JPH04138149A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光走査装置、特に、光ビームを用いて透光性
の被検体内の情報を得る光走査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の光走査装置、たとえばレーザ光を用いたＣＴ装置
として、特開平１−５６４１１号には、被検体が載せら
れたベンドが中央に配置される回転可能なガントリー（
ドラム）と、ガントリー内に被検体を介して対向配置さ
れた反射ミラー及び受光部とを有するものが示されてい
る６反射ミラー及び受光部は、ガントリー内に固定され
ており、ガントリーの回転に従って回転する。また反射
ミラーには、外部に設けられたレーザユニットからのレ
ーザ光が入射する。

上述の光走査装置では、レーザユニットからのレーザ光
を反射ミラーによって扇状の広がりを持つファンビーム
にして被検体に照射し、そこからの透過光をアレイ状に
配列された受光部で受けることによって、被検体の内部
情報を得る。この検出動作を、ガントリーを回転させな
がら行うことにより、被検体に対して３６０°の方向か
ら検査を行い得る。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来装置を用いて被検体から３次元的な情報を得る
場合には、被検体が載せられたべ・ソドを前後方向に移
動させる必要がある。

ところが、ベツドは大型であるため、大きな駆動機構が
必要となり装置が大型化する。また、大型のベツドを被
検体が載せられた状態で高速で移動させるのは困難であ
り、検査に長時間を要する。

本発明の目的は、被検体内の３次元的情報を短時間で得
ることができる小型の光走査装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光走査装置は、光ビームを用いて被検体内
の情報を得る装置である。この装置は、発光手段と、第
１及び第２反射手段と、受光手段とを備えている。前記
発光手段は、光ビームを発する手段である。前記第１反
射手段は、前記光ビームの光軸上に配置され、前記光軸
に対する傾き角が変更可能な手段である。前記第２反射
手段は、第１反射手段で反射した光ビームを受け、前記
光軸と交差する平面内へ平行ビームとして反射するよう
傾き角を変更可能な手段である。前記受光手段は、第２
反射手段からの光ビームを受けて強度を測定する手段で
ある。

〔作用〕

本発明に係る光走査装置では、第２反射手段と対向する
位置に被検体が配置される。

次に、発光手段が第１反射手段に向けて光ビームを発す
ると５．光ビームは、第１及び第２反射手段で反射して
被検体に到る。被検体を通過した光ビームは、受光手段
に到る。受光手段では、被検体の状態に応じて変化した
光ビームを受け、その強度が測定されるので、受けた光
ビームに基づいて被検体の状態を知ることができる。

このような測定動作を、第１反射手段の光軸に対する傾
き角を変更させつつ次々と行う。この第１反射手段の傾
き角を変更するときには、第２反射手段の傾き角も同様
に変更し、第２反射手段による反射光が光軸と交差する
平面内において平行ビームとなるようにする。これによ
り、被検体の前後方向にわたって平行ビームを照射でき
、被検体内部の３次元的な情報を得ることができる。

この場合には、被検体から３次元的な情報を得る際に、
被検体を移動させることなく各反射手段の傾き角を変更
するだけでよいので、短時間で必要な情報を得ることが
でき、しかも装置を小型化できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例としての光ＣＴ装置を示す。

この光ＣＴ装置は、円筒ドラム状のガントリー１と、ガ
ントリー１内に同心に配置された反射装置２と、反射・
受光ユニット３と、ガントリー１内に同心に配置された
レーザユニット４とを備えている。なお、反射・受光ユ
ニット３の回転の中心軸と、レーザユニット４の出力光
の光軸とは一致している。

ガントリーｌは、被検体５（たとえば人の頭部）が挿入
される孔６を一方の端壁１ａに有している。なお、孔６
の中心は、ガントリー１の中心に一致している。

反射装置２は、円環状に配置された多数の平面ミラー１
０ａから構成されるミラー群１０と、ミラー群１０の内
周側において同心かつ円環状に配置された多数の液晶シ
ャッタｌｌａから構成されるシャッタ群１１とを備えて
いる。ミラー群１０及びシャッタ群１１は、その中心線
に対して傾斜しており、孔６側に中心を有する円錐面の
一部を構成している。また、各ミラー１０ａ及び液晶シ
ャンク１１ａは円周上において相対向している。

各平面ミラー１０ａ及び液晶シャッタｌｌａの背面側に
は、それぞれの傾き角を変更するための角度調整機構１
２が設けられている。この角度調整機構１２は、たとえ
ばサーボモータ及びボールねじ等を含む機構を含んでい
る。また、シャッタ群１１の液晶シャッタｌｌａは、後
述する制御部からの制御によって、ＯＮ状態とＯＦＦ状
態との間でそれぞれ切り換えられる。液晶シャッタｌｌ
ａは、ＯＮ状態のときには面反射状態となり、ＯＦＦ状
態のときには透光状態となる。

反射・受光ユニット３は、レーザユニット４の出力光の
光軸上に配置されたミラー２０と、ミラー２０の側部に
固定された受光部２１と、ミラー２０の光軸に対する傾
き角を調整するための角度調整機構２２と、ミラー２０
を回転駆動するためのステッピングモータを含む駆動装
置２３とを有している。駆動装置２３の回転軸２４はガ
ントリー１と同心に配置されており、その先端に角度調
整機構２２が固定されている。ミラー２０は、回転軸２
４の中心線に対して傾斜して取り付けられている。なお
、図示していないが、受光部２Ｉは、円弧面を有する受
光窓と、この受光窓に対向配置された光電子倍増管（フ
ォトマル）とを有している。角度調整機構２２は、上述
の角度調整機構１２と同様の構成を有している。

レーザユニット４は、ガントリー１内において被検体５
とミラー２０との間に配置されている。

このようにガントリー１内にレーザユニット４を配置す
ることにより、装置全体をコンパクトにできる。また、
レーザユニット４には、たとえば出力が数１０ｍＷ〜１
００ｍＷでレーザ波長の異なる複数種の半導体レーザシ
ステム及びコリメートレンズが内蔵されており、波長選
択が可能である。

さらに、この光ＣＴ装置は、第２図に示すような制御部
３０を有している。制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及び
ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータを含んでいる。制
御部３０には、制御部３０に対して指令を入力するため
のキーボード３１と、動作状態等に基づく映像を表示す
るＣＲＴ３２と、反射・受光ユニント３と、レーザユニ
ット４と、シャッタ群１１と、角度調整機構１２と、そ
の他の入出力部とが接続されている。

次に、上述の実施例の動作について説明する。

まず、操作者により被検体５が第１図に示すようにガン
トリー１内にセットされる。次に、キーボード３１の測
定開始キーが押されると、レーザユニット４が駆動され
、レーザユニット４からレーザ光４ａが発射される。

一方、反射・受光ユニット３は、第３図の実線位置に示
すような初期位置にセットされている。

すなわち、ミラー２０が第３図の紙面に直交する姿勢に
おかれている。また、同様にミラー群１゜の各平面ミラ
ー１０ａも初期位置（第３図実線位置）にセントされて
いる（なお、第３図では、シャッタ群１１を省略してい
る）。また、制御部３０の制御により、反射・受光ユニ
ット３がらの反射光が入射するシャッタ群１１の液晶シ
ャッタ１１ａはＯＦＦ状態とされ、また被検体５を透過
したレーザ光が入射するシャッタ群１１の液晶シャッタ
ｌｌａはＯＮ状態とされる。これによって、ＯＦＦ状態
となった液晶シャッタｌｌａは透光状態となり、ＯＮ状
態となった液晶シャッタｌｌａは鏡面反射状態となる。

いま、レーザユニット４から発射されたレーザ光４ａが
、ミラー２０に入射角θ１で入射するとする。ミラー２
０による反射光ρ１は、液晶シャンクｌｌａを通過して
ミラー１０ａに入射角φ。

で入射する。このミラー１０ａによってレーザ光は鉛直
下方に反射し、この反射光１２は被検体５に入射する。

被検体５を透過したレーザ光！！２は、ＯＮ状態にある
液晶シャッタ１１ａ（第１図）で反射し、反射・受光ユ
ニット３の受光部２１に入射する。このときのレーザ光
の経路は第１図の一点鎖線で示される。受光部２１に入
射したレーザ光の強度は、受光部２１の光電子倍増管に
より測定される。

次に、駆動装置２３を駆動して、ミラー２０を微小単位
だけ回転させる。この状態から上述と同様にして被検体
５にレーザ光を入射する。これにより、被検体５が扇状
に走査される。以下、ミラー２０が軸２４の回りに一回
転するまで同様の処理を繰り返す。これにより、被検体
５に対して３６０°の角度で扇状に走査が繰り返される
。ここでは、被検体５内において第３図の斜線で示す断
層面の情報を得ることができる。

次に、被検体５から３次元的な情報を得るには、角度調
整機構２２の駆動により、ミラー２０を初期位置（第３
図実線位置）から二点鎖線位置に移動させ傾ける。

いま、ミラー２０の傾き角の微小変化量を　θθ１　　
とする、このとき、レーザユニット４からのレーザ光４
ａのミラー２０に対する入射角は、θ１からθ２に変化
する。この結果、ミラー２０による反射光ｍ、のミラー
１０ａに対する入射点も変化する。このとき、角度調整
機構１２の駆動により、平面ミラー１０ａを初期位置（
第３図実線位置）から二点鎖線位置へ移動させて傾け、
平面ミラー１０ａによる反射レーザ光ｍ２が、ミラー２
０への入射角が０１のときの反射レーザ光ｌｔに平行と
なるようにする。

なお、第４図に示すように、レーザ光のミラー２０及び
平面ミラー１０ａへの入射角をそれぞれθ及びφとし、
被検体の中心がら平面ミラー１゜ａまでの高さをｈ、ミ
ラー２ｏ及び平面ミラー■Ｏａの各入射点の水平距離を
ｄとすると、常に２（θ＋φ）＝９０°　の関係がある
。したがって、ミラー２０及び平面ミラー１０ａを傾け
る場合には、上記関係式を満足させればよい。また、ｔ
ａｎ　２θ＝　ｈ／ｄ　　の関係式を同時に満足させる
必要がある。

平面ミラー１０ａによる反射光ｍ２は、被検体５をｉ！
ｉ遇し、ＯＮ状態にある液晶シャンクｌｌａで反射して
、受光部２１に入射する。そして、この受光部２１によ
りレーザ光の強度が測定される。

このようにミラー２０及び平面ミラー１０ａを微小角度
傾けた状態で、駆動装置２３によりミラー２０を微小単
位ずつ回転させる。これにより、次の断層面について情
報が得られる。

以下、同様にして、ミラー２０及び平面ミラー２０ａの
傾き角を適宜調整することにより、被検体５内の各断層
面から必要な情報を得ることができる。これにより、被
検体５自身を移動させることなく、被検体５内の３次元
的情報を短時間で得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る光走査装置では上述のような第１及び第２
反射手段を備えているので、被検体内の３次元的情報を
短時間で得ることができる小型の光走査装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面概略図、第２図は前
記実施例の制御部の概略ブロック図、第３図は前記実施
例の動作の一例を説明するための図、第４図はミラー及
び平面ミラーの位置関係を示す概略図である。 ２・・・反射装置、３・・・反射・受光ユニット、４・
・・レーザユニット、５・・・被検体、１２．２２・・
・角度調整機構、２１・・・受光部。 特許出願人　　株式会社島津製作所 代理人　　弁理士　小　野　由己男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを用いて被検体内の情報を得る光走査装
   置であって、 光ビームを発する発光手段と、 前記光ビームの光軸上に配置され、前記光軸に対する傾
   き角が変更可能な第１反射手段と、前記第１反射手段で
   反射した光ビームを受け、前記光軸と交差する平面内へ
   平行ビームとして反射するよう傾き角を変更可能な第２
   反射手段と、前記第２反射手段からの光ビームを受けて
   強度を測定する受光手段と、 を備えた光走査装置。