CN101268927A - 光图像计测装置以及图像处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种可提高所形成的图像的画质的光图像计测装置。眼底观察装置1具有眼底相机的功能以及光图像计测装置的功能。眼底观察装置1形成眼底Ef的多个剖面上的各个断层图像Gi(i＝1～m)。所形成的断层图像Gi记忆在演算控制装置200的图像记忆部250内。图像处理部230依据多个剖面中的一个剖面上的断层图像Gi、及与该一个剖面邻接的剖面的断层图像G(i+1)、G(i－1)来进行演算，藉此形成该一个剖面上的新的断层图像。

Description

光图像计测装置以及图像处理装置
技术领域
本发明是关于一种根据照射在光散射介质的被测定物体上的光束的反射光或透过光而使被测定物体的形态图像化的光图像计测装置以及图像处理装置，尤其是关于一种可较好地应用于眼底观察的技术。
背景技术
作为用于观察受检眼的眼底的装置(眼底观察装置)，先前以来广泛使用眼底相机。图12表示先前普通眼底相机的外观结构的一例，图13表示内设在眼底相机的光学系统结构的一例(例如，参照日本专利特开2004-350849号公报)。另外，所谓“观察”，至少包含观察眼底的拍摄图像的情形(另外，也可以包含通过肉眼而进行的眼底观察)。
首先，参照图12，对旧有的眼底相机1000的外观结构进行说明。该眼底相机1000具备台架3，该台架3以可在前后左右方向(水平方向)滑动的方式搭载于基座2上。在该台架3上，设置有检查者用以进行各种操作的操作面板3a及控制杆4。
检查者通过操作该控制杆4，而能够使台架3在基座2上进行三维的移动。在控制杆4的顶部，配置有进行眼底拍摄时而按下的操作按钮4a。
在基座2上立设有支柱5，并且在该支柱5上，设置有用于载置被检查者的颚部的颚托6、及发出用以使受检眼E视线固定的光的外部视线固定灯7。
在台架3上，搭载有存储着眼底相机1000的各种光学系统或控制系统的本体部8。另外，控制系统可以设在基座2或台架3的内部等中，也可以设在连接于眼底相机1000的电脑等的外部装置中。
在本体部8的受检眼E侧(图12的纸面的左方向)，设有与受检眼E相对向而配置的物镜部8a。又，在本体部8的检查者侧(图12的纸面的右方向)，设有用于肉眼观察受检眼E眼底的目镜部8b。
而且，本体部8上设有：用以拍摄受检眼E眼底的静止图像的静止图像照相机9；及用以拍摄眼底的静止图像或动态图像的电视摄像机等摄像装置10。该静止图像照相机9及摄像装置10可安装于或脱离于本体部8。
静止图像照相机9，根据检查的目的或拍摄图像的保存方法等各种条件，可以适当使用搭载有CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等摄像元件的数码相机(digital camera)、胶片相机(film camera)、一次成像相机(instant camera)等。在本体部8设有安装部8c，该安装部8c用于以可选择的方式安装这样的各种静止图像照相机9。
当静止图像相机9或摄像装置10为数码摄像方式的装置时，可将它们所拍摄的眼底图像的图像数据发送到连接于眼底相机1000的电脑等，使该眼底图像显示在显示器上进行观察。又，可将图像数据发送到连接于眼底相机1000的图像记录装置进行数据库化，例如，作为用于制作电子病历簿的电子数据而使用。
另外，在本体部8的检查者侧设有触摸屏11。该触摸屏11上显示根据从(数字方式的)静止图像照相机9或摄像装置10输出的图像信号而制作的受检眼E的眼底像。而且，在该触摸屏11上，使以其画面中央为原点的二维坐标系重叠显示在眼底像上。当检查者触摸到画面上的所要的位置时，显示与该触摸位置对应的坐标值。
接着，参照图13，说明眼底相机1000的光学系统的结构。眼底相机1000中设有：照亮受检眼E的眼底Ef的照明光学系统100；以及将该照明光的眼底反射光引导向目镜部8b、静止图像照相机9、摄像装置10的拍摄光学系统120。
照明光学系统100包含观察光源101、聚光镜102、拍摄光源103、聚光镜104、激发滤光片105及106、环形透光板107、镜片108、LCD(LiquidCrystal Display，液晶显示器)109、照明光圈110、中继透镜111、开孔镜片112、物镜113而构成。
观察光源101是由例如卤素灯而构成，输出用于眼底观察的固定光(fixed light)(连续光)。聚光镜102是用以将观察光源101发出的固定光(观察照明光)聚光，并使该观察照明光大致均匀地照射到眼底EF的光学元件。
拍摄光源103由例如疝气灯而构成，在对眼底Ef进行拍摄时进行闪光。聚光镜104是用以将拍摄光源103所发出的闪光(拍摄照明光)聚光，并使拍摄照明光均匀地照射到眼底Ef的光学元件。
激发滤光片105、106是在对眼底Ef的眼底像进行荧光拍摄时所使用的滤光片。该激发滤光片105、106分别通过螺线管(solenoid)等驱动机构(未图示)而可插拔地设置在光路上。激发滤光片105在FAG(荧光素荧光造影)拍摄时配置在光路上。另一方面，激发滤光片106在ICG(靛青绿荧光造影)拍摄时配置在光路上。另外，在进行彩色拍摄时，激发滤光片105、106一同从光路上退出。
环形透光板107具备环形透光部107a，该环形透光部107a配置在与受检眼E的瞳孔共轭的位置上，并以照明光学系统100的光轴为中心。镜片108使观察光源101或拍摄光源103所发出的照明光，向拍摄光学系统120的光轴方向反射。LCD109显示用以进行受检眼E的视线固定的视线固定标(未图示)。
照明光圈110是为了防闪等而阻挡一部分照明光的光圈构件。该照明光圈110可以在照明光学系统100的光轴方向上移动，因此，可以调整眼底Ef的照明区域。
开孔镜片112是将照明光学系统100的光轴与拍摄光学系统120的光轴合成的光学元件。在开孔镜片112的中心区域有孔部112a形成开口。照明光学系统100的光轴与拍摄光学系统120的光轴在该孔部112a的大致中心位置处交叉。物镜113设在本体部8的物镜部8a内。
具有上述结构的照明光学系统100，是以下面所述的形态来照亮眼底Ef。首先，在观察眼底时，点亮该拍摄光源103，输出观察照明光。该观察照明光经过聚光镜102、104而照射环形透光板107(激发滤光片105、106从光路上退出)。通过环形透光板107的环形透光部107a的光由镜片108所反射，且经过LCD109、照明光圈110及中继(relay)透镜111，并由开孔镜片112所反射。由开孔镜片112所反射的观察照明光在拍摄光学系统120的光轴方向上行进，经物镜113聚焦而射入受检眼E，以照亮眼底Ef。
此时，由于环形透光板107配置在与受检眼E的瞳孔共轭的位置上，因此在瞳孔上形成射入受检眼E的观察照明光的环状像。观察照明光的眼底反射光通过该瞳孔上的环形像的中心暗部而从受检眼E射出。这样，可防止入射到受检眼E的观察照明光影响观察照明光的眼底反射光。
另一方面，在拍摄眼底Ef时，拍摄光源103进行闪光，且拍摄照明光通过同样的路径而照射到眼底Ef。另外，当进行荧光拍摄时，根据是进行FAG拍摄还是进行ICG拍摄，而使激发滤光片105或106选择性地配置在光路上。
接着，对拍摄光学系统120进行说明。拍摄光学系统120包含物镜113、开孔镜片112(的孔部112a)、拍摄光圈121、阻挡(barrier)滤光片122及123、倍率可变透镜124、中继透镜125、拍摄透镜126、快速复原反射镜片(quick return mirror)127及拍摄媒体9a而构成。此处，拍摄媒体9a是用于静止图像照相机9的任意的拍摄媒体(CCD等拍摄元件、相机胶卷、一次成像(instant)胶卷等)。
通过瞳孔上的环状像的中心暗部而自受检眼E射出的照明光的眼底反射光，通过开孔镜片112的孔部112a而入射至拍摄光圈121。开孔镜片112的作用是反射照明光的角膜反射光，且不使角膜反射光混入到射入至拍摄光圈121的眼底反射光中。以此，可抑制观察图像或拍摄图像上产生闪烁(flare)。
拍摄光圈121是形成有大小不同的多个圆形透光部的板状构件。多个透光部构成光圈值(F值)不同的光圈，通过未图示的驱动机构，选择性地将一个透光部配置在光路上。
阻挡滤光片122、123分别通过螺线管等的驱动机构(未图示)而可插拔地设置在光路上在进行FAG拍摄时，使阻挡滤光片122配置在光路上，在进行ICG拍摄时，使阻挡滤光片123配置在光路上。而且，在进行彩色拍摄时，阻挡滤光片122、123一同从光路上退出。
倍率可变透镜124可以通过未图示的驱动机构而在拍摄光学系统120的光轴方向上移动。以此，可以变更观察倍率或拍摄倍率，并可以进行眼底像的聚焦等。拍摄透镜126是使来自受检眼E的眼底反射光在拍摄媒体9a上成像的透镜。
快速复原反射镜片127设置成可以通过未图示的驱动机构而绕着旋转轴127a进行旋转。当以静止图像照相机9进行眼底Ef的拍摄时，将斜设在光路上的快速复原反射镜片127向上方掀起，从而将眼底反射光引导向拍摄媒体9a。另一方面，当通过摄像装置10进行眼底拍摄时或通过检查者的肉眼进行眼底观察时，以使快速复原反射镜片127斜设配置在光路上的状态，使眼底反射光朝向上方反射。
拍摄光学系统120中更设有用以对由快速复原反射镜片127所反射的眼底反射光进行导向的向场(field)透镜(视场透镜)128、切换镜片129、目镜130、中继透镜131、反射镜片132、拍摄透镜133及摄像元件10a。摄像元件10a是内设于摄像装置10中的CCD等摄像元件。在触摸屏11上，显示由摄像元件10a所拍摄的眼底图像Ef′。
切换镜片129与快速复原反射镜片127同样，能够以旋转轴129a为中心而旋转。该切换镜片129在通过肉眼进行观察时以斜设在光路上的状态，使眼底反射光朝向接目镜130而反射。
又，当使用摄像装置10来拍摄眼底图像时，将切换镜片129从光路上退出，而将眼底反射光导向摄像元件10a。此时，眼底反射光经过中继透镜131后由镜片132反射，且由拍摄透镜133成像在摄像元件10a上。
此种眼底相机1000，是用以观察眼底Ef的表面，即，观察视网膜的状态的眼底观察装置。换而言之，眼底相机1000是用于取得从受检眼E的角膜方向观察眼底Ef时的二维的眼底像的装置。另一方面，在视网膜的深层具有称为脉络膜或巩膜的组织，所以需要用于观察上述组织的状态的技术，近年来，用于观察上述深层组织的装置的实用化已有进步(例如参照日本专利特开2003-543号公报，日本专利特开2005-241464号公报)。
在日本专利特开2003-543号公报、日本专利特开2005-241464号公报中所揭示的眼底观察装置，是应用了所谓的OCT(Optical CoherenceTomography，光学相干断层成像)技术的光图像计测装置(也称为光学相干断层成像装置等)。这样的光图像计测装置，对将低相干光分成两部分，将其中一部分(信号光)引导向眼底，将另一部分(参照光)引导向预定的参照物体，并且，对于将经过眼底的信号光与经过参照物体的参照光重叠而获得的干涉光进行检测以及分析，藉此，形成眼底表面以及深层组织的断层图像、或形成眼底三维图像。
然而，这样的旧有的光图像计测装置中，构成为依据经过被测定物体的单个剖面位置的光(信号光)而形成断层图像，因此，可能会形成画质不足的断层图像。尤其是，当用于对眼底等生物体组织进行诊断的图像的画质不足时，可能会无法详细地把握生物体组织的形态、或是漏掉微小的病变部。
发明内容
本发明是用于解决上述问题的，其目的在于提供一种可提高所形成的图像的画质的光图像计测装置以及图像处理装置。
为了达成上述目的，本发明第一形态是一种光图像计测装置，其是形成被测定物体的多个剖面上的各个断层图像的光图像计测装置，该光图像计测装置的特征在于包括：图像处理元件，依据前述多个剖面中的一个剖面上的断层图像、及前述一个剖面以外的一个或以上的剖面上的各个其他断层图像来进行演算，藉此形成前述一个剖面上的新的断层图像。
又，本发明的第二形态是一种图像处理装置，其特征在于包括：记忆元件，记忆被测定物体的多个剖面上的各个断层图像；以及图像处理元件，依据前述多个剖面中的一个剖面上的断层图像、及前述一个剖面以外的一个或以上的剖面上的各个其他断层图像来进行演算，藉此形成前述一个剖面上的新的断层图像。
[发明的效果]
根据本发明，构成为依据多个剖面中的一个剖面上的断层图像、及该一个剖面以外的一个或以上的剖面上的各个其他断层图像来进行演算，藉此形成该一个剖面上的新的断层图像，因此，与仅根据单个剖面上的计测结果来形成图像的旧有的结构相比，本发明可提高所形成的图像的画质。
附图说明
图1是表示包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态的整体结构的一例的概略结构图。
图2是表示包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态中内设在眼底相机单元内的扫描单元的结构的一例的概略结构图。
图3是表示包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态中OCT单元的结构的一例的概略结构图。
图4是表示包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态中演算控制装置的硬件结构的一例的概略方块图。
图5是表示包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态的控制系统结构的一例的概略方块图。
图6是表示包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置的较佳的实施形态中信号光的扫描形态的一例的概略图。图6(A)表示从射入受检眼的信号光的入射侧观察眼底时信号光的扫描形态的一例。又，图6(B)表示各扫描线上的扫描点的排列形态的一例。
图7是表示包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态中信号光的扫描形态、及沿着各扫描线而形成的断层图像的一例的概略图。
图8是表示根据包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态来实施光图像计测时的动作的一例的流程图。
图9是用于对包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态进行说明的概略说明图。
图10是用于对包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态的变化例进行说明的概略说明图。
图11是用于对包括本发明的光图像计测装置而构成的眼底观察装置较佳的实施形态的变化例进行说明的概略说明图。
图12是表示旧有的眼底观察装置(眼底相机)的外观结构的一例的概略侧面图。
图13是表示旧有的眼底观察装置(眼底相机)的内部结构(光学系统的结构)的一例的概略图。
1：眼底观察装置(光图像计测装置)
1A：眼底相机单元       120：拍摄光学系统
141：扫描单元          150：OCT单元
200：演算控制装置      201：微处理器
204：硬盘驱动器        204a：控制程序
208：图像形成板        208a：眼底图像形成板
208b：OCT图像形成板    210：控制部
220：图像形成部        230：图像处理部
240：用户接口          250：图像记忆部
L0：低相干光           LR：参照光
LS：信号光             LC：干涉光
R：扫描区域         R1～Rm：扫描线
G1～Gm：断层图像    E：受检眼
Ef：眼底            Ef′：眼底图像(二维图像)
具体实施方式
以下参照图式对本发明的光图像计测装置以及图像处理装置的较佳实施形态的一例进行详细说明。又，对于与先前同样的构成部分，使用与图12、图13同样的符号。
首先，参照图1至图5来说明本发明的光图像计测装置的实施形态的结构的一例。图1表示具有光图像计测装置功能及眼底相机功能的眼底观察装置1的整体结构的一例。图2表示眼底相机单元1A内的扫描单元141的结构。图3表示OCT单元150的结构。图4表示演算控制装置200的硬件结构。图5表示眼底观察装置1的控制系统的结构。
[装置结构]
如图1所示，眼底观察装置1包含具有眼底相机功能的眼底相机单元1A、存储着光图像计测装置(OCT装置)的光学系统的OCT单元150、执行各种演算处理及控制处理等的演算控制装置200而构成。
OCT单元150与演算控制装置200一起构成本发明的“光图像计测装置”的一例。又，该“光图像计测装置”中也包括设于眼底相机单元1A的扫描单元141等、信号光经过的各种光学构件(后面再述)。
连接线152的一端安装在OCT单元150上。该连接线152的另一端上安装有连接部151。该连接部151安装在图12所示的安装部8c。而且，在连接线152的内部导通有光纤。OCT单元150与眼底相机单元1A经过连接线152而达成光学性连接。对于OCT单元150的详细结构，以下一边参照图3一边进行说明。
[眼底相机单元的结构]
眼底相机单元1A、具有与图12所示旧有的眼底相机1000大致相同的外观结构。而且，眼底相机单元1A与图13所示旧有的光学系统同样具备：照明光学系统100，对受检眼E的眼底Ef进行照明；以及拍摄光学系统120，将该照明光的眼底反射光引导向摄像装置10。
另外，在后面会详述，本实施形态的拍摄光学系统120的摄像装置10可检测具有近红外区域的波长的照明光。在该拍摄光学系统120中，另外设有摄像装置12，检测具有可视光区域的波长的照明光。而且，该拍摄光学系统120将由OCT单元150发出的信号光引导到眼底Ef，并且将经过眼底Ef的信号光引导到OCT单元150。
而且，照明光学系统100与先前同样，包含观察光源101、聚光镜102、拍摄光源103、聚光镜104、激发滤光片105及106、环形透光板107、镜片108、液晶显示器109、照明光圈110、中继透镜111、开孔镜片112、物镜113而构成。
观察光源101输出包含波长例如约400nm～700nm的范围的可视区域的照明光。另外，该拍摄光源103输出包含波长例如约700nm～800nm的范围的近红外区域的照明光。该拍摄光源103输出的近红外光，设定成较在OCT单元150使用的光的波长短(后面再述)。
该拍摄光学系统120包含物镜113、开孔镜片112(的孔部112a)、拍摄光圈121、阻挡滤光片122及123、倍率可变透镜124、中继透镜125、拍摄透镜126、分色镜134、向场透镜(视场透镜)128、半反射镜135、中继透镜131、分色镜136、拍摄透镜133、摄像装置10(摄像元件10a)、反射镜片137、拍摄透镜138、摄像装置12(摄像元件12a)、透镜139、及LCD140而构成。
在本实施形态的拍摄光学系统120，与图13所示的旧有的拍摄光学系统120不同，设有分色镜134、半反射镜片135、分色镜136、反射镜片137、拍摄透镜138、拍摄透镜139及LCD140。
分色镜134用以反射照明光学系统100发出的照明光的眼底反射光(包含波长约400nm～800nm的范围)，并且可供由OCT单元150发出的信号光(包含波长例如约800nm～900nm范围，后述)透过。
另外，分色镜136，可通过由照明光学系统100输出的具有可视区域的波长的照明光(由观察光源101输出的波长约400nm～700nm的可视光)，并可反射具有近红外区域的波长的照明光(由拍摄光源103输出的波长约700nm～800nm的近红外光)。
在LCD140显示有视线固定标等。由该LCD140发出的光经透镜139聚光之后，由半反射镜135反射，通过向场透镜128而反射到分色镜136。然后，通过拍摄透镜126、中继透镜125、倍率可变透镜124、开孔镜片112(的孔部112a)、物镜113等，射入受检眼E。由此，该视线固定标等投影到受检眼E的眼底Ef。
摄像元件10a为内设在电视相机等的摄像装置10中的CCD或CMOS等的摄像元件，特别是检测近红外区域的波长的光(即，摄像装置10为检测近红外光的红外线电视相机)。该摄像装置10输出图像讯号，作为检测近红外光的结果。触摸屏11依据该图像讯号而显示眼底Ef表面的二维图像(眼底图像Ef’)。另外，该图像讯号被送到演算控制装置200，在其显示器(后述)显示眼底图像。又，使用该摄像装置10拍摄眼底时，可利用由照明光学系统100的拍摄光源103输出的近红外区域波长的照明光。
另一方面，摄像元件12a为内设在电视相机等摄像装置12中的CCD或MOS等的摄像元件，特别是检测可视光区域波长的光(即，摄像装置12为检测可见光的电视相机)。该摄像装置12输出图像讯号，作为检测可视光的结果。该触摸屏11依据该图像讯号而显示眼底Ef的表面的二维图像(眼底图像Ef’)。另外，该图像讯号被送到演算控制装置200，在其显示器(后述)显示眼底图像。又，使用该摄像装置12拍摄眼底时，可利用从照明光系统100的观察光源101输出的可视光区域波长的照明光。
本实施形态中的拍摄光学系统120中设有扫描单元141及透镜142。扫描单元141具备如下的结构，即，在眼底Ef上扫描从OCT单元150所输出的光(信号光LS，后面再述)。
透镜142使来自OCT单元150且通过连接线152而受引导的信号光LS成为平行光束，并将其射入至扫描单元141。而且，透镜142的作用为使经过扫描单元141而来的信号光LS的眼底反射光聚焦。
图2中表示扫描单元141的具体结构的一例。扫描单元141包含检流计镜(galvanometer mirror)141A、141B以及反射镜片141C、141D而构成。
检流计镜141A、141B可以分别以旋转轴141a、141b为中心而旋转。旋转轴141a、141b以相互正交的方式而配设。
在图2中，检流计镜141A的旋转轴141a配设为平行于该图的纸面，且检流计镜141B的旋转轴141b配设为正交于该图的纸面。即，检流计镜141B可以向图2中的两侧箭头所示方向旋转，检流计镜141A可以向正交于该两侧箭头的方向旋转。以此，该一对检流计镜141A、141B分别发挥作用，使信号光LS的反射方向变更为相互正交的方向。
另外，检流计镜141A、141B各自的旋转动作，是由包含马达等的驱动装置的驱动机构(图5所示的镜片驱动机构241、242，后述)而驱动。
由检流计镜141A、141B所反射的信号光LS，向与由反射镜片141C、141D所反射而入射至检流计镜141A时相同的方向行进。
另外，如上所述，连接线152的内部导通有光纤152a，该光纤152a的端面152b是与透镜142相对而配设。从该端面152b所射出的信号光LS朝向透镜142使束(beam)径逐渐放大而行进，但通过该透镜142而成为平行光束。相反，信号光LS的眼底反射光通过该透镜142而朝向端面152b聚焦。
[OCT单元的结构]
接着，参照图3来说明OCT单元150的结构。如同图3所示，OCT单元150具备与旧有的光图像计测装置大致相同的光学系统，亦即OCT单元150具备：干涉计，将从光源输出的光分割成参照光和信号光，将经过一参照物体的参照光和经过被测定物体(眼底Ef)的信号光进行重叠，以产生干涉光。分析该干涉光的检测结果，藉此形成眼底Ef的断层图像或三维图像。
低相干光源160是由输出低相干光L0的超级发光二极管(SLD，superluminescent diode)或发光二极管(LED，light-emitting diode)等的宽带光源所构成。该低相干光L0例如具有近红外区域的波长，并且具有几十微米左右的时间性相干(coherence)长度的光。低相干光L0具有比眼底相机单元1A的照明光(波长约400nm～800nm)更长的波长，例如含有约800nm～900nm范围的波长。
从低相干光源160所输出的低相干光L0，例如通过由单模光缆(single-mode fiber)或极化保持光纤(polarization maintaining fiber)所构成的光纤161，被引导向光耦合器(coupler)162。光耦合器162将该低相干光L0分割为参照光LR与信号光LS。
另外，光耦合器162具有分割光的元件(分光器，splitter)及重叠光的元件(耦合器)双方的功能，但惯用名叫“光耦合器”。
从光耦合器162发生的参照光LR，被由单模光纤等构成的光纤163引导而从光纤端面射出。所射出的参照光LR通过准直透镜171而成为平行光束后，经过玻璃块172及密度滤光片173，并由参照镜片174(参照物体)而反射。
由参照镜片174所反射的参照光LR再次经过密度滤光片173及玻璃块172，并通过准直透镜171而在光纤163的光纤端面上聚光。所聚光的参照光LR通过光纤163而被引导向光耦合器162。
另外，玻璃块172及密度滤光片173，是作为用以使参照光LR与信号光LS的光路长度(光学距离)一致的延迟元件而发挥作用，而且作为用以使参照光LR与信号光LS的色散特性一致的元件而发挥作用。
又，参照镜174为可沿参照光LR的行进方向(图3所示的两侧箭头方向)移动的构造。因此，能够对应受检眼E的眼轴长度等，确保参照光LR的光路长度。另外，参照镜174的移动可利用含有马达等的驱动装置的驱动机构(图5所示的参照镜片驱动机构243，后面再述)来进行。
另一方面，从光耦合器162发生的信号光LS，由单模光纤等构成的光纤164引导至连接线152的端部。在连接线152的内部导通有光纤152a。此处，光纤164与光纤152a可以由单一的光纤而构成，而且，也可以是将各个端面接合而一体形成的光纤。总之，光纤164、152a只要可以在眼底相机单元1A与OCT单元150之间传送信号光LS即可。
信号光LS在连接线152内部被引导而被导向眼底相机单元1A。而且，信号光LS经过透镜142、扫描单元141、分色镜134、拍摄透镜126、中继透镜125、倍率可变透镜124、拍摄光圈121、开孔镜片112的孔部112a与物镜113，而入射到受检眼E(此时，阻挡滤光片122、123分别从光路中退出)。
入射到受检眼E的信号光LS在眼底(视网膜)Ef上成像并反射。此时，信号光LS不仅被眼底Ef的表面反射，也到达眼底Ef的深部区域并在折射率边界上产生散射。以此，信号光LS的眼底反射光成为包含反映眼底Ef的表面形态的信息、及反映眼底深部组织的折射率边界的背后散射(backscattering)的状态的信息的光。将该光简称为“信号光LS的眼底反射光”。
信号光LS的眼底反射光向上述路径的相反方向行进，在光纤152a的端面152b上聚光，通过该光纤152而入射至OCT单元150，并通过光纤164而返回到光耦合器162。光耦合器162使该信号光LS与由参照镜片174所反射的参照光LR重叠，产生干涉光LC。所产生的干涉光LC通过由单摸光纤等构成的光纤165，被引导向分光仪180。
另外，本实施形态中是采用了迈克尔逊型干涉仪(Michelsoninterferometer)，但也可以适当采用例如马赫-曾德(Mach-Zehnder)型等任意类型的干涉仪。
分光仪(spectrometer)180包含准直透镜181、衍射光栅182、成像透镜183与CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)184而构成。本实施形态的衍射光栅182是透过型衍射光栅，但当然也可以使用反射型衍射光栅。而且，当然也可以应用其它光检测元件(检测机构)来代替CCD184。
入射至分光仪180的干涉光LC通过准直透镜181而成为平行光束之后，被衍射光栅182分光(光谱分解)。所分光的干涉光LC通过成像透镜183而在CCD184的摄像面上成像。CCD184接收该干涉光LC并将其转换为电气检测信号，且将该检测信号输出到演算控制装置200中。
[演算控制装置的结构]
其次，说明该演算控制装置200的构造。该演算控制装置200实施的处理为，分析OCT单元150的分光仪180的CCD184所输入的检测信号，形成受检眼E的眼底Ef的断层图像。此时的分析方法与旧有的傅立叶领域(Fourier Domain)的OCT的方法相同。
另外，演算控制装置200进行以下处理：依据由眼底相机单元1A的摄像装置10、12输出的图像信号，形成眼底Ef的表面形态的二维图像。
而且，演算控制装置200执行眼底相机单元1A的各部分的控制、以及OCT单元150的各部分的控制。
作为眼底相机单元1A的控制，例如进行观察光源101或拍摄光源103的照明光的输出控制、激发滤光片105、106或阻挡滤光片122、123在光路上的插入/退出动作的控制、LCD140等的显示动作的控制、照明光圈110的移动控制(光圈值的控制)、拍摄光圈121的光圈值的控制、倍率可变透镜124的移动控制(倍率的控制)的控制等。而且，演算控制装置200对扫描单元141内的检流计镜141A、141B的旋转动作进行控制。
另一方面，作为OCT单元150的控制，例如是进行低相干光源160的低相干光的输出控制、参照镜174的移动控制、CCD184的蓄积时间的控制等。
参照图4，对如上所述发挥作用的演算控制装置200的硬件结构的一例进行说明。演算控制装置200具备与旧有的电脑同样的硬件结构。具体而言，包含微处理器201(CPU、MPU等)、RAM202、ROM203、硬盘驱动器(HDD，HardDisk Driver)204、键盘205、鼠标206、显示器207、图像形成板208及通信接口(I/F)209。上述硬件结构的各个部分是通过总线200a而连接。
微处理器201将存储在硬盘驱动器204中的控制程序204a展开到RAM202上，以此在本发明中执行特征性动作。
而且，微处理器201执行上述装置各部分的控制、或各种运算处理等。而且，执行与来自键盘205或鼠标206的操作信号对应的装置各个部分的控制、显示器207的显示处理的控制、通信接口209的各种数据或控制信号等的发送接收处理的控制等。
硬盘驱动器204中记忆有患者姓名或患者ID等的患者信息、眼底图像的图像数据等各种信息。患者信息中记忆有表示OCT单元150对眼底进行图像计测时参照镜片174的位置的信息(参照镜片位置信息)，或者信号光的扫描开始位置、扫描结束位置、扫描间隔等表示扫描位置的信息(扫描位置信息)。
键盘205、鼠标206及显示器207是作为眼底观察装置1的用户接口而使用的。键盘205是作为用以键入例如字符或数字等的设备而使用。鼠标206是作为用以对显示器207的显示画面进行各种输入操作的设备。
而且，显示器207是LCD或CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)等任意的显示设备，其显示由眼底观察装置1所形成的眼底Ef的图像，或显示各种操作画面或设定画面等。
另外，眼底观察装置1的用户接口并不限定于这样的结构，也可以使用例如轨迹球(track ball)、控制杆、触摸面板式LCD、用于眼科检查的控制面板等具备可显示输出各种信息的功能以及输入各种信息的功能的任意用户接口机构而构成。
图像形成板208为处理形成受检眼E的眼底Ef的图像(图像数据)的专用电子电路。在该图像形成板208设有眼底图像形成板208a及OCT图像形成板208b。眼底图像形成板208a是专用电子电路，其动作为，依据眼底相机单元1A的摄像装置10或摄像装置12的图像信号来形成眼底图像。又，OCT图像形成板208b是专用电子电路，其动作为，依据OCT单元150的分光仪180的CCD184的检测信号来形成眼底图像(断层图像)。因设有上述的图像形成板208，可提高形成眼底图像的处理的处理速度。
通信接口209进行以下处理：将来自微处理器201的各种控制信号发送到眼底相机单元1A或OCT单元150。另外，通信接口209进行以下处理：接收来自眼底相机单元1A的摄像装置10、12的图像信号，或来自OCT单元150的CCD184的检测信号，进行对图像形成板208的输入等。此时，通信接口209的动作为将来自摄像装置10、12的图像信号输入到眼底图像形成板208a，将来自CCD184的检测信号输入到OCT图像形成板208b。
而且，当演算控制装置200连接于LAN(Local Area Network，局域网)或互联网等网络时，在通信接口209中可以具备局域网卡等网络适配器(network adapter)或调制解调器(modem)等通信设备，并能够经过该网络而进行数据通信。此时，可设置用于存储控制程序204a的服务器(server)，并且，可将演算控制装置200构成为该服务器的客户终端。
又，能以如下方式构成，即，将记忆在硬盘驱动器204内的各种信息(前述)中的任一个记忆到网络上的服务器或数据库中。
[控制系统的结构]
接着，参照图5，说明眼底观察装置1的控制系统。图5表示特别选择性地表示在眼底观察装置1具备的结构中与本发明的动作和处理相关的部分。
眼底观察装置1的控制系统是以演算控制装置200的控制部210为中心而构成的。控制部210包含CPU201、RAM202、ROM203、硬盘驱动器204(控制程序204a)、通信接口209等而构成。
控制部210通过根据控制程序204a而动作的微处理器201，执行上述各种控制处理。尤其是，通过分别控制眼底相机单元1A的镜片驱动机构241、242，从而可使检流计镜141A、141B分别独立动作。
而且，控制部210执行如下控制：将由眼底观察装置1所拍摄的两种图像，即，通过眼底相机单元1A所获得的眼底Ef表面的二维图像(眼底图像Ef′)、以及基于由OCT单元150所获得的检测信号而形成的眼底Ef的断层图像，并列显示在用户接口(User Interface或简称为UI)240的显示器207上。上述图像可分别在显示器207上显示，也可以并排同时显示。
图像形成部220进行依据眼底相机单元1A的摄像装置10、12的图像信号而形成眼底图像的处理，以及依据OCT单元150的CCD184的检测信号而形成眼底图像的处理，且包含图像形成板208而构成。
图像处理部230为对图像形成部220形成的眼底图像进行实施各种图像处理的装置。例如，图像处理部230依据来自OCT单元150的检测信号为基准的眼底Ef的断层图像，来进行形成眼底Ef的三维图像的处理，或进行眼底图像的亮度调整等的各种补正处理。
又，图像处理部230依据两个或以上的剖面的断层图像来进行演算，藉此来执行本发明中形成一个断层图像的特征性处理(后面再述)。图像处理部230作为本发明的“图像处理元件”的一例而发挥功能。
用户接口(UI)240具备键盘205及鼠标206等输入设备(操作设备)，以及显示器207等显示设备。
图像记忆部250用于记忆由图像形成部220或图像处理部230所形成的图像(的图像数据)。图像记忆部250含有硬盘驱动器204等记忆装置而构成。另外，演算控制装置200相当于本发明的“图像处理装置”的一例，图像记忆部250作为本发明的“记忆元件”的一例而发挥功能。
以下，分别说明利用控制部210所进行的信号光LS的扫描的控制形态，以及利用图像形成部220与图像处理部230对来自OCT单元150的检测信号的处理状态。另外，对来自眼底相机单元1A的图像信号的图像形成部220等的处理，与旧有的处理相同，故省略。
[关于信号光的扫描]
信号光LS的扫描如上所述，是通过变更眼底相机单元1A的扫描单元141的检流计镜141A、141B的反射面的朝向而进行。控制部210分别控制镜片驱动机构241、242，以此分别变更检流计镜141A、141B的反射面的朝向，从而在眼底Ef上扫描信号光LS。
当检流计镜141A的反射面的朝向有变更时，在眼底Ef的水平方向上(图1的x方向)扫描该信号光LS。另一方面，当检流计镜141B的反射面的朝向有变更时，在眼底Ef的垂直方向(图1的y方向)上扫描该信号光LS。而且，同时变更检流计镜141A、141B两者的反射面的朝向，以此可以在将x方向与y方向合成的方向上扫描该信号光LS。即，通过控制这两个检流计镜141A、141B，可以在xy平面上的任意方向上扫描该信号光LS。
图6表示用以形成眼底Ef的图像的信号光LS的扫描形态的一例。图6(A)表示从信号光LS入射到受检眼E的方向来观察眼底Ef(也就是从图1的-z方向来观察+z方向)时，信号光LS的扫描形态的一例。而且，图6(B)表示眼底Ef上的各扫描线上扫描点(进行图像计测的位置)的排列形态的一例。
如图6(A)所示，在预先设定的矩形扫描区域R内扫描信号光LS。在该扫描区域R内，在x方向上设定有多条(m条)扫描线R1～Rm。当沿着各扫描线Ri(i＝1～m)扫描信号光LS时，产生干涉光LC的检测信号。
此处，将各扫描线Ri的方向称为“主扫描方向”，将与该方向正交的方向称为“副扫描方向”。因此，在主扫描方向上扫描该信号光LS是通过变更检流计镜141A的反射面的朝向而进行，在副扫描方向上的扫描是通过变更检流计镜141B的反射面的朝向而进行。
在各扫描线Ri上，如图6(B)所示，预先设定有多个(n个)扫描点Ri1～Rin。
为了执行图6所示的扫描，控制部210首先控制检流计镜141A、141B，将对眼底Ef的信号光LS的入射目标设定为第1扫描线R1上的扫描开始位置RS(扫描点R11)。接着，控制部210控制低相干光源160，使低相干光L0闪光，并使信号光LS入射于扫描开始位置RS。CCD184接收该信号光LS的扫描开始位置RS上因眼底反射光而来的干涉光LC，并将检测信号输出至控制部210。
接着，控制部210控制检流计镜141A，并在主扫描方向上扫描信号光LS，将该入射目标设定为扫描点R12，使低相干光L0闪光而使信号光LS入射到扫描点R12。CCD184接收该信号光LS的扫描点R12上因眼底反射光而来的干涉光LC，并将检测信号输出至控制部210。
控制部210同样，一边将信号光LS的入射目标依次移动为扫描点R13、R14、...、R1(n-1)、R1n，一边在各扫描点上使低相干光L0闪光，以此获取与各扫描点的干涉光LC相对应地从CCD184所输出的检测信号。
当第1扫描线R1的最后的扫描点R1n上的计测结束时，控制部210同时控制检流计镜141A、141B，使信号光LS的入射目标沿着换线扫描r而移动到第2扫描线R2最初的扫描点R21为止。而且，对该第2扫描线R2的各扫描点R2j(j＝1～n)进行上述计测，以此分别获取对应于各扫描点R2j的检测信号。
同样，分别对第3扫描线R3、...、第m-1扫描线R(m-1)、第m扫描线Rm进行计测，从而获取对应于各扫描点的检测信号。另外，扫描线Rm上的符号RE是对应于扫描点Rmn的扫描结束位置。
以此，控制部210获取对应于扫描区域R内的m×n个扫描点Rij(i＝1～m，j＝1～n)的m×n个检测信号。以下，将对应于扫描点Rij的检测信号表示为Dij。
如上所述的扫描点的移动与低相干光L0的输出的连动控制，例如，可以通过使控制信号相对于镜片驱动机构241、242的发送时序(timing)、与控制信号(输出要求信号)相对于低相干光源160的发送时序互相同步而实现。
当控制部210如上所述使各检流计镜141A、141B动作时，存储有各扫描线Ri的位置或各扫描点Rij的位置(xy坐标系中的坐标)作为表示其动作内容的信息。该存储内容(扫描位置信息)与先前同样用于图像形成处理等中。
[关于图像形成处理]
以下，针对图像处理部220及图像形成处理部230的OCT图像有关的处理，说明其中的一例。
图像处理部220执行沿着各扫描线Ri(主扫描方向)的眼底Ef的断层图像形成处理。另外，图像处理部230进行基于图像形成部220形成的断层图像的眼底Ef的三维图像的形成处理等。
图像形成部220的断层图像的形成处理与先前同样，包含两阶段的运算处理。在第1阶段的运算处理，根据对应于各扫描点Rij的检测信号Dij，形成在该扫描点Rij的眼底Ef的深度方向(图1所示z方向)的图像。
图7表示由图像处理部220所形成的断层图像的形态。在第2阶段的运算处理中，对于各扫描线Ri，根据其上的n个扫描点Ri1～Rin上的深度方向的图像，形成沿着该扫描线Ri的眼底Ef的断层图像Gi。此时，图像形成部220参照各扫描点Ri1～Rin的位置信息(上述扫描位置信息)，决定各扫描点Ri1～Rin的排列及间隔，并形成该扫描线Ri。利用以上的处理，获得副扫描方向(y方向)上不同位置上的m个断层图像G1～Gm。
接着，说明图像处理部230的眼底Ef的三维图像的形成处理。眼底Ef的三维图像是根据通过上述运算处理所获得的m个断层图像而形成。图像处理部220进行在邻接的断层图像Gi、G(i+1)之间内插图像的众所周知的内插处理等，从而形成眼底Ef的三维图像。
此时，图像处理部230参照各扫描线Ri的位置信息而决定各扫描线Ri的排列及间隔，从而形成该三维图像。该三维图像中，根据各扫描点Rij的位置信息(上述扫描位置信息)与深度方向的图像的z坐标，设定三维坐标系(x、y、z)。
而且，图像处理部230根据该三维图像，可以形成主扫描方向(x方向)以外的任意方向的剖面上的眼底Ef的断层图像。当指定剖面时，图像处理部230确定该指定剖面上的各扫描点(及/或所内插的深度方向的图像)的位置，并从三维图像中抽取各确定位置上的深度方向的图像(及/或所内插的深度方向的图像)，且通过将所抽取的多个深度方向的图像进行排列，而形成该指定剖面上的眼底Ef的断层图像。
另外，图7所示的图像Gmj表示扫描线Rm上的扫描点Rmj上的深度方向(z方向)的图像。同样，可用“图像Gij”表示在上述第1阶段的运算处理中所形成的、各扫描线Ri上的各扫描点Rij上的深度方向的图像。
[动作]
说明具有以上所述结构的眼底观察装置1的动作。图8所示的流程图是表示眼底观察装置1的动作的一例。
最初，拍摄受检眼E的眼底Ef表面的二维图像(眼底图像Ef’)(S1)，并且取得眼底Ef的断层图像Gi(i＝1～m)(S2)。
控制部210将眼底图像Ef’(的图像数据)及断层图像Gi(的图像数据)记忆到图像记忆部250。另外，当仅执行本发明的处理时，无须实施步骤S1的眼底图像Ef’的拍摄。
控制部210从图像记忆部250读出断层图像G1～Gm，且发送到图像处理部230。另外，各断层图像Gi是具有从扫描线Ri延伸到眼底Ef的深度方向(+z方向)上的剖面的断层图像。以下，将断层图像Gi的剖面称作“对应于扫描线Ri的剖面”。
图像处理部230依据断层图像Gi(i＝2～m-1)、断层图像G(i+1)以及G(i-1)来进行演算，藉此形成与扫描线Ri相对应的剖面上的新的断层图像(S3～S5)。以下，对该处理进行详细说明。
此处，断层图像Gi具有与扫描线Ri相对应的剖面。又，断层图像G(i+1)、G(i-1)分别具有与邻接于扫描线Ri的扫描线R(i+1)、R(i-1)相对应的剖面。因此，与扫描线R(i+1)、R(i-1)相对应的剖面分别邻接于与扫描线Ri相对应的剖面。又，如图9所示，与扫描线Ri、R(i+1)、R(i-1)相对应的剖面排列在y方向上。
以下，对于上述的新的断层图像，说明与扫描线Ri相对应的剖面的任意位置Pi＝(xi、yi、zi)上像素的像素值的决定处理的一例。这样，通过决定任意位置Pi上像素的像素值，可形成上述新的断层图像。
图像处理部230首先求出与位置Pi相对应的断层图像G(i+1)、G(i-1)的像素的坐标值(S3)。
因此，图像处理部230求出经过位置Pi且平行于y方向的直线(图9的虚线部分)的式子，并且求出该直线与各断层图像G(i+1)交叉的位置P(i+1)的坐标。该位置P(i+1)的坐标为(xi、y(i+1)、zi)，且为与位置Pi相对应的断层图像P(i+1)的像素的坐标值。同样，该直线与断层图像G(i-1)交叉的位置P(i-1)的坐标为(xi、y(i-1)、zi)，且为与位置Pi相对应的断层图像P(i-1)的像素的坐标值。
此处，yi、y(i+1)、y(i-1)分别是图6(A)所示的扫描线Ri、R(i+1)、R(i-1)的y坐标值。又，各扫描线Ri、R(i+1)、R(i-1)的y坐标值可由前述的扫描位置信息取得。因此，可并不如上所述使用直线，而使用位置Pi的x坐标值xi以及z坐标值zi、以及扫描线R(i+1)、R(i-1)的y坐标值y(i+1)、y(i-1)，求出与位置Pi相对应的断层图像G(i+1)、G(i-1)的像素的坐标值(xi、y(i+1)、zi)、(xi、y(i-1)、zi)。
接着，图像处理部230计算出断层图像Gi的位置Pi的像素的像素值、断层图像G(i+1)的位置P(i+1)的像素的像素值、与断层图像G(i-1)的位置P(i-1)的像素的像素值该三者的平均值(S4)。
此时，可适当地使用如下任意一种演算方法：并非求出上述像素值的平均值，而是求出例如中间值(median)，即，对于多个值进行统计演算而求出一个值(有时称作“平均值等”)。
对于各位置Pi计算上述的平均值等后，图像处理部230将以该平均值等作为像素值的像素配置在位置Pi，藉此形成断层图像(S5)。该断层图像是目标断层图像，即，与扫描线Ri相对应的剖面上的新的断层图像。
图像处理部230对于各断层图像Gi(i＝2～m-1)来执行步骤S3～S5的处理。
而且，图像处理部230使用断层图像G1及断层图像G2来实施与上述相同的处理，藉此形成与扫描线R1相对应的剖面上的新的断层图像(S6)，并且，使用断层图像Gm及断层图像G(m-1)来实施与上述相同的处理，藉此形成与扫描线Rm相对应的剖面上的新的断层图像(S7)。
控制部210将步骤S5～S7中所形成的m个新的断层图像记忆到图像记忆部250。又，根据需要，图像处理部230可依据步骤S5～S7中所形成的新的断层图像而形成眼底Ef的三维图像。又，根据需要，图像处理部230可依据该三维图像而形成眼底Ef的任意剖面上的断层图像。以上，已完成对实施形态的眼底观察装置1动作的说明。
[作用·效果]
以下，对于如上所述而动作的本实施形态的眼底观察装置1(光图像计测装置)的作用以及效果进行说明。
该眼底观察装置1的作用在于，对于与各扫描线Ri相对应的剖面，依据该剖面上的断层图像Gi、及与扫描线R(i+1)、R(i-1)相对应的剖面上的断层图像G(i+1)、G(i-1)来进行演算，藉此，形成与扫描线Ri相对应的剖面上的新的断层图像。
该新的断层图像是使用单个剖面(与扫描线Ri相对应的剖面)的计测结果、以及其他剖面(与扫描线R(i+1)、R(i-1)相对应的剖面)的计测结果而形成的。
因此，根据该眼底观察装置1，与仅根据单个剖面的计测结果而形成断层图像的旧有的结构相比，可提高所形成的断层图像的画质。又，依据上述新的断层图像而形成三维图像，藉此，可得到画质比先前更高的三维图像。而且，依据该三维图像形成任意剖面上的断层图像，藉此，可得到画质比先前更高的断层图像。
又，根据该眼底观察装置1，在与扫描线Ri相对应的剖面的新的断层图像的形成处理中，参照与该剖面邻接且与扫描线R(i+1)、R(i-1)相对应的剖面上的断层图像，因此可提高所形成的新的断层图像的画质。
又，该眼底观察装置1计算出位置Pi上的断层图像Gi的像素的像素值、与对应于位置Pi的位置P(i+1)、P(i-1)上的断层图像G(i+1)、G(i-1)的像素的像素值的平均值等，而形成以该平均值等作为位置Pi的像素的像素值的新的断层图像。进行这样的统计演算，求出各像素的像素值而形成新的断层图像，藉此可提高画质。
[变化例]
以上所详细说明的结构仅是较好地适用本发明的光图像计测装置的一例。因此，可在本发明旨趣的范围内适当地进行任意变形。以下，对本发明的光图像计测装置的各种变化例进行说明。
上述实施形态中，对于步骤S2中所取得的各个断层图像Gi(i＝1～m)的剖面形成新的断层图像，但也可仅对于上述断层图像Gi的剖面中的任意数量的剖面形成新的断层图像。
上述实施形态中，对于各断层图像Gi(i＝2～m-1)的剖面，参照位于其两侧的断层图像G(i+1)、G(i-1)而形成新的断层图像，但也可参照邻接于该断层图像Gi剖面的任意数量的剖面的断层图像G(i+1)、......、G(i+p)、G(i-1)、......、G(i-q)而形成新的断层图像(此处，p≥0、q≥0、1≤p+q≤m-1)。
另外，所谓邻接于断层图像Gi的剖面的“邻接”，是指包含于预先设为用于形成该剖面的新的断层图像的处理的其他剖面的断层图像的、与该剖面的距离或剖面数量的范围内。
当预先设定距离的范围(例如0＜dist≤D)且相邻剖面的间隔为d时，图像处理部230参考该剖面两侧(或一侧)的[D÷d]个的断层图像而形成该剖面的新的断层图像(此处，[·]为高斯取整符号)。
又，当预先设定剖面数量的范围M≥1时，图像处理部230参照该剖面两侧(或一侧)的M个断层图像而形成该剖面的新的断层图像。
又，对于断层图像G1、Gm的剖面，也可参照邻接于该剖面的任意数量的剖面的断层图像而形成新的断层图像。
上述实施形态中，对于相互平行排列的多个剖面上的断层图像进行了说明，但剖面可为任意形态。
例如，如图10所示，取得排列为同心圆形的多个(6个)剖面上的断层图像H1～H6。此时，对断层图像H4的剖面上的新的断层图像的形成处理进行说明。此处，符号C表示信号光LS的圆形的扫描中心位置(称作扫描中心)，信号光LS用于取得同心圆形剖面的断层图像H1～H6。另外，同心圆形剖面的数量一般为多个(数十～数百个)。
图像处理部230对于断层图像H4的剖面的任意位置Q4，首先求出连接该位置Q4和扫描中心C的直线(图10的虚线部分)的式子。接着，图像处理部230分别求出该直线与断层图像H3、H5的剖面交叉的位置Q3、Q5。位置Q3、Q5相当于与断层图像H4的剖面位置Q4相对应的断层图像H3、H5的剖面位置。而且，图像处理部230计算出位置Q4的像素的像素值、位置Q3的像素的像素值、与位置Q5的像素的像素值该三者的平均值等。对于断层图像Q4的剖面的各位置Q4实施这样的处理，藉此可形成该剖面上的新的断层图像。
接着，对获得螺旋状剖面的断层图像进行说明。螺旋状剖面为单个剖面，但此处将围绕螺旋中心旋转一周的剖面定义为一个剖面。藉此，与上述为同心圆时相同，可形成螺旋状剖面的任意位置上的新的断层图像。
接着，对于取得排列为放射状的多个剖面的断层图像的情况进行说明。图11表示排列为放射状的4个剖面的断层图像J1～J4。此处，符号S表示上述剖面的交叉位置。另外，放射状剖面的数量一般为多个(数十～数百个)。
图像处理部230对于断层图像J3的剖面的任意位置U3，首先求出以剖面交叉位置S为中心且经过位置U3的圆(图11的虚线部分)的式子。接着，图像处理部230分别求出该圆与断层图像J2、J4的剖面交叉的位置U2、U4。位置U2、U4相当于与断层图像J3的剖面的位置U3相对应的断层图像J2、J4的剖面的位置。而且图像处理部230计算位置U3的像素的像素值、位置U2的像素的像素值、与位置U4的像素的像素值该三者的平均值等。对于断层图像J3的剖面的各位置U3实施这样的处理，藉此，可形成该剖面上的新的断层图像。
另外，上述处理除了可应用于放射状以外，也可应用于剖面交叉的任意剖面形态。
上述实施形态中，由图像形成部220(图像形成板208)进行眼底图像的形成处理，并且由控制部210(微处理器201等)进行各种控制处理，但也可使该两者的处理借由1台或者多台电脑来执行而构成。
上述实施形态中，对于具有眼底相机功能及光图像计测装置功能的眼底观察装置进行了说明，但也可将本发明应用于具有其他眼底观察功能，例如细缝灯(slit lamp，细缝灯显微镜装置)功能、光图像计测装置功能的装置中。
又，本发明的结构不仅可应用于上述的复合式装置中，当然也可应用于普通的光图像计测装置个体中。
例如，对于本发明人的日本专利特开2005-241464号公报中所揭示的光图像计测装置等、根据参照物体的位置而进行眼底的深度方向的定位而构成的任意光图像计测装置，可应用自动设定该参照物体位置的本发明的结构。
又，对于如本发明人的日本专利特开2007-130403号公报中揭示的光图像计测装置等、具有使用检流计镜等扫描信号光的结构的任意光图像计测装置，可应用自动设定信号光的扫描位置的本发明的结构。
又，上述实施形态中，形成眼底的断层图像，但本发明的“被测定物体”可为任意的生物体组织或工业产物等、可由光图像计测装置取得断层图像的任意物体。
当以高准确度来实施本发明的处理时，重要的是作为修正对象的一个断层图像、与修正处理中所参照的其他断层图像的位置关系的准确度(参照图9)。以下，对该定位处理的示例进行说明。
作为第1例，对于日本专利特开2007-130403号公报、特开2007-252692号公报、特开2007-325831号公报等中所揭示的使用“积算图像”的方法进行说明。
积算图像是对于断层图像在深度方向上进行积算而产生的图像此处，“在深度方向上进行积算”是指，将断层图像所含的各深度方向上的图像Gij的各深度位置上的亮度值(像素值)在深度方向上进行投影的演算处理。对各深度方向的图像Gij进行积算所得的点状图像，具有将其深度方向的图像Gij的各z位置的亮度值投影到深度方向上所得的亮度值。
积算图像的形成处理由图像处理部230来实施。尤其是，图像处理部230将m×n个图像Gij在深度方向上分别进行积算，藉此形成由二维地分布于扫描区域R的m×n个点状图像构成的积算图像。该积算图像，与该扫描区域R内的眼底图像Ef’(眼底表面的二维图像)相同，是表示眼底Ef的表面形态的图像。
图像处理部230对眼底图像Ef’与积算图像进行定位。该处理与例如上述文献相同，可由分别指定眼底图像Ef’中的血管区域及积算图像中的血管区域，且对上述血管区域进行定位而实现。藉此，可参照眼底图像Ef′而对m个断层图像G1～Gm的位置关系(xy方向的位置关系)进行补正。
图像处理部230对于如上所述补正了位置关系的断层图像G1～Gm，求出各断层图像Gi的任意像素(位置)Pi所对应的断层图像G(i+1)、G(i-1)的像素P(i+1)、P(i-1)的坐标值(参照图8的步骤3)，而且实施图8的步骤4以后的处理。
根据这样的变化例，可提高作为修正对象的一个断层图像Gi、与修正处理中所参照的其他断层图像G(i+1)、G(i-1)在xy方向上的位置关系的准确度，且能以高准确度来实施本发明的处理。
与此相同，对断层图像G1～Gm在深度方向(z方向)上的位置关系进行补正，藉此，也可提高深度方向上的位置关系的准确度。此处，深度方向上的位置关系的补正处理，可通过如下方式而实现，例如调整断层图像Gi的z位置，以使与断层图像Gi所表现出的层的深度位置相一致。以上，已完成第1例的说明。
接着，对第2例进行说明。第2例中，说明以下内容，即，使用眼底图像Ef’来检测受检眼E的动作，藉此使作为修正对象的一个断层图像、与修正处理中所参照的其他断层图像的位置关系的准确度提高的方法。
本例中使用的眼底图像Ef’，为例如由红外照明光取得的用于眼底观察的动态图像。该动态图像的帧频(frame rate)，优选与信号光LS的扫描同步，例如，动态图像的帧的切换时序与扫描线Ri的切换时序同步。更理想的是，每取得一个断层图像Gi(即，每当扫描各扫描线Ri)，则获得一个帧。藉此，可使各断层图像Gi分别与一个帧对应。另外，这样的同步处理由控制部210执行。
图像处理部230从如上所述而取得的各帧中的图像中指定特征性的图像区域(特征区域)。作为该特征区域，例如有相当于视神经乳头(opticpapilla)周边部的图像区域、相当于视神经乳头中心位置的图像区域、相当于黄斑部的图像区域、相当于血管的分支位置或端部的图像区域等。上述特征区域的特定处理，可使用例如针对像素值的阈值处理或图案识别处理等众所周知的图像处理技术而实施。另外，对于各帧指定相同的特征区域。
然后，图像处理部230求出对于各帧所指定的特征区域在帧中的位置。而且，图像处理部230依据上述位置，而求出该动态图像的特征区域的位置的随着时间的变化情况。藉此，可知各帧中的特征区域相对于例如最初的帧(与最初的扫描线R1对应)的特征区域的位置(基准位置)而产生的位移。该位移是xy方向上的位移。
图像处理部230依据各帧中的特征部位的位移而对与该帧对应的断层图像Gi的xy方向上的位置进行补正。该补正处理是藉由改变断层图像Gi的位置以消除该位移而实施的。而且，图像处理部230实施图8的步骤3以下的处理。
根据上述的变化例，对于因信号光LS的扫描过程中受检眼E的移动而产生的断层图像Gi的位置偏移进行补正之后，可使作为修正对象的一个断层图像Gi、与修正处理中所参照的其他断层图像G(i+1)、G(i-1)在xy方向上的位置关系的准确度提高，因此，能以高准确度来实施本发明的处理。另外，也可与第2例的处理一起，实施上述第1例中所说明的深度方向上的位置补正。
[关于图像处理装置]
以下，对于本发明的图像处理装置进行说明。另外，上述实施形态中，使用演算控制装置200作为图像处理装置。
本发明的图像处理装置包括：记忆元件，用于记忆被测定物体的多个剖面上的各个断层图像；以及，图像处理元件，依据一个剖面上的断层图像、以及该一个剖面以外的一个或以上的剖面上的各个其他断层图像而进行演算，藉此形成该一个剖面上的新的断层图像。上述实施形态的演算控制装置200中，图像记忆部250作为记忆元件而发挥功能，图像处理部230作为图像处理元件而发挥功能。
根据这样的图像处理装置，与仅根据单个剖面上的计测结果而形成断层图像的旧有的结构相比，可提高所形成的断层图像的画质。又，依据上述新的断层图像而形成三维图像，藉此取得画质比先前更高的三维图像。而且，依据该三维图像而形成任意剖面上的断层图像，藉此可取得画质比先前更高的断层图像。
[关于程序]
以下，对于控制本发明的装置的程序进行说明。上述实施形态中，控制程序204a相当于该程序。
该程序使电脑作为以下的图像处理元件而发挥功能，上述电脑例如像演算控制装置200这样具有对被测定物体的多个剖面上的各个断层图像进行记忆的记忆元件，上述图像处理元件依据一个剖面上的断层图像、及该一个剖面以外的一个或一个以上的剖面上的各个其他断层图像而进行演算，藉此形成该一个剖面上的新的断层图像。
根据上述的程序，与仅根据单个剖面上的计测结果来形成断层图像的旧有的结构相比，可提高所形成的断层图像的画质。又，依据上述新的断层图像而形成三维图像，藉此可取得画质比先前更高的三维图像。而且，依据该三维图像形成任意剖面上的断层图像，藉此可取得画质比先前更高的断层图像。
另外，为了实现上述实施形态中所说明的各种处理，可适当地改变上述图像处理装置或程序。

Claims (9)

1、一种光图像计测装置，形成被测定物体的多个剖面上的各个断层图像，该光图像计测装置的特征在于包括：
图像处理元件，依据前述多个剖面中的一个剖面上的断层图像、及前述一个剖面以外的一个或以上的剖面上的各个其他断层图像来进行演算，藉此形成前述一个剖面上的新的断层图像。
2、根据权利要求1所述的光图像计测装置，其特征在于其中所述的图像处理元件依据前述一个剖面上的断层图像、及邻接于前述一个剖面的剖面上的前述其他断层图像而进行演算，藉此形成前述新的断层图像。
3、根据权利要求1所述的光图像计测装置，其特征在于其中所述的图像处理元件依据前述一个剖面的预定位置上的断层图像的像素的像素值、及对应于前述预定位置的位置上的前述其他断层图像的像素的像素值来进行演算，藉此求得前述预定位置上的前述新的断层图像的像素的像素值。
4、根据权利要求2所述的光图像计测装置，其特征在于其中所述的图像处理元件依据前述一个剖面的预定位置上的断层图像的像素的像素值、及对应于前述预定位置的位置上的前述其他断层图像的像素的像素值来进行演算，藉此求得前述预定位置上的前述新的断层图像的像素的像素值。
5、根据权利要求3所述的光图像计测装置，其特征在于其中所述的图像处理元件计算出前述预定位置上的断层图像的像素的像素值、与对应于前述预定位置的位置上的前述其他断层图像的像素的像素值的平均值，作为前述预定位置上的前述新的断层图像的像素的像素值。
6、根据权利要求4所述的光图像计测装置，其特征在于其中所述的图像处理元件计算出前述预定位置上的断层图像的像素的像素值、与对应于前述预定位置的位置上的前述其他断层图像的像素的像素值的平均值，作为前述预定位置上的前述新的断层图像的像素的像素值。
7、根据权利要求3所述的光图像计测装置，其特征在于其中所述的图像处理元件计算出前述预定位置上的断层图像的像素的像素值、与对应于前述预定位置的位置上的前述其他断层图像的像素的像素值的中间值，作为前述预定位置上的前述新的断层图像的像素的像素值。
8、根据权利要求4所述的光图像计测装置，其特征在于其中所述的图像处理元件计算出前述预定位置上的断层图像的像素的像素值、与对应于前述预定位置的位置上的前述其他断层图像的像素的像素值的中间值，作为前述预定位置上的前述新的断层图像的像素的像素值。
9、一种图像处理装置，其特征在于其包括：
记忆元件，记忆被测定物体的多个剖面上的各个断层图像；以及
图像处理元件，依据前述多个剖面中的一个剖面上的断层图像、及前述一个剖面以外的一个或以上的剖面上的各个其他断层图像来进行演算，藉此形成前述一个剖面上的新的断层图像。
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