JPH01134326A - optical scanning device - Google Patents
optical scanning deviceInfo
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- JPH01134326A JPH01134326A JP29248587A JP29248587A JPH01134326A JP H01134326 A JPH01134326 A JP H01134326A JP 29248587 A JP29248587 A JP 29248587A JP 29248587 A JP29248587 A JP 29248587A JP H01134326 A JPH01134326 A JP H01134326A
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- JP
- Japan
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- light
- light receiving
- light beam
- rotating drum
- light source
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(−r)産業上の利用分野
本発明は、元ビームを走査して光透過性の被検体内の断
層情報を非破壊的に得る光走査装置く関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (-r) Industrial Application Field The present invention relates to an optical scanning device that non-destructively obtains tomographic information within a transparent object by scanning an original beam.
(リ 従来技術とその問題点
元ビームを利用して被検体内の断層情報を効率良く得る
ためには、被検体の測定域の全周に渡ってできるだけ多
くのデータを均一かつ短時間の内にサンプリングする必
要がある。その九めには、第5図に示すように1被検体
Bの測定領域をカバーするように元ビームを一定の振り
角θでセクタ状に走査しつつ、被検体Bに対する元ビー
ムの放射位置を被検体Bi中心とした周方向に沿ってp
l。(Conventional technology and its problems) In order to efficiently obtain tomographic information inside the object using the source beam, it is necessary to uniformly and quickly collect as much data as possible over the entire circumference of the measurement area of the object. In the ninth step, as shown in Figure 5, while scanning the original beam in sectors at a constant swing angle θ to cover the measurement area of one object B, p along the circumferential direction with the radiation position of the original beam relative to B as the center of the object Bi
l.
p2、p3、・・・というように一定のピッチ間隔でも
って全円周に渡りて順次変化させるのが一つの方策であ
る。One method is to sequentially change the pitch p2, p3, . . . at constant pitch intervals over the entire circumference.
これを実現するための従来の光走査装置として、特開昭
61−265553号公報に示され友ものがある。A conventional optical scanning device for realizing this purpose is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-265553.
この光走査装置では、光源から放射さnる光ビームの元
軸上に、この元ビームの元軸と直交する方向に反射する
回転ミラーを配置する一方、この回転ミラーの回転軸を
中心とし几円周上に沿って回転ミラーからの元ビーム全
回転軸に沿った方向に反射する第1平面反射ミラーを多
数配置踵ま几、各々の第1平面反射ミラーの対向位置に
は、各第1平面反射ミラーからの元ビームを回転軸に直
交する方向に反射する第2平面反射ミラーを配置し、さ
らに、各々の第2平面反射ミラーの対向位置には、第2
平面反射ミラーからの反射Xk受受光る受光部を配置し
た構成が採られている。In this optical scanning device, a rotating mirror is placed on the original axis of a light beam emitted from a light source to reflect the light in a direction perpendicular to the original axis of the original beam. A large number of first plane reflection mirrors are arranged along the circumference to reflect the original beam from the rotating mirror in the direction along the total rotation axis, and each first plane reflection mirror is placed at a position opposite to each first plane reflection mirror. A second plane reflection mirror is arranged to reflect the original beam from the plane reflection mirror in a direction perpendicular to the rotation axis, and further, a second plane reflection mirror is disposed at a position opposite to each second plane reflection mirror.
A configuration is adopted in which a light receiving section is arranged to receive and receive the reflected light Xk from the plane reflecting mirror.
したがって、この装置では、光源から放射され友元ビー
ムは、回転ミラー、第1平面反射ミラー、第2平面反射
ミラーで順次反射さnて受光部で受光される。その際、
回転ミラーを回転させると、その回転に伴なって第1、
第2反射ミラーで反射さnる元ビームの反射角度が変化
し、その結果、元ビームは各一対の第11第2反射ミラ
ーについてみると、8g2反射ミラーの各位置を基準に
セクタ状に走査さnる。しかも、反射ミラーの回転に伴
なって被検体に対す、6元ビームの放射位置が被検体を
中心としt周方向に沿って全円周に渡って一定ピッチ間
隔で変化されることになる。Therefore, in this device, the beam emitted from the light source is sequentially reflected by the rotating mirror, the first plane reflection mirror, and the second plane reflection mirror, and is received by the light receiving section. that time,
When the rotating mirror is rotated, the first,
The reflection angle of the original beam reflected by the second reflecting mirror changes, and as a result, for each pair of 11th and 2nd reflecting mirrors, the original beam scans in sectors based on each position of the 8g2 reflecting mirror. Sanru. Moreover, as the reflecting mirror rotates, the radiation position of the six-element beam relative to the subject changes at constant pitch intervals over the entire circumference in the t-circumferential direction with the subject as the center.
ところで、上記の従来装置は、第1、第2反射ミラーお
よび受光部は固定したままであり、元軸上に配置した回
転ミラーを回転することによって元ビームが走査さルる
。この几め、高速で元ビームケ走査して瞬時に必要なデ
ータをサンプリングできる利点があるものの、次の点に
おいて問題がある。すなわち、
1、 [E!J転ミラーの回転軸を中心とした円周上
に沿って多数配置された第1、第2反射ミラーおよび受
光部の個々について光軸合わせ等が必要となり、光学系
の調整に手間がかかる。特に、元ビーム走査に基づいて
得られる断層像の分解能を上げ友い場合には、こnに合
わせて反射ミラーと受光部の数が多くなるので、それだ
け光学系の調整が面倒になる。By the way, in the above-mentioned conventional device, the first and second reflecting mirrors and the light receiving section remain fixed, and the original beam is scanned by rotating a rotating mirror arranged on the original axis. Although this method has the advantage of being able to scan the original beam at high speed and instantly sample the necessary data, it has the following problems. That is, 1, [E! It is necessary to align the optical axes of each of the first and second reflecting mirrors and the light receiving sections, which are arranged in large numbers along the circumference around the rotation axis of the J-turn mirror, and it takes time and effort to adjust the optical system. In particular, if the resolution of a tomographic image obtained based on original beam scanning is to be increased, the number of reflecting mirrors and light receiving sections will increase accordingly, making adjustment of the optical system that much more troublesome.
n1元ビームの振り角θ(第5図参照〕は、回転ミラー
に対する第1、第2反射ミラーの位置関係で決定さfL
るために、測定領域を拡大、縮小することが難しい。す
なわち、被検体Bの測定領域が大きい場合には、これに
合わせて元ビームの振り角θも大きくする必要がある。The swing angle θ (see Figure 5) of the n1-dimensional beam is determined by the positional relationship of the first and second reflecting mirrors with respect to the rotating mirror.
Therefore, it is difficult to enlarge or reduce the measurement area. That is, when the measurement area of the object B is large, the swing angle θ of the original beam needs to be increased accordingly.
こnには、回転ミラーと第1反射ミラーとの間の距離を
長くすれば良いが、そうすると装置全体が大型化する。This can be achieved by increasing the distance between the rotating mirror and the first reflecting mirror, but this increases the size of the entire device.
ま之、回転ミラーと第1反射ミラーとの距離に変えずに
元ビームの振り角θを大きくするには、6第1、第2反
射ミラーの周方向に沿う長さを大きくすれば良いが、そ
うすると、円周上に分配される第1、第2反射ミラーの
数が少なくなり、その結果、分解能が低下する。However, in order to increase the swing angle θ of the original beam without changing the distance between the rotating mirror and the first reflecting mirror, it is sufficient to increase the circumferential length of the first and second reflecting mirrors. Then, the number of first and second reflecting mirrors distributed on the circumference decreases, resulting in a decrease in resolution.
また、本件出願人は、上記問題点を解決する几め特願昭
62−120931号を出願しているが、この装置によ
っても光束又は試料を動かすので測定に多くの時間を要
していた。Furthermore, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 120931/1987 to solve the above-mentioned problems, but this device also requires a lot of time for measurement because it moves the light beam or the sample.
(ハ)問題点を解決するための手段
中央に被検体の配置用孔が形成された回転ドラムと、こ
の回転ドラムを回転駆動する回転駆動手段と全備え、
前記回転ドラムの内部には、光源からの元ビーム?回転
ドラムの中心軸と直交する平面内において、薄い板状の
光束にする光学手段を有し、この板状光束により照射さ
f′L友被検体からの透過光束を受光する受光部を備え
たことを特徴とする。(c) Means for solving the problem: A rotating drum in which a hole for placing a subject is formed in the center, and a rotational drive means for rotationally driving this rotating drum, and a light source inside the rotating drum. Former beam from? It has an optical means that forms a thin plate-shaped light beam in a plane orthogonal to the central axis of the rotating drum, and a light receiving part that receives the transmitted light beam from the object to be irradiated with the plate-shaped light beam. It is characterized by
元ビームを薄い板状の光束にする光学手段としては、シ
リンドリカルレンズが挙げらnる。A cylindrical lens is an example of an optical means for converting the original beam into a thin plate-shaped light beam.
に)作用
上記の構成に工nば、回転駆動手段によって回転ドラム
が一方向に回転さnると、こnに伴ない回転ドラム内部
に固定配置さn1元ビームを薄い板状の光束にする光学
手段と受光部も回転される。(2) Effect If the above configuration is used, when the rotary drum is rotated in one direction by the rotary drive means, the n1 original beam fixedly disposed inside the rotary drum is converted into a thin plate-shaped light beam. The optical means and the light receiving section are also rotated.
この回転中、光学手段は、光源からの元ビームを回転ド
ラムの中心軸と直交する平面内において薄い板状の光束
にする。そして、光学手段から出射される元ビームが受
光部で受光さルる。During this rotation, the optical means converts the original beam from the light source into a thin plate-shaped light beam in a plane perpendicular to the central axis of the rotating drum. Then, the original beam emitted from the optical means is received by the light receiving section.
本発明に係る元ビームの出射状態を第4図(a)、(b
)に示す。FIGS. 4(a) and 4(b) show the emission state of the original beam according to the present invention.
).
なお、第4図(a)は光源にランプを用いた場合を同図
Φンは光源にレーザを用い友場合全平面上に展開して示
したものである。In addition, FIG. 4(a) shows a case where a lamp is used as a light source, and FIG.
(ホ)実施例
第1図は本発明の光走査装置の全体構成を示す斜視図、
第2図は光走査装置の縦断面図、第3図は第2図のI−
四線に沿う断面図である。こルらの図において、符+j
1は光走査装置の全体を示し、2は回転ドラムであって
、この回転ドラム2は受はローラ3によって回転可能に
支持さnている。(E) Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of an optical scanning device of the present invention;
Figure 2 is a vertical cross-sectional view of the optical scanning device, and Figure 3 is the I-
FIG. In these figures, the sign +j
Reference numeral 1 indicates the entire optical scanning device, and reference numeral 2 indicates a rotating drum, which is rotatably supported by rollers 3.
ま友、回転ドラム2のm個部中央には被検体4の配置用
孔2aが、また他側部中央にはレーザ等の光源6からの
元ビームの導入孔2bがそルぞn形成さnている。さら
に、回転ドラム2の外周壁端部には歯車2Cが全周に渡
って形成さnている。A hole 2a for placing the subject 4 is formed in the center of m parts of the rotating drum 2, and an introduction hole 2b for the original beam from a light source 6 such as a laser is formed in the center of the other side. There are n. Furthermore, a gear 2C is formed at the end of the outer peripheral wall of the rotating drum 2 over the entire circumference.
そして、この歯42cに小歯車8が保合さn、この小歯
車8が回転ドラム2を回転駆動する回転駆動手段として
のモータ10の駆動軸に固定されている。A small gear 8 is engaged with the teeth 42c, and the small gear 8 is fixed to a drive shaft of a motor 10 serving as a rotational drive means for rotationally driving the rotating drum 2.
一方、回転ドラム2の内部には、第1、第2、第3反射
ミラー12.14.15シリンドリカμレンズ16およ
び受光部18がそnぞれ固定配置されている。On the other hand, inside the rotating drum 2, first, second, and third reflecting mirrors 12, 14, 15, a cylindrical μ lens 16, and a light receiving section 18 are respectively fixedly arranged.
上記の第1反射ミラー12は、光源6から放射さnる元
ビームの元路上に45°傾斜して配置さnており、こn
によって元ビームが回転ドラム2の中心軸Oと直交する
方向に反射される。第2反射ミラー14は第1反射ミラ
ー12に平行して対向配置され、第1反射ミラー12か
らの元ビームを中心軸0と平行する方向に反射する。第
3反射ミラー15は第2反射ミラー14に対向配置され
ており、このミラー15は第2反射ミラー14からの元
ビーム?中心軸Oと直交する方向に反射し、その反射元
軸上にシリンドリカルレンズ16が配設さ几ている。シ
リンドリカルレンズ16は受光部18へ板状(扇状)に
した光束を発射する。The first reflecting mirror 12 is arranged at an angle of 45° on the original path of the original beam emitted from the light source 6.
The original beam is reflected in a direction perpendicular to the central axis O of the rotating drum 2. The second reflecting mirror 14 is disposed parallel to and facing the first reflecting mirror 12 and reflects the original beam from the first reflecting mirror 12 in a direction parallel to the central axis 0. The third reflecting mirror 15 is arranged opposite to the second reflecting mirror 14, and this mirror 15 is connected to the original beam from the second reflecting mirror 14. The light is reflected in a direction perpendicular to the central axis O, and a cylindrical lens 16 is disposed on the reflection source axis. The cylindrical lens 16 emits a plate-shaped (fan-shaped) light beam to the light receiving section 18 .
また、受光部18は、シリンドリカルレンズ160対向
位置にありて回転ドラム2の周方向に沿って配置さ:r
L比フォトダイオードアレーで構成されており、シリン
ドリカルレンズ16から出射さnる元ビームを受光して
その元ビーム強度に対応する電気信号を出力する。なお
、20は回転ドラム2全体を短うカバーである。Further, the light receiving section 18 is located at a position facing the cylindrical lens 160 and is arranged along the circumferential direction of the rotating drum 2.
It is composed of an L-ratio photodiode array, which receives the original beam emitted from the cylindrical lens 16 and outputs an electric signal corresponding to the intensity of the original beam. Note that 20 is a cover that covers the entire rotating drum 2.
上記構成において、モータ10によって回転ドラム2が
一方向に回転さnると、これに伴なって回転ドラム2内
部に固定配置さnている第1、第2、第3反射ミラー1
2.14.15シリンドリカルレンズ16および受光部
18も一体となって回転さルる。In the above configuration, when the rotating drum 2 is rotated in one direction by the motor 10, the first, second, and third reflecting mirrors 1 fixedly arranged inside the rotating drum 2 are accordingly rotated.
2.14.15 The cylindrical lens 16 and the light receiving section 18 are also rotated together.
このため光源6からの元ビームは、第1、第2、第3反
射ミラー12.14.15で順次反射さルるとともに、
シリンドリカルレンズ16によって回転ドラム2の中心
軸Oと直交する平面内において被検体4の測定領域全カ
バーするように一定の拡がり角Uをもつ。Therefore, the original beam from the light source 6 is sequentially reflected by the first, second, and third reflecting mirrors 12, 14, and 15, and
The cylindrical lens 16 has a constant spread angle U so as to cover the entire measurement area of the subject 4 in a plane orthogonal to the central axis O of the rotating drum 2.
また、回転ドラム2の回転に伴ない被検体4に対する元
ビームの放射位置が被検体を中心としt周方向に沿りて
一定のピッチ間隔でもって全円周に渡って順次変化さf
’L、6゜そして、シリンドリカルレンズ16から出射
されて被検体4を透過した元ビームは受光部18で受光
される。Furthermore, as the rotating drum 2 rotates, the radiation position of the original beam relative to the subject 4 changes sequentially over the entire circumference at constant pitch intervals along the circumferential direction with the subject as the center.
'L, 6° Then, the original beam that is emitted from the cylindrical lens 16 and transmitted through the subject 4 is received by the light receiving section 18.
し友がって、回転ドラム2に対して反射光路は固定して
いるが、回転ドラム2全体が回転さnるので、元ビーム
は被検体4の測定領域の竺周に渡って走査されることに
なる。Accordingly, the reflected optical path is fixed relative to the rotating drum 2, but since the entire rotating drum 2 rotates, the original beam is scanned over the entire circumference of the measurement area of the subject 4. It turns out.
なお、この実施例では、光源6を回転ドラム2の外部に
設けているが、こルに限定されるものではなく、光源6
を回転ドラム2内部のシリンドリカルレンズ16の対向
配置に固定し几構成とすることも可能である。この場合
には第1、第2、第3反射ミラー12.14.15 k
省略することができる。In this embodiment, the light source 6 is provided outside the rotary drum 2, but the light source 6 is not limited to this.
It is also possible to fix the lens to the cylindrical lens 16 inside the rotating drum 2 so as to face the cylindrical lens 16 to form a cage structure. In this case, the first, second and third reflecting mirrors 12.14.15 k
Can be omitted.
(へ)効果
以上のように本発明によれば、従来に比較して反射光学
系の構造が簡単になる。また、光束および試料駆動かさ
ないので、回転ドラムの回転のみでデータを収集できる
のと、測定時間を著しるしく短縮できる。(f) Effects As described above, according to the present invention, the structure of the reflective optical system is simpler than the conventional one. Furthermore, since no light beam or sample drive is required, data can be collected only by rotating the rotating drum, and measurement time can be significantly shortened.
第1図は本発明の光走査装置の全体を示す斜視図、第2
図は光走査装置の縦断面図、第3図は第2図めト」線に
沿う断面図、第4図は元ビームの出射状態?示す図、第
5図は従来装置における被検体に対する元ビームの走査
状態を示す説明図である。
1・・・光走査装置 2・・・回転ドラム10・・・回
転駆動手段(モータフFIG. 1 is a perspective view showing the entire optical scanning device of the present invention, and FIG.
The figure is a longitudinal cross-sectional view of the optical scanning device, Figure 3 is a cross-sectional view along the line ``T'' in Figure 2, and Figure 4 is the emission state of the original beam. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the scanning state of the original beam with respect to the subject in the conventional apparatus. 1... Optical scanning device 2... Rotating drum 10... Rotating drive means (motor
Claims (1)
と、この回転ドラムを回転駆動する回転駆動手段とを備
え、 前記回転ドラムの内部には、光源からの光ビームを回転
ドラムの中心軸と直交する平面内において、薄い板状の
光束にする光学手段を有しこの板状光束により照射され
た被検体からの透過光束を受光する受光部を備えたこと
を特徴とする光走査装置。(1) A rotating drum with a hole for placing a subject formed in the center and a rotational drive means for rotationally driving this rotating drum; Optical scanning characterized by having an optical means to form a thin plate-shaped light beam in a plane orthogonal to the central axis, and a light receiving section that receives a transmitted light beam from a subject irradiated with the plate-shaped light beam. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29248587A JPH01134326A (en) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29248587A JPH01134326A (en) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | optical scanning device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01134326A true JPH01134326A (en) | 1989-05-26 |
Family
ID=17782427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29248587A Pending JPH01134326A (en) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | optical scanning device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01134326A (en) |
-
1987
- 1987-11-19 JP JP29248587A patent/JPH01134326A/en active Pending
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