(57)【要約】【課題】撮像装置において、解像度の高い画像を撮像可能にし、且つ、製造コストを低くする。【解決手段】撮像装置１は、制御回路の制御に基づき、光源から入射された光線を２軸型の偏向器により偏向させて、対象物に、水平方向及び垂直方向にそれぞれ第１走査周波数ｆＨ、第２走査周波数ｆＶで２次元的に走査する。各走査周波数は、ｆＨがｆＶの倍数ではなく、且つ、２×ｆＨがｆＶの倍数となるように設定されており、垂直方向に１往復走査するとき光線の走査経路が重ならないように構成されている。制御回路は、対象物からの反射光を受光することにより受光器から出力される受光信号と光線の走査位置とに基づいて、画像を再構成する。光線が、垂直方向に１往復走査される間に１つの撮像フレームの画像データ得ることができ、実効的な走査線の数を増加させて画像を撮像することができる。【選択図】図３
2010008168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光線を２軸それぞれについて所定の走査周波数で２次元的に走査し対象物に照射する２軸の偏向器と、前記偏向器から照射され前記対象物で反射された反射光を検出する受光器と、前記受光器の受光信号と前記偏向器の走査位置情報に基づき前記対象物を示す画像を電気的に再構成する制御回路とを備えた撮像装置において、
前記２軸それぞれについての走査周波数は、走査周波数が高い方の軸についての走査周波数をｆＨとし走査周波数が低い方の軸についての走査周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの倍数ではなく、かつ、Ｎを２以上の自然数として、Ｎ×ｆＨがｆＶの倍数となるように設定されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置を有する内視鏡装置であって、対象物からの光を集光するための集光レンズが設けられた筐体内部に、少なくとも前記偏向器が収納されていることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置を有する断層像撮影装置であって、
前記光源からの光線を前記対象物への照射光と参照光とに分岐すると共に、前記対象物からの反射光と前記参照光との干渉光を発生する光干渉部をさらに備え、
前記受光器は、前記反射光に替えて前記干渉光を検出するように構成されており、干渉の位相間隔をスイープすることによって深さ方向の分解能をさらに有するように構成されていることを特徴とする断層像撮影装置。
【請求項４】
光源からの光線を２軸それぞれについて所定の走査周波数で２次元的に走査して対象物に照射し、その対象物からの反射光及び光線の走査位置情報に基づき前記対象物を示す画像を電気的に再構成する撮像方法において、
前記２軸それぞれについての走査周波数は、走査周波数が高い方の軸についての走査周波数をｆＨとし走査周波数が低い方の軸についての走査周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの倍数ではなく、かつ、Ｎを２以上の自然数として、Ｎ×ｆＨがｆＶの倍数となるように設定されていることを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光線を２次元的に走査しながら対象物に照射し、その反射光を１台の受光器（１つの受光素子）で検出して対象物の映像を電気的に再構成する撮像装置に関し、特に光ファイバを伝送路に用いて体内の画像診断を行う小型の内視鏡装置や光の干渉効果を用いて組織の断層像を得る断層像撮影（光コヒーレンス・トモグラフィ）装置及びそれらに用いられる撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置としては、光線を２次元的に走査しながら対象物に照射し、その反射光を１台の受光器で検出して対象物の映像を電気的に再構成するものが知られている。このような撮像装置において、一般に、走査周波数が高い水平走査の周波数をｆＨ、低い垂直走査の周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの整数倍とされている。すなわち、撮像装置は、例えば垂直走査を１／２周期行う間に、１フレームの画像を撮像する。
【０００３】
また、特許文献１には、このような撮像装置の変形例として、例えば小口径の筐体に組み込まれており、光源および反射光と外部との結合に光ファイバおよび集光レンズを用いて構成された、小型の内視鏡が開示されている。特許文献１に記載の内視鏡装置は、波長走査型光コヒーレントトモグラフィシステム（Optical Coherence Tomography）であり、水平方向と深さ方向の２次元画像を撮像可能に構成されている。
【０００４】
ところで、例えば垂直方向及び水平方向に光線の走査を行う場合、撮影できる画像の垂直方向の解像度にあたる走査線数は、水平方向の走査周波数と垂直方向の走査周波数の比に一致するため、高解像度の画像を撮像するにはその走査周波数の比を大きくする必要がある。しかしながら、偏向器の構造上又は製造コスト上の制約等から一方の軸の走査周波数を高くするには限界があり、必要なフレームレートを確保する必要があるため他方の軸の走査周波数を低くすることもできない場合がある。そのため、走査周波数の比を大きくするには限界があり、所望の解像度の画像を撮像することができない場合がある。このような問題は、例えば設定可能な走査周波数の選択範囲が狭くなるような小型の偏向器を用いる必要がある場合には、さらに顕著になる。特許文献１には、このような問題点に関する解決策は開示されていない。
【特許文献１】特開２００７−２４６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、実効的な走査線の数を増やすことができ、解像度の高い画像を表示可能で、且つ、製造コストが低い撮像装置、内視鏡装置、断層像撮影装置、及びそれらに用いられる撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、光源からの光線を２軸それぞれについて所定の走査周波数で２次元的に走査し対象物に照射する２軸の偏向器と、前記偏向器から照射され前記対象物で反射された反射光を検出する受光器と、前記受光器の受光信号と前記偏向器の走査位置情報に基づき前記対象物を示す画像を電気的に再構成する制御回路とを備えた撮像装置において、前記２軸それぞれについての走査周波数は、走査周波数が高い方の軸についての走査周波数をｆＨとし走査周波数が低い方の軸についての走査周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの倍数ではなく、かつ、Ｎを２以上の自然数として、Ｎ×ｆＨがｆＶの倍数となるように設定されているものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮像装置を有する内視鏡装置であって、対象物からの光を集光するための集光レンズが設けられた筐体内部に、少なくとも前記偏向器が収納されているものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の撮像装置を有する断層像撮影装置であって、前記光源からの光線を前記対象物への照射光と参照光とに分岐すると共に、前記対象物からの反射光と前記参照光との干渉光を発生する光干渉部をさらに備え、前記受光器は、前記反射光に替えて前記干渉光を検出するように構成されており、干渉の位相間隔をスイープすることによって深さ方向の分解能をさらに有するように構成されているものである。
【０００９】
請求項４の発明は、光源からの光線を２軸それぞれについて所定の走査周波数で２次元的に走査して対象物に照射し、その対象物からの反射光及び光線の走査位置情報に基づき前記対象物を示す画像を電気的に再構成する撮像方法において、前記２軸それぞれについての走査周波数は、走査周波数が高い方の軸についての走査周波数をｆＨとし走査周波数が低い方の軸についての走査周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの倍数ではなく、かつ、Ｎを２以上の自然数として、Ｎ×ｆＨがｆＶの倍数となるように設定されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、走査周波数が低い方の軸についての走査方向にＮ／２往復走査する毎に１画面（１フレーム）分の撮像を行うことにより、撮像した画像の走査線の数を実効的にＮ倍にすることができる。従って、２軸それぞれについての走査周波数の比が大きくない偏向器を用いた場合でも、従来と比較して解像度の高い画像を撮像可能であり、且つ、製造コストを低減することができる。また、光線を略水平に走査するラスタ走査に近い方法で走査して画像を撮像することができるため、受光信号と偏向器の走査位置情報に基づいて撮像した画像を再構成することも容易である。
【００１１】
請求項２の発明によれば、特に偏向器が小型であることを要求され、走査周波数の比を大きくすることができない内視鏡装置においても、上述と同様に、解像度の高い画像を撮像することができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、断層像撮影装置により、光線の走査周波数が低い方の軸について解像度が高い断層像を撮像することが可能になる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、上述と同様に、実効的に走査線の数をＮ倍にすることができるので、２軸それぞれについての走査周波数の比が大きくない偏向器を用いた場合でも、従来と比較して解像度の高い画像を撮像可能であり、且つ、製造コストを低減することができる。また、光線を略水平に走査するラスタ走査に近い方法で走査して画像を撮像することができるため、受光信号と偏向器の走査位置情報に基づいて撮像した画像を再構成することも容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る撮像装置の一例を示すブロック構成図である。撮像装置１は、入射された光線を偏向させて撮像対象物（以下、対象物と称する）１０１に向け反射する偏向器１０と、例えばレーザダイオードを用いた光源２と、光源２を駆動し光線を出射させる光源電源２ａと、対象物１０１で反射された反射光を検出しそれに応じて受光信号を出力する受光器３と、受光器３から出力された受光信号を増幅する増幅器３ａと、偏向器１０を駆動する駆動回路部４と、駆動回路部４を制御すると共に受光信号に基づき撮像画像を電気的に再構成する制御回路５等で構成されている。偏向器１０は、後述するように、光源２から出射された光線を２次元的に走査可能に構成されたいわゆる２軸型のものである。撮像装置１は、制御回路５による制御の下、受光信号に基づいて撮像画像を示すマトリクス画像データ（画像データ）を生成し、当該画像データを例えば外部のパーソナルコンピュータ１００等に出力可能に構成されている。なお、撮像装置１は、パーソナルコンピュータ１００に限られず、モニタ機器やプリンタ等、種々の機器に、撮像した画像データを出力可能に構成されている。
【００１５】
偏向器１０は、それぞれ１軸について揺動し、それぞれ入射する光線を直線的に往復運動走査する第１ミラー装置１１及び第２ミラー装置１２を有し、２軸について光線を走査可能に構成されている。本実施形態では、１軸型の第１ミラー装置１１及び第２ミラー装置１２を組み合わせることにより、２軸の偏向器１０を容易に構成することができ、製造コストを低減することができる。また、偏向器１０の大きさや形状、及び走査角の大きさ等を、用いる光線の種類や必要な走査範囲に応じて比較的自由に設定することができるので、種々の用途に応じて、撮像装置１を容易に製造することができる。
【００１６】
受光器３は、後述するように偏向器１０により光線が走査されて対象物１０１の表面で反射した反射光を受光可能に配置されている。受光器３は、入射した光をその強度に応じた受光信号に変換して出力する。受光信号は、増幅器３ａにて増幅された後、制御回路５に入力される。本実施形態では、受光器３として、画素アレイを有するイメージセンサのようなものではなく、受光素子として例えば１つのフォトダイオードを有するものを用いることができる。また、受光器３の受光効率を向上させるため、受光器３の前面にレンズや凹面鏡を配置してもよい。
【００１７】
図２は、第１ミラー装置１１を示す。第１ミラー装置１１は、酸化物である絶縁層１１０ａをボックス層とするＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板１１０をいわゆるマイクロマシニング技術により加工して作製されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子である。第１ミラー装置１１は、金属膜であって入射した光線を反射するミラー部１１１と、ミラー部１１１が上面に設けられた例えば矩形形状の可動板１１２と、可動板１１２の両側部に、梁状で一列に並ぶように形成された２つのねじりばね１１３と、可動板１１２の周囲を囲むように配されねじりばね１１３の端部を支持する固定部１１４とを有している。可動板１１２は、ねじりばね１１３を介して、固定部１１４に対し、ねじりばね１１３をねじりながら揺動可能に支持されている。可動板１１２のうち、ねじりばね１１３が接続されていない自由端側の側縁部と、固定部１１４のうち当該側縁に対向する部分には、互いに噛み合うような櫛歯電極１１５が形成されている。櫛歯電極１１５のうち可動板１１２側の電極と固定部１１４側の電極との間に周期的に電圧が印加されると、両電極間に静電引力が発生し、この静電引力が可動板１１２の側端部に略垂直に作用する。すなわち、第１ミラー装置１１は、櫛歯電極１１５に駆動電圧が印加されて可動板１１２に発生するねじりばね１１３まわりの静電トルクにより駆動され、可動板１１２は、ねじりばね１１３を回動軸として揺動する。第１ミラー装置１１は、後述のように所定の第１走査周波数で可動板１１２を揺動させるように構成されている。
【００１８】
第２ミラー装置１２は、例えば、反射ミラー（図示せず）を、ＭＥＭＳ素子ではない小型モータやその他小型アクチュエータ等を動力源として、周期的に揺動させるものである。本実施形態において、第２ミラー装置１２は、例えば、小型モータの回転運動を往復運動に変換し反射ミラーの揺動軸に伝達する伝達機構を有している。第２ミラー装置１２は、例えば、所定の駆動電圧が小型モータに継続して印加されている間、所定の周波数（第２走査周波数）で、反射ミラーを揺動させるように構成されている。なお、第２ミラー装置１２として、上記の第１ミラー装置１１のようなＭＥＭＳ素子型のものを用いてもよいし、第１ミラー装置１１として、第２ミラー装置１２のようなＭＥＭＳ素子ではないものを用いてもよい。
【００１９】
第１ミラー装置１１のミラー部１１１には、光源２から出射された光線が入射する。ミラー部１１１により反射され第１ミラー装置１１により走査された光線は、第２ミラー装置１２の反射ミラーに入射し、対象物１０１に向けて反射される。本実施形態において、第２ミラー装置１２は、第１ミラー装置１１による光線の走査方向とは直交する方向に光線を走査するように配置されている。本実施形態において、第１ミラー装置１１による走査方向は対象物１０１に向けて水平方向に対応し、第２ミラー装置１２による走査方向は、対象物１０１に向けて垂直方向に対応している。対象物１０１には、光源２から出射された光線が、第１ミラー装置１１及び第２ミラー装置１２により、２軸について、互いに直交する２方向に、例えば、水平方向、垂直方向に２次元的に走査される。
【００２０】
駆動回路部４は、第１ミラー装置１１を駆動する水平ミラー駆動回路４１と、第２ミラー装置１２を駆動する垂直ミラー駆動回路４２を有している。水平ミラー駆動回路４１は、制御回路５から送信される第１駆動信号に基づき、第１ミラー装置１１にそれを揺動駆動するための駆動電圧を印加し、第１ミラー装置１１を駆動する。また、垂直ミラー駆動回路４２は、制御回路５から送信される第２駆動信号に基づき、第２ミラー装置１２にそれを揺動駆動するための駆動電圧を印加し、第２ミラー装置１２を駆動する。第２ミラー装置１２は、上述のように垂直ミラー駆動回路４２から駆動電圧が印加されることにより、第２走査周波数で揺動駆動される。
【００２１】
本実施形態において、制御回路５は、第１ミラー装置１１の可動板１１２が共振現象を伴い揺動するように制御を行う。制御回路５は、第１走査周波数が第１ミラー装置１１のミラー部１１１及び可動板１１２とねじりばね１１３により構成される振動系の共振周波数となるように、その共振周波数の略２倍の周波数の第１駆動信号を送信する。水平ミラー駆動回路４１は、この第１駆動信号に基づき、第１走査周波数の略２倍の周波数の矩形波状の駆動電圧を第１ミラー装置１１に印加する。これにより、第１ミラー装置１１は、共振現象を伴って第１走査周波数で駆動され、その揺動角が大きくなるように構成されている。揺動角が大きくなると、光線を広角に走査することができるため、撮像装置１により撮像する画像の画角を大きく確保することができる。なお、駆動電圧の印加態様や駆動周波数は、上述に限られるものではなく、また、例えば、駆動電圧が正弦波形等で印加されるように構成されていてもよい。
【００２２】
制御回路５は、上述のように駆動回路部４に駆動信号を送信し偏向器１０を駆動させるのに伴い、受光器３から増幅器３ａを介して入力された受光信号と偏向器１０の走査位置情報に基づき、撮像された対象物１０１を示す画像を電気的に再構成する。本実施形態において、画像は、光線の走査方向に対応する水平方向及び垂直方向にそれぞれ所定の数の画素がマトリクス状に並んで構成されている。このようなマトリクス画像の再構成は、後述のように、各画素の明るさ等を示す受光信号を走査位置情報に応じて各画素に割り付けていくことにより行われる。偏向器１０の走査位置情報としては、例えば、偏向器１０を駆動するために駆動回路部４に送出する駆動信号に応じて制御回路５により算出可能な、光線の走査位置を示す情報を用いることができる。これにより、他に走査位置を検知するためのセンサ等を設ける必要なく、走査位置情報を算出することができる。なお、例えば他の偏向器１０の第１ミラー装置１１や第２ミラー装置１２の揺動角を検出するようなセンサ等を用いて走査位置情報が算出されるように構成されていてもよい。
【００２３】
ここで、本実施形態において、第１走査周波数は第２走査周波数よりも高く設定されており、これら２軸それぞれについての走査周波数は、互いに所定の関係を有するように設定されている。以下、走査周波数が高い方の軸についての走査周波数、すなわち第１ミラー装置１１の第１走査周波数をｆＨとし、走査周波数が低い方の軸についての走査周波数、すなわち第２ミラー装置１２の第２走査周波数をｆＶとする。本実施形態において、第１走査周波数ｆＨは第２走査周波数ｆＶの倍数ではなく、かつ、２×ｆＨが第２走査周波数ｆＶの倍数となるように設定されている。制御回路５は、第１ミラー装置１１及び第２ミラー装置１２を、このように設定された第１走査周波数及び第２走査周波数でそれぞれ駆動し、後述の走査経路を経由するように光線を走査させる。また、制御回路５は、受光器３から入力された受光信号を、第１走査周波数と第２走査周波数との関係に応じた所定の手順すなわち２×ｆＨがｆＶの倍数である場合に対応する所定の手順で、マトリクス画像を示す画像データに変換する。画像データは、パーソナルコンピュータ１００等に出力されるので、当該パーソナルコンピュータ１００等においてその画像データが示す撮像画像の表示や録画等を行うことが可能である。なお、撮像装置１自体に液晶表示パネルや記憶装置等が設けられており、撮像装置１単体で撮像画像の表示や録画等を行うことができるように構成されていてもよい。以下に、撮像装置１による光線の走査動作及び画像データの再構成動作について説明する。
【００２４】
先ず、光線の走査経路について説明する。図３（ａ）乃至（ｆ）及び図４は、光線の走査経路（走査線）を示す。説明を簡単にするため、水平走査と垂直走査の走査周波数比を３．５とし、略矩形形状の光線の走査範囲の左上端部を始点として、光線が、走査範囲の上から下へ、水平走査されながら垂直走査されるとする。まず、光線が上から下へ垂直走査される際には、光線は、図３（ａ）に示すように、下方に走査位置が変位しながら、左から右（１本目の走査線）、右から左（２本目の走査線）、左から右（３本目の走査線）と変位する。その後、光線の走査位置は、右から左に向け走査される途中の左右中央あたりで、走査範囲の下端に到達する。すなわち、上から下への垂直走査時においては、３．５本の走査線が対象物１０１に照射され、撮像されることになる。次に、図３（ｂ）に示すように、光線が下から上へ垂直走査される際には、光線は、上から下への垂直操作時に走査範囲の下端となった左右中央部から上方に走査位置が変位しながら、中央部から左に向けて走査される。このとき、上から下への垂直走査時に半分だけ走査した部分を含め、４本目の走査線が走査されることになる。その後、光線は、左から右（５本目の走査線）、右から左（６本目の走査線）、左から右（７本目の走査線）と変位し、走査範囲の右上端部に到達する。これにより、下から上への垂直操作時においても、３．５本の走査線が照射され、撮像されることになる。すなわち、本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように、垂直方向に上下１往復走査される間に、合計７本の走査線が、互いに重なることなく対象物１０１に照射されることになる。
【００２５】
上記のように、光線が走査範囲の左上端部から垂直方向に上下１往復走査された後には、図３（ｄ）に示すように、光線は、走査範囲の右上端部から下方左向きに走査され（１本目の走査線）、左から右（２本目の走査線）、右から左（３本目の走査線）と走査される。その後、左から右に向け走査される途中の走査範囲の左右中央部で、走査範囲の下端に到達する。その後、図３（ｅ）に示すように、光線が下から上へ垂直走査され、光線は、上から下への垂直操作時に走査範囲の下端となった左右中央部から上方に走査位置が変位しながら、中央部から右に向けて走査（４本目の走査線）される。そして、光線は、右から左（５本目の走査線）、左から右（６本目の走査線）、右から左（７本目の走査線）と走査され、走査範囲の左上端部に到達する。このように、上から下への垂直走査時においては、３．５本の走査線が対象物１０１に照射され、撮像されることになる。下から上への垂直操作時においても、３．５本の走査線が照射され、撮像されることになる。このように、２×ｆＨが第２走査周波数ｆＶの倍数となるように設定されている場合には、垂直走査を上下に２往復する間に、７本の走査線で構成される撮像フレームを２つ撮像し、光線が元の位置に戻ることになる。
【００２６】
次に、撮像した画像の再構成手順について説明する。本実施形態では、垂直走査が上下に１往復行われる間の合計７本の走査線数で、１つの画像を示す１つの撮像フレームを構成することにより、第１走査周波数と第２走査周波数の比を３．５としたときに決まる走査線の数（３．５本）より大きい、当該走査線の数の２倍の本数の走査線で画像を撮像することができる。すなわち、この撮像装置１では、従来と比較し垂直方向で２倍の解像度に相当する画像を撮像することができる。以下の説明では、上述のように２×ｆＨが第２走査周波数ｆＶの倍数となるように設定されている場合について、Ｘ×Ｙ（Ｘ＝１，２，…，ＮＨＡとし、Ｙ＝１，２，…，ＮＶＡとする）の画素からなるマトリクス画像データの画像の撮像を行う際の画像再構成手順の一例を示す。制御回路５は、シリアルデータである受光信号に基づいて、駆動回路部４へ出力する駆動信号から算出した光線の走査位置情報に応じて、マトリクス映像データの複数の画素からなる所定の部分毎に画像の再構成を行う。マトリクス画像データの再構成は、以下のように、再構成するマトリクス画像データの各行を行の中央で２分割して、時系列的な受光信号を相補的に割り付けることにより行われる。
【００２７】
図４は、本実施形態における、２つの撮像フレーム分に対応する第１走査フレームから第４走査フレームまでの光線の走査順を示す。図４において言う第１走査フレームと第２走査フレームは、それぞれ、図３（ａ）と図３（ｂ）に対応する。また、図４において言う第３走査フレームと第４走査フレームとは、それぞれ、図３（ｃ）と図３（ｄ）に対応する。制御回路５は、１つの撮像フレームに相当する受光信号のシリアルデータのうち前半部分を、図４において言う第１走査フレームに相当する部分のマトリクス画像データとして取り扱う。また、その受光信号のシリアルデータのうち後半部分を、図４において言う第２走査フレームに相当する部分のマトリクス画像データとして取り扱う。制御回路５は、これら第１及び第２走査フレーム分の画像データを合わせ、１つの撮像フレーム分の画像データを構成する。また、制御回路５は、その次の１つの撮像フレームに相当する受光信号のシリアルデータのうち、前半部分を第３走査フレームに、後半部分を第４走査フレームにそれぞれ相当するマトリクス画像データとして取り扱う。制御回路５は、これら第３及び第４走査フレーム分の画像データを合わせ、当該撮像フレーム分の画像データを構成する。
【００２８】
先ず、第１走査フレームについて、光線を偏向器１０が走査範囲の上から下へ垂直交差するのに同期して、時系列にディジタル化した受光信号データを順次マトリクス画像データの一部に割り付ける。制御回路５は、マトリクス画像データとして、行についてはｊ＝１→ＮＶＡの順すなわち１からＮＶＡに向けた順に割り付け、列については下記のような順で割り付ける。すなわち、列については、行がｊ＝４ｎ＋１（ｎ＝０，１，２，…）行である場合にはｉ＝１→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。また、列については、行がｊ＝４ｎ＋２行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ／２→ＮＨＡの順で割り付ける。列については、行がｊ＝４ｎ＋３行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。また、列については、行がｊ＝４ｎ＋４行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ／２→１の順で割り付ける。このとき、１回の水平走査を行う間に、マトリクス画像データの２行分だけ垂直方向に走査位置が変わることになる。
【００２９】
第２走査フレームについて、光線を偏向器１０が走査範囲の下から上へ垂直交差するのに同期して、制御回路５は、マトリクス画像データとして、行についてはｊ＝ＮＶＡ→１の順で割り付け、列については下記のような順で割り付ける。すなわち、列については、行がｊ＝４ｎ＋３行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ／２→１の順で割り付ける。また、列について、行がｊ＝４ｎ＋２行である場合には、ｉ＝１→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。さらにまた、列について、行がｊ＝４ｎ＋１行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ／２→ＮＨＡの順で割り付ける。また、列について、ｊ＝４ｎ＋４行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。このとき、１回の水平走査を行う間に、マトリクス画像データの２行分だけ垂直方向に走査位置が変わることになる。
【００３０】
同様に、第３走査フレームについて、光線を偏向器１０が走査範囲の上から下へ垂直交差するのに同期して、制御回路５は、マトリクス画像データとして、行についてはｊ＝１→ＮＶＡの順で割り付け、列については下記のような順で割り付ける。すなわち、列については、行がｊ＝４ｎ＋１行である場合にはｉ＝ＮＨＡ→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。また、列について、行がｊ＝４ｎ＋２行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ／２→１の順で割り付ける。さらにまた、列については、行がｊ＝４ｎ＋３行である場合には、ｉ＝１→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。また、列については、ｊ＝４ｎ＋４行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ／２→ＮＨＡの順で割り付ける。このとき、１回の水平走査を行う間に、マトリクス画像データの２行分だけ垂直方向に走査位置が変わることになる。
【００３１】
また、第４走査フレームについて、光線を偏向器１０が走査範囲の下から上へ垂直交差するのに同期して、制御回路５は、マトリクス画像データとして、行についてはｊ＝ＮＶＡ→１の順で割り付け、列については下記のような順で割り付ける。すなわち、列については、行がｊ＝４ｎ＋３行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ／２→ＮＨＡの順で割り付ける。また、列について、行がｊ＝４ｎ＋２行である場合には、ｉ＝ＮＨＡ→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。さらにまた、列について、行がｊ＝４ｎ＋１行である場合にはｉ＝ＮＨＡ／２→１の順で割り付ける。また、列について、ｊ＝４ｎ＋４行である場合には、ｉ＝１→ＮＨＡ／２の順で割り付ける。このとき、１回の水平走査を行う間に、マトリクス画像データの２行分だけ垂直方向に走査位置が変わることになる。
【００３２】
制御回路５は、このようにして作成した第１走査フレーム分と第２走査フレーム分のマトリクス画像データを１つの撮像フレームとして合成し、また第３走査フレーム分と第４走査フレーム分のマトリクス画像データを１つの撮像フレームとして合成する。制御回路５は、この画像の再構成処理を、例えば１つ又は２つの撮像フレーム分の受光信号を制御回路５内のメモリ等に蓄積して行うように構成されている。すなわち、制御回路５は、メモリ等からこの受光信号を上記所定の手順で読み出して、偏向器１０の水平走査および垂直走査に同期するように駆動回路部４に送信する駆動信号に応じて撮像フレームの生成を行い、画像データとして出力する。なお、上記のように垂直走査を１往復行う間の受光信号と１つの撮像フレーム分のマトリクス画像データとを必ずしも１対１に対応させる必要はなく、例えば、撮像画像の一部分に非表示部分を設けたい場合には、受光信号に表示部分に対応する空白データを付け加えた上で、再構成処理を実施すればよい。
【００３３】
このように、本実施形態においては第１の走査周波数ｆＨが第２の走査周波数ｆＶの倍数でなく、２ｘｆＨがｆＶの倍数になるように設定されていることにより、一般的な水平走査周波数ｆＨを垂直走査周波数ｆＶの倍数と設定する方法に比べて、実効的な走査線の数を２倍にすることができる。従って、２軸それぞれについての走査周波数の比が大きくない偏向器１０を用いた場合でも、従来と比較して解像度の高い画像を撮像可能であり、且つ、偏向器１０を安価に構成可能になるため、製造コストを低減することができる。また、光線を略水平に走査するラスタ走査に近い方法で走査して画像を撮像することができるため、受光信号と偏向器の走査位置情報に基づいて撮像した画像を容易に再構成することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を用いた内視鏡装置の構成を示す。第２実施形態の説明において、上述の第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、上述の第１実施形態と相違する部分についてのみ説明する。内視鏡装置（撮像装置）２１は、内視鏡装置本体２１ａと、小型の内視鏡先端部（以下、先端部と称する）２１ｂと、内視鏡装置本体２１ａと先端部２１ｂとを接続するケーブル部２１ｃ等で構成されている。内視鏡装置２１は、先端部２１ｂに近接した位置にある対象物１０１を撮像し、撮像した画像を外部のパーソナルコンピュータ１００等に画像データとして出力するように構成されている。内視鏡装置２１は、第１実施形態の撮像装置１と比較して、１軸型の第１ミラー装置１１及び第２ミラー装置１２を用いた偏向器１０に替えて、２軸ジンバル型のミラー装置を用いて構成された偏向器２０を有している。また、内視鏡装置２１は、駆動回路部４に替えて、偏向器２０を駆動するための駆動回路部２４を有している。
【００３５】
内視鏡装置本体２１ａには、光源２及び光源電源２ａと、受光器３及び増幅器３ａと、制御回路５と、駆動回路部２４等が収納されている。先端部２１ｂは、小型の筐体２６に覆われており、偏向器２０と、対象物１０１からの反射光を集光するための集光レンズ２７を有している。偏向器２０は、筐体２６の内部に収納されており、集光レンズ２７は、筐体２６の表面に設けられている。ケーブル部２１ｃは、例えば、光源２から出射された光線を筐体２６の内部に導光し、また、集光レンズ２７で集光された反射光を筐体２６の内部から受光器３まで導光する光ファイバ２９を有している。また、ケーブル部２１ｃは、駆動回路部２４から偏向器２０に駆動電圧を印加するための配線（図示せず）等を有している。
【００３６】
図６は、偏向器２０を示す。偏向器２０は、第１ミラー装置１１と同様に、ＳＯＩ基板１１０をいわゆるマイクロマシニング技術により加工して作製されたＭＥＭＳ素子である。偏向器２０は、金属膜であって入射した光線を反射するミラー部２１１と、ミラー部２１１が上面に設けられた例えば矩形形状の可動板２１２を有している。可動板２１２の両側部には、梁状で一列に並ぶように形成された２つの第１ねじりばね２１３が設けられている。可動板２１２の周囲には、可動板２１２を囲むように配され第１ねじりばね２１３の端部を支持する可動フレーム２１４が設けられている。可動フレーム２１４の両側端部には、第１ねじりばね２１３の長手方向とは略直交するように梁状で一列に並ぶように形成された２つの第２ねじりばね２１５が設けられている。可動フレーム２１４の周囲には、可動フレーム２１４を囲むように配され第２ねじりばね２１５の端部を支持する固定部２１６が形成されている。第１ねじりばね２１３は、可動板２１２の回動軸を成し、第２ねじりばね２１５は、可動フレーム２１４の回動軸を成している。第１ねじりばね２１３と第２ねじりばね２１５は、可動板２１２の回転中心となるそれぞれが成す軸が、上面視で可動板２１２の重心位置を通過するように、可動板２１２の正面すなわち後述するように光線が走査される方向から見て互いに略直交するように形成されている。第１ねじりばね２１３及び第２ねじりばね２１５の幅寸法は、例えば、それぞれ、５μｍ程度、３０μｍ程度である。この偏向器２０も、上述の第１ミラー装置１１と同様に、静電力を用いて可動板２１２を回動させるものである。可動板２１２を回動させるため、可動板２１２と可動フレーム２１４との間の第１ねじりばね２１３が形成されていない部位には第１櫛歯電極２１７が形成されており、可動フレーム２１４と固定部２１６との間の第２ねじりばね２１５が形成されていない部位には第２櫛歯電極２１８が形成されている。第１櫛歯電極２１７及び第２櫛歯電極２１８は、互いに一対に噛み合うように形成された櫛歯を有している。
【００３７】
この偏向器２０では、固定部２１６の上面に形成された例えば３つの電極部２１９のそれぞれの電位を変更することにより、第１櫛歯電極２１７を構成する一対の櫛歯間、及び第２櫛歯電極２１８を構成する一対の櫛歯間に、それぞれ独立して駆動電圧を印加することができるように構成されている。第１櫛歯電極２１７及び第２櫛歯電極２１８は、それぞれに駆動電圧が印加されることにより、櫛歯間で互いに引き合う方向に作用する静電力を発生する。可動板２１２は、第１櫛歯電極２１７の静電力を駆動力として、第１ねじりばね２１３を回動軸として可動フレーム２１４に対し揺動する。また、可動板２１２は、可動フレーム２１４が、可動板２１２を含めて、第２櫛歯電極２１８の静電力を駆動力として第２ねじりばね２１５を回動軸とし固定部２１６に対し揺動することにより、固定部２１６に対し第１ねじりばね２１３についての揺動方向とは略直交する方向に揺動する。すなわち、偏向器２０は、ミラー部２１１が形成された可動板２１２が２軸について揺動可能な、２軸ジンバル型のミラー装置を用いて構成されている。
【００３８】
駆動回路部２４は、制御回路５からの駆動信号に基づき、偏向器２０の第１櫛歯電極２１７及び第２櫛歯電極２１８にそれぞれ周期的に駆動電圧を印加し、偏向器２０を駆動する。第２実施形態においては、制御回路５は、駆動回路部２４から第１櫛歯電極２１７へ、上述の第１ねじりばね２１３と可動板２１２との系の固有振動数の２倍の周期の駆動電圧を印加させる。これにより、可動板２１２は、第１ねじりばね２１３について、当該固有振動数に等しい第１走査周波数で駆動され揺動する。また、制御回路５は、同様に、駆動回路部２４から第２櫛歯電極２１８へ、上述の第２ねじりばね２１５と可動フレーム２１４及び可動板２１２との系の固有振動数の２倍の周期の駆動電圧を印加させる。これにより、可動フレーム２１４及び可動板２１２は、第２ねじりばね２１５について、当該固有振動数に等しい第２走査周波数で駆動され揺動する。このように、本実施形態においては、偏向器２０は、２軸両方について、それぞれ共振現象を伴い揺動されるので、２軸両方について、光線の走査角を大きくすることができ、広い範囲の撮像を行うことが可能になる。なお、偏向器２０の駆動方法はこれに限られず、第１走査周波数又は第２走査周波数のいずれか一方のみをそれに対応する振動系の固有振動数として、一方の軸についてのみ共振現象を伴い揺動させるようにしてもよい。また、２軸とも、共振現象を伴わない任意の周波数で揺動させるようにしてもよい。
【００３９】
第２実施形態では、偏向器２０を用いることにより、１つのミラー素子を用いて、光源２から出射される光線を対象物１０１に走査することができる。第２実施形態において、第１ねじりばね２１３と、第２ねじりばね２１５とのばね定数の差や、可動板２１２と、可動板２１２を含む可動フレーム２１４との質量差から、第１走査周波数に比べて第２走査周波数が相当小さくなる。偏向器２０は、可動板２１２の第１ねじりばね２１３についての揺動により、ミラー部２１１により反射された光線を対象物１０１に向けて略水平方向に走査する。また、偏向器２０は、可動板２１２が可動フレーム２１４と共に第２ねじりばね２１５について揺動することにより、ミラー部２１１により反射された光線を対象物１０１に向けて略垂直方向に走査する。従って、内視鏡装置２１は、対象物１０１上に光線を２次元的に走査して画像を撮像することができる。このとき、制御回路５は、例えば上述の第１実施形態と同様に、第１走査周波数をｆＨとし第２走査周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの倍数ではなく、２×ｆＨがｆＶの倍数となるように、駆動回路部２４を制御する。また、画像の再構成処理も第１実施形態と同様に行う。これにより、上述と同様に、実効的な走査線の数を増加させて撮像することができ、従来と比較して解像度の高い画像を撮像可能であり、且つ、製造コストを低減することができる。
【００４０】
第２実施形態では、第１実施形態のように１軸型のミラー装置を２つ組み合わせて用いる場合と比較して、偏向器２０を小型化することができる。また、ミラー部２１１の中心位置は駆動時にほとんど変位しないので、ミラー部２１１に入射させる光線の大きさを、ミラー部２１１の大きさに応じて光源２から出射されたレーザ径と同等の１ｍｍから５ｍｍ程度の直径以下に小さくすることができる。偏向器２０をさらに小さな体積にすることができる。従って、内視鏡装置２１の先端部２１ｂを、より小型化することができる。
【００４１】
なお、第２実施形態において、上記説明したように光源２や受光器３等の内視鏡装置本体２１ａ内に設けられている各部は、それぞれ、例えば先端部２１ｂ内に収納されていてもよい。また、光源２及び受光器３が偏向器２０と共に先端部２１ｂ内に収納されている場合には、ケーブル部２１ｃとして、光ファイバを用いず、電気信号を通す配線のみを配することができる。さらにまた、偏向器２０に替えて、上述の第１実施形態のような１軸型のミラー装置を２つ用いた偏向器を用いてもよい。
【００４２】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る撮像装置を用いた断層像撮影装置の構成を示す。断層像撮影装置（撮像装置）３１は、光源の光と反射光とを干渉させ、干渉の位相間隔をスイープすることによって深さ方向の分解能を有する断層像を撮影するものである。断層像撮影装置３１は、例えば、人体の一部等の被検体の診断を非侵襲で行うシステムとして用いられるものであり、光コヒーレントトモグラフィ（Optical Coherence Tomography）システム（以下、ＯＣＴと称する）とも呼ばれる。ＯＣＴとしては、時間領域ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）と周波数領域ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ）が知られているが、断層像撮影装置３１は、時間領域ＯＣＴである。
【００４３】
図に示すように、断層像撮影装置３１は、光源２と、制御回路５の制御に基づき光源２から光線を出射させる光源ドライバ３２ａと、光源２からの光線を参照光と対象物１０１への照射光に分岐し、対象物１０１からの反射光と参照光との干渉光を発生する光干渉部３６と、参照光の位相を走査する位相走査部３７とを備える。また、断層像撮影装置３１は、光源２から出射された光線を対象物１０１に２次元走査する偏向器２０と、偏向器２０を駆動する駆動回路部２４と、干渉光を検出する受光器３と、受光器３からの受光信号を増幅し制御回路５に入力する増幅器３ａを備える。本実施形態においては、光源２と光干渉部３６、光干渉部３６と偏向器２０、位相走査部３７、及び受光器３とは、それぞれ、光ファイバ２９を用いて導光可能に接続されている。また、光干渉部３６としては、例えば光カプラ（スプリッタ）を用いている。なお、断層像撮像装置３１には、必ずしも光ファイバを用いる必要はなく、また、光を干渉させるためには、光カプラに替えてハーフミラーやビームスプリッタを用いてもよい。
【００４４】
偏向器２０は、例えば第２実施形態において説明したものと同様の２軸ジンバルミラー型のものであるが、第１実施形態において説明したものと同様の１軸型のミラー装置を組み合わせたものであってもよい。位相走査部３７は、例えば、コリメータレンズや可動ミラーを光路に備え、可動ミラーを光路方向に動かすことによって実現されるが、光路における光の遅延を利用する他の構成であってもよい。
【００４５】
制御回路５は、光源ドライバ３２ａに変調信号を送信し、光源２による光線の出射を制御する。また、制御回路５は、駆動回路部２４に上述の第１実施形態等と同様にして駆動信号を送信し、偏向器２０を２軸について所定の走査周波数で駆動させる。制御回路５は、例えば上述の第１実施形態と同様に、偏向器２０の第１走査周波数をｆＨとし第２走査周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの倍数ではなく、２×ｆＨがｆＶの倍数となるように、駆動回路部２４を制御する。また、制御回路５は、受光器３により出力され増幅器３ａにより増幅された受光信号が入力され、上述の第１実施形態等と同様に、当該受光信号と走査位置情報とに基づいて、画像の再構成処理を実行する。
【００４６】
第３実施形態において、光源２からの光線は、例えば、光ファイバ２９を介して光干渉部３６に導かれる。光干渉部３６からの参照光は、光ファイバ２９を介して位相走査部３７に導かれる。位相走査部３７において、参照光は、コリメータレンズで平行光となり可動ミラーによって反射され、光ファイバ２９を介して光干渉部３６に戻る。一方、光干渉部３６からの照射光は、偏向器２０によって反射され、対象物１０１に照射される。照射光は、レンズ３８ａ，３８ｂによって、対象物１０１に焦点を結び、偏向器２０によって対象物１０１を２次元走査される。照射光としては、赤外線が好ましく、特に近赤外線が好ましい。近赤外光は、対象物１０１を透過する能力が高く、水の吸収スペクトルが小さいので、例えば血液など水溶液中の生体成分の測定に適するからである。照射光は、対象物１０１内部の様々なところで吸収・反射され、反射光は、偏向器２０、レンズ３８ｂ，３８ａを経て、光干渉部３６に戻る。
【００４７】
ここで、光干渉部３６において、反射光と参照光は、位相が合致するときに強め合うように干渉する。光干渉部３６からの干渉光は、コリメータレンズ３ｃを経て、受光器３に入力される。この断層像撮影装置３１は、位相走査部３７により参照光と照射光との干渉の位相間隔をスイープさせることによって、対象物１０１の深さ方向の分解能を得て、断層像を得ることができる。受光器３からの受光信号は、制御回路５によって処理され、対象物１０１の生体成分の３次元分布等が測定される。ここで、３次元とは、対象物１０１の表面に沿った２次元に対象物１０１の内部方向の１次元を加えて３次元とするものである。生体成分の３次元分布とは、測定対象の生体成分の３次元的な有無又は、生体成分の３次元的な濃度分布のことである。偏向器２０による照射光の２次元走査に、上述のようにＯＣＴによる内部方向すなわち深さ方向の測定が加わり、対象物１０１のこのような３次元の測定が可能となっている。
【００４８】
制御回路５においては、例えば、測定結果である３次元分布を示す断層像を示す画像データが生成される。この画像データの生成は、第１実施形態等と同様に、受光信号と走査位置情報とに基づいて、２×ｆＨがｆＶの倍数である場合に対応する所定の手順で行われる。生成された画像データは、表示部３００に出力され、当該画像データに基づいて表示部３００に画像が表示される。表示部３００は、例えばディスプレイであり、プリンタであってもよい。なお、制御回路５が行う処理は、生体成分の３次元分布の測定だけに限定されず、特定の生体成分による光吸収のない波長域の光源を用いた被検体の断層像の形成等を実行可能に構成されていてもよい。
【００４９】
第３実施形態においては、上述の通り、第１実施形態等と同様に、対象物１０１に走査する照射光のうち、水平方向の走査線の数を、実効的に増加させることができる。従って、製造コストを高くすることなく、従来のような水平走査周波数ｆＨが垂直走査周波数ｆＶの倍数であるような２次元の偏向器を用いる場合と比較して、走査周波数が低い方の軸である垂直軸についてすなわち垂直方向についての解像度を高くして、３次元的な断層像撮影を行うことができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、上記第１乃至第３実施形態において、第１走査周波数をｆＨ、第２走査周波数をｆＶとしたとき、ｆＨはｆＶの倍数ではなく、且つ、Ｎを２以上の自然数として、Ｎ×ｆＨがｆＶの倍数となるように各走査周波数を設定してもよい。これにより、実効的には第１走査周波数と第２走査周波数との比のＮ倍の走査線数で光線を走査することができ、撮像する画像を高解像度化することができる。このとき、制御回路５は、受光信号と走査位置情報に基づいて、Ｎの値に対応する所定の手順で、マトリクス画像を示す画像データに変換すればよい。なお、上記第１乃至第３実施形態の撮像装置１、内視鏡装置２１、及び断層像撮影装置３１は、それぞれ、Ｎ＝２となるように各走査周波数が設定されているものと換言することができ、このとき、制御回路５は、画像の再構成処理をＮ＝２に対応するように上述のように行っている。
【００５１】
以下に、上記の一例として、図８（ａ）乃至（ｆ）及び図９（ａ）、（ｂ）を参照し、例えば第１実施形態のような構成においてＮ＝３となるように走査周波数が設定されている撮像装置の光線の走査経路の一例を具体的に説明する。説明の簡単のため、水平走査と垂直走査の走査周波数比を１０：３とし、光線の走査範囲の左上端部を始点として、光線が、走査範囲の上から下へ、水平走査されながら垂直走査されるとする。まず、光線が上から下へ垂直走査される際には、光線は、図８（ａ）に示すように、下方に走査位置が変位しながら、左から右（１本目の走査線）、右から左（２本目の走査線）、左から右（３本目の走査線）と変位する。その後、光線の走査位置は、右から左に向け走査される途中の、右端から左右の幅の１／３程左側に寄った位置で、走査範囲の下端に到達する。すなわち、上から下への垂直走査時においては、３本と１／３本の走査線が、走査されることになる。次に、図８（ｂ）に示すように、光線が下から上へ垂直走査される際には、光線は、上から下への垂直操作時に走査範囲の下端となった部位から上方に走査位置が変位しながら、左に向けて変位する。このとき、上から下への垂直走査時に１／３だけ走査した部分を含め、４本目の走査線が走査されることになる。光線は、左から右（５本目の走査線）、右から左（６本目の走査線）と走査され、左から右に向け走査される途中の左端から２／３程右側に寄った位置で走査範囲の上端に到達し、垂直走査の方向が下方に変わる。その後、図８（ｃ）に示すように、光線は、右端部まで走査され（７本目）、右から左（８本目）、左から右（９本目）、右から左（１０本目）と走査され、左下端部に到達する。
【００５２】
このとき、制御回路５は、受光信号と光線の走査位置情報に基づいて、Ｎ＝３の値に対応する所定の手順で、画像の再構成処理を行う。すなわち、制御回路５は、上述の第１の実施形態で示すようなＮ＝２の場合についての場合と同様に、行については垂直方向に１／３周期分の走査フレーム毎に上下交互の方向順になるように、受光信号が示すデータをマトリクス画像データとして割り付けを行う。また、列については、そのマトリクス画像データの行に応じて、当該走査フレームにおいて光線が走査された範囲の画像データとして、光線の走査方向に対応する順で、受光信号が示すデータの割り付けを行う。このように、Ｎ＝３の値に対応する所定の手順で受光信号が示すデータを画像データとして割り付けることにより、適正に画像データを再構成することができる。なお、このように画像の再構成処理を上記Ｎの値に対応する手順に基づき行う場合には、制御回路５の当該処理による負荷が、Ｎの値が大きくなるほど大きくなる。従って、Ｎの値は、例えば９以下程度にするのが好ましい。
【００５３】
図９（ａ）は、このときの図８（ａ）乃至（ｃ）に示す走査線の経路を合成したものである。このように、Ｎ＝３の場合、垂直走査を上下に１．５往復する間に、合計１０本の走査線が、互いに重なることなく走査されるので、合計１０本の走査線数で１つの撮像フレームを構成することにより、撮像画像を高解像度化することができる。すなわち、Ｎ＝３の場合、第１走査周波数と第２走査周波数との比を１０：３としたときに決まる通常の走査線の数の３倍の本数の走査線で画像を撮像することができ、従来と比較し、実効的に垂直方向に３倍の解像度に相当する画像を撮像することができる。なお、これと同様に、その後垂直走査が１．５往復する間にも、図８（ｄ）乃至（ｆ）及び図９（ｂ）に示すように、合計１０本の走査線が互いに重なることなく走査される。すなわち、Ｎ＝３の場合、垂直走査を上下に３往復する間に、１０本の走査線で構成される撮像フレームが２つ撮像され、光線が元の位置に戻ることになる。
【００５４】
なお、上記のように、本発明の説明では、説明の簡単のため、第１走査周波数と第２走査周波数の比を仮に３．５（７：２）や１０：３等として説明したが、実際はこれに限られるものではなく、種々の比の設定が可能である。この走査周波数の比は、より望ましくは、第１走査周波数と第２走査周波数との比を１０：１より大きい程度にすればよく、この比が大きいほど、垂直方向の往復で走査可能な例えば水平方向の走査線の数が増加する。それにより、実効的な走査線の数を１０×Ｎ本より多くし、さらに高解像度の画像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の一例を示すブロック図。
【図２】上記撮像装置の第１ミラー装置を示す斜視図。
【図３】（ａ）は上記撮像装置の第１走査フレームの光線の走査経路を示す図、（ｂ）は同撮像装置の第２走査フレームの光線の走査経路を示す図、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）とを合成して示す図、（ｄ）は同撮像装置の第３走査フレームの光線の走査経路を示す図、（ｅ）は同撮像装置の第４走査フレームの光線の走査経路を示す図、（ｆ）は（ｄ）と（ｅ）とを合成して示す図。
【図４】上記撮像装置の第１乃至第４走査フレームの画像の再構成手順について示す図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る内視鏡装置の一例を示すブロック図。
【図６】上記内視鏡装置の偏向器を示す斜視図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る断層像撮影装置の一例を示すブロック図。
【図８】（ａ）乃至（ｆ）は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置の光線の走査経路の一変形例を示す図。
【図９】（ａ）は、図８（ａ）乃至（ｃ）の光線の走査経路を合成して示す図、（ｂ）は、図８（ｄ）乃至（ｅ）の光線の走査経路を合成して示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１  撮像装置
２  光源
５  制御回路
１０，２０  偏向器（ミラー装置）
１１  第１ミラー装置
１２  第２ミラー装置
２１  内視鏡装置（撮像装置）
２６  集光レンズ
２７  筐体
３１  断層像撮影装置（撮像装置）
３６  光干渉部
【図１】
2010008168.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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