CN102264282B - 用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底图像的摄像设备和方法 - Google Patents

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Abstract

光学单元将来自测量光路的光束集中在眼底上的第一照射位置和第二照射位置。然后，控制单元控制扫描单元，使得在第一照射位置和第二照射位置集中的光束在眼底的第一扫描区域和第二扫描区域扫描，并且使得第一扫描区域和第二扫描区域重叠以形成重叠区域。断层信息获取单元从干涉光在第一扫描区域和第二扫描区域中获取第一断层信息和第二断层信息。基于重叠区域中的第一断层信息和第二断层信息，从第一扫描区域和第二扫描区域中的第一断层信息和第二断层信息，获取第三断层信息。

Description

用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底图像的摄像设备和方法
技术领域
本发明涉及用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底图像的摄像设备和方法。更具体地，本发明涉及通过利用低相干光的干涉来高速获取准确的与眼底有关的断层信息的技术。
背景技术
作为高分辨率生物仪器测量技术，已经研究和开发了利用低相干光通过光学相干断层成像法(下文简称为OCT)拍摄被检体的图像的技术。特别地，通过利用视网膜的断层图像，可以准确地检测出视网膜的疾病。由于该原因，该技术实际上应用于眼底检查设备，并且正为了更高的性能进行进一步的研究和开发。
OCT粗略分为两类。一类是用于通过控制参考光的光路长度来改变拍摄断层图像的位置的时域OCT(TD-OCT)。另一类是可以通过一个操作来获取在眼深度方向(光学系统的光轴方向)上的数据的傅立叶域OCT(FD-OCT)。
傅立叶域OCT进一步分为两类。一类是利用衍射光栅分割干涉光、并且利用线传感器检测分割出的光的谱域OCT(SD-OCT)。另一类是利用能够进行波长扫描的光源的扫频OCT(SS-OCT)。现在，由于与时域OCT相比，谱域OCT获取眼深度方向上的数据所需的时间更短，因而谱域OCT处于主流。在眼底检查设备的情况下，由于在测量期间被检者的移动、眨眼或无意识眼动，因而眼的位置偏移，并且这引起图像的错位。由于该原因，需要缩短测量时间。专利文献1(PCT日本申请特表2008-508068号公报)公开了将多个光斑施加至眼上、以获取眼的三维结构的OCT。
引用列表
专利文献
PTL 1
PCT日本申请特表2008-508068号公报
发明内容
技术问题
专利文献1(PCT日本申请特表2008-508068号公报)提及将多个光束施加至眼上，从而使各光束的测量区域变得窄以提高测量速度，但没有公开利用多个光束获取眼底的断层图像。
在获取眼底断层图像期间，可能由例如无意识眼动引起断层图像的错位。在此情况下，如果利用多个光束从多个测量区域获取断层图像，则断层图像可能错位。这使得难以基于该断层图像重建整个测量区域的断层图像。
问题的解决方案
根据本发明的一方面，一种光学相干断层信息获取设备，包括：第一干涉单元和第二干涉单元，其各自具有参考光路和测量光路；光学单元，用于将来自所述第一干涉单元和所述第二干涉单元的测量光路的光束集中在眼底上的第一照射位置和第二照射位置，所述光学单元包括用于使所集中的光束扫描所述眼底的扫描单元；控制单元，用于控制所述扫描单元，使得在所述第一照射位置和所述第二照射位置集中的光束扫描所述眼底的第一扫描区域和第二扫描区域，并且使得所述第一扫描区域和所述第二扫描区域重叠以形成重叠区域；以及断层信息获取单元，用于从所述第一干涉单元和所述第二干涉单元中的干涉光束，获取所述第一扫描区域和所述第二扫描区域中的第一断层信息和第二断层信息，其中，基于所述重叠区域中的第一断层信息和第二断层信息，从所述第一扫描区域和所述第二扫描区域中的第一断层信息和第二断层信息获取第三断层信息。
根据本发明的另一方面，一种摄像设备，用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底的图像，所述摄像设备包括：光学单元，用于将入射至前眼部的多个测量光束集中在所述眼底上的多个照射位置，并且所述光学单元包括用于使所集中的测量光束扫描所述眼底的扫描单元；断层信息获取单元，用于利用所述测量光束来获取与所述眼底有关的断层信息；以及控制单元，用于控制所述扫描单元，使得在所述照射位置集中的测量光束扫描所述眼底的多个扫描区域，并且使得所述多个扫描区域中的相邻扫描区域彼此重叠。
根据本发明的又一方面，一种摄像方法，用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底的图像，所述摄像方法包括：集光步骤，用于将入射至前眼部的多个测量光束集中在所述眼底上的多个照射位置；扫描步骤，用于使所集中的测量光束扫描所述眼底的多个扫描区域，使得所述多个扫描区域中的相邻扫描区域彼此重叠；以及断层信息获取步骤，用于利用所述测量光束来获取与所述眼底有关的断层信息。
根据本发明的又一方面，一种摄像设备，用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底的图像，所述摄像设备包括：光学单元，用于将入射至前眼部的多个测量光束集中在所述眼底上的多个照射位置，并且所述光学单元包括用于使所集中的测量光束扫描所述眼底的扫描单元；以及断层信息获取单元，用于利用所述测量光束来获取与所述眼底有关的断层信息，其中，所述光学单元将所述测量光束集中在所述眼底上的照射位置，使得所述测量光束在所述前眼部交叉。
发明的有益效果
由于眼底的多个光扫描区域重叠，因而即使当由例如无意识眼动引起断层图像之间的错位时，也可以根据该断层图像重建整个测量区域的断层图像。
附图说明
图1A是根据实施例的光学相干断层信息获取设备的示意性结构图。
图1B是根据其它实施例的光学相干断层信息获取设备的示意性结构图。
图2是示出第一实施例的示意性结构图。
图3A是第一实施例中的测量臂的示意性结构图。
图3B是第一实施例中的测量臂的示意性结构图。
图3C是第一实施例中的信号检测臂的示意性结构图。
图3D是第一实施例中的信号检测臂的示意性结构图。
图4A是示出第一实施例中的扫描区域的结构图。
图4B是示出第一实施例中的扫描区域的结构图。
图5A是示出重叠区域中的数据形成的解释图。
图5B是示出重叠区域中的数据形成的解释图。
图5C是示出重叠区域中的数据形成的解释图。
图6是示出重叠区域中的体数据的形成的解释图。
图7A是示出照射光斑处的串扰的解释图。
图7B是示出照射光斑处的串扰的解释图。
图8A是示出第二实施例的示意性结构图。
图8B是示出第二实施例的示意性结构图。
图9A是示出第二实施例的变形的解释图。
图9B是示出第三实施例的解释图。
图10是示出第四实施例的示意性结构图。
图11是示出第三实施例的流程图。
图12A是示出第三实施例中在深度方向上的移动的解释图。
图12B是示出第三实施例中在深度方向上的移动的解释图。
具体实施方式
将参考图1A说明根据实施例的光学相干断层信息获取装置(也称为用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底图像的摄像设备)。本发明可应用于Michelson干涉仪或Mach-Zehnder干涉仪。此外，在本发明中，光可以在空间中或者经由光纤传播。
光源11生成光。优选地，光源11由用于生成低相干光的例如超辐射发光二极管(SLD)的光源构成。
第一干涉单元12和第二干涉单元13各包括参考光路和测量光路。例如，下文将说明与第一实施例中的参考光臂107和测量臂111相对应的参考光路和测量光路。
分割单元(例如束分割器)14将来自光源11的光分割为要引导至第一干涉单元12的光束和要引导至第二干涉单元13的光束。在本发明中，可以在不利用分割单元的情况下使用多个光源。换言之，可以将来自多个光源的光束分别引导至多个干涉单元。
光学单元15将来自第一干涉单元12和第二干涉单元13的测量光路的光束集中在眼底16上的第一照射位置17和第二照射位置18处。光学单元15包括用于以集中的光束扫描眼底16的扫描单元19。
优选地，光学单元15将光束施加至人眼的前眼部22，并且使光束经由瞳孔集中在眼底16的第一照射位置17和第二照射位置18处。更优选地，光学单元15包括透镜。在此情况下，当来自第一干涉单元12和第二干涉单元13的测量光路的光束穿过透镜时，各光束发生色散。如果光束穿过透镜的位置不同，则有时色散也不同。为了补偿色散，优选将第一色散补偿单元和第二色散补偿单元分别设置在第一干涉单元12和第二干涉单元13的参考光路中。例如，色散补偿单元与以下第一实施例中的光学块109相对应。
优选地，集中在眼底16的第一照射位置17和第二照射位置18处的光束的光斑之间的距离大于或等于光斑的直径(大小或长度)之和(当光斑具有同样大小时，大于光斑大小的两倍)。这可以避免从第一照射位置17和第二照射位置18返回的光束之间的干涉。因此，可以获取具有高S/N比的断层图像。这是因为如果从第一照射位置17和第二照射位置18返回的光束彼此干涉，则在所获取的断层信息中引起噪声。
在Nakamura，″High Speed Three Dimensional Human RetinalImaging by Line Field Spectral Domain Optical CoherenceTomography″，Optics Express Vol.15，No.12(2007)中公开了如下的摄像设备：利用来自光源的用作为线照明的光对眼底进行照明，并且通过区域传感器检测从眼底反射的光与参考光之间的干涉信号。根据该论文，线照明允许在不扫描的情况下进行低相干断层摄像，然而由于光信号从眼底上的相邻区域入射到区域传感器而发生串扰。因而，通过如上所述将光斑之间的距离设置为大于或等于光斑直径之和，可以减少串扰。这允许获取具有高S/N比的断层信息。
控制单元20控制扫描单元19以使得在第一照射位置17和第二照射位置18集中的光束在眼底16的第一扫描区域和第二扫描区域中扫描，并且使得第一扫描区域和第二扫描区域(或者多个扫描区域中的相邻扫描区域)重叠以形成重叠区域。优选地，控制单元20控制扫描单元19以使得第一扫描区域和第二扫描区域的位置彼此相关。例如，在以下的第一实施例中，第一扫描区域和第二扫描区域与扫描区域145相对应，并且重叠区域与重叠区域137相对应。
断层信息获取单元21分别从第一干涉单元12和第二干涉单元13中的干涉光束获取第一断层信息和第二断层信息。优选地，通过来自眼底16的返回光与来自参考光路的返回光之间的干涉，获得第一干涉单元12和第二干涉单元13中的干涉光束。
根据第一断层信息和断层数据获取第三断层信息。例如，合成第一断层信息和第二断层信息。在此情况下，通过使用重叠区域中的第一断层信息和第二断层信息，可以容易地合成第一断层信息和第二断层信息(例如，校正第一断层信息和第二断层信息之间的错位)。第三断层信息是在重叠区域中合成的断层信息。优选地，设置图像形成单元以根据合成后的信息形成断层图像。第三断层信息可以是第一断层信息、第二断层信息和在重叠区域中合成的断层信息中的任一个。例如，图像形成单元与以下的第一实施例中的图像形成单元161相对应。
优选地，第一断层信息和第二断层信息在扫描的副扫描方向(或者在与扫描区域配置方向大致垂直的方向，其中，在该扫描区域配置方向上配置第一扫描区域和第二扫描区域)上重叠。在此情况下，通过使用在多个扫描区域中获取的多个断层信息中的、重叠区域中的断层信息(例如，通过计算断层图像之间的相关性)，可以配准在扫描的主扫描方向(或者扫描区域配置方向)上相邻的断层图像。当然，在本发明中，可以通过上述方法在副扫描方向上进行图像配准，并且扫描区域配置方向可以与主扫描方向一致。
多个测量光束在前眼部交叉
参考图1A和1B，将根据其它实施例说明光学相干断层信息获取设备(也称为用于通过光学相干断层成像法拍摄眼底图像的摄像设备)。
光学单元15将入射到前眼部22(包括角膜和晶状体、或者包括角膜、晶状体和人工晶状体的光学系统)的多个测量光束集中在眼底16上的多个照射位置17和18处。光学单元15包括用于以集中的测量光束扫描眼底16的扫描单元19，以及用于利用测量光束获取与眼底16有关的断层信息的断层信息获取单元21。即，将光施加至眼底16，并且使用来自眼底16的返回光和参考光来测量与眼底16有关的断层信息。光学单元15以如下的方式配置：测量光束在前眼部22交叉、并且在各照射位置处集中。换言之，多个入射光束在前眼部22交叉。优选调节光学单元15(例如，目镜25)与前眼部22之间的相对位置。
更具体地，光学单元15将第一光23和第二光24施加至眼底16上，以使得第一光23集中在第一照射位置17处，并且使第二光24集中在与第一照射位置17不同的第二照射位置18处。
第一光23和第二光24交叉。前眼部22位于第一光23和第二光24交叉的位置处。
日本特开2006-195240号公报公开了如下的设备：利用微透镜阵列盘(以阵列布置多个集光透镜的结构)将多个测量光束施加至诸如活体组织或活体细胞等的样本上，从而在样本上形成多个会聚部。在该公报公开的设备中，将平行光施加至样本上，并且检测所施加的平行光的反射光与参考光之间的干涉光以生成样本的断层图像。
日本特开平8-252256号公报公开了如下的光学相干断层摄像设备：该设备包括多个光源、共用光源的物体光摄像光学系统和参考光摄像光学系统、以及与光源相对应地离散定位的光学传感器。该公报所公开的设备将光施加至平面成像面。
当在用于测量与眼底有关的断层信息的OCT设备中将多个光束施加至眼底时，多个光束需要首先入射至前眼部(包括角膜和晶状体或人工晶状体的透镜)。为了诊断疾病，需要将多个光束施加至比前眼部更宽的区域(更宽的视角)。
因而，可以通过如上所述、将多个测量光束集中在眼底上的多个照射位置以使得测量光束在前眼部交叉，获得与现有技术相比具有更宽的视角的OCT设备。这里，优选对施加第一光23和第二光24的区域的位置进行相关。这使得可以把握光学系统的入射位置。
优选地，设置扫描镜(或扫描单元19)以扫描施加有第一光23和第二光24的眼底的区域。扫描镜优选位于与前眼部共轭的位置处。这使得能够同时控制多个束。
此外，优选设置用于反射与第一光23干涉的参考光的第一参考镜和用于反射与第二光24干涉的参考光的第二参考镜。此外，对于第一参考镜和第二参考镜在光学单元15的光轴方向上的相对位置，优选在第一光23的光路长度和第二光24的光路长度之间形成差异。这可以抑制由于光路长度的差异而导致的在光轴方向的图像错位。使用单个束具有以下问题。即，在视角(光施加至眼底的区域)增大的情况下，当束穿过光学系统(例如，透镜)的不同光路时，光路长度之间的差异有时变得比之前更大。由于该原因，当利用单个束时，难以仅利用一个参考镜进行控制。
第一实施例(SD-OCT和三个扫描区域)
以下将说明第一实施例。图2示意性示出第一实施例的结构。
光源(光学相干光源)101发射近红外低相干光。从光源101发射出的光经由光纤102传播，并且通过光分割单元(束分割器)103朝向三个光纤105进行分割。通过光学耦合器104a、104b和104c将光纤105中的分割出的光束朝向参考光臂107和测量臂111进行分割。光源101与用于驱动光源101的驱动电路129相连接。
首先，下文将说明参考光臂107。
从光纤106a、106b和106c(参考光臂107用的光纤)发出的近红外光学相干光束经由准直光学系统108(准直器)入射至光学块109(玻璃块或色散补偿器)。然后，光束通过反射镜110被反射，并且再次入射至光纤106a、106b和106c。光学块109由与光束的光路相对应的光学块元件109a、109b和109c构成，并且用于补偿参考光臂107中的光学系统的色散。反射镜110与控制单元131相连接，其中，控制单元131用于控制反射镜110的位置使得可以独立地控制光路长度。此外，通过用于驱动控制单元131的驱动单元132来控制反射镜110。
然后，以下将说明测量臂111。
通过光学耦合器104a、104b和104c分割出的光束分别经由光纤112a、112b和112c(测量臂111用的光纤)从光纤端120a、120b和120c(出射端)出射。图2示出沿光轴方向获得扫描单元114(扫描器)的主扫描截面的状态。通过光学透镜113使从光纤端120a、120b和120c出射的光束大致平行。扫描单元114位于如下位置处，该位置使得从光源经由出射端120a、120b和120c行进的主光线在扫描单元114的偏转点处交叉。扫描单元114由具有可旋转镜面的检流计镜构成，并且用于使入射光偏转。此外，扫描单元114与用于控制扫描单元114的控制电路133相连接。这里，扫描单元114是具有两个检流计镜的二维扫描单元，并且可以在两个方向、即图面内的主扫描方向和与图面垂直的副扫描方向上进行扫描。成像透镜115使通过扫描单元114扫描的光束在中间成像面116上形成光纤端120的共轭像。然后，光束穿过物镜(目镜)117和瞳孔119，并且在要检查的眼118的眼底(视网膜)122上形成与光纤端120a、120b和120c相对应的照射光斑121a、121b和121c。当通过扫描单元114进行面内偏转(在方向136上)时，照射光斑121a、121b和121c在眼底(视网膜)122上移动，如箭头135所示(在扫描点移动方向上)。照射光斑移动的区域用作为扫描区域。来自照射光斑位置的反射光束沿逆光路，入射至光纤端，然后返回至光学耦合器104a、104b和104c。
以下将说明信号检测臂128。
通过信号检测臂128检测从参考光臂107和测量臂111返回的干涉光。经由光纤123a、123b和123c传播的光束从光纤端139a、139b和139c出射。从光纤端139a、139b和139c出射的光束通过准直透镜124变得平行，并且入射至分光器(衍射光栅)125。分光器125在与图面垂直的方向上具有周期结构，并且在该方向分割光。通过成像透镜126将分割出的光束聚焦至线传感器127a、127b和127c上。线传感器127a、127b和127c与用于控制传感器以将预定的所获取的数据发送至存储单元160的控制单元130相连接。存储单元160中的数据通过控制电路134进行傅立叶变换以形成眼底的断层图像，并且将断层图像输出至图像显示单元159。第一实施例提供利用所谓的傅立叶域OCT的针对眼底的低相干断层摄像设备。
由于在第一实施例中根据眼底上的三个光斑121a、121b和121c获取断层图像，连接图像形成单元161以校正要在图像显示单元159上显示的图像。
以下将详细说明臂的结构。
图3A和3B分别是在主扫描方向上和副扫描方向上的测量臂111的截面图。在下文，用相同附图标记表示的元件具有相同的功能，并且省略对其的说明。
扫描单元114包括主扫描部114x和副扫描部114y。
将来自光纤的出射端120a、120b和120c的光束经由光学系统113、115和117在眼底(视网膜)122上聚焦为照射光斑121a、121b和121c。当在扫描单元114中以箭头136所示的主扫描偏转方向扫描时，在扫描区域135a、135b和135c中扫描照射光斑121a、121b和121c。在此情况下，在扫描区域之间设置重叠区域137a和137b。附图标记138表示光束的放射。
然后，将说明在副扫描方向上的截面的结构。在副扫描截面的扫描方向136y上，用作扫描点的照射光斑121扫描扫描区域135y。通过施加控制以使在主扫描方向上的扫描与在副扫描方向上的扫描同步，可以进行眼底上的光栅扫描。
然后，将说明信号检测臂128。图3C和3D分别是信号测量臂128的光学单元在成像方向和分光方向上的截面图。
图3C示出来自光纤端139a、139b和139c的光束聚焦在位于共轭位置的线传感器127a、127b和127c的结构。如图3C所示，使来自光纤端的光束聚焦至相应的线传感器上。
图3D示出光纤端139b和成像点127b之间的关系。从光纤端发射的光在分光器(衍射光栅)125处分割，并且根据波长在区域传感器127上形成分光光斑141a、141b和141c。由于来自光源的光的谱是连续谱，光在区域传感器上形成线图像。该谱是由图2中的干涉光臂107与测量臂111之间的光干涉形成的。通过对线传感器上的强度分布进行傅立叶变换，获得断层图像。例如，根据光源101的谱，设置分光器125的间隔和形状。
图4A和4B示出眼底(视网膜)122上的扫描区域。为了便于说明，与眼底(视网膜)122一同示出视神经乳头142和黄斑143。现在将说明如何获取视神经乳头142或黄斑143附近的视网膜的断层图像。在视网膜上大致均等隔开的位置处形成照射光斑121a、121b和121c。分别与照射光斑121a、121b和121c相对应地设置主扫描线144a、144b和144c。在图4A和4B中，通过扫描单元(未示出)扫描扫描区域145a、145b和145c。在扫描区域之间设置重叠区域137a和137b。如图4B所示，对扫描区域进行用于更精细扫描的光栅扫描。扫描线146a、146b和146c是回扫线，并且朝向预定扫描点延伸。
图5A是重叠区域137a及其周围的放大图。扫描区域145c和145b在设置在扫描区域145c和145b之间的重叠区域137a中彼此重叠。照射光斑121a和121b分别在扫描线144c和144b上进行光栅扫描。
为了通过眼底的低相干断层摄像获取体数据，需要如图5B所示、生成与体素(voxel)164中的各点相关的数据。在重叠区域以外，可以向特定点处的体素分配附近位置处的数据。相反，在重叠区域内，在多个照射光斑处存在数据。此外，在扫描区域中的照射光斑的扫描线在重叠区域中不一致。将参考图5C说明在此情况下体素的数据的生成。为了生成体素164中的预定位置149上的数据，从存储单元取出在特定扫描线上的数据获取位置147a和147b的数据。此外，从存储单元取出在与位置147a和147b不同的照射光斑的扫描线上的数据获取位置148a和148b的四个数据。然后，通过利用数据位置和数据获取位置进行插值来生成数据。在重叠区域137中，通过利用来自不同扫描区域的数据进行插值，可以平滑地连接扫描区域。
图6示出体数据165(165a，165b)的生成。为了在扫描区域145a和145b中获取体数据165a和165b，需要在眼底的断层方向166进行数据配准。例如，对于在断层方向的位置，可以想到在各扫描区域调节如图2所示的反射镜110的位置。作为代替，可以想到通过从扫描区域的体数据提取特征点来配准图像。
附图标记162a和162b表示断层图像。
如上所述，通过利用多个光斑同时扫描预定区域，可以与光斑的数量相对应地提高数据获取速度。在第一实施例中，光源101可以由用于发射近红外光的超辐射发光二极管构成。此外，在第一实施例中通过光分割单元分割来自一个光源的光，然而本发明不限于此，并且可以从不同的光源发射多个光斑。
图7A和7B示出对照射光斑之间的距离的设置。图7A示出光经由瞳孔119施加至眼118的照射光斑121a和121b上的状态。来自光斑的位置的反射光束入射至相应的光纤(未示出)以形成信号光。由于光在眼底上散射，如果两个照射光斑彼此靠近，则两个照射光斑的成分产生噪声。图7B详细示出距离的设置。在眼底122上的照射光斑121a和121b包括视网膜内的断层图像获取区域150中的焦深区域(相干区域)153a和153b。例如，这些区域中的散射引起串扰和噪声。假定考虑到视网膜表面上的光斑的展开而将眼底上的光斑的大小指定为“spot”，可以通过如下设置照射光斑之间的距离Wd来减少由于串扰引起的噪声：
Wd＞2*spot    (1)
在第一实施例中在副扫描方向形成多个照射光斑的情况下，当假定将副扫描方向的图像获取区域的视角指定为wh、并且将光斑的数量指定为N时，如下设置光斑之间的角ws：
ws＝wh/N      (2)
假定在wh方向上获取的数据的数量是Nd，如下给出光斑距离wsd：
wsd＝wh/Nd      (3)
当Nd＞N时，实现了降噪效果。
附图标记151和152分别表示在照射光斑121a和121b处会聚的光束(会聚束)。
尽管在第一实施例中如图3C所示采用了三个线传感器，但当三个线传感器组合为一个时或者当在区域传感器上形成图像时，也可以获得同样的优点。
第二实施例(五个扫描区域)
以下将说明第二实施例。在第一实施例中，如图4A和4B所示，将眼底划分为三个扫描区域，并且将主扫描方向设置为图面的右-左方向。相反，在第二实施例中，将主扫描方向设置为图面的上-下方向，并且将眼底划分为五个扫描区域。光学系统的结构可以与如图2所示的结构相同。
图8A和8B说明第二实施例中的眼底上的区域划分。利用五个照射光斑154a、154b、154c、154d和154e对眼底照明，并且在这些照射光斑的区域中进行低相干断层摄像。针对照射光斑设置参考光臂和信号检测臂(未示出)。附图标记156a～156e表示主扫描方向上的扫描线。通过扫描单元(未示出)在眼底扫描照射光斑。与扫描同步地获取眼底的低相干断层数据，并且通过记录单元(未示出)记录与该数据相对应的信号。
此外，在扫描区域之间设置重叠区域158。与图5所示的情况相同，通过图像形成单元、基于由记录单元所记录的扫描区域的数据，计算重叠区域的数据。例如，基于位置157周围的位置154a和154b的数据，生成特定位置157的数据。
现在将参考图9A说明第二实施例的变形。图9A示出将扫描区域划分为四个扫描区域155的情况。在各扫描区域155中，在如箭头所示的主扫描方向扫描照射光斑154，并且在与主扫描方向大致垂直的方向对照射光斑154进行副扫描，从而形成扫描区域。在该变形中，在扫描区域155之间设置重叠区域158。为了获取低相干断层数据，将扫描区域的数据记录在记录单元(未示出)中，并且通过图像形成单元根据所记录的数据生成体数据。
第三实施例(校正由于无意识眼动引起的图像错位)
将考虑在本发明的第一实施例和第二实施例中对人的眼底的观察。人存在称为无意识眼动的现象。因此，即使在观察眼底期间，眼底相对于光学系统移动。
例如，将参考第一实施例的图4A和4B说明针对该移动的对策。在特定瞬间，扫描区域145a、145b和145c中的信号获取位置之间的关系不改变。同时获取图中的扫描区域的左上部。
当诸如无意识眼动等的移动未发生时，假定扫描区域145c的较下侧的图像与扫描区域145b的较上侧的图像几乎彼此一致。然而，当发生无意识眼动时，扫描区域145c的较下侧的图像与扫描区域145b的较上侧的图像不一致。
现在将参考图9B说明该情况。图9B示意性示出当在与第一实施例的设备类似的设备中发生无意识眼动时所引起的图像错位。
通过扫描束获得扫描区域145a、145b和145c。在眼底上，线170a和170b是相同的，并且线171a和171b是相同的，然而例如通过无意识眼动而错位。根据设备的结构可知，两个扫描区域中的图像在重叠区域137a和137b中应当几乎一致。
因而，基于重叠区域中的图像错位量，可以判断出是否已发生移动。图11是示出第三实施例中的图像形成过程的流程图。在控制电路134中进行该过程。
首先，在步骤1中，开始对眼底的断层图像的测量。然后，在步骤2，要检查的眼与设备对准。当适当地进行了对准时，在步骤3中开始断层测量。在步骤4，拍摄眼底的各区域的断层图像。在步骤5，完成信号获取。如果未适当地进行信号获取，再次进行步骤4中的测量。在步骤6，开始对预定重叠区域的图像的分析。在步骤7，判断在所分析的重叠区域中是否存在移动。如果存在移动，在步骤8计算在第一区域和第二区域中的移动量。在步骤9，根据该移动量选择第三图像。当在步骤7中在重叠区域不存在移动时，过程进行至步骤10。在步骤10中，根据之前的操作进行图像合成。在步骤11中，输出最终的断层图像。
在第三实施例中，根据重叠区域中的图像错位量，形成第三图像、或者使用第一图像或第二图像来代替。然而，在不存在移动的情况下，即使当选择了第一图像和第二图像中的一个时，可以获得同样的优点。
上文已说明了横向图像错位的情况。在某些情况下，眼在深度方向(前后方向)上移动。在深度方向上移动的这样的情况下，相对于相干门的位置改变。
图12A示出在获得扫描区域144b和144a时在前后方向发生移动的情况。在图12A中，在各扫描区域中的开始点和结束点，发生在前后方向的移动。图12B的上部示出在扫描区域144a中的开始点处的断层图像，并且图12B的下部示出在扫描区域144a中的结束点处的断层图像。尽管两个图像是在不同时间拍摄的，但两个图像都是在重叠区域137中获取的，并且两个图像与几乎相同的位置相对应。由于该原因，两个图像几乎一致，除非在深度方向存在移动。
由于如第一实施例中那样、光斑的扫描轨迹不同，通常基于这两个图像通过控制单元来生成第三图像。
然而，由于在不同时间获得图像，当移动发生时、有时仅显示一个图像更佳。
考虑到这些情况，在可以基于第一图像和第二图像两者生成第三图像作为重叠区域的图像的情况下，例如当大的移动发生时，可以利用第一图像和第二图像中移动量较小的一个作为第三图像。
在深度方向上错位的这样的情况下，可以通过在控制电路中进行与图11的流程图的过程类似的过程来实现图像形成。
第四实施例(SS-OCT)
以下将说明第四实施例。图10示意性示出第四实施例的结构。第一实施例采用傅立叶域OCT中的谱域OCT(SD-OCT)，而第四实施例采用傅立叶域OCT中的扫频OCT(SS-OCT)。
光源201是可以以高速扫描近红外光的可变波长光源。从光源201发射出的光经由光纤202传播，并且通过光分割单元203朝向三个光纤205进行分割。光纤205中的分割出的光束通过光学耦合器204(204a、204b和204c)朝向参考光臂207和测量臂211进行分割。
以下将说明参考光臂207。从光纤206a、206b和206c出射的近红外光束经由准直光学系统208入射至光学块209(玻璃块或色散补偿器)，通过反射镜210被反射，沿逆光路，再次入射至光纤206a、206b和206c。光学块209由与光路相对应的光学块元件209a、209b和209c构成，并且补偿在参考光臂207的光学系统中的色散。反射镜210与反射位置控制单元相连接以独立地控制光路长度，并且通过用于驱动反射位置控制单元的驱动单元229来控制反射镜210。
现在将说明测量臂211。通过光学耦合器204分割出的光束分别经由光纤212a、212b和212c从光纤端220a、220b和220c出射。通过光学系统213使从光纤端220a、220b和220c出射的光束大致平行，并且从出射端220a、220b和220c出射的光源的主光线在扫描单元214的偏转点处交叉。
扫描单元214由具有可旋转镜面的检流计镜构成，并且使入射光偏转。扫描单元214与用于驱动扫描单元214的驱动电路227相连接。这里，扫描单元214是包括两个检流计镜的二维扫描单元，并且能够在如下两个方向上扫描，即在图面的主扫描方向，以及与图面垂直的副扫描方向。通过成像透镜215使由扫描单元214扫描的光束在中间成像面216上形成光纤端220的共轭像。中间成像面216上的图像穿过物镜217和瞳孔219，并且在要检查的眼218的视网膜222上形成与光纤端220a、220b和220c相对应的照射光斑221a、221b和221c。
当通过扫描单元214进行面内偏转(方向236)时，如箭头所示，照射光斑221a、221b和221c在视网膜222上移动。来自照射光斑位置的反射光束沿逆光路，入射至光纤端，并且返回至光学耦合器204a、204b和204c。
信号检测臂228检测从参考光臂207和测量臂211返回的光束的干涉。
在信号检测臂228中，经由光纤223a、223b和223c传播的光束分别入射至光检测器224(224a、224b和224c)。
光源201与用于驱动光源201的驱动电路225相连接，并且从光源201发射出的光的波长被高速扫描。与扫描同步地、光检测器224高速获取数据，并且通过用于驱动光检测器的驱动电路226将数据的信号记录在存储单元233中。此外，扫描单元214与用于驱动扫描单元214的驱动电路227相连接。通过控制电路230使驱动电路225、226和227同步。通过分析伴随波长扫描的、从光检测器输出的信号，拍摄眼底的断层图像。
与第一实施例类似，在光斑的扫描区域之间设置重叠区域234。图像形成单元232基于扫描区域的数据生成体数据。
视网膜上扫描区域的布局可以与在第一实施例和第二实施例中采用的布局相同。
通过这样在预定区域同时扫描多个光斑，可以以与光斑的数量相对应地增加的速度来获取数据。
此外，与第一实施例类似，假定考虑到在视网膜表面上的光斑的展开而将眼底上的光斑大小指定为“spot”，可以通过如下设置照射光斑之间的距离Wd来减少由于串扰引起的噪声：
Wd＞2*spot          (1)
尽管在第四实施例中通过光分割单元分割来自一个波长扫描型光源的光，通过利用三个不同的波长扫描型光源也可以获得同样的优点。
尽管在第一实施例和第三实施例中扫描单元由检流计镜构成，然而即使当例如组合两个一维偏转型检流计镜、或者扫描单元是二维偏转型镜时，也可以获得同样的优点。对于更高速的扫描，可以设置谐振扫描镜、多面镜、或者诸如光学晶体等的固态扫描单元。
在如第三实施例那样的、发生无意识眼动和在深度方向的移动的情况下，可以通过根据移动量改变用于生成第三图像的方法，来形成更准确的图像。
其它实施例
还可以通过读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等的装置)以及通过以下方法来实现本发明的各方面，其中，系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能，来进行该方法的各步骤。由于该目的，例如经由网络或者从用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)向计算机提供该程序。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
本申请要求2008年12月26日提交的日本专利申请2008-333869的优先权，在此通过引用包含该申请的全部内容。

Claims (14)

1.一种摄像设备，用于基于多个合成光束拍摄被检眼的多个断层图像，所述多个合成光束是由来自利用多个测量光束所照射的被检眼的多个返回光束和分别与所述多个测量光束相对应的多个参考光束合成的，所述摄像设备包括：
扫描单元，用于利用所述多个测量光束扫描所述被检眼的眼底的扫描区域，其中相邻的所述扫描区域的一部分彼此重叠；以及
获取单元，用于基于所述扫描区域中的所述眼底的断层信息，获取所述眼底的图像。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，
所述扫描区域在扫描的副扫描方向上重叠，以及
基于在多个扫描区域中获取的多个断层信息之中的、重叠区域中的断层信息，使在扫描的主扫描方向上相邻的断层信息配准。
3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述获取单元基于重叠区域中的所述眼底的断层信息的位置间隔，来获取所述眼底的图像。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述获取单元通过利用重叠区域中的断层信息合成所述扫描区域中的所述眼底的断层信息，来获取所述眼底的图像。
5.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述获取单元通过利用重叠区域中的所述眼底的断层信息而配准所述扫描区域中的所述眼底的断层信息，来获取所述眼底的图像。
6.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述获取单元包括用于计算重叠区域中的所述眼底的断层信息的位置间隔量的计算单元，并且基于所述计算单元的计算结果获取所述眼底的图像。
7.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，还包括：
第一干涉单元和第二干涉单元，其各自具有参考光路和测量光路；
光学单元，用于将来自所述第一干涉单元和所述第二干涉单元的测量光路的光束集中在所述眼底上的第一照射位置和第二照射位置，所述光学单元包括用于使所集中的光束扫描所述眼底的所述扫描单元；
控制单元，用于控制所述扫描单元，使得在所述第一照射位置和所述第二照射位置集中的光束扫描所述眼底的第一扫描区域和第二扫描区域，并且使得所述第一扫描区域和所述第二扫描区域重叠以形成重叠区域；以及
断层信息获取单元，用于从所述第一干涉单元和所述第二干涉单元中的干涉光束，获取所述第一扫描区域和所述第二扫描区域中的第一断层信息和第二断层信息，
其中，基于所述重叠区域中的第一断层信息和第二断层信息，从所述第一扫描区域和所述第二扫描区域中的第一断层信息和第二断层信息获取第三断层信息。
8.根据权利要求7所述的摄像设备，其特征在于，在所述第一照射位置和所述第二照射位置集中的光束的光斑在所述眼底上的距离大于或等于所述光斑的直径之和。
9.根据权利要求7所述的摄像设备，其特征在于，通过使来自所述光学单元的光束在前眼部交叉，将来自所述光学单元的光束集中在所述眼底上的第一照射位置和第二照射位置。
10.根据权利要求7所述的摄像设备，其特征在于，还包括：
分割单元，用于将光分割为要引导至所述第一干涉单元的光和要引导至所述第二干涉单元的光；以及
图像形成单元，用于根据所述第三断层信息形成断层图像，
其中，通过来自所述眼底的返回光与来自所述参考光路的返回光之间的干涉，获得所述第一干涉单元和所述第二干涉单元中的干涉光束，
所述控制单元控制所述扫描单元，以在所述第一扫描区域和所述第二扫描区域的位置之间形成关联，以及
所述第三断层信息是所述第一断层信息、所述第二断层信息、以及通过对所述重叠区域中的第一断层信息和第二断层信息进行合成所获得的信息中的任一个。
11.根据权利要求7所述的摄像设备，其特征在于，
所述光学单元包括透镜，以及
在所述第一干涉单元和所述第二干涉单元的参考光路中设置有第一色散补偿单元和第二色散补偿单元，以补偿来自所述第一干涉单元和所述第二干涉单元的测量光路的光束透过所述透镜所引起的色散。
12.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，该摄像设备通过光学相干断层成像法拍摄所述眼底的图像，还包括：
光学单元，用于将入射至前眼部的多个测量光束集中在所述眼底上的多个照射位置，并且所述光学单元包括用于使所集中的测量光束扫描所述眼底的所述扫描单元；以及
断层信息获取单元，用于利用所述测量光束来获取与所述眼底有关的断层信息，
其中，所述光学单元将所述测量光束集中在所述眼底上的照射位置，使得所述测量光束在所述前眼部交叉。
13.一种摄像方法，用于基于多个合成光束拍摄被检眼的多个断层图像，所述多个合成光束是由来自利用多个测量光束所照射的被检眼的多个返回光束和分别与所述多个测量光束相对应的多个参考光束合成的，所述摄像方法包括：
扫描步骤，用于利用所述多个测量光束扫描所述被检眼的眼底的扫描区域，其中相邻的所述扫描区域的一部分彼此重叠；以及
获取步骤，用于基于所述扫描区域中的所述眼底的断层信息，获取所述眼底的图像。
14.根据权利要求13所述的摄像方法，其特征在于，
所述扫描区域在扫描的副扫描方向上重叠，以及
基于在多个扫描区域中获取的多个断层信息之中的、重叠区域中的断层信息，使在扫描的主扫描方向上相邻的断层信息配准。
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