CN103961062A - 光学断层成像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及光学断层成像装置及其控制方法。一种光学断层成像装置包括：指令单元，被配置为发出关于断层图像的成像范围的大小的指令；以及控制单元，被配置为控制测量光光路长度改变单元以在指令单元的指令之后相对于物体在深度方向上执行对准，并且将测量光的光路长度改变与发出指令所关于的大小的改变相对应的距离。

Description

光学断层成像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及光学断层成像装置及其控制方法。例如，本发明涉及用在眼科诊疗中的光学断层成像装置及其控制方法。

背景技术

利用光来形成待测物体的表面和/或内部的图像的光学图像测量技术近年来吸引了注意。与传统的X射线计算机断层成像术（computed tomography，CT）不同，光学图像测量技术对人体不是侵入性的。特别是在医疗领域中期待光学图像测量技术的应用的发展。尤其在眼科领域中已取得了显著进展。

在用于光学图像测量的典型技术中有一种被称为光学相干断层成像术（optical coherence tomography，OCT）的方法。此方法使用干涉计，这使得能够进行高分辨率、高灵敏度的测量。利用宽带弱光作为照明光提供了对被检体的安全性高的优点。

基于利用光干涉的OCT的光学断层成像装置（以下称为OCT装置）能够以高分辨率获得样本的断层图像。特别地，OCT装置涉及用于形成被检体眼睛的前眼部的图像的前眼部光学断层成像装置。

OCT装置能够以低相干光作为测量光来照射样本，并且通过利用干涉系统或干涉光学系统以高灵敏度测量来自样本的后方散射光（backscattered light）。OCT装置能够以测量光扫描样本以获得高分辨率断层图像。从而可获得被检体眼睛的前眼部的角膜部位的断层图像并将其用于眼科诊断。

日本专利申请特开No.2011-147612论述了一种既可捕捉前眼部的断层图像又可捕捉眼底的断层图像的光学断层成像装置。根据成像模式是前眼部成像模式还是眼底成像模式，光学断层成像装置将其干涉光学系统中包括的参照镜移动到与成像模式相对应的位置。

发明内容

根据本发明的一方面，一种光学断层成像装置，该光学断层成像装置被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与该测量光相对应的参照光组合成的光来获得该物体的断层图像，该光学断层成像装置包括：测量光光路长度改变单元，被配置为改变测量光的光路长度；指令单元，被配置为发出关于断层图像的成像范围的大小的指令；以及控制单元，被配置为控制测量光光路长度改变单元以在指令单元的指令之后相对于物体在深度方向上执行对准，并且将测量光的光路长度改变与发出指令所关于的大小的改变相对应的距离。

通过以下参考附图对示范性实施例的描述，本发明的进一步特征将变得清楚。

附图说明

图1是图示出根据第一示范性实施例的整个光学断层成像装置的示图。

图2是图示出根据第一示范性实施例的测量光学系统的配置的示图。

图3是图示出根据第一示范性实施例的在x方向上扫描被检体眼睛的前眼部的状态的说明图。

图4A、4B和4C是图示出根据第一示范性实施例的前眼部的成像位置中的扫描范围和根据该扫描范围获得的图像的说明图。

图5是图示出根据第一示范性实施例的测量操作画面的示例的示图。

图6是图示出根据第一示范性实施例的测量操作画面的另一示例的示图。

图7是图示出根据第一示范性实施例的测量流程的流程图。

图8A、8B、8C、8D、8E和8F是图示出根据第一实施例的前眼部的断层图像的显示示例和经校正的图像的显示示例的示图。

图9是图示出根据第二示范性实施例的整个光学断层成像装置的示图。

图10A和10B是图示出根据第四示范性实施例的多面镜的示图。

图11是图示出根据第五示范性实施例的参数的示图。

具体实施方式

考虑改变诸如被检体眼睛之类的物体的断层图像的成像范围的大小的情况。可能的方法可包括通过在光轴方向上相对于物体移动装置主体来改变测量光的光路长度。利用这种方法，操作者不能容易地知道要将测量光的光路长度改变多少来获得具有操作者期望的大小的断层图像。

鉴于上述问题，示范性实施例的一方面涉及提供一种光学断层成像装置及其控制方法，由此操作者可通过指定物体的断层图像的成像范围的大小来容易地获得具有期望大小的断层图像。

根据本示范性实施例，如果发出与断层图像的成像范围的大小有关的指令，则可根据该指令来改变测量光的光路长度。操作者从而可通过指定物体的断层图像的成像范围的大小来获得具有期望大小的断层图像。

下面将描述根据第一示范性实施例的光学断层成像装置（OCT装置）。

[装置的一般配置]

将参考图1来描述根据本示范性实施例的光学断层成像装置的一般配置。

图1是光学断层成像装置的侧视图。光学断层成像装置200包括光学头900，该光学头900包括用于捕捉前眼部的二维图像和断层图像的测量光学系统。平台单元950是能够通过利用未图示的电机在示图中的x、y和z方向上移动光学头900的移动单元。底座单元951包括下文要描述的分光器。作为包括测量光的光路的光学单元的示例的光学头900是测量光学系统的壳体。平台单元950是相对于物体移动的光学单元移动机构的示例。

个人计算机925构造断层图像。个人计算机925也充当平台单元950的控制单元并且控制平台单元950。硬盘926存储用于断层成像的程序。硬盘926也充当被检体信息存储单元。监视器928充当显示单元。输入单元929用于向个人计算机925发出指令。具体而言，输入单元929包括键盘和鼠标。下巴支架323固定被检体的下巴和前额以促使被检体固定眼睛（被检体眼睛）。外部固视灯（fixation lamp）324用于固定被检体的眼睛。外部固视灯324和下文将描述的内部固视灯可被切换并使用。

[测量光学系统和分光器的配置]

将参考图2描述根据本示范性实施例的测量光学系统和分光器的配置。

将描述光学头900的内部。对着被检体眼睛100定位物镜101-1和101-2。反射镜102和分色镜103布置在物镜101-1和101-2的光轴上。通过反射镜102和分色镜103，来自物镜101-1和101-2的光被分支到具有各不相同的波长带的光路L1和L2中。光路L1是OCT光学系统的光路。光路L2意图用于前眼部观察并用于内部固视灯。

光路L2被第三分色镜104像上述那样根据各波长带进一步分支到去往用于前眼部观察的电荷耦合器件（CCD）105和内部固视灯106的光路中。透镜101-3、107和108布置在光路L2上。未图示的电机为了意图用于内部固视灯106和前眼部观察的聚焦调整的目的而驱动透镜107。CCD105对于未图示的前眼部观察照明光的波长具有灵敏性。具体而言，CCD105对于780nm左右的波长具有灵敏性。内部固视灯106生成可见光并促使被检体的眼睛固定。

光路L1如上所述构成OCT光学系统。光路L1意图捕捉被检体眼睛100的前眼部100-1的断层图像。更具体而言，光路L1意图获得用于形成断层图像的干涉信号。透镜101-4、反射镜113、X扫描器114-1、Y扫描器114-2和透镜115（OCT聚焦透镜115）和116布置在光路L1上。X扫描器114-1和Y扫描器114-2意图用光扫描被检体眼睛100的前眼部100-1。来自光源118的光从连接到光耦合器117的光纤117-2出射。未图示的电机驱动透镜115以将从光纤117-2出射的光聚焦并调整在前眼部100-1上。通过这种聚焦调整，来自前眼部100-1的光也入射在光纤117-2的末端并在光纤117-2的末端上形成斑状图像。也称为OCT聚焦透镜的透镜115是聚焦透镜的示例。

将描述来自光源118的光路、参照光学系统和分光器的配置。

光源118、参照镜119、色散补偿玻璃120、以上所述的光耦合器117、与光耦合器117连接成一体的单模光纤117-1至117-4、透镜121和分光器180构成迈克尔逊（Michelson）干涉仪。

从光源118出射的光经过光纤117-1并且通过光耦合器117被分割成光纤117-2侧的测量光和光纤117-3侧的参照光。测量光经过上述OCT光学系统的光路。要观察的被检体眼睛100的眼底被测量光照射。测量光被视网膜反射和散射，并且经过相同的光路到达光耦合器117。

参照光经过光纤117-3、透镜121和色散补偿玻璃120以到达参照镜119。色散补偿玻璃120被插入来将参照光的色散调整到测量光的色散。参照光被参照镜119反射并通过相同光路返回以到达光耦合器117。光耦合器117将测量光和参照光组合成干涉光。当测量光的光路长度和参照光的光路长度满足预定的条件时，发生干涉。参照镜119被未图示的电机和未图示的驱动机构以可在光轴方向上调整的方式支持。测量光的光路长度依据前眼部100-1而变。参照镜119可将参照光的光路长度调整到测量光的光路长度。干涉光通过光纤117-4被引导至分光器180。

分光器180包括透镜181和183、衍射光栅182以及线传感器184。从光纤117-4出射的干涉光通过透镜181被转换成大体平行光。大体平行光被衍射光栅182在光谱上分散，并且被透镜183聚焦在线传感器184上。线传感器184是本示范性实施例中的接收干涉光并且根据干涉光生成并输出输出信号的光接收元件的示例。

接下来，将描述光源118。光源118是超辐射发光二极管（superluminescent diode，SLD），其是典型的低相干光源。光源118具有855nm的中心波长和约100nm的波长带宽。带宽是重要参数，因为带宽影响所得到的断层图像在光轴方向上的分辨率。虽然选择SLD作为光源118，但可以使用任何类型的可发出低相干光的光源。示例包括放大自发射（amplified spontaneous emission，ASE）器件。考虑到眼睛测量，近红外光具有适当的中心波长。由于中心波长影响所得到的断层图像在横向方向上的分辨率，所以中心波长可以尽可能短。根据这两个原因，采用855nm的中心波长。

在本示范性实施例中，迈克尔逊干涉仪被用作干涉仪。替代地，可以使用马赫-策德尔（Mach-Zehnder）干涉仪。使用哪种干涉仪可根据测量光与参照光之间的光强度差异来确定。如果光强度差异大，则可以使用马赫-策德尔干涉仪。如果光强度差异相对小，则可以使用迈克尔逊干涉仪。

[获得断层图像的方法]

将描述通过利用光学断层成像装置来获得断层图像的方法。光学断层成像装置可通过控制X扫描器114-1和Y扫描器114-2来获得被检体眼睛100的前眼部100-1的期望部位的断层图像。

图3图示出用测量光201照射被检体眼睛100并且在x方向上扫描前眼部100-1的状态。线传感器184从前眼部100-1的x方向上的成像范围捕捉关于预定量图像的信息。对在x方向上的位置中获得的线传感器184上的亮度分布执行快速傅立叶变换（FFT）。由FFT获得的线性亮度分布被转换成用于监视器显示的密度或颜色信息。这种密度或颜色信息将被称为扫描图像。根据从由用作光接收元件的线传感器184接收的干涉光获得的输出信号，光学断层成像装置获得A扫描图像。多个A扫描图像被布置成二维图像，该二维图像将被称为B扫描图像。在获得用于构造B扫描图像的多个A扫描图像之后，光学断层成像装置在y方向上移动扫描位置，并且再次在x方向上执行扫描。这样，光学断层成像装置获得多个B扫描图像。多个B扫描图像或从多个B扫描图像构造的三维断层图像被显示在监视器928上。操作者可使用（一个或多个）所显示的图像来诊断被检体眼睛100。

用于获得前眼部100-1的断层图像的视角或成像范围通常是根据下文将描述的图4A中所示的x方向上的扫描范围R0来决定的。扫描范围R0是由X扫描器114-1的扫描角度θ和从物镜101-1到被检体眼睛100的前眼部100-1的成像距离P0决定的。换言之，为了改变成像范围的大小，可以改变扫描角度θ或成像距离P0。通过改变测量光的光路长度，例如通过在z轴方向上移动光学头900，可容易地改变成像距离P0。在本示范性实施例中，通过改变光学头900的测量光的光路长度来改变成像距离P0。这种配置将被定义为测量光光路长度改变单元。有与本示范性实施例不同的其他用于改变测量光的光路长度的配置。根据本示范性实施例的测量光光路长度改变单元被定义为覆盖这样的配置的概念。

为了通过组合测量光和参照光来获得期望的干涉，测量光的光路长度和参照光的光路长度如上所述需要联锁（interlock）以满足预定的条件。根据在成像距离为P0的前眼部100-1的位置中测量光的光路长度，参照镜119从而被移动以改变参照光的光路长度。

参照镜119和用于移动参照镜119的配置是根据本示范性实施例的用于改变参照光的光路长度的参照光光路长度改变单元的示例。如上所述，为了通过组合光获得干涉，需要根据测量光的光路长度来改变参照光的光路长度。例如，在本示范性实施例中，个人计算机925包括用作控制单元（也称为“光路长度联锁单元”）的模块区域。该控制单元使得参照光光路长度改变单元随着测量光光路长度改变单元对测量光的光路长度的改变以联锁方式改变参照光的光路长度。

图4A、4B和4C示出了图示当成像距离P0被改变时前眼部100-1的位置中的扫描范围的示图、以及在各个视角中显示的相应断层图像。通过改变成像距离P0并根据该改变来移动参照镜119，光学断层成像装置可以在不改变扫描角度θ的情况下改变前眼部100-1的成像范围的大小。图4B图示了如下情况：成像距离P0被改变到Pmax以增大被检体眼睛100与光学断层成像装置之间的距离，并且参照镜119被移动到与成像距离Pmax相当的位置。在这种情况下，能够以宽扫描范围（视角）Rmax对前眼部100-1成像。图4C图示了如下情况：成像距离P0被改变到Pmin以减小被检体眼睛100与光学断层成像装置之间的距离，并且参照镜119被移动到与成像距离Pmin相当的位置。在这种情况下，能够以放大扫描范围Rmin对前眼部100-1成像。

[测量操作画面]

接下来，将参考图5和6描述根据本示范性实施例的测量操作画面。图5是图示出根据本示范性实施例的测量操作画面1000的示例的示图。图6是图示出根据本示范性实施例的测量操作画面1000的另一示例的示图。

前眼部观察画面1101显示由用于前眼部观察的CCD105获得的前眼部图像1102。断层图像显示画面1301意图检查所获得的断层图像。L和R按钮1001意图在被检体的左眼和右眼之间切换。按压L和R按钮1001以将光学头900移动到左眼和右眼各自的初始位置。当操作者操作输入单元929中包括的鼠标时，鼠标光标1002的位置移动。此光学断层成像装置被配置成使得鼠标光标位置检测单元能够根据鼠标光标1002的位置来改变对准单元。鼠标光标位置检测单元根据鼠标光标1002在画面上的像素位置来计算鼠标光标1002的位置。在测量操作画面上设定范围，并且预先设定所设定的范围与对准驱动之间的对应关系。如果鼠标光标1002落在所设定的范围的像素内，则可以执行为所设定的范围定义的对准。鼠标的对准操作通过旋转鼠标的轮来执行。

布置在各图像附近的滑块1103和1203用于调整。滑块1103意图用于指定对被检体眼睛100的成像距离P0。当滑块1103被移动时，前眼部观察画面1101中的符号1003以联锁方式大小改变。符号1003的大小也与前眼部100-1的成像范围（视角）的大小的改变联锁，由此用于前眼部观察的透镜107被移动到预定的位置。透镜107是根据本示范性实施例的包括对前眼部100-1执行聚焦的聚焦透镜的前眼部观察单元的示例。滑块1103的上限对应于上述前眼部100-1的成像范围Rmax。滑块1103的下限对应于前眼部100-1的成像范围Rmin。滑块1203意图用于执行OCT聚焦调整。OCT聚焦调整是用于在图2中所示的箭头所指示的方向上移动透镜115以针对前眼部100-1进行聚焦调整的调整。滑块1103和1203还被配置为随着通过利用鼠标在各个图像中执行的对准操作以联锁方式移动。更具体而言，独立于由滑块1203进行的OCT聚焦调整或者以与由滑块1203进行的OCT聚焦调整联锁的方式，个人计算机925的控制单元（也称为“聚焦联锁单元”）使得OCT聚焦透镜115随着测量光光路长度改变单元对测量光的光路长度的改变以联锁方式对前眼部100-1执行聚焦。前眼部观察单元对前眼部100-1的聚焦操作需要根据伴随着成像距离P0的改变的测量光的光路长度的改变来执行。在本示范性实施例中，前述控制单元（也称为“前眼部聚焦联锁单元”）使得前眼部观察单元随着测量光光路长度改变单元对测量光的光路长度的改变以联锁方式对前眼部100-1执行聚焦。

图6图示出测量操作画面1000，其中图5中所示的滑块1103被成像范围选择按钮1004所替换。设定包括标准（R0=6mm×6mm）、最大（Rmax=9mm×9mm）和最小（Rmin=3mm×3mm）。如果操作者选择成像范围选择按钮1004中的任何一个，则光学断层成像装置可以相应地改变断层图像的成像范围的大小。即使操作者在没有获得前眼部图像1102的情况下进行这种选择，光学断层成像装置也可以改变成像范围的大小。

[获得前眼部的断层图像的流程]

将参考图7来描述根据本示范性实施例的通过利用OCT装置来获得前眼部100-1的断层图像的流程。图7是图示出根据本示范性实施例的测量流程的流程图。该流程图图示出操作者和个人计算机925的操作。

在步骤S101中，个人计算机925开始本测量流程。在步骤S102中，光学断层成像装置根据来自个人计算机925的指令获得前眼部图像1102。用未图示的前眼部照明光来对被检体眼睛100照明。反射光经过物镜101-1和101-2以及上述的光路L2，并且在CCD105上形成图像。在CCD105上形成的前眼部图像1102被未图示的CCD控制单元读取、放大、经历模拟到数字（A/D）转换，并输入到计算单元。输入到计算单元的前眼部图像1102被取入到个人计算机925中。

在步骤S103中，操作者通过利用向个人计算机925发出指令的输入单元929向滑块1103发出将成像范围的大小改变到期望大小的指令。滑块1103的条在画面上移动。根据操作者的指令，用作控制单元的示例的个人计算机925在光轴方向上将光学头900移动到与所改变的大小相对应的距离。在步骤S104中，用作控制单元的示例的个人计算机925执行控制以根据光学头900的移动将参照镜119移动到与测量光的光路长度被改变到的距离相对应的位置。结果，相干门被调整以使得前眼部断层图像位于成像框内。个人计算机925可随着参照镜119的移动而移动透镜107。当个人计算机925根据改变成像范围的大小的指令以联锁方式移动光学头900和参照镜119时，个人计算机925也可以以联锁方式移动OCT聚焦透镜115以改变聚焦位置。代替于以联锁方式移动参照镜119，个人计算机925可以以联锁方式移动OCT聚焦透镜115。在这种情况下，可省略下文要描述的步骤S106。个人计算机925可同时移动这样的构件。个人计算机925可以在有时间差的情况下移动这样的构件。

在步骤S105中，用作控制单元的示例的个人计算机925根据来自操作者的指令相对于前眼部100-1移动光学头900，从而执行光学头900相对于前眼部100-1的对准。对准可通过相对于光学头900移动被检体的脸部支架来执行。除了操作者的手动操作以外，光学头900也可自动移动。具体而言，个人计算机925通过图像处理从由CCD105捕捉的前眼部图像1102中检测被检体眼睛100的瞳孔位置。基于检测到的瞳孔位置，个人计算机925可找出光学断层成像装置与被检体眼睛100之间的对准位置关系。个人计算机925可通过利用未图示的XYZ平台来驱动光学头900，使得检测到的被检体眼睛100的瞳孔位置去到理想位置。个人计算机925可在捕捉断层图像的同时保持跟踪前眼部100-1。在这种情况下，操作者可以更方便地继续监视被检体眼睛100的前眼部100-1。

在步骤S106中，操作者通过利用输入单元929向滑块1203发出改变前眼部断层图像的聚焦位置的指令。滑块1203的条在画面上移动。根据操作者的指令，用作控制单元的示例的个人计算机925执行控制以移动OCT聚焦透镜115。这样，可以调整OCT聚焦。在步骤S107中，操作者通过利用输入单元929按压捕捉按钮1005。根据操作者的指令，用作控制单元的示例的个人计算机925执行控制以获得前眼部100-1的断层图像。在步骤S108中，用作显示控制单元的示例的个人计算机925使得监视器928显示前眼部100-1的断层图像。在步骤S108中，个人计算机925可以校正前眼部100-1的断层图像并且使得监视器928显示经校正的断层图像。在步骤S109中，个人计算机925结束本测量流程。

注意，与例如在标准成像距离P0下获得的断层图像相比，在步骤S107中获得的断层图像在相同大小的画面中可包括更宽或更窄范围的部位。如下文将描述的，校正是用于如下的操作：放大或缩小显示范围（视角），以使得这样的捕捉图像中包括的部位被以与在成像距离P0下获得的部位的大小相同的大小显示。上述操作由个人计算机925的模块区域执行，该模块区域用作用于校正和改变图像的显示模式的图像校正单元。控制单元中包括的用作显示控制单元的模块区域显示用于发出改变显示单元上的成像范围的指令的光标或显示图样。

如果成像距离P0大于标准成像距离，则前眼部100-1的断层图像仅在横向方向上变得较窄，而在断层深度上没有改变。如果成像距离P0小于标准成像距离，则断层图像仅在横向方向上变得较宽，而在断层深度上没有改变。图8A、8B、8C、8D、8E和8F图示了校正前眼部100-1的断层图像的显示图像的示例。图8A图示出具有与成像距离P0相对应的横向视域x0的前眼部100-1的断层图像。如果成像距离P0增大到Pmax，则横向视域x0减小到xm，如图8C中所示。如图8D中所示，通过利用已知的图像处理方法，可以容易将横向视域xm转换成视域x0并显示。如图8F中所示，可以类似地处理并显示与成像距离Pmin相对应的断层图像。基于图8D和8F中所示的断层图像可执行各种测量。通过利用图8C和8E中所示的原始图像，乘以成像距离P和横向视域X的相应比率，可执行各种测量。

如上所述，根据本示范性实施例的光学断层成像装置可提供一种装置，操作者利用该装置可指定各种成像范围并捕捉图像。换言之，在维持光学系统的性能的同时，可提供具有各种视域和高分辨率的光学断层成像装置。由于可以改变被检体眼睛100与光学断层成像装置之间的操作距离，所以通过根据被检体的状况以增大的操作距离来捕捉图像，可以减轻被检体的负担。

[对准前指定断层图像的成像范围的大小]

将参考图9描述第二示范性实施例。在本示范性实施例中，在操作者指定断层图像的成像范围的大小之后，个人计算机925执行对准（或再对准）。个人计算机925随后将测量光的光路长度改变与指定的大小相对应的距离。结果，即使在操作者指定断层图像的成像范围的大小之前对准是混乱的，操作者也可容易地获得期望大小的断层图像。

在第二示范性实施例中，如图9中所示，图2中所示的反射镜102被分色镜113所替换，并且设有对准光学系统的光路L3。透镜109、分割棱镜110、透镜111和CCD112布置在光路L3上。CCD112用于观察前眼部图像。分割棱镜110被配置成使得如果Z方向上的对准（相对于物体的深度方向上的对准）不正确，则前眼部图像的一部分位置偏离。如果Z方向上的对准正确，则前眼部图像的一部分的位置偏离消失。个人计算机925从而可基于前眼部图像的偏离方向和偏离量来检测Z方向上的失准。个人计算机925可相对于被检体眼睛100移动装置主体以消除这种Z方向上的失准，由此可执行Z方向上的对准。在X和Y方向上，个人计算机925可通过在由CCD112获得的前眼部观察图像中检测瞳孔位置来执行对准。

例如，为了对角膜厚度分布成像，操作者指定宽成像范围，使得能够对整个角膜成像。例如，为了对虹膜角膜角成像，操作者指定窄成像范围，窄的程度是能够对虹膜角膜角成像。未图示的成像模式选择单元可被配置为在获得断层图像之前选择诸如成像部位之类的成像模式。在操作者在对准之后指定断层图像的成像范围的大小之前，个人计算机925可再次执行对准，以使得将测量光的光路长度可靠地改变与指定的大小相对应的距离。在这种情况下，操作者可在观察前眼部观察图像的同时指定成像范围的大小。

[在测量光的光路长度的改变到达其极限的情况下调整扫描角度]

将描述根据第三示范性实施例的光学断层成像装置（OCT装置）与第一示范性实施例中描述的OCT装置之间的差异。

如图4B和4C中所示，第一示范性实施例中描述的OCT装置可以在不相对于图4A改变扫描单元的扫描角度θ的情况下改变前眼部100-1的成像范围的大小。换言之，OCT装置可以在不改变光学头900内的光路的情况下执行放大和缩小。这消除了考虑透镜边缘处的像差的影响、光束的阴影的影响和由扫描角度θ的改变引起的采样密度的改变的需要。

在本示范性实施例中，如果成像距离P0达到最大成像距离Pmax或最小成像距离Pmin，则个人计算机925可进一步改变扫描角度θ以进一步改变成像范围。如果达到最大成像距离Pmax，则个人计算机925增大X扫描器114-1和Y扫描器114-2的扫描幅度。结果，扫描角度θ增大。这可进一步增大扫描范围R0以提供对更宽范围的缩小视野。

如果成像距离P0达到最小成像距离Pmin并且希望进一步放大，则个人计算机925减小X扫描器114-1和Y扫描器114-2的扫描幅度。这使得能够对更窄扫描范围R0的视野放大，由此可获得进一步放大的图像。

最大成像距离Pmax是基于OCT聚焦透镜115和参照镜119的驱动极限来决定的。可以增大成像距离P0以增大扫描范围R0。结果，可以查看更宽的范围。换言之，可以查看缩小的图像。最小成像距离Pmin是基于OCT聚焦透镜115和参照镜119的前述驱动极限以及从被检体眼睛100与OCT装置之间的接触来看确保了被检体眼睛100的安全性的距离来决定的。

[多面镜]

将参考图10A和10B来描述第四示范性实施例。在第一示范性实施例中，移动X扫描器114-1和Y扫描器114-2以获得期望部位的断层图像。例如，如图10A中所示，X扫描器114-1和Y扫描器114-2可分别包括进行往复旋转运动的反射镜201和202。X扫描器114-1和Y扫描器114-2可被配置成使得入射在反射镜201和202上的光束摇摆以在X和Y方向上往复。反射镜201和202的示例包括由具有高定位精确度和反复可再现性的检流计（galvanometer）电机驱动的检流计反射镜。

在本示范性实施例中，X扫描器114-1和Y扫描器114-2中的至少任一者是如图10B中所示可在一个方向上旋转的多面镜203。多面体的每个面经过光束的入射位置时的旋转角度ψ决定扫描宽度。新的面相继在光束的扫描位置中出现，由此光束可在X或Y方向上反复摇摆。由于多面镜在一个方向上移动，所以多面镜与往复镜面的前述检流计反射镜相比能够以更高的速度执行扫描。

如果前述检流计反射镜用于往复镜面，则可以改变检流计反射镜的倾斜角度来改变扫描宽度。如果使用多面镜，则扫描宽度由多面镜的形状唯一决定。对多面镜的使用使得难以通过改变扫描宽度来改变成像范围的大小。在这种情况下，在第一示范性实施例中描述的用于改变成像范围的大小的机构可用于在增大扫描速度的同时改变成像范围的大小。

[参数的对应表]

将参考图11描述第五示范性实施例。如果发出关于断层图像的成像范围的大小的指令，则个人计算机925以联锁方式控制测量光的光路长度、参照光的光路长度、OCT聚焦和前眼部聚焦。这样的参数之间的对应关系可被存储在用作存储单元的示例的硬盘926中。个人计算机925可通过参考存储的对应关系来执行前述控制。

例如，如图11中所示，可预先通过仿真确定决定成像范围的扫描宽度R0、测量光的光路长度P0、参照光的光路长度Pr、OCT聚焦透镜位置Lo和前眼部聚焦透镜位置La之间的对应关系。其对应表可被生成并存储在硬盘926中。基于对应表，可如以下近似表达式（1）至（4）那样确定参数之间的关系。这样的表达式可被存储在硬盘926中。

$P0=\frac{R0}{2\tan \left(\frac{\mathrm{\θ}}{2}\right)}-p,---\left(1\right)$

Pr=P0， (2)

Lo=f₁(P0)，以及 (3)

La=f₂(P0)， (4)

其中p是从物镜101-1以角度θ展开的扫描区域边界线的延长线的交点与物镜101-1的正面顶点之间的距离。p是由光学设计决定的值，从而可预先通过仿真来确定。函数f₁(P0)和f₂(P0)是由光学系统的设计决定的。函数f₁(P0)和f₂(P0)是测量光的光路长度P0与在测量光的光路长度P0下获得适当的OCT聚焦和适当的前眼部聚焦时的OCT聚焦透镜位置Lo和前眼部聚焦透镜位置La的关系的近似表达式。这种关系是预先通过仿真确定的。

[根据指定的成像范围的大小调整固视灯的大小]

将描述根据第六示范性实施例的光学断层成像装置（OCT装置）与在第一示范性实施例中描述的OCT装置之间的差异。在第一示范性实施例中描述的OCT装置根据扫描范围R0改变成像距离P0，从而改变测量光的光路长度。在这种情况下，对于被检体眼睛100，固视灯106的大小也改变。成像距离P0越大，固视灯106看起来就越小。成像距离P0越小，固视灯106看起来就越大。结果，固视灯106可能有时让被检体有不愉快之感，并且有时变得不那么可见。

根据本示范性实施例的OCT装置被配置成使得未图示的固视灯显示改变单元可改变固视灯106的显示的大小。例如，如果固视灯106是液晶显示器（LCD）并且可显示二维图像，则可在X和Y方向上改变所显示的二维图像的大小。如果固视灯106是点光源，则可以添加诸如透镜之类的光学构件以便可以改变点光源的大小。通过相对于被检体眼睛100移动该光学构件的位置可以放大或缩小固视灯106。或者，光路L2可包括X和Y扫描器。开启和关闭点光源以通过利用X和Y扫描器生成二维图像。在这种情况下，可在不同的定时开启和关闭点光源，以使得X和Y扫描器可生成不同大小的二维图像。

能够改变显示大小的固视灯106用于以如下方式改变固视灯106的大小。首先，操作者指定成像范围。如果OCT装置根据成像范围增大成像距离P0，则测量光的光路长度增大。固视灯106远离被检体眼睛100移动并且看起来更小。在这种情况下，OCT装置可使得固视灯106的显示更大，以使得固视灯106相对于被检体眼睛100的大小保持恒定。如果OCT装置减小成像距离P0，则测量光的光路长度减小。固视灯106靠近被检体眼睛100并且看起来更大。在这种情况下，OCT装置将固视灯106显示得更小。换言之，OCT装置随着成像距离P0以联锁方式改变固视灯106的大小以使得固视灯106的表观大小恒定。

本发明不限于前述示范性实施例，在不脱离前述示范性实施例的要旨的情况下可进行各种改变和修改。例如，虽然前述示范性实施例涉及待测物体是眼睛的情况，但示范性实施例也可应用到除眼睛以外的待测物体。示例包括皮肤和器官。在这种情况下，本发明的示范性实施例被配置作为除眼科装置以外的医疗装置，例如内窥镜。以上描述的被检体眼睛从而可被视为物体。

本发明的示范性实施例也可由读出并执行记录在存储介质（例如，非暂态计算机可读存储介质）上的计算机可执行指令以执行本发明的上述（一个或多个）实施例中的一个或多个的功能的系统或装置的计算机而实现，或者由系统或装置的计算机通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述（一个或多个）实施例中的一个或多个的功能来执行的方法而实现。计算机可包括中央处理单元（CPU）、微处理单元（MPU）或其他电路中的一个或多个，并且可包括分开的计算机或分开的计算机处理器的网络。计算机可执行指令可例如从网络或存储介质提供到计算机。存储介质可包括例如硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、分布式计算系统存储、光盘（例如致密盘（CD）、数字多功能盘（DVD）或蓝光盘（BD）TM）、闪存设备、存储卡等等中的一个或多个。

虽然已参考示范性实施例描述了本发明，但要理解本发明不限于所公开的示范性实施例。所附权利要求的范围应遵循最宽解释以涵盖所有这样的修改以及等同结构和功能。

Claims (16)

1.一种光学断层成像装置，被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与测量光相对应的参照光被组合成的光来获得所述物体的断层图像，所述光学断层成像装置包括：

测量光光路长度改变单元，被配置为改变测量光的光路长度；

指令单元，被配置为发出关于断层图像的成像范围的大小的指令；以及

控制单元，被配置为控制所述测量光光路长度改变单元以在所述指令单元的指令之后相对于所述物体在深度方向上执行对准，并且将测量光的光路长度改变与发出指令所关于的大小的改变相对应的距离。

2.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，其中，所述测量光光路长度改变单元包括光学单元移动机构，所述光学单元移动机构被配置为相对于所述物体移动包括测量光的光路的光学单元，以及

其中，所述控制单元被配置为控制所述光学单元移动机构以在所述指令单元的指令之后相对于所述物体在深度方向上执行对准，并且将测量光的光路长度改变与发出指令所关于的大小的改变相对应的距离。

3.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，还包括显示控制单元，所述显示控制单元被配置为使得显示单元显示用于发出与断层图像的成像范围的大小的改变有关的指令的显示图样，

其中，所述指令单元被配置为根据操作单元的操作来发出关于所述改变的指令。

4.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，还包括参照光光路长度改变单元，所述参照光光路长度改变单元被配置为改变参照光的光路长度，

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令单元的指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述参照光光路长度改变单元。

5.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，还包括移动单元，所述移动单元被配置为沿着光路移动聚焦透镜，所述聚焦透镜将测量光聚焦在所述物体上，

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令单元的指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述移动单元。

6.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，还包括固视灯显示改变单元，所述固视灯显示改变单元被配置为改变固视灯的显示大小，

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令单元的指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述固视灯显示改变单元。

7.根据权利要求6所述的光学断层成像装置，其中，所述控制单元被配置为，在增大成像范围的指令被发出的情况下，以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述固视灯显示改变单元，以增大测量光的光路长度并增大固视灯的显示大小。

8.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，还包括存储单元，所述存储单元被配置为存储指示断层图像的成像范围的大小和测量光的光路长度之间的关系的表达式和表格中的至少一者，

其中，所述控制单元被配置为根据所述指令单元的指令通过利用存储在所述存储单元中的所述至少一者来控制所述测量光光路长度改变单元。

9.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，还包括扫描单元，所述扫描单元被配置为用测量光扫描所述物体并且能够在一个方向上旋转。

10.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，还包括扫描单元，所述扫描单元被配置为用测量光扫描所述物体，

其中，所述控制单元被配置为，在测量光的光路长度的改变达到极限的情况下，改变所述扫描单元的扫描角度以改变成像范围。

11.根据权利要求1所述的光学断层成像装置，其中，所述物体是被检体的眼睛。

12.一种光学断层成像装置，被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与测量光相对应的参照光被组合成的光来获得所述物体的断层图像，所述光学断层成像装置包括：

测量光光路长度改变单元，被配置为改变测量光的光路长度；

固视灯显示改变单元，被配置为改变固视灯的显示大小；

指令单元，被配置为发出关于断层图像的成像范围的大小的指令；以及

控制单元，被配置为根据所述指令单元的指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述固视灯显示改变单元。

13.一种用于控制光学断层成像装置的方法，所述光学断层成像装置被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与测量光相对应的参照光组合成的光来获得所述物体的断层图像，所述方法包括：

发出关于断层图像的成像范围的大小的指令；以及

控制测量光光路长度改变单元以在所述指令之后相对于所述物体在深度方向上执行对准，并且将测量光的光路长度改变与发出指令所关于的大小的改变相对应的距离，所述测量光光路长度改变单元被配置为改变测量光的光路长度。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括根据所述指令以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和固视灯显示控制单元，所述固视灯显示改变单元被配置为改变固视灯的显示大小。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：在发出增大成像范围的指令的情况下，以联锁方式控制所述测量光光路长度改变单元和所述固视灯显示控制单元，以增大测量光的光路长度并增大固视灯的显示大小。

16.一种用于控制光学断层成像装置的方法，所述光学断层成像装置被配置为基于来自用测量光照射的物体的返回光和与测量光相对应的参照光组合成的光来获得所述物体的断层图像，所述方法包括：

发出关于断层图像的成像范围的大小的指令；以及

根据所述指令以联锁方式控制测量光光路长度改变单元和固视灯显示改变单元，所述测量光光路长度改变单元被配置为改变测量光的光路长度，所述固视灯显示改变单元被配置为改变固视灯的显示大小。