JPH10132519A - Light transmission image device - Google Patents

Light transmission image device

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JPH10132519A
JPH10132519A JP30710896A JP30710896A JPH10132519A JP H10132519 A JPH10132519 A JP H10132519A JP 30710896 A JP30710896 A JP 30710896A JP 30710896 A JP30710896 A JP 30710896A JP H10132519 A JPH10132519 A JP H10132519A
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light
subject
light beam
scanning
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良彦 熊澤
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英雄 江田
Ichiro Oda
一郎 小田
Yoshio Tsunasawa
義夫 綱沢
Hiroaki Kumagai
博彰 熊谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the unevenness of sensibility at every position due to the irregularity of the surface of a detected body. SOLUTION: A thin optical beam is radiated from a laser beam irradiating device 10 toward a detected body 71, and the then transmitted beam is made incident on a solid image pickup element 12 through a multifiber optical element 23 which has a surface-shape suited to the irregularity of the surface of the detected body 71 and is stuck fast to the surface of the detected body 71 and a convex lens, and the optical beam is scanned to take out only a picture element data corresponding to a scanned position among image data for one sheet obtained from the solid image pickup element 12 at every scanned position for creating the image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、医用画像診断や
理工学的な検査あるいは食品等の検査に用いられるのに
好適な光透過映像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light transmission imaging apparatus suitable for use in medical image diagnosis, scientific and engineering inspections, and inspection of foods and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】被検体に光を透過させてその透過像を撮
像する装置として、被検体に対して細いレーザビームを
走査して画像を得るものが知られている(特開平6−2
78028号「マルチレーザー光走査生体透視診断およ
び治療装置」)。
2. Description of the Related Art As a device that transmits light to a subject and captures an image of the transmitted light, there is known a device that scans a subject with a thin laser beam to obtain an image (Japanese Patent Laid-Open No. 6-2).
No. 78028, “Multi-laser light scanning biopsy diagnosis and treatment device”).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、被検体の表面に凹凸があるような場合に精度
の高いデータを得ることができないという問題がある。
たとえば人間の手、足の指のつけ根、かかと等の部位を
被検体とするような場合、その表面が凹凸のある曲面と
なっていることからその被検体表面と光学系との間の大
きな隙間が生じることが避けられず、そのため、被検体
を透過または散乱した光が、光学系を介して撮像素子に
入射させられる過程で、その隙間部分で外部に大部分逃
げていってしまって撮像素子に入射する光量が少なくな
り、対応画素のデータが著しく劣化してしまう。
However, the conventional apparatus has a problem that it is not possible to obtain highly accurate data when the surface of the subject has irregularities.
For example, when the subject is a part such as a human hand, a base of a toe, a heel, or the like, a large gap between the surface of the subject and the optical system because the surface is a curved surface having irregularities. It is inevitable that light transmitted or scattered through the subject is incident on the imaging device via the optical system, and in the process of escaping, the light largely escapes to the outside in the gap and the imaging device , The amount of light incident on the corresponding pixel decreases, and the data of the corresponding pixel deteriorates significantly.

【0004】この発明は、上記に鑑み、被検体の表面に
凹凸がある場合でも精度の高い画像データを得ることが
できるように改善した光透過映像装置を提供することを
目的とする。
[0004] In view of the above, it is an object of the present invention to provide a light transmissive imaging apparatus improved so that highly accurate image data can be obtained even when the surface of the subject has irregularities.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による光透過映像装置においては、細い光
ビームを発生する光発生手段と、該光ビームを被検体に
対して2次元的に平行走査する走査手段と、被検体の表
面形状に実質的に沿う表面形状を有するマルチファイバ
構造の画像伝達手段と、該画像伝達手段により伝達され
た画像が入力される撮像手段と、該撮像手段の出力画像
信号の、走査位置に実質的に対応する部分の信号を取り
出して画像を作成する手段とが備えられることが特徴と
なっている。
In order to achieve the above object, in a light transmission imaging apparatus according to the present invention, a light generating means for generating a thin light beam, and the light beam is two-dimensionally applied to a subject. Scanning means for performing parallel scanning on the object, image transmission means having a multi-fiber structure having a surface shape substantially along the surface shape of the subject, imaging means for inputting an image transmitted by the image transmission means, and imaging A means for extracting a signal of a portion substantially corresponding to the scanning position of the output image signal of the means to form an image.

【0006】光ビームが被検体に照射されると、その被
検体から透過光あるいは散乱光が出てくる。この透過光
・散乱光は、マルチファイバ構造の画像伝達手段を介し
て撮像手段に導かれるが、この画像伝達手段の表面形状
は、被検体の表面形状に実質的に沿うようなものとされ
ているため、画像伝達手段の表面を被検体表面に密着さ
せてその間の隙間を小さくすることができ、被検体から
出てきた透過光あるいは散乱光が外部に広がるように逃
げる割合を著しく低減して十分な光量を撮像手段に導く
ことができる。そのため、感度の高い光検出が可能とな
り、精度の高い画像データを得ることができる。この光
ビームは2次元的に平行走査され、その走査の各位置ご
とに上記の撮像手段から1枚分の画像信号が得られる。
この1枚分の画像信号の中からその走査位置に実質的に
対応する部分の信号を取り出し、これを走査の各位置ご
とに繰り返して1枚の画像を作成する。すると、この作
成された画像では、各画素のデータは、主に、被検体を
直線的に透過した透過光成分よりなり、散乱光成分が含
まれていたとしても散乱して曲がりごく近傍に広がった
散乱光による近傍散乱光成分だけであるから、精度の高
いものとなる。
When an object is irradiated with a light beam, transmitted light or scattered light emerges from the object. The transmitted light and the scattered light are guided to the imaging means via the image transmission means having a multi-fiber structure, and the surface shape of the image transmission means is made to substantially conform to the surface shape of the subject. Therefore, the surface of the image transmitting means can be brought into close contact with the surface of the subject to reduce the gap therebetween, and the rate at which transmitted light or scattered light coming out of the subject escapes so as to spread outside can be significantly reduced. A sufficient amount of light can be guided to the imaging unit. Therefore, highly sensitive light detection becomes possible, and highly accurate image data can be obtained. This light beam is two-dimensionally scanned in parallel, and one image signal is obtained from the above-mentioned imaging means at each position of the scanning.
A signal of a portion substantially corresponding to the scanning position is extracted from the one image signal, and this is repeated for each scanning position to create one image. Then, in the created image, the data of each pixel is mainly composed of the transmitted light component that has transmitted linearly through the subject, and even if a scattered light component is included, the data is scattered and spread very close to the subject. Since only the near scattered light component due to the scattered light is used, the accuracy is high.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。この発明で
は、図1に示すように、レーザ光照射装置10から光ビ
ームを被検体71に向けて照射し、被検体71を透過し
た光をマルチファイバ光学素子23を介して集束用の凸
レンズ11に入射し、この凸レンズ11により画像を縮
小して固体撮像素子(CCDなどからなる)12に伝え
る。光ビームは照射方向が平行に保たれたまま移動させ
られて光ビームの平行走査がなされる。マルチファイバ
光学素子23は、多数の光ファイバを束ねて一体化した
構造となっており、各光ファイバの位置が入力側と出力
側とで対応させられていて、入力された光がその位置を
保って出力される、つまり入力された画像がそのまま出
力されるものとなっている。そして、ここでは、その表
面は被検体71の表面形状に合わせて形成されている。
つまり、たとえば、人間の手や足先、かかと等を主に撮
像する用途とするなら、それらに合わせた形状とした、
手用、足用、かかと用などの多種類のタイプを用意して
おく。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present invention, as shown in FIG. 1, a light beam is emitted from a laser light irradiation device 10 toward an object 71, and light transmitted through the object 71 is passed through a multi-fiber optical element 23 to form a convex lens 11 for focusing. , And the image is reduced by the convex lens 11 and transmitted to a solid-state imaging device (comprising a CCD or the like) 12. The light beam is moved while the irradiation direction is kept parallel, and parallel scanning of the light beam is performed. The multi-fiber optical element 23 has a structure in which a large number of optical fibers are bundled and integrated, and the position of each optical fiber is made to correspond on the input side and the output side. The image is output while being kept, that is, the input image is output as it is. Here, the surface is formed according to the surface shape of the subject 71.
In other words, for example, if it is used mainly for imaging human hands, toes, heels, etc., the shape is adapted to them.
Prepare various types for hands, feet, heels, etc.

【0008】そのため、被検体71の表面とマルチファ
イバ光学素子23の表面とはほぼ密着し、被検体71を
突き抜けた光が広がることなくそのまま凸レンズ11に
伝えられて固体撮像素子12に導かれる。その結果、被
検体71から出てきた光が外部に逃げる割合を著しく減
少させ、ほとんどすべての光を固体撮像素子12に導く
ことができるので、感度を高め、画像データの劣化を防
いで、データを精度を向上させることができる。
Therefore, the surface of the subject 71 and the surface of the multi-fiber optical element 23 are almost in close contact with each other, and light penetrating the subject 71 is transmitted to the convex lens 11 as it is without spreading, and is guided to the solid-state imaging device 12. As a result, the rate at which light emitted from the subject 71 escapes to the outside is significantly reduced, and almost all light can be guided to the solid-state imaging device 12, so that sensitivity is increased, image data is prevented from deteriorating, and data The accuracy can be improved.

【0009】図2は全体の構成を示すもので、上記のレ
ーザ光照射装置10、マルチファイバ光学素子23、凸
レンズ11、固体撮像素子12等が暗箱72などの中に
納められ、これによって被検体71が配置される空間が
暗箱72中に形成され、外部からの雑音光が固体撮像素
子13に入射しないように構成されている。
FIG. 2 shows the overall configuration, in which the laser beam irradiation device 10, the multi-fiber optical element 23, the convex lens 11, the solid-state image sensor 12, and the like are housed in a dark box 72 or the like, whereby the subject A space in which 71 is arranged is formed in the dark box 72, and is configured such that noise light from the outside does not enter the solid-state imaging device 13.

【0010】読み出し回路13によって固体撮像素子1
2から読み出された画像信号は画像収集メモリ14にい
ったん格納された後、読み出されてインターフェイス回
路15、16を経て画像処理メモリ17に転送される。
この画像データはCPU18により編集および画像演算
等の処理を受け、画像が作成される。この画像は表示装
置21で表示される。CPU18はインターフェイス回
路19を介して収集制御回路20をコントロールしてお
り、収集制御回路20はレーザ光照射装置10に指令を
送って光ビームの走査を制御するとともに画像収集メモ
リ14に指令を送ってこれを制御する。CPU18には
キーボードなどの入力装置が接続され、コマンドや各種
の情報の入力が可能となっている。
The solid-state image pickup device 1 is read by the readout circuit 13.
The image signal read out from 2 is temporarily stored in the image acquisition memory 14 and then read out and transferred to the image processing memory 17 via the interface circuits 15 and 16.
This image data undergoes processing such as editing and image calculation by the CPU 18 to create an image. This image is displayed on the display device 21. The CPU 18 controls the acquisition control circuit 20 via the interface circuit 19, and the acquisition control circuit 20 sends a command to the laser beam irradiation device 10 to control the scanning of the light beam and sends a command to the image acquisition memory 14. Control this. An input device such as a keyboard is connected to the CPU 18 so that commands and various information can be input.

【0011】レーザ光照射装置10は、たとえば、図3
に示すように構成されて3つの波長のレーザ光ビームの
どれかを2次元的に平行走査する。すなわち、ここでは
それぞれ異なる波長のレーザ光を発生する3つのレーザ
光源31、32、33が備えられており、収集制御回路
20で制御された選択スイッチ回路61によりそのいず
れかが選択的に動作させられる。3つのレーザ光源3
1、32、33には、それぞれレンズ(凹レンズなど)
41、42、43が取り付けられており、これらのレン
ズ41、42、43により光源31、32、33から発
生させられたレーザ光が細い平行な光ビームに形成され
る。この光ビームは平面鏡51に当てられ、この鏡51
で反射した光ビームが被検体71側に照射される。
The laser beam irradiation device 10 is, for example, shown in FIG.
And two-dimensionally parallel scanning one of the three wavelength laser light beams. That is, here, three laser light sources 31, 32, and 33 that generate laser beams of different wavelengths are provided, and one of them is selectively operated by the selection switch circuit 61 controlled by the collection control circuit 20. Can be Three laser light sources 3
1, 32 and 33 each have a lens (concave lens etc.)
The lenses 41, 42, and 43 form laser beams generated from the light sources 31, 32, and 33 into narrow parallel light beams. This light beam is applied to a plane mirror 51,
The light beam reflected by the object is irradiated on the subject 71 side.

【0012】レーザ光源31、32、33およびレンズ
41、42、43は一体に保持されており、X方向駆動
回路62によってX方向に移動させられる。また平面鏡
51はY方向駆動回路63によってY方向に移動させら
れる。これらX方向駆動回路62およびY方向駆動回路
63は収集制御回路20によって制御され、光ビームが
X−Y平面上に平行走査される。なお、レーザ光源3
1、32、33およびレンズ41、42、43は波長ご
とに別々に構成されているため、各波長の光ビーム位置
が異なるので、どの波長の光ビームが発生されるかに応
じて平面鏡51のY方向の位置が調整される。
The laser light sources 31, 32, 33 and the lenses 41, 42, 43 are integrally held and moved in the X direction by an X direction drive circuit 62. The plane mirror 51 is moved in the Y direction by a Y direction drive circuit 63. The X-direction drive circuit 62 and the Y-direction drive circuit 63 are controlled by the collection control circuit 20, and the light beam is scanned in parallel on the XY plane. The laser light source 3
1, 32, and 33 and the lenses 41, 42, and 43 are separately configured for each wavelength, so that the position of the light beam of each wavelength is different. The position in the Y direction is adjusted.

【0013】このレーザ光照射装置10は、図4に示す
ようにも構成できる。この図4では、光ビームのX方向
の移動はもう一つの平面鏡52のX方向移動によってい
る。すなわち、レーザ光源31、32、33およびレン
ズ41、42、43から各波長の光ビームをX方向に放
出し、平面鏡52をX方向駆動回路62により光ビーム
方向(X方向)に移動させることによって平面鏡51に
入射する光ビームをX方向に移動させている。その他の
構成は図3と同様である。
This laser beam irradiation device 10 can also be configured as shown in FIG. In FIG. 4, the movement of the light beam in the X direction depends on the movement of another plane mirror 52 in the X direction. That is, light beams of respective wavelengths are emitted in the X direction from the laser light sources 31, 32, 33 and the lenses 41, 42, 43, and the plane mirror 52 is moved in the light beam direction (X direction) by the X direction driving circuit 62. The light beam incident on the plane mirror 51 is moved in the X direction. Other configurations are the same as those in FIG.

【0014】被検体71に向けて照射する光ビームの断
面積は、1つの画素サイズに対応させ、それと同等また
はやや大きい程度とするか、一定個数(2×2、4×4
など)の画素の大きさに対応させ、それと同程度かやや
小さい程度とする。光ビームの断面積を1つの画素の大
きさと同等とした場合、光ビームを走査させる際に各画
素の位置ごとに順次一定時間停止させて照射する。光ビ
ームの断面積を2×2、4×4などの一定個数の画素の
大きさに対応させた場合には、光ビームを走査させる際
にその個数の画素の位置ごとに順次一定時間停止させて
照射する。
The cross-sectional area of the light beam irradiated toward the subject 71 is made to correspond to one pixel size and to be equal to or slightly larger than that, or to a fixed number (2 × 2, 4 × 4).
, Etc.), and the same or slightly smaller size. When the cross-sectional area of the light beam is equal to the size of one pixel, the light beam is scanned and stopped for a certain period of time at each pixel position before scanning. If the cross-sectional area of the light beam is made to correspond to the size of a fixed number of pixels such as 2 × 2, 4 × 4, etc., the light beam is sequentially stopped for a certain time at each position of the number of pixels when scanning the light beam. And irradiate.

【0015】光ビームの断面積を1つの画素の大きさと
同等とした場合、光ビームの走査位置ごとに順次、図5
の(a),(b),(c)…のような、1枚ずつの画像
データが固体撮像素子12から読み出されて画像収集メ
モリ14に格納される。ここでは画像のマトリクス(固
体撮像素子13の物理的マトリクスと考えてもよい)を
説明の便宜上4×4であるとして、左上から右方向に走
査されるものとしている。光ビームの位置が左上端画素
位置にあるときは図5の(a)のような画像が得られ、
その位置の画素のデータは、被検体71を直線的に透過
した透過光成分となっており、その周辺の画素のデータ
は散乱して曲がり近傍に広がった散乱光成分となる。各
位置ごとに得られる1枚ずつの画像データは画像収集メ
モリ14に格納される都度直ちに読み出されて画像処理
メモリ17に転送され、光ビーム位置の画素のデータの
みが抜き出される。これが光ビーム走査における各位置
ごとに繰り返されて図5の(d)に示すような画像が作
成される。この画像は、このように被検体71を直線的
に透過した透過光成分のみを集めて作ったものであるか
ら、各画素のデータには、散乱光成分はほとんど含まれ
ていず、きわめて精度の高いものとなる。
When the cross-sectional area of the light beam is made equal to the size of one pixel, FIG.
(A), (b), (c)... Are read out from the solid-state imaging device 12 and stored in the image collection memory 14. Here, the matrix of the image (which may be considered as the physical matrix of the solid-state imaging device 13) is assumed to be 4 × 4 for convenience of description, and the scanning is performed from the upper left to the right. When the position of the light beam is at the upper left pixel position, an image as shown in FIG.
The data of the pixel at that position is a transmitted light component that has transmitted linearly through the subject 71, and the data of the surrounding pixels is a scattered light component that has been scattered and spread near the bend. Each time image data obtained for each position is stored in the image acquisition memory 14, it is immediately read out and transferred to the image processing memory 17, and only the data of the pixel at the light beam position is extracted. This is repeated for each position in the light beam scanning to create an image as shown in FIG. Since this image is made by collecting only the transmitted light components that have transmitted linearly through the subject 71 in this way, the data of each pixel contains almost no scattered light components, and is extremely accurate. It will be expensive.

【0016】光ビームの断面積を2×2の画素の大きさ
に対応させた場合、光ビームの走査位置ごとに順次、固
体撮像素子12から、図6の(a),(b),(c)…
のような1枚ずつの画像データが読み出されて画像収集
メモリ14に格納される。ここでは画像のマトリクスを
8×8とし、左上から右方向に走査し、2個分の距離移
動しては停止し、右端に来たら2個分下がって左方向に
2個分ずつ移動するものとしている。
When the cross-sectional area of the light beam is made to correspond to the size of 2 × 2 pixels, the solid-state image pickup device 12 sequentially outputs the light beam scanning positions from the solid-state image pickup device 12 as shown in FIGS. c) ...
Is read out and stored in the image collection memory 14. Here, the image matrix is set to 8 × 8, scans from the upper left to the right, moves two distances and stops, and when it reaches the right end, it moves down by two and moves left by two. And

【0017】この場合も、光ビームの位置が左上端の位
置にあるときは図6の(a)のような画像が得られる。
この画像において光ビーム位置の4個(2×2個)の画
素のデータは、被検体71を直線的に透過した透過光成
分となっており、その周辺の画素のデータは散乱して曲
がり近傍に広がった散乱光成分となる。この画像のうち
上記の4個の画素のデータのみが抜き出される。このよ
うな操作が走査位置ごとに繰り返されて図6の(d)で
示すような1枚の画像が作成される。この作成画像は被
検体71を直線的に透過した透過光成分のみを集めて作
ったものであるから、各画素のデータには、散乱光成分
はほとんど含まれいず、きわめて精度の高いものとな
る。そして、このように光ビーム走査位置のマトリクス
を画像のマトリクスよりも粗い構成とすることにより、
高精細画像を得ながら、全体の走査時間を短縮すること
ができる。
Also in this case, when the position of the light beam is at the upper left position, an image as shown in FIG. 6A is obtained.
In this image, the data of the four (2 × 2) pixels at the light beam position is the transmitted light component that has transmitted linearly through the subject 71, and the data of the surrounding pixels is scattered and the vicinity of the bend. The scattered light component spreads out. Only the data of the above four pixels are extracted from this image. Such an operation is repeated for each scanning position to create one image as shown in FIG. Since this created image is created by collecting only the transmitted light components that have transmitted linearly through the subject 71, the data of each pixel hardly contains the scattered light components, and is extremely accurate. . By making the matrix of the light beam scanning position coarser than the matrix of the image,
The overall scanning time can be reduced while obtaining a high-definition image.

【0018】光ビームの断面積が2×2の画素の大きさ
よりやや小さいものである場合には、各画素のデータは
被検体71を直線的に透過した透過光成分のみならず、
散乱光成分も含むことになるが、散乱してごく近傍に広
がったものであるため、離れた場所からの散乱光成分で
はなく、一定の精度を保ったものとなる。
When the cross-sectional area of the light beam is slightly smaller than the size of a 2 × 2 pixel, the data of each pixel includes not only the transmitted light component that has transmitted linearly through the subject 71, but also
Although it also includes a scattered light component, since it is scattered and spread very close, it is not a scattered light component from a distant place, but maintains a certain accuracy.

【0019】レーザ光源31、32、33を順次切り換
えて走査することにより、このような画像が3種類作成
されることになる。光ビームの各波長をλ1、λ2、λ
3とすると、各画像に関して、各画素のデータまたはそ
のデータの時間変化量から下記の原理を用いて、その画
素の吸光度A1,A2,A3または吸光度の時間変化量
ΔA1,ΔA2,ΔA3が求められる。そして、各画素
ごとに、各波長の吸光度または吸光度の変化量を用いて
演算処理することにより、被検体71中に含まれる特定
の成分の濃度パラメータまたはその時間変化量を求める
ことが可能であり、各画素についてこの演算を行なうこ
とによって、濃度パラメータまたはその時間変化量の分
布(2次元画像)が求まる。
By sequentially switching and scanning the laser light sources 31, 32 and 33, three types of such images are created. Let each wavelength of the light beam be λ1, λ2, λ
Assuming that 3, the absorbance A1, A2, A3 of the pixel or the time variation ΔA1, ΔA2, ΔA3 of the pixel is obtained from the data of each pixel or the time variation of the data for each image using the following principle. . Then, for each pixel, it is possible to obtain a concentration parameter of a specific component contained in the subject 71 or a time change amount thereof by performing arithmetic processing using the absorbance of each wavelength or the change amount of the absorbance for each pixel. By performing this calculation for each pixel, the distribution (two-dimensional image) of the density parameter or its time change amount is obtained.

【0020】ある波長λj(j=1、2または3)の光
に関して、入射光強度がIj0であり、ある時刻t付近
で測定して得られたある画素のデータつまり透過光強度
がIjtで表わされるとする。被検体が均一な光吸収体
であり、その吸収体の厚さがLで、2種類の吸光物質a
およびbを含み、時刻tにおける各々の濃度がCatお
よびCbtである場合を例として考えると、Lambe
rt−Beerの法則により、つぎの数式1が成り立
つ。
For light of a certain wavelength λj (j = 1, 2, or 3), the incident light intensity is Ij0, and the data of a certain pixel obtained by measuring around a certain time t, that is, the transmitted light intensity is represented by Ijt. Suppose. The subject is a uniform light absorber, the thickness of the absorber is L, and two types of light absorbing material a
Considering the case where the respective concentrations at time t are Cat and Cbt as an example, Lambe
According to rt-Beer's law, the following Expression 1 is established.

【数1】 ここで、μjtは時刻tにおける吸収係数 Ajtは時刻tにおける吸光度 εajおよびεbjは物質aおよびbの吸光係数 をそれぞれ表わす。(Equation 1) Here, μjt is the absorption coefficient at time t Ajt is the absorbance at time t εaj and εbj represent the absorption coefficients of substances a and b, respectively.

【0021】時刻t’=t+Δt付近で測定した時のそ
の画素のデータつまり透過光強度をIjt’で表わす
と、吸光度Ajt’も同様にしてつぎの数式2で表わさ
れる。
When the data of the pixel measured at around time t ′ = t + Δt, that is, the transmitted light intensity is represented by Ijt ′, the absorbance Ajt ′ is similarly represented by the following equation (2).

【数2】 したがって、時刻tから時刻t’への吸光度の変化量Δ
Ajは、Ij0が一定であるとすると、つぎの数式3
(Equation 2) Therefore, the change amount Δ of the absorbance from time t to time t ′
Aj is given by the following equation (3), assuming that Ij0 is constant.

【数3】 で表わされる。ただし、ΔCa=Cat’−Catおよ
びΔCb=Cbt’−Cbtはそれぞれ物質a,bの各
濃度の変化量を表わす。
(Equation 3) Is represented by Here, ΔCa = Cat′−Cat and ΔCb = Cbt′−Cbt represent the amounts of change in the concentrations of the substances a and b, respectively.

【0022】吸光物質が2種類でない場合も同様であ
る。また、吸収の他に散乱も存在する場合には、Ajt
やAjt’は減光度と呼ばれ、吸収係数の他に散乱係数
も考慮する必要があるが、原理的には類似している。
The same applies to the case where the number of light absorbing substances is not two. When scattering exists in addition to absorption, Ajt
And Ajt 'are called dimming degrees, and it is necessary to consider not only the absorption coefficient but also the scattering coefficient, but they are similar in principle.

【0023】たとえば、λ1=780nm、λ2=80
5nm、λ3=830nmとしたとき、ヘモグロビンお
よびミオグロビンの酸素化した成分oxy(Hb+M
b)、脱酸素化した成分deoxy(Hb+Mb)の各
時間変化量Δoxy(Hb+Mb)、Δdeoxy(H
b+Mb)はそれぞれ近似的に次の式で表わされる。 Δoxy(Hb+Mb)=−3.0ΔA2+3.0ΔA
3 Δdeoxy(Hb+Mb)=1.6ΔA1−2.8Δ
A2+1.2ΔA3 そこで、これらの演算を行なうことにより、oxy(H
b+Mb)、deoxy(Hb+Mb)の各時間変化量
Δoxy(Hb+Mb)、Δdeoxy(Hb+Mb)
のパラメータ分布像を得ることができる。
For example, λ1 = 780 nm, λ2 = 80
When 5 nm and λ3 = 830 nm, oxygenated components oxy (Hb + M) of hemoglobin and myoglobin
b), each time change amount Δoxy (Hb + Mb) of the deoxygenated component deoxy (Hb + Mb), Δdeoxy (H
b + Mb) are approximately represented by the following equations. Δoxy (Hb + Mb) = − 3.0ΔA2 + 3.0ΔA
3 Δdeoxy (Hb + Mb) = 1.6ΔA1-2.8Δ
A2 + 1.2ΔA3 Then, by performing these calculations, oxy (H
b + Mb) and time change Δoxy (Hb + Mb) of deoxy (Hb + Mb), Δdeoxy (Hb + Mb)
Can be obtained.

【0024】なお、上記は一つの例についての説明であ
り、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更する
ことが可能である。たとえば、レーザ光照射装置10
は、図3、図4の構成に限らず、照射する光ビームを一
つの平面(たとえばX−Y平面)内で平行走査すること
ができるものであればよい。そのため、たとえばレーザ
光源31、32、33およびレンズ41、42、43を
一体に構成したブロック自体をX方向およびY方向に移
動させることも考えられる。また、1次元配列のレーザ
光源を移動させる構成としてもよいし、2次元配列のレ
ーザ光源を用いてもよく、これらの場合は各レーザ光源
を順次点灯させることになる。光ビーム走査のための機
構は平面鏡を移動させるものに限らず、種々の機構を採
用でき、オプティカルスイッチなどの光学的な手段を用
いることも可能である。波長は3つ用いたが、1波長や
2波長でもよいし、4波長以上用いてもよい。そして波
長の切換は光学的な手段たとえばオプティカルスイッチ
などを用いて行なうようにもできる。
The above is a description of one example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the laser light irradiation device 10
Is not limited to the configuration shown in FIGS. 3 and 4, but may be any as long as it can scan the irradiated light beam in parallel in one plane (for example, the XY plane). For this reason, for example, it is conceivable to move the block itself in which the laser light sources 31, 32, 33 and the lenses 41, 42, 43 are integrally formed in the X and Y directions. In addition, the laser light sources in a one-dimensional array may be moved, or a laser light source in a two-dimensional array may be used. In these cases, the laser light sources are sequentially turned on. The mechanism for scanning the light beam is not limited to the mechanism for moving the plane mirror, and various mechanisms can be adopted, and optical means such as an optical switch can be used. Although three wavelengths were used, one wavelength, two wavelengths, or four or more wavelengths may be used. The wavelength can be switched by using an optical means such as an optical switch.

【0025】さらに、凸レンズ11の代わりに、多数の
光ファイバを束ねてテーパー状に形成したマルチファイ
バ構造の光学素子(イメージファイバ)など、画像を縮
小して伝達する特性を有する光学素子であれば、他のも
のも使用することができる。このようなマルチファイバ
光学素子を凸レンズの代わりに用いるのであれば、被検
体71に密着するような形状のマルチファイバ光学素子
23と一体に形成する(というより、凸レンズの代わり
のマルチファイバ光学素子の表面形状を被検体71の表
面形状に合わせる)ことも考えられる。
Further, instead of the convex lens 11, any optical element having a characteristic of reducing and transmitting an image, such as an optical element (image fiber) having a multi-fiber structure formed by bundling a large number of optical fibers and forming a tapered shape, is used. , And others can be used. If such a multi-fiber optical element is used in place of the convex lens, it is formed integrally with the multi-fiber optical element 23 that is in close contact with the subject 71 (in fact, a multi-fiber optical element instead of the convex lens). Adjusting the surface shape to the surface shape of the subject 71 is also conceivable.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光透過
映像装置によれば、被検体の表面に凹凸がある場合で
も、それに対応する凹凸を有するマルチファイバ光学素
子を被検体にあてがうため、凹凸のある被検体について
もその表面をマルチファイバ光学素子の入力側に密着さ
せることができ、被検体から出てくる光を外部に逃すこ
となく撮像素子に導くことができて、被検体表面の凹凸
に起因する位置ごとの感度むら(感度の位置依存性)を
格段に改善でき、精度の高い画像データを得、画質を向
上させることができる。
As described above, according to the light transmission imaging apparatus of the present invention, even when the surface of the object has irregularities, the multi-fiber optical element having the corresponding irregularities is applied to the object. The surface of a subject having irregularities can be brought into close contact with the input side of the multi-fiber optical element, so that light coming out of the subject can be guided to the image sensor without escaping to the outside, and Irregularity in sensitivity (position dependency of sensitivity) at each position due to unevenness can be remarkably improved, image data with high accuracy can be obtained, and image quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態を示す模式図。FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態の全体を示す模式図。FIG. 2 is a schematic view showing the whole of the embodiment.

【図3】レーザ光照射装置の一例を示す模式図。FIG. 3 is a schematic view illustrating an example of a laser light irradiation device.

【図4】レーザ光照射装置の他の例を示す模式図。FIG. 4 is a schematic view showing another example of the laser light irradiation device.

【図5】画像マトリクスの一例を表わす図。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an image matrix.

【図6】画像マトリクスの他の例を表わす図。FIG. 6 is a diagram illustrating another example of an image matrix.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザ光
照射装置 11 集束用レ
ンズ(凸レンズ) 12 固体撮像
素子 13 読み出し
回路 14 画像収集
メモリ 15、16、19 インターフェイス回路 17 画像処理
メモリ 18 CPU 20 収集制御
装置 21 表示装置 22 入力装置 23 マルチフ
ァイバ光学素子 71 被検体 72 暗箱 31、32、33 レーザ光源 41、42、43 平行光形成用レンズ 51、52 平面鏡 61 選択スイ
ッチ回路 62 X方向駆
動回路 63 Y方向駆
動回路
REFERENCE SIGNS LIST 10 laser light irradiation device 11 focusing lens (convex lens) 12 solid-state imaging device 13 readout circuit 14 image collection memory 15, 16, 19 interface circuit 17 image processing memory 18 CPU 20 collection control device 21 display device 22 input device 23 multi-fiber optics Element 71 Subject 72 Dark box 31, 32, 33 Laser light source 41, 42, 43 Parallel light forming lens 51, 52 Planar mirror 61 Selection switch circuit 62 X direction drive circuit 63 Y direction drive circuit

フロントページの続き (72)発明者 綱沢 義夫 神奈川県秦野市堀山下字松葉380−1株式 会社島津製作所秦野工場内 (72)発明者 熊谷 博彰 東京都町田市南つくし野4丁目7番10号Continued on the front page (72) Inventor Yoshio Tsunazawa 380-1 Matsuba, Horiyamashita, Hadano-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hadano Plant, Shimadzu Corporation (72) Inventor Hiroaki Kumagai 4-7-10 Minami Tsukushino, Machida-shi, Tokyo

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 細い光ビームを発生する光発生手段と、
該光ビームを被検体に対して2次元的に平行走査する走
査手段と、被検体の表面形状に実質的に沿う表面形状を
有するマルチファイバ構造の画像伝達手段と、該画像伝
達手段により伝達された画像が入力される撮像手段と、
該撮像手段の出力画像信号の、走査位置に実質的に対応
する部分の信号を取り出して画像を作成する手段とを備
えることを特徴とする光透過映像装置。
A light generating means for generating a thin light beam;
Scanning means for two-dimensionally scanning the light beam parallel to the object, image transmission means having a multi-fiber structure having a surface shape substantially along the surface shape of the object, and transmission by the image transmission means Imaging means to which the image is input,
Means for extracting a signal of a portion of the output image signal of the imaging means substantially corresponding to the scanning position and creating an image.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009063419A (en) * 2007-09-06 2009-03-26 Reitetsukusu:Kk Surface inspection device
JP2012510848A (en) * 2008-12-05 2012-05-17 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Method and apparatus for optical detection of joint condition
CN105979874A (en) * 2013-12-10 2016-09-28 Lg电子株式会社 Apparatus for measuring condition of object

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