元
的に走査するように導かれる。ミラー25によって反射さ
れたレーザー光束はレンズ作用を有する凹面ミラー26に
よって反射され、ミラー27に到達する。ミラー27はガル
バノメーター28に取り付けられ、レーザー光束を垂直方
向に走査するためのものである。ミラー27は振動ミラー
またはガルバノミラーとも呼ばれる。ミラー27によって
２次元的に走査されたレーザービームは対物レンズ29を
通過して、それによって被検眼24の瞳孔中心部を通り眼
底に照射される。眼底からの反射光（第１図において点
線で図示）は、再び対物レンズ29を通り振動ミラー27に
導かれて反射し、更に凹面ミラー26によって反射する。
眼底からの反射光は２次元的に走査される状態にある
が、振動ミラー27で反射され、凹面ミラー26の側に導か
れた後は、振動ミラー27の偏向作用によって垂直方向の
走査が固定された状態、すなわち１次元方向のみに走査
される反射光となっている。振動ミラー27によるレーザ
ー光の走査周波数は通常のテレビの垂直走査に対応し
て、例えば60Hzに選ばれる。
凹面ミラー26によて反射された眼底からの反射光はミ
ラー25の周辺部を通過して、ここで照射レーザー光と分
離される。ミラー25の周辺部を通過した１次元的に走査
される眼底からの反射光はレンズ30、波長可変フィルタ
ー31、レンズ32を通って、受光素子33の受光面上に集め
られ光電変換される。レンズ30と波長可変フィルター31
との間には、対物レンズ29の表面からの反射光の影響を
除去するための黒点34が配置される。
ラー25の周辺部を通過して、ここで照射レーザー光と分
離される。ミラー25の周辺部を通過した１次元的に走査
される眼底からの反射光はレンズ30、波長可変フィルタ
ー31、レンズ32を通って、受光素子33の受光面上に集め
られ光電変換される。レンズ30と波長可変フィルター31
との間には、対物レンズ29の表面からの反射光の影響を
除去するための黒点34が配置される。
第３図はすでに第１図において示した光学系の、特に
被写体（眼底）からの反射光を導く部分について、より
現実の配置に近い形で再現した光学系の構成図である。
第３図においてAODによって１次元方向（水平方向）に
偏向されたレーザー光（１次回折光）17はレンズ23によ
って被検眼瞳と光学的に共役な位置に置かれたミラー25
を旋回中心として走査するように導かれる。第３図では
１次回折光17の走査方向は紙面と垂直な方向であり、従
って光束は光学系の中心軸に沿った形で描かれている。
ミラー25で反射された水平方向（第３図の紙面と垂直方
向）に走査されるレーザー光は凹面ミラー26で反射さ
れ、更にガルバノメーター28に取り付けられたミラー
（振動ミラー）27によって反射されると共に、垂直方向
（紙面と水平方向）に走査される。振動ミラー27によっ
て２次元方向（水平及び垂直方向）に走査されたレーザ
ービームは対物レンズ29によって被検眼24の眼底に照射
され、眼底からの反射光（第３図において点線で示す）
は入射光と同じ光学系29、27、26を通って返って来る。
被写体（眼底）からの反射光を導く部分について、より
現実の配置に近い形で再現した光学系の構成図である。
第３図においてAODによって１次元方向（水平方向）に
偏向されたレーザー光（１次回折光）17はレンズ23によ
って被検眼瞳と光学的に共役な位置に置かれたミラー25
を旋回中心として走査するように導かれる。第３図では
１次回折光17の走査方向は紙面と垂直な方向であり、従
って光束は光学系の中心軸に沿った形で描かれている。
ミラー25で反射された水平方向（第３図の紙面と垂直方
向）に走査されるレーザー光は凹面ミラー26で反射さ
れ、更にガルバノメーター28に取り付けられたミラー
（振動ミラー）27によって反射されると共に、垂直方向
（紙面と水平方向）に走査される。振動ミラー27によっ
て２次元方向（水平及び垂直方向）に走査されたレーザ
ービームは対物レンズ29によって被検眼24の眼底に照射
され、眼底からの反射光（第３図において点線で示す）
は入射光と同じ光学系29、27、26を通って返って来る。
ミラー25の部分で入射光と分離された眼底からの反射
光はレンズ30、波長可変フィルター31、レンズ32を通っ
て受光素子33まで導かれ、そこで光電変換されて画像信
号が得られる。波長可変フィルター31はプリズム35とそ
の微小魚の回転を制御するためのステッピングモータ36
及び検出スリット37とからなる。第３図において振動ミ
ラー27より受光素子33までの点線で示された眼底からの
反射光は水平方向（第３図の紙面と垂直方向）のみに走
査される状態にあり、その結果、光束は光学系の中心軸
に沿った形で、あたかも走査はされていないような状態
に描かれている。従ってプリズム35を通過する眼底から
の反射光は１次元的に走査される状態にあるものの、そ
の方向はプリズムの分光する方向とは垂直であるから何
ら問題なく、検出スリット37により、必要とする波長の
光だけを選択して通過させることができる。プリズム35
の回転によってレーザー光の任意の波長の光に対して選
択性を持たせることができ、従って、いかなる波長の光
に対しても外乱光の影響を排除することが可能になる。
なおプリズム35は同じ機能を持つものとして、回折格子
等に置き換えても良い。また、この図から明らかなよう
に検出スリット37は被検眼24の眼底と光学的に共役な位
置に配置され、眼底以外の眼球光学系からの不要散乱光
を除去するという点に関しても著しい役割を果す。
光はレンズ30、波長可変フィルター31、レンズ32を通っ
て受光素子33まで導かれ、そこで光電変換されて画像信
号が得られる。波長可変フィルター31はプリズム35とそ
の微小魚の回転を制御するためのステッピングモータ36
及び検出スリット37とからなる。第３図において振動ミ
ラー27より受光素子33までの点線で示された眼底からの
反射光は水平方向（第３図の紙面と垂直方向）のみに走
査される状態にあり、その結果、光束は光学系の中心軸
に沿った形で、あたかも走査はされていないような状態
に描かれている。従ってプリズム35を通過する眼底から
の反射光は１次元的に走査される状態にあるものの、そ
の方向はプリズムの分光する方向とは垂直であるから何
ら問題なく、検出スリット37により、必要とする波長の
光だけを選択して通過させることができる。プリズム35
の回転によってレーザー光の任意の波長の光に対して選
択性を持たせることができ、従って、いかなる波長の光
に対しても外乱光の影響を排除することが可能になる。
なおプリズム35は同じ機能を持つものとして、回折格子
等に置き換えても良い。また、この図から明らかなよう
に検出スリット37は被検眼24の眼底と光学的に共役な位
置に配置され、眼底以外の眼球光学系からの不要散乱光
を除去するという点に関しても著しい役割を果す。
第４図は本発明による走査型レーザー撮像装置の電気
系の構成を示すブロック図である。レーザー光源１から
のレーザー光はAOD11及び振動ミラー27により水平方向
及び垂直方向に偏向走査された後、被検眼24に照射され
る。AOD11には対応したドライバー38が接続され、ドラ
イバー38は鋸歯状波生成器39で生成され、倍率・オフセ
ット調整器40で処理されたのこぎり波信号により制御さ
れる。AOD11で偏向されたレーザー光の一部は受光素子2
0、及び21により検出され、それぞれからの出力信号は
位相比較器41に入力して位相比較がなされる。その位相
差出力信号は制御電圧発生器42に送られ、そこで倍率・
オフセット調整器を駆動する信号が生成される。このよ
うな回路構成によれば位相比較器41の出力を一定となる
ように制御することにより、AOD11によるレーザー光の
偏向角は光の波長によらず常に一定に保つことが可能で
ある。ミラー27を振動させるガルバノメータ28には対応
したドライバー43が接続され、ドライバー43は鋸歯状波
波生成器44で生成されるのこぎり波信号により制御され
る。
系の構成を示すブロック図である。レーザー光源１から
のレーザー光はAOD11及び振動ミラー27により水平方向
及び垂直方向に偏向走査された後、被検眼24に照射され
る。AOD11には対応したドライバー38が接続され、ドラ
イバー38は鋸歯状波生成器39で生成され、倍率・オフセ
ット調整器40で処理されたのこぎり波信号により制御さ
れる。AOD11で偏向されたレーザー光の一部は受光素子2
0、及び21により検出され、それぞれからの出力信号は
位相比較器41に入力して位相比較がなされる。その位相
差出力信号は制御電圧発生器42に送られ、そこで倍率・
オフセット調整器を駆動する信号が生成される。このよ
うな回路構成によれば位相比較器41の出力を一定となる
ように制御することにより、AOD11によるレーザー光の
偏向角は光の波長によらず常に一定に保つことが可能で
ある。ミラー27を振動させるガルバノメータ28には対応
したドライバー43が接続され、ドライバー43は鋸歯状波
波生成器44で生成されるのこぎり波信号により制御され
る。
被検眼眼底からの反射光は波長可変フィルターを構成
するプリズム35を通り、受光素子33で検出され光電変換
されて電気信号となる。プリズム35を回転するステッピ
ングモータ36には専用のドライバー45が接続され、それ
は倍率・オフセット調整器40の出力を検出して制御電圧
発生器46によって生成される制御信号によりに駆動され
る。すなわち、AOD用のドライバー38を制御する倍率・
オフセット調整器40ののこぎり波出力信号は走査される
レーザー光の波長と１対１の対応関係にあり、制御電圧
発生器46はそののこぎり波の最大・最小値の差を検出し
て、ドライバー45を駆動するためのレーザー光の波長に
対応した制御信号を発生するものである。このような構
成によればレーザー光の波長を変更した場合制御電圧発
生器は選択された波長に対応した制御信号を発生し、そ
れによってプリズム35を回転移動させ選択された波長の
レーザー光のみを受光素子33に導くようになるので、レ
ーザー光の波長の変更に伴って、波長をあらかじめ指定
しておく必要もなく、フィルターの波長を自動的に変化
させることが可能となる。
するプリズム35を通り、受光素子33で検出され光電変換
されて電気信号となる。プリズム35を回転するステッピ
ングモータ36には専用のドライバー45が接続され、それ
は倍率・オフセット調整器40の出力を検出して制御電圧
発生器46によって生成される制御信号によりに駆動され
る。すなわち、AOD用のドライバー38を制御する倍率・
オフセット調整器40ののこぎり波出力信号は走査される
レーザー光の波長と１対１の対応関係にあり、制御電圧
発生器46はそののこぎり波の最大・最小値の差を検出し
て、ドライバー45を駆動するためのレーザー光の波長に
対応した制御信号を発生するものである。このような構
成によればレーザー光の波長を変更した場合制御電圧発
生器は選択された波長に対応した制御信号を発生し、そ
れによってプリズム35を回転移動させ選択された波長の
レーザー光のみを受光素子33に導くようになるので、レ
ーザー光の波長の変更に伴って、波長をあらかじめ指定
しておく必要もなく、フィルターの波長を自動的に変化
させることが可能となる。
受光素子33からの出力信号は増幅器47によって所定の
レベルにまで増幅された後、被写体画像のビデオ信号と
してTVモニターや汎用画像処理装置等の出力装置48に送
られる。レーザー光の偏向走査を行なう制御系と、受光
側の出力系とは同期信号発生器49からの水平同期信号及
び垂直同期信号によって同期が取られ、システムの全体
的な時間的な制御が可能になる。
レベルにまで増幅された後、被写体画像のビデオ信号と
してTVモニターや汎用画像処理装置等の出力装置48に送
られる。レーザー光の偏向走査を行なう制御系と、受光
側の出力系とは同期信号発生器49からの水平同期信号及
び垂直同期信号によって同期が取られ、システムの全体
的な時間的な制御が可能になる。
なお本実施例では被写体を眼底に特定して説明を行な
ったが、本発明の内容は眼底の撮像だけに限定されるも
のではなく、たとえばレーザー顕微鏡等に応用してレー
ザー光の波長変更に伴いフィルターの波長を自動的に変
換してゆくシステムを構築し、微生物、細胞等の観察の
ために利用するといったことも当然可能である。また上
記実施例では被写体からの反射光を受光素子により受光
して被写体の画像情報を得るようにしたが、被写体によ
っては、それからの透過光を受光して画像情報を得るこ
ともできることは勿論である。
ったが、本発明の内容は眼底の撮像だけに限定されるも
のではなく、たとえばレーザー顕微鏡等に応用してレー
ザー光の波長変更に伴いフィルターの波長を自動的に変
換してゆくシステムを構築し、微生物、細胞等の観察の
ために利用するといったことも当然可能である。また上
記実施例では被写体からの反射光を受光素子により受光
して被写体の画像情報を得るようにしたが、被写体によ
っては、それからの透過光を受光して画像情報を得るこ
ともできることは勿論である。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、第１と第２の発明に
よれば、使用されるレーザー光の波長に応じた情報を検
出するための検出手段が設けられており、この検出情報
に基づき波長可変光学素子の波長選択性が調節される。
従って、使用するレーザー光の波長が異っても、レーザ
ー光の波長の変更にともなって、光学素子の波長選択性
が自動的に調節されるので、被写体の測定に際して被写
体に最も適合した波長のレーザー光が使用できるように
なり、しかもその場合自動的に光学素子の波長選択性が
そのレーザー光の波長に調節されることから、簡単な操
作で正確な測定が保証される、という優れた効果が得ら
れる。
よれば、使用されるレーザー光の波長に応じた情報を検
出するための検出手段が設けられており、この検出情報
に基づき波長可変光学素子の波長選択性が調節される。
従って、使用するレーザー光の波長が異っても、レーザ
ー光の波長の変更にともなって、光学素子の波長選択性
が自動的に調節されるので、被写体の測定に際して被写
体に最も適合した波長のレーザー光が使用できるように
なり、しかもその場合自動的に光学素子の波長選択性が
そのレーザー光の波長に調節されることから、簡単な操
作で正確な測定が保証される、という優れた効果が得ら
れる。
また、第３の発明によれば、波長依存性の光偏向器の
偏向角度を検出する手段が設けられ、その検出信号に従
って光偏向器によるレーザー光の偏向角度が光の波長に
よらず同一となるように調整し、被写体上の同一の偏向
角度範囲の画像情報が得られるようにしている。従っ
て、光偏向器に波長依存性があっても、被写体の同一領
域の画像が得られるので、被写体の測定に際して被写体
に最も適合した波長のレーザー光が使用できるようにな
り、簡単な操作で正確な測定が保証される、という優れ
た効果が得られる。
偏向角度を検出する手段が設けられ、その検出信号に従
って光偏向器によるレーザー光の偏向角度が光の波長に
よらず同一となるように調整し、被写体上の同一の偏向
角度範囲の画像情報が得られるようにしている。従っ
て、光偏向器に波長依存性があっても、被写体の同一領
域の画像が得られるので、被写体の測定に際して被写体
に最も適合した波長のレーザー光が使用できるようにな
り、簡単な操作で正確な測定が保証される、という優れ
た効果が得られる。
第１図は本発明による装置の光学系の全体構成を示した
構成図、第２図はAODによる波長検出の原理を示す説明
図、第３図は第１図装置の受光部を中心とした光学系の
部分的な構成図、第４図は第１図装置の電気系の構成を
示した構成図である。 １……レーザー光源 11……音響光学偏向素子（AOD） 20,21……受光素子、24……被検眼 31……波長可変フィルタ
構成図、第２図はAODによる波長検出の原理を示す説明
図、第３図は第１図装置の受光部を中心とした光学系の
部分的な構成図、第４図は第１図装置の電気系の構成を
示した構成図である。 １……レーザー光源 11……音響光学偏向素子（AOD） 20,21……受光素子、24……被検眼 31……波長可変フィルタ
Claims (15)
- 【請求項１】レーザー光源からのレーザー光を偏向手段
により偏向させることにより被写体上を走査し、その反
射ないし透過光を受光素子により受光して光電変換する
ことにより被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像
装置において、 異なる波長のレーザー光を発生可能なレーザー光源と、 前記レーザー光を１方向に所定周波数で走査するための
第１の光偏向器と、 前記レーザー光を前記第１の光偏向器の走査方向とは直
交する方向に前記周波数よりも低い周波数で走査するた
めの第２の光偏向器と、 前記第１と第２の光偏向器によって２次元的に走査され
た光ビームを被写体に照射するための光学系と、 被写体からの反射ないし透過光を走査して少なくとも前
記第２の光偏向器の走査方向に対しては走査が固定する
ように導く光学的手段と、 前記光学的手段を通過した被写体からの反射ないし透過
光を受光して被写体の画像情報を得るための受光素子
と、 前記受光素子の前に配置される波長可変の光学素子と、 前記レーザー光の波長に応じた情報を検出するための検
出手段と、 前記検出手段で検出されたレーザー光の波長に応じた情
報に基づき前記光学素子の波長選択性を調節する手段と
を設けたことを特徴とする走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項２】前記の走査が固定するように導く光学的手
段は、前記第２の光偏向器が含まれることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項３】前記光学素子は波長選択性を有する波長可
変フィルターであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項または第２項に記載の走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項４】前記波長可変フィルターは、微小角の回転
が制御されるプリズムまたは回折格子と検出スリットと
から構成されることを特徴とする特許請求の範囲第３項
に記載の走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項５】前記第１の光偏向器は音響光学偏向素子で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項
までのいずれか１項に記載の走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項６】前記第２の光偏向器は振動ミラーであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項までの
いずれか１項に記載の走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項７】前記レーザー光源は波長可変の色素レーザ
ーであることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
６項までのいずれか１項に記載の走査型レーザー撮像装
置。 - 【請求項８】前記レーザー光源と、前記第１と第２の光
偏向器を有する光学系とは光ファイバーで接続されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項までの
いずれか１項に記載の走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項９】レーザー光源からのレーザー光を偏向手段
により偏向させることにより被写体上を走査し、その反
射ないし透過光を受光素子により受光して光電変換する
ことにより被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮像
装置において、 ２波長以上のレーザー光を発生可能なレーザー光源と、 前記レーザー光を走査するための光偏向器と、 前記レーザー光の波長に応じた情報を検出するための検
出手段と、 被写体からの反射ないし透過光を受光して被写体の画像
情報を得るための受光素子と、 前記受光素子の前に配置される波長可変の光学素子と、 前記検出手段で検出されたレーザー光の波長に応じた情
報に基づいて前記光学素子の波長選択性を調節する手段
とを設けたことを特徴とする走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項１０】前記光偏向器は音響光学偏向素子である
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の走査型
レーザー撮像装置。 - 【請求項１１】前記検出手段は、前記光偏向器によって
走査されるレーザー光の焦点面に配置された検出開口
と、その通過光を受光するための受光素子とを有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第９項または第10項に記
載の走査型レーザー撮像装置。 - 【請求項１２】前記光学素子は波長選択性を有する波長
可変フィルターであることを特徴とする特許請求の範囲
第９項から第11項までのいずれか１項に記載の走査型レ
ーザー撮像装置。 - 【請求項１３】レーザー光源からのレーザー光を偏向手
段により偏向させることにより被写体上を走査し、その
反射ないし透過光を受光素子により受光して光電変換す
ることにより被写体の画像情報を得る走査型レーザー撮
像装置において、 ２波長以上のレーザー光を発生可能なレーザー光源と、 前記レーザー光を走査するための、光の波長によって偏
向角度の異なる光偏向器と、 前記光偏向器によるレーザー光の偏向角度を検出するた
めの検出手段と、 前記検出手段からの信号に従って、前記光偏向器による
レーザー光の偏向角度が光の波長によらず同一となるよ
うに調整するための電子的な制御手段とを設け、 レーザー光の波長によらず、被写体上の同一の偏向角度
範囲の画像情報が得られることを特徴とする走査型レー
ザー撮像装置。 - 【請求項１４】前記光偏向器は音響光学偏向素子である
ことを特徴とする特許請求の範囲第13項に記載の走査型
レーザー撮像装置。 - 【請求項１５】前記検出手段は、前記光偏向器によって
走査されるレーザー光の焦点面に配置された検出開口
と、その通過光を受光するための受光素子とを有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第13項または第14項に記
載の走査型レーザー撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259528A JP2618925B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 走査型レーザー撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259528A JP2618925B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 走査型レーザー撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01101959A JPH01101959A (ja) | 1989-04-19 |
| JP2618925B2 true JP2618925B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=17335358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62259528A Expired - Lifetime JP2618925B2 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 走査型レーザー撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618925B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2996302B2 (ja) * | 1988-09-22 | 1999-12-27 | 株式会社トプコン | レーザースキャン眼底カメラ |
| JP2919855B2 (ja) * | 1989-05-18 | 1999-07-19 | 株式会社トプコン | 立体眼底カメラ |
| JP4656924B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2011-03-23 | 株式会社トプコン | 分光眼底画像データ測定装置 |
| DE102005034332A1 (de) * | 2005-07-22 | 2007-01-25 | Carl Zeiss Meditec Ag | Einrichtung und Verfahren zur Beobachtung, Dokumentation und/oder Diagnose des Augenhintergrundes |
| JP7434743B2 (ja) * | 2019-07-23 | 2024-02-21 | 富士電機株式会社 | 検出装置及び検出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4213678A (en) | 1977-09-29 | 1980-07-22 | Retina Foundation | Scanning ophthalmoscope for examining the fundus of the eye |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5454650A (en) * | 1977-10-11 | 1979-05-01 | Nippon Selfoc Co Ltd | Wavelength variable filter for optical beam |
| JPS56162701A (en) * | 1980-05-19 | 1981-12-14 | Ricoh Co Ltd | Wavelength varying filter |
| JPS57151830A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Union Giken:Kk | Spectrophotometer |
| JPS58114732U (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | 株式会社日立製作所 | 分光光度計 |
| JPS60203914A (ja) * | 1984-03-28 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | 波長可変フイルタ |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP62259528A patent/JP2618925B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4213678A (en) | 1977-09-29 | 1980-07-22 | Retina Foundation | Scanning ophthalmoscope for examining the fundus of the eye |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01101959A (ja) | 1989-04-19 |
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