CN102753087B - 图像获取设备 - Google Patents

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Abstract

一种图像获取设备，用于将来自光源的光照射至被检物，基于通过将由于所照射的光而引起的来自所述被检物的返回光束和与所照射的光相对应的参考光束合成所获得的合成光束来获得所述被检物的断层图像，并且基于由于所照射的光而引起的来自所述被检物的返回光束来获得所述被检物的平面图像。该设备用于在获得所述断层图像的情况下进行用以使所照射的光进行主扫描的第一扫描处理，在获得所述平面图像的情况下进行用以使所照射的光以比所述第一扫描处理的速度高的速度进行主扫描的第二扫描处理，并且在获得所述断层图像和所述平面图像各自的情况下进行用以使所照射的光进行副扫描的第三扫描处理。

Description

图像获取设备
技术领域
本发明涉及用于获取被检物的图像的图像获取设备。
背景技术
期望在利用光学相干断层成像仪(OCT)获得断层图像之前获得被检物的平面图像。可以通过该平面图像得知OCT的图像获取范围。
因此，专利文献1(PTL1)已公开了如下这种设备：OCT的光学系统和用以获得被检物的平面图像的扫描激光检眼镜(SLO)的光学系统部分共用。还公开了如下这种技术：OCT的光学系统和SLO的光学系统各自具有用于生成振荡波长不同的光的光源，并且共同使用用于使照射至被检物的测量光束进行主扫描的检流镜和用于使该测量光束进行副扫描的检流镜。在被配置成共用这些光学系统的光路上使用分色镜。
专利文献2(PTL2)已公开了如下这种技术：对OCT的光学系统和SLO的光学系统分开设置用于使测量光束进行主扫描的部件以及用于使该测量光束进行副扫描的部件。还公开了如下这种技术：对SLO的光学系统设置能够以比检流镜的速度高的速度进行主扫描的多面镜。在OCT中，由于由线传感器的应答时间(曝光时间和传送时间)所确定的图像获取时间迟于多面镜的扫描速度，因此使用检流镜。已公开了对OCT的光学系统和SLO的光学系统分别设置用于进行副扫描的部件的这种技术。在被配置成共用这些光学系统的光路上使用分色镜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-253403
专利文献2：日本特开2008-029467
发明内容
发明要解决的问题
然而，由于整个光学系统的大小增大，因此考虑到眼科设备的占用面积这一观点，上述结构并不理想。
用于解决问题的方案
本发明的目的是提供如下一种图像获取设备，其中该图像获取设备可以使对OCT的光学系统和SLO的光学系统进行部分共用的设备小型化，并且可以在不受OCT的图像获取速度限制的情况下高速获得被检物的SLO图像。
为了实现上述目的，本发明提供一种图像获取设备，包括：照射部件，用于将来自光源的光照射至被检物；断层图像获得部件，用于基于合成光束来获得所述被检物的断层图像，其中所述合成光束是通过将由于所述照射部件所照射的光而引起的来自所述被检物的返回光束和与所述照射部件所照射的光相对应的参考光束进行合成所获得的；平面图像获得部件，用于基于由于所述照射部件所照射的光而引起的来自所述被检物的返回光束，来获得所述被检物的平面图像；第一扫描部件，用于在获得所述断层图像的情况下，使所述照射部件所照射的光进行主扫描；第二扫描部件，用于在获得所述平面图像的情况下，使所述照射部件所照射的光以比所述第一扫描部件的速度高的速度进行主扫描；以及第三扫描部件，用于在获得所述断层图像和所述平面图像各自的情况下，使所述照射部件所照射的光进行副扫描。
发明的效果
根据本发明的图像获取设备，通过考虑到前述问题而针对OCT的光学系统和SLO的光学系统共用用于副扫描的部件，可以使该设备小型化。通过将SLO的光学系统所用的主扫描速度高的扫描部件与OCT所用的主扫描部件分开设置，可以在不受OCT的图像获取速度限制的情况下高速获得被检物的SLO图像。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是用于说明本发明第一实施例中的整个光学图像获取设备的结构的图。
图2A是用于说明本发明第一实施例中的光学图像获取设备的图像的获得方法的图。
图2B是用于说明本发明第一实施例中的光学图像获取设备的图像的获得方法的图。
图3是用于说明本发明第一实施例中的光学图像获取设备的图像的获得方法的图。
图4是用于说明本发明第一实施例中的光学图像获取设备的图像的获得方法的图。
图5是用于说明本发明第二实施例中的光学图像获取设备的图像的获得方法的图。
具体实施方式
随后将说明本发明的实施例。
第一实施例
根据第一实施例的光学图像获取设备(还称为图像获取设备)可以基于通过将来自被检物的返回光束与参考光束合成所获得的光束来获得断层图像(OCT图像)，并且可以基于该返回光束来获得平面图像(SLO图像)。此时，对本实施例的光学图像获取设备进行构造，以使得还在尽可能大的范围内共用构成用于扫描测量光束的扫描部件的扫描器，从而使该设备小型化。尽管SLO使用用于以高速进行扫描的扫描部件，但是在OCT中，由线传感器的应答时间(曝光时间和传送时间)所确定的图像获取时间迟于多面镜或共振扫描器的扫描速度。因此，X扫描器无法被共用，而是由两个单独的X扫描器(第一扫描部件和第二扫描部件)构成，以进行SLO图像和OCT图像的图像获取。由于Y扫描器(第三扫描部件)针对SLO图像和OCT图像这两者的图像获取而被共用，因而由一个扫描器构成。
X扫描器表示用于在如下方向上扫描测量光束的扫描器，其中该方向为与被检眼的眼轴垂直的方向、即以下将说明的图1中与纸面平行的方向(主扫描方向)。Y扫描器表示用于在如下方向上扫描测量光束的扫描器，其中该方向为与被检眼的眼轴垂直的方向、即以下将说明的图1中与纸面垂直的方向(副扫描方向)。因此，当获取OCT图像时，X扫描器(参考图1的X扫描器121-1)执行主扫描的作用，并且Y扫描器(参考图1的X扫描器121-3)执行副扫描的作用。另一方面，当获取SLO图像时，X扫描器(参考图1的X扫描器121-2)执行主扫描的作用，并且Y扫描器(参考图1的X扫描器121-3)执行副扫描的作用。
上述两个X扫描器在同一扫描方向上利用不同的扫描频率进行扫描并且光学地并联配置。测量光束经由这些X扫描器的其中一个被引导至被检物。
随后，将通过使用图1来进一步详细说明本实施例中的整个光学图像获取设备的结构。如图1所示，本实施例的光学图像获取设备100整体构成迈克尔逊(Michelson)干涉仪。
在图1中，对于SLO图像和OCT图像的图像获取，共用光源101。期望用作用于生成低相干光的光源的SLD(超发光二极管)等来作为光源。从光源101出射的光经由单模光纤130-1和光电耦合器131(还称为第一分离部件)以90:10的比率被分割成参考光束105和测量光束106。
图1所示的附图标记121-1表示在获取OCT图像时执行主扫描的作用的X扫描器，附图标记121-2表示在获取SLO图像时执行主扫描的作用的X扫描器，并且附图标记121-3表示对于SLO图像和OCT图像的图像获取所共用的Y扫描器。
测量光束106经由单模光纤130-4、Y扫描器121-3、X扫描器121-1和121-2的其中一个以及透镜135-5~135-12等被引导至作为观察对象的被检物的被检眼107。上翻镜185-1和185-2具有对光路进行切换的作用。测量光束106作为已由用作观察对象的被检眼107反射或散射的返回光束108而返回，并且由光电耦合器131与参考光束105进行合成。偏光控制器153-1~153-4对测量光束106和参考光束105的偏光状态进行调整。
将参考光束105和返回光束108进行合成，之后合成光束由透过光栅141针对每一波长进行分光并被输入至线照相机139。线照相机139针对每一位置(波长)将光强度转换成电压。个人计算机125通过使用所获得的电压信号来构造被检眼107的断层图像。个人计算机125经由驱动器单元181来控制和驱动电动台117-1和117-2、X扫描器121-1和121-2、以及Y扫描器121-3。
返回光束108的一部分由可动式分束器161(还称为在第一分离部件前方的位置处能够插入或移除的第二分离部件)输入至检测器138。检测器138将光强度转换成电信号，并且通过使用该电信号来构造被检眼107的平面图像。当获得平面图像时，需要将第二分离部件插入到光路上，从而将返回光束引导至检测器138。然而，当获得断层图像时，由于无需插入第二分离部件，因此使第二分离部件从光路移除。因而，  当获得断层图像时，可以抑制由于第二分离部件对返回光束进行分离所造成的光量损耗。在这种情况下，当获得平面图像时，通过第二分离部件对测量光束进行分离也造成光量损失。因此，期望将获得平面图像时光源的光量设置为大于获得断层图像时光源的光量。
随后，将说明光源101周围的结构。光源101是用作代表性的低相干光源的SLD(超发光二极管)。光源101的波长等于830nm(10-9m)且其带宽等于50nm。由于带宽对所获得的断层图像的光轴方向上的分辨率产生影响，因此带宽是重要参数。
尽管这里作为光源的种类已选择了SLD，但能够发射低相干光就足够了，并且还可以使用ASE(放大自发辐射)等。关于波长，考虑到针对眼睛的测量，近红外光是适当的。此外，由于波长对所获得的断层图像和平面图像在横方向上的分辨率产生影响，因此期望将波长设置得尽可能短，并且这里将波长设置为830nm。可以根据观察对象的测量部位来选择其它的波长。从光源101出射的光经由单模光纤130-1被引导至光电耦合器131。
随后，将说明参考光束105的光路。由光电耦合器131分割得到的参考光束105经由单模光纤130-2被引导至透镜135-1并被调整成光束直径为4mm(10-3m)的平行光束。随后，参考光束105通过镜114-2和114-3被引导至用作参考镜的镜114-1。由于参考光束105的光路长度已被调整成与测量光束106的光路长度几乎相等，因此参考光束105和测量光束106可以发生干涉。
随后，参考光束105由镜114-1所反射并且再次被引导至光电耦合器131。设置使参考光束105通过的色散补偿玻璃115，以使得针对参考光束105对测量光束106相对于被检眼107往返移动时的色散进行补偿。假定作为日本人的平均眼球直径的代表值，并且假定该代表值为L1=23mm。
此外，电动台117-1可以在由箭头所表示的方向上移动，并且可以对参考光束105的光路长度进行调整和控制。个人计算机125经由驱动器单元181内的电动台驱动器183对电动台117-1进行控制。
随后，将说明测量光束106的光路(还称为照射部件)。由光电耦合器131分割得到的测量光束106经由单模光纤130-4被引导至透镜135-4并被调整成光束直径为4mm的平行光束。测量光束106通过可动式分束器161以及透镜135-5和135-6，并被输入至Y扫描器121-3。
使用检流扫描器作为Y扫描器121-3，并且该检流扫描器的驱动频率可以在直到500Hz的范围内改变。  当获取断层图像时以1Hz对Y扫描器121-3进行驱动，并且当获取平面图像时以30Hz对Y扫描器121-3进行驱动。
随后，测量光束106通过透镜135-7并到达上翻镜185-1。对上翻镜185-1和185-2进行构造，以使得可以根据要获得的图像(平面图像或断层图像)对具有X扫描器121-1的光路186-1(第一光路)和具有X扫描器121-2的光路186-2(第二光路)进行切换。在将上翻镜185-1和185-2控制成不进入光路的情况下，使用光路186-1。在将上翻镜185-1和185-2控制成使这两者都进入光路并且测量光束被反射的情况下，使用光路186-2。个人计算机125对上翻镜185-1和185-2的操作进行控制。
在光路186-1中，测量光束106通过透镜135-8，被输入至X扫描器121-1，通过透镜135-9，并且到达上翻镜185-2。光路186-1用于获得以下将说明的断层图像(OCT图像)。使用检流扫描镜作为X扫描镜121-1，并且该检流扫描器的驱动频率可以在直到500Hz的范围内改变。当获取断层图像时，对X扫描器121-1以500Hz进行驱动。
在光路186-2中，测量光束106通过透镜135-11，被输入至X扫描器121-2，通过透镜135-12，并且到达上翻镜185-2。光路186-2用于获得平面图像(SLO图像)。使用共振扫描器作为X扫描镜121-2，并且将该共振扫描器的驱动频率设置为约16kHz。当获取平面图像时，对X扫描器121-2以16kHz进行驱动。
测量光束106的中心被调整成与X扫描器121-1、X扫描器121-2和Y扫描器121-3各自的转动中心一致。透镜135-9、135-10和135-12是用于对视网膜127进行扫描的光学系统，并且具有在将角膜126附近的位置设置为支点的情况下利用测量光束106对视网膜127进行扫描的作用。透镜135-9、135-10和135-12的焦距全部等于5 0mm。电动台117-2可以在由箭头所表示的方向上移动，并且可以对相关联的透镜135-10的位置进行调整和控制。
通过对透镜135-10的位置进行调整，可以使测量光束106聚光于被检眼107的视网膜127的预定层并且可以进行观察。该设备还可以应对被检眼107具有屈光异常的情况。当测量光束106入射到被检眼107时，测量光束106由于来自视网膜127的反射或散射而成为返回光束108，再次被引导至光电耦合器131，并且到达线照相机139。
返回光束108的一部分由可动式分束器161所反射并且经由透镜135-13被引导至检测器138。遮光板172具有针孔，并且具有用于遮挡返回光束108中的未聚焦于视网膜127的不必要光的作用。遮光板172配置在与透镜135-13的聚焦位置共轭的位置处。遮光板172的针孔的直径例如等于50微米(10-6m)。作为检测器138，例如使用用作高速高灵敏度的光传感器的APD(雪崩光电二极管)。个人计算机125经由驱动器单元181内的电动台驱动器183对电动台117-2进行控制。
在个人计算机125的控制下，可以使可动式分束器161从光路移除。当获得断层图像时，使可动式分束器161从光路移除并且可以有效地利用返回光束108以获得断层图像。尽管这里使用球面透镜作为透镜135-10，但根据被检眼107的光学像差(屈光异常)，可以使用柱面透镜作为透镜135-10。还可以将新的透镜添加到测量光束106的光路上。柱面透镜在被检眼107为散光的情况下是有效的。
前述的参考光束105和返回光束108由光电耦合器131进行合成，并且以90:10的比率对合成光束进行进一步分割。合成光束142由透过光栅141针对每一波长进行分光，由透镜135-2进行聚光，并且到达线照相机139。
随后，将说明本实施例的光学图像获取设备中的测量系统的结构。光学图像获取设备100可以获得由迈克尔逊干涉仪利用干涉信号(干涉光)的强度所构造的断层图像(OCT图像)。将说明该测量系统。
线照相机139针对每一位置(波长)将光的强度转换成电压。具体来说，在线照相机139上观察到波长轴上的光谱区域的干涉条纹。所获得的电压信号群由帧捕获器140转换成数字值并且由个人计算机125进行数据处理，由此形成断层图像。在这种情况下，线照相机139具有1024个像素并且可以获得按合成光束142的每一波长(1024分割)的强度。
光学图像获取设备100可以获得利用返回光束108的强度所构成的平面图像(SLO图像)。将说明该测量系统。作为已由视网膜127反射或散射的光的返回光束108的一部分被可动式分束器161所反射。在该反射光束中的不必要光被遮光板172所遮挡之后，该反射光束到达检测器138，并且光强度被转换成电信号。个人计算机125对所获得的电信号执行与扫描信号同步的数据处理，从而形成平面图像。
随后，将通过使用图2A和2B来说明本实施例的光学图像获取设备所进行的断层图像(OCT图像)的获得方法。
光学图像获取设备100控制X扫描器121-1并且利用线照相机139获得干涉条纹，从而可以获得视网膜127的断层图像。对上翻镜185-1和185-2进行控制，以使得测量光束106和返回光束108被引导至光路186-1(图3)。对可动式分束器161进行控制，以使得返回光束108不被引导至检测器138。个人计算机125经由驱动器单元181内的光学扫描器驱动器182对X扫描器121-1、X扫描器121-2和Y扫描器121-3进行控制(图1)。
现在将说明视网膜127的断层图像(与光轴平行的面)的获得方法。图2A是被检眼107的示意图，并且示出利用光学图像获取设备100观察眼睛107的状态。如图2A所示，当测量光束106经由角膜126入射到视网膜127时，测量光束106由于在各位置处发生反射或散射而成为返回光束108，并且伴随着各位置处的时间延迟到达线照相机139。由于光源101的带宽宽且相干长度短，因此在参考光路的光路长度和测量光路的光路长度几乎相等的情况下，利用线照相机139可以检测到干涉条纹。如上所述，线照相机139所获得的干涉条纹是波长轴上的光谱区域的干涉条纹。
随后，考虑到线照相机139和透过光栅141的特性，将用作波长轴上的信息的干涉条纹转换成光频轴上的干涉条纹。此外，通过对转换得到的光频轴上的干涉条纹进行逆傅立叶变换来获得深度方向上的信息。此外，如图3所示，在驱动X扫描器121-1的状态下检测干涉条纹的情况下，获得针对各X轴的每一位置干涉条纹，即可以获得各X轴的每一位置处的深度方向上的信息。因而，获得了返回光束108的强度在XZ面上的二维分布，即该二维分布为断层图像132(图2B)。
本来，断层图像132是如上所述、通过将返回光束108的强度排列成阵列形状所获得的图像，并且例如通过向强度分配灰度级来进行显示。仅强调并显示所获得的断层图像的边界。附图标记146表示视网膜色素上皮层，并且附图标记147表示视神经纤维层。
随后，将通过使用图2A来说明本实施例的光学图像获取设备所进行的平面图像(SLO图像)的获得方法。
光学图像获取设备100控制X扫描器121-2和Y扫描器121-3并且利用检测器138获得返回光束108的强度，从而可以获得视网膜127的平面图像。对上翻镜185-1和185-2进行控制，以使得测量光束106和返回光束108被引导至光路186-2(图4)。对可动式分束器161进行控制，以使得返回光束108被引导至检测器138。个人计算机125经由驱动器单元181内的光学扫描器驱动器182对X扫描器121-1、X扫描器121-2和Y扫描器121-3进行控制(图1)。在这种情况下，这里将说明视网膜127的平面图像(与光轴垂直的面)的获得方法。
图2A是被检眼107的示意图，并且示出利用光学图像获取设备100观察眼睛107的状态。如图2A所示，当测量光束106经由角膜126入射到视网膜127时，测量光束106由于在各位置处发生反射或散射而成为返回光束108并且达到检测器138。
此外，在如图4所示驱动X扫描器121-2的状态下检测返回光束108的强度的情况下，可以获得各X轴的每一位置处的信息。此外，同时驱动X扫描器121-2和Y扫描器121-3，并且在针对视网膜127光栅扫描测量光束106的同时检测返回光束108的强度。通过该检测，获得了返回光束108的强度在XZ面上的二维分布，即该二维分布是平面图像(未示出)。
如上所述，通过使用两个上翻镜构成两个平行光路、并且构造成可以对扫描频率不同的光学扫描器进行切换和使用，针对平面图像和断层图像中的期望图像分别选择最佳的扫描频率，并且可以进行图像获取。此外，由于针对断层图像获取和平面图像获取的目的而共用光学系统的大部分，因此可以利用简单的结构来进行平面图像和断层图像的图像获取。由于基于要获取的图像通过使用可动式分束器来将返回光束高效地引导至检测器或线照相机，因此可以进行平面图像和断层图像的高灵敏度的图像获取。由于使用共振扫描器作为X扫描器以获得平面图像，因此可以进行高速的图像获取并且可以获得无模糊的平面图像。
第二实施例
根据第二实施例的光学图像获取设备(还称为图像获取设备)可以作为横向分辨率高的图像获得被检眼的平面图像(SLO图像)和断层图像(OCT图像)中的至少一个。具体来说，通过使用设置在如下光学系统中的空间光调制器，可以对被检眼的前眼部中所产生的像差进行校正，在该光学系统中，部分共用用于获得平面图像的SLO的光学系统和用于获得断层图像的傅立叶域光学相干方式的OCT的光学系统。因而，可以与被检眼的屈光度或光学像差无关地获得良好的平面图像和断层图像。此时，期望利用小的光束直径(低的横向分辨率)来高速获得平面图像，并且利用大的光束直径以高的横向分辨率获得断层图像。还期望具有用于根据要获得的图像进行切换来改变光束直径的改变部件。光学图像获取设备具有一个X扫描器(第四扫描器)和一个XY扫描器(第五扫描器)。
X扫描器的扫描频率和XY扫描器在X方向上的扫描频率不同。X扫描器和XY扫描器光学地串联配置。作为特征，针对X方向上的扫描使用X扫描器和XY扫描器的其中一个。
首先，将通过使用图5来说明本实施例的OCT设备的整体示意结构。由于在图5中利用相同的附图标记来表示与图1中第一实施例的构成元件相同的构成元件，因此这里省略了针对这些相同部分的说明。
在图5中，附图标记119表示XY扫描器，附图标记155表示波前传感器，附图标记158表示分束器，附图标记159表示空间光调制器，附图标记160表示球面镜，附图标记173表示偏光板，并且附图标记184表示空间光调制器驱动器。
如图5所示，本实施例的光学图像获取设备100整体构成迈克尔逊干涉仪。在图5中，测量光束106经由单模光纤130-4、空间光调制器159、XY扫描器119、X扫描器121和球面镜160-1~160-9等被引导至用作观察对象的被检眼107。波前传感器155对返回光束108所具有的像差进行测量。在这种情况下，该设备具有用于通过对使用液晶的空间光调制器159进行控制来减少像差的功能，并且可以与被检眼的屈光度和像差无关地获得良好的平面图像和断层图像。
在本实施例中，尽管已经通过利用主要使用球面镜的反射光学系统来构造整个光学系统，但还可以利用代替球面镜而使用透镜的折射光学系统来构造该光学系统。在本实施例中，尽管已使用了反射型空间光调制器，但还可以通过使用透过型空间光调制器来构造整个光学系统。尽管已经使用空间光调制器作为用于对波前像差进行校正的装置，但能够对波前像差进行校正就足够了，并且还可以使用可变形镜等。尽管XY扫描器和X扫描器光学地串联配置，但还可以将如第一实施例所述的两个X扫描器光学地串联配置的结构与通过使用空间光调制器对像差进行校正的结构组合。由于光源101与第一实施例的光源101相同，  因此省略了针对其的说明。  参考光束105由镜157-1~157-4被引导至用作参考镜的镜114。
随后，将说明作为本实施例的特征的测量光束106的光路。由光电耦合器131分割得到的测量光束106经由单模光纤130-4被引导至透镜135-4并被调整成光束直径为4mm的平行光束。偏光控制器153-1或153-4可以对测量光束106的偏光状态进行调整。现在，测量光束106的偏光状态已被调整成与纸面平行的方向上的直线偏光。
测量光束106通过分束器158和可动式分束器161，经由球面镜160-1和160-2被输入至空间光调制器159，并且进行了调制。空间光调制器159是用于通过使用液晶的取向性进行调制的调制器，配置在用以对与纸面平行的方向上的直线偏光(P偏光)的相位进行调制的方向上，并且与测量光束106的偏光方向相匹配。
此外，测量光束106通过偏光板173并且经由球面镜160-3和160-4被输入至X扫描器121的镜。现在，偏光板173具有仅将返回光束108中的与纸面平行的方向上的直线偏光引导至空间光调制器159的作用。X扫描器121是用于在与纸面平行的方向上扫描测量光束106的X扫描器。在这种情况下，使用共振扫描器并且该共振扫描器的驱动频率等于约16kHz。当获取平面图像时，以16kHz对X扫描器121进行驱动。
此外，将测量光束106经由球面镜160-5和160-6输入至XY扫描器119的镜。尽管这里已将XY扫描器119例示为一个镜，但XY扫描器119实际被构造成X扫描用镜和Y扫描用镜这两个镜靠近配置。
测量光束106的中心已被调整成与XY扫描器119的镜的转动中心一致。可以使XY扫描器119的驱动频率相对于各轴在直到500Hz的范围内改变。当获取断层图像时，以500Hz对X扫描镜进行驱动。当获取断层图像时，以1Hz对Y扫描镜进行驱动，并且当获取平面图像时以30Hz对Y扫描镜进行驱动。
尽管已经使用XY扫描器119作为XY扫描器，但可以使用利用MEMS技术等所制造的利用一个镜来扫描两个轴的这种扫描器。此外，可以分开配置X扫描器(第六扫描器)和Y扫描器(第七扫描器)。
球面镜160-7~160-9是用于对视网膜127进行扫描的光学系统，并且具有用于在将角膜126附近的位置设置为支点的情况下利用测量光束106对视网膜127进行扫描的作用。尽管测量光束106的光束直径等于4mm，但可以将该光束直径设置为较大的值，从而获得分辨率较高的断层图像。已将测量光束106的光功率调整为700微瓦(10-6W)以下，以应对与安全有关的标准。
电动台117-2可以在由箭头所表示的方向上移动，并且可以调整和控制用作相关联的球面镜的球面镜160-8的位置。通过对球面镜160-8的位置进行调整，可以使测量光束106聚焦于被检眼107的视网膜127的预定层并且可以进行观察。在初始状态下，对球面镜160-8的位置进行调整以使得测量光束106以平行光束的状态入射到角膜126。该设备还可以应对被检眼107具有屈光异常的情况。
当测量光束106入射到被检眼时，该测量光束106由于来自视网膜127的反射或散射而成为返回光束108，再次被引导至光电耦合器131，并且到达线照相机139。
由分束器158分割得到的返回光束108的一部分被输入至波前传感器155，并且对返回光束108的像差进行测量。波前传感器155是夏克-哈特曼(Shuck Haltman)系统的波前传感器。对球面镜160-1~160-9进行配置，以使得XY扫描器119、X扫描器121、角膜126、波前传感器155和空间光调制器159光学共轭。因此，波前传感器155可以测量被检眼107的像差。空间光调制器159可以对被检眼107的像差进行校正。此外，通过基于所获得的像差控制空间光调制器159，对被检眼107中所产生的像差进行校正，由此使得能够获得横向分辨率较高的断层图像。
尽管这里已经使用了球面镜160-8，但根据被检眼107的像差，可以代替球面镜160-8而使用柱面镜。可以向测量光束106的光路添加新的透镜。尽管这里已经通过使用测量光束106进行了使用波前传感器155的像差的测量，但可以使用其它的光源从而测量像差。可以构造其它的光路从而测量像差。例如，可以通过使用分束器，从球面镜160-9和角膜126之间的空间输入用以测量像差的光。
随后，将说明本实施例的光学图像获取设备中的测量系统的结构。由于用于测量断层图像(OCT图像)和平面图像(SLO图像)的测量系统的结构与第一实施例相同，因此省略了针对该结构的说明。
将由分束器158分割得到的返回光束108的一部分输入至波前传感器155并且对返回光束108的像差进行测量。将波前传感器155所获得的图像信号输入至个人计算机125并且计算像差。所获得的像差通过使用泽尼克多项式来表现，并且表示被检眼107的像差。泽尼克多项式包括歪斜(倾斜)项、散焦项、像散项、彗差项和三叶草项等。
随后，将说明本实施例的光学图像获取设备所进行的断层图像(OCT图像)的获得方法。
光学图像获取设备100控制XY扫描器119的操作，使X扫描器121不工作，使用X扫描器121作为固定镜，并且利用线照相机139获得干涉条纹，从而可以获得视网膜127的断层图像。个人计算机125经由驱动器单元181内的光学扫描器驱动器182对X扫描器121和XY扫描器119进行控制(图5)。
光学图像获取设备100通过使用波前传感器155测量得到的被检眼107的像差来控制空间光调制器159，并且可以在对被检眼107等中所产生的像差进行校正的情况下获得断层图像。该设备100还可以在实时控制空间光调制器159的情况下获得断层图像。
由于断层图像的具体获得方法与第一实施例中的获得方法相同，因此这里省略了针对该获得方法的说明。在本实施例中，由于对被检眼107中所产生的像差进行校正，因此与第一实施例相比，可以与被检眼无关地获得横向分辨率较高且对比度较高的断层图像。
随后，将说明本实施例的光学图像获取设备所进行的平面图像(SLO图像)的获得方法。
光学图像获取设备100控制XY扫描器119的仅Y轴方向上的操作以及X扫描器121的操作，使XY扫描器119的X轴方向固定，并且利用检测器138获得返回光束108的强度，从而可以获得视网膜127的平面图像。个人计算机125经由驱动器单元181内的光学扫描器驱动器182对X扫描器121和XY扫描器119进行控制(图5)。
光学图像获取设备100通过使用波前传感器155测量得到的被检眼107的像差对空间光调制器159进行控制，并且可以在对被检眼等中所产生的像差进行校正的情况下获得平面图像。该设备100还可以在实时控制空间光调制器159的情况下获得平面图像。
由于平面图像的具体获得方法与第一实施例中的获得方法相同，因此这里省略了针对该获得方法的说明。在本实施例中，由于对被检眼107中所产生的像差进行校正，因此与第一实施例相比，可以与被检眼无关地获得横向分辨率较高且对比度较高的平面图像。
如上所述，通过构造多个光学扫描器光学地串联配置的光路、并且构造可以对扫描频率不同的光学扫描器进行切换和使用的设备，针对平面图像和断层图像中的期望图像选择最佳的扫描频率并且可以进行图像获取。
由于针对断层图像获取和平面图像获取的目的而共用光学系统的大部分，因此可以利用简单的结构来进行断层图像和平面图像的图像获取。
由于在对被检眼中所产生的像差进行校正的情况下对测量光束和返回光束进行校正，因此可以获得横向分辨率较高且对比度较高的平面图像和断层图像。
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等装置)和通过下面的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上述方法的各步骤。由于该原因，例如经由网络或者通过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)将该程序提供给计算机。
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2010年2月10日提交的日本专利申请2010-027251的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (12)

1.一种图像获取设备，包括：
照射部件，用于将来自光源的光照射至被检物；
断层图像获得部件，用于基于合成光束来获得所述被检物的断层图像，其中所述合成光束是通过将由于所述照射部件所照射的光而引起的来自所述被检物的返回光束和与所述照射部件所照射的光相对应的参考光束进行合成所获得的；
平面图像获得部件，用于基于由于所述照射部件所照射的光而引起的来自所述被检物的返回光束，来获得所述被检物的平面图像；
第一扫描部件，用于在获得所述断层图像的情况下，使所述照射部件所照射的光进行主扫描；
第二扫描部件，用于在获得所述平面图像的情况下，使所述照射部件所照射的光以比所述第一扫描部件的速度高的速度进行主扫描；以及
第三扫描部件，用于在获得所述断层图像和所述平面图像各自的情况下，使所述照射部件所照射的光进行副扫描，
其特征在于，所述第三扫描部件针对所述断层图像的获得和所述平面图像的获得而被共用。
2.根据权利要求1所述的图像获取设备，其特征在于，还包括：
第一分离部件，其设置在所述断层图像获得部件的光路上，用于将来自所述光源的光分离成照射至所述被检物的光束和所述参考光束；
第二分离部件，其能够在所述第一分离部件前方的位置处插入或移除，用于输入或遮挡由于所述照射部件所照射的光而引起的来自所述被检物的返回光束；以及
控制部件，用于根据所述第二分离部件的插入或移除来控制所述第一扫描部件和第二扫描部件的其中一个。
3.根据权利要求2所述的图像获取设备，其特征在于，
在移除了所述第二分离部件的情况下，所述断层图像获得部件基于通过利用所述第一分离部件将所述返回光束和所述参考光束进行合成所获得的光束，来获得所述被检物的断层图像，以及
在插入了所述第二分离部件的情况下，所述平面图像获得部件基于所述返回光束的一部分来获得所述被检物的平面图像。
4.根据权利要求2所述的图像获取设备，其特征在于，
所述第二分离部件是能够插入或移除的分束器，以及
所述第二扫描部件是共振扫描器。
5.根据权利要求1所述的图像获取设备，其特征在于，
所述光源是用于生成低相干光的光源，并且在获得所述断层图像和所述平面图像的情况下都使用单个光源。
6.根据权利要求1所述的图像获取设备，其特征在于，还包括选择部件，所述选择部件用于选择所述第一扫描部件和所述第二扫描部件的其中一个作为用于使所述照射部件所照射的光进行主扫描的扫描部件，以及
根据所述选择部件的选择结果来选择所述断层图像和所述平面图像的其中一个。
7.根据权利要求6所述的图像获取设备，其特征在于，在所述选择部件选择所述第一扫描部件的情况下，获得所述断层图像，并且在所述选择部件选择所述第二扫描部件的情况下，获得所述平面图像。
8.根据权利要求6所述的图像获取设备，其特征在于，
所述第一扫描部件、所述第二扫描部件和所述第三扫描部件光学地串联配置，
在所述选择部件选择所述第一扫描部件的情况下，所述断层图像获得部件获得所述断层图像，以及
在所述选择部件选择所述第二扫描部件的情况下，所述平面图像获得部件获得所述平面图像。
9.根据权利要求1所述的图像获取设备，其特征在于，还包括：
第一光路和第二光路，其中，在所述第一光路上配置有所述第一扫描部件，在所述第二光路上配置有所述第二扫描部件，并且所述第一扫描部件和所述第二扫描部件是光学地并联配置的；以及
光路选择部件，用于选择所述第一光路和所述第二光路的其中一个作为用于将所述照射部件所照射的光引导至所述被检物的光路，以及
在所述光路选择部件选择所述第一光路的情况下，所述断层图像获得部件获得所述断层图像，以及
在所述光路选择部件选择所述第二光路的情况下，所述平面图像获得部件获得所述平面图像。
10.根据权利要求9所述的图像获取设备，其特征在于，
所述光路选择部件是相对于用于将所述照射部件所照射的光引导至所述被检物的光路能够插入或移除的镜，以及
通过所述镜的插入或移除来选择所述第一光路和所述第二光路的其中一个。
11.根据权利要求1所述的图像获取设备，其特征在于，所述第一扫描部件和所述第二扫描部件光学地并联配置于所述第三扫描部件之后。
12.根据权利要求1所述的图像获取设备，其特征在于，
所述被检物是被检眼，
所述被检物的断层图像是所述被检眼的视网膜的断层图像，以及
所述被检物的平面图像是所述被检眼的眼底图像。
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