JP6942622B2 - 光走査装置、カテーテル装置、及び距離計測装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る第1の実施の形態であるカテーテル装置1の構成例を示すブロック図である。カテーテル装置1は、光音響イメージング法を用いたものである。
次に、カテーテル装置1による効果について説明する。
本発明に係る第1の実施の形態であるカテーテル装置1(図1)は、光音響イメージング法を用いて撮像画像を得る一種の撮像装置であった。
次に、距離計測装置2によって得られる効果について説明する。
次に、距離計測装置2の変形例について説明する。距離計測装置2は、対象物までの距離を計測して距離画像を生成していたが、一般的なカラー画像を生成(撮像)するように変形することができる。
距離計測装置2の変形例によれば、光の3原色であるR,G,Bのレーザ光が照射され、その戻り光の強度の情報を撮像画像格納メモリ35に格納できる。これにより、カラー画像(静止画又は動画)を撮像することが可能になる。
次に、本発明に係る第3の実施の形態である、映像を表示する映像装置3について説明する。
次に、映像装置3によって映像を表示する場合の効果について説明する。
次に、本発明に係る第4の実施の形態であるカテーテル装置4について説明する。
次に、カテーテル装置4による効果を説明する。カテーテル装置4によれば、温度の変化に起因し、導光路102の出射端102aの振幅の周波数特性が変化して振幅が低下した場合でも、駆動周波数fdrvを変更することにより、カテーテル装置1と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明に係る第5の実施の形態であるカテーテル装置5について説明する。カテーテル装置5は、図1に示されたカテーテル装置1と共通の構成を有するので、その図示は省略する。
カテーテル装置5による効果は、カテーテル装置1による効果と同様である。また、カテーテル装置5によって渦巻き状の模様をなくした場合であっても、「照射点の密度が相対的に小さい側の領域において、近接する4点で構成される略平行四辺形の4辺の長さのうち、隣接する辺の長さが略等しくなる」という関係は同様に成り立つことは明らかである。
カテーテル装置5の変形例は、撮像用レーザの発光周波数fdotを所定の周波数範囲内で変動させることによって、辺の比d/cを変更するようになされている。
次に、本発明に係る第6の実施の形態であるカテーテル装置6について説明する。カテーテル装置6は、図1に示されたカテーテル装置1と共通の構成を有するので、その図示は省略する。ただし、カテーテル装置6においては、マッピング制御部21を構成する角度補正部2101と座標計算部2102(図6)にて行なわれる演算が、カテーテル装置1とは異なる。
次に、カテーテル装置6による効果について説明する。
以上に記載したように、本発明の第1の実施形態であるカテーテル装置1については光音響イメージング法を用いた血管内の撮像を行う機能、本発明の第2の実施形態である距離計測装置2についてはTOF方式による距離画像の取得機能、距離計測装置2の変形例についてはカラー画像を撮像する機能を説明した。
Claims (19)
- 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記発光制御部は、発光周波数fdotに従い、周期的に前記照射光の発光を制御し、
前記駆動信号生成部は、周波数fdrvの正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をNframeとし、
αを次式(33)で定義し、
次式(34)が満たされる
- 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記発光制御部は、発光周波数fdotに従い、周期的に前記照射光の発光を制御し、
前記駆動信号生成部は、周波数fdrvの正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をNframeとし、
αを次式(33)で定義し、
前記駆動信号生成部は、周波数fdrvの正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をNframeとした場合、次式(35)が満たされる
- 照射光の照射先を所定の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記所定の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号の主成分である正弦波の周波数を変更する周波数変更部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記所定の軌跡上に照射点を照射させ、
前記周波数変更部は、所定の周波数帯域を避けて、前記正弦波の周波数を変更する
ことを特徴とする光走査装置。 - 照射光の照射先を所定の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記所定の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記所定の軌跡上に照射点を照射させ、
前記駆動信号生成部は、周波数fdrvの正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記発光制御部は、任意の照射点を照射させた後、次に照射点を照射するまでの時間間隔Tdotを変化させ、
前記時間間隔Tdotは、前記駆動信号の駆動周期T drv を用いた次式(36)を満たす
- 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をNframeとし、
αを前記発光制御部の発光周波数f dot 及び前記駆動信号の周波数f drv を用いた次式(37)で定義し、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において任意の照射点を照射させた後、次に照射点を照射するまでの時間間隔Tdotを、(Np−1)×前記駆動信号の駆動周期Tdrv以下の時間で変化させる
ことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の光走査装置であって、
前記光走査部は、
入射端から入射した光を出射端から出射する導光路と、
前記出射端を振動させる振動部と、
を有する
ことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の光走査装置であって、
前記照射光が照射された結果として生じる物理現象を受信する受信部と、
受信された前記物理現象に基づいて画像を撮像する撮像部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。 - 請求項7に記載の光走査装置であって、
前記受信部は、前記照射光が照射された結果として生じる前記物理現象として音波を受信し、
前記撮像部は、受信された前記音波に基づいて前記画像を撮像する
を備えることを特徴とする光走査装置。 - 請求項7に記載の光走査装置であって、
前記受信部は、前記照射光が照射された結果として生じる前記物理現象として反射光を受信し、
前記撮像部は、受信された前記反射光に基づいて前記画像を撮像する
を備えることを特徴とする光走査装置。 - 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が照射された結果として生じる音波を受信する受信部と、
受信された前記音波に基づいて画像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記発光制御部は、発光周波数f dot に従い、周期的に前記照射光の発光を制御し、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とし、
αを次式(33)で定義し、
次式(34)が満たされる
- 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が照射された結果として生じる音波を受信する受信部と、
受信された前記音波に基づいて画像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記発光制御部は、発光周波数f dot に従い、周期的に前記照射光の発光を制御し、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とし、
αを次式(33)で定義し、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とした場合、次式(35)が満たされる
- 照射光の照射先を所定の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記所定の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号の主成分である正弦波の周波数を変更する周波数変更部と、
前記照射光が照射された結果として生じる音波を受信する受信部と、
受信された前記音波に基づいて画像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記所定の軌跡上に照射点を照射させ、
前記周波数変更部は、所定の周波数帯域を避けて、前記正弦波の周波数を変更する
ことを特徴とするカテーテル装置。 - 照射光の照射先を所定の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記所定の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が照射された結果として生じる音波を受信する受信部と、
受信された前記音波に基づいて画像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記所定の軌跡上に照射点を照射させ、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記発光制御部は、任意の照射点を照射させた後、次に照射点を照射するまでの時間間隔T dot を変化させ、
前記時間間隔T dot は、前記駆動信号の駆動周期T drv を用いた次式(36)を満たす
- 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が照射された結果として生じる音波を受信する受信部と、
受信された前記音波に基づいて画像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とし、
αを前記発光制御部の発光周波数f dot 及び前記駆動信号の周波数f drv を用いた次式(37)で定義し、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において任意の照射点を照射させた後、次に照射点を照射するまでの時間間隔T dot を、(N p −1)×前記駆動信号の駆動周期T drv 以下の時間で変化させる
ことを特徴とするカテーテル装置。 - 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が対象物に照射された結果として生じる反射光を受信する受信部と、
受信された前記反射光に基づいて、前記対象物までの距離を計測する距離計測部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記発光制御部は、発光周波数f dot に従い、周期的に前記照射光の発光を制御し、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とし、
αを次式(33)で定義し、
次式(34)が満たされる
- 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が対象物に照射された結果として生じる反射光を受信する受信部と、
受信された前記反射光に基づいて、前記対象物までの距離を計測する距離計測部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記発光制御部は、発光周波数f dot に従い、周期的に前記照射光の発光を制御し、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とし、
αを次式(33)で定義し、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とした場合、次式(35)が満たされる
- 照射光の照射先を所定の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記所定の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記駆動信号の主成分である正弦波の周波数を変更する周波数変更部と、
前記照射光が対象物に照射された結果として生じる反射光を受信する受信部と、
受信された前記反射光に基づいて、前記対象物までの距離を計測する距離計測部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記所定の軌跡上に照射点を照射させ、
前記周波数変更部は、所定の周波数帯域を避けて、前記正弦波の周波数を変更する
ことを特徴とする距離計測装置。 - 照射光の照射先を所定の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記所定の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が対象物に照射された結果として生じる反射光を受信する受信部と、
受信された前記反射光に基づいて、前記対象物までの距離を計測する距離計測部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記所定の軌跡上に照射点を照射させ、
前記駆動信号生成部は、周波数f drv の正弦波を主成分とする前記駆動信号を生成し、
前記発光制御部は、任意の照射点を照射させた後、次に照射点を照射するまでの時間間隔T dot を変化させ、
前記時間間隔T dot は、前記駆動信号の駆動周期T drv を用いた次式(36)を満たす
- 照射光の照射先を螺旋状の軌跡上を繰り返し走査させる光走査部と、
前記照射光の発光を制御して、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させる発光制御部と、
前記光走査部を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記照射光が対象物に照射された結果として生じる反射光を受信する受信部と、
受信された前記反射光に基づいて、前記対象物までの距離を計測する距離計測部と、
を備え、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において前記照射点が略均等に分散するように、前記螺旋状の軌跡上に照射点を照射させ、
前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域における任意の照射点Pに関して、
前記照射点Pに最も近い照射点Aまでの距離をaとし、前記照射点Pを基点として線分PAに略平行ではない方向に存在する前記照射点のうち、前記照射点Pに最も近い照射点Bまでの距離をbとした場合、
前記発光制御部によって前記照射点Pの次に照射される照射点と、前記照射点Pとの距離は前記b以上であり、且つ、前記aと前記bが略等しく、
前記螺旋状の軌跡を構成する略円状の軌跡の数をN frame とし、
αを前記発光制御部の発光周波数f dot 及び前記駆動信号の周波数f drv を用いた次式(37)で定義し、
前記発光制御部は、前記照射光の照射領域における前記照射点の密度が相対的に小さい側の領域において任意の照射点を照射させた後、次に照射点を照射するまでの時間間隔T dot を、(N p −1)×前記駆動信号の駆動周期T drv 以下の時間で変化させる
ことを特徴とする距離計測装置。
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