JP2007130403A - 光画像計測装置、光画像計測プログラム、眼底観察装置及び眼底観察プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光画像形成装置1は、低コヒーレンス光L0を信号光LSと参照光LRに分割し、眼底Erで反射された信号光LSと参照ミラー14で反射された参照光LRとを重畳させて干渉光LCを生成する干渉計と、干渉光LCを受光し検出信号を出力するCCD34と、信号光LSを主走査方向、副走査方向に走査するガルバノミラー22、23と、副走査方向の異なる位置における主走査方向に沿った断層画像G1〜Gmを形成するコンピュータ40とを有する。ガルバノミラー22、23は、主走査方向に交差する所定の方向に信号光LSを走査し、コンピュータ40は、この所定の方向に沿った補正用断層画像GRを形成し、補正用断層画像GRに基づいて各断層画像Giの位置ずれを補正する。
【選択図】図1
Description
を備える、ことを特徴とする。
前記第2の画像形成手段により形成される断層画像の計測位置を前記表示された2次元画像上に指定するための操作手段と、を備え、前記第1の画像処理手段による前記変位の検出は、前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像における前記生成された積算画像の位置を特定し、該特定された位置と前記指定された計測位置との前記深度方向に直交する方向における変位を検出することにより行う、ことを特徴とする。
[装置構成]
図1は、本発明に係る光画像計測装置の全体構成の一例を表す。同図に示す光画像計測装置1は、従来とほぼ同様に構成されており、レーザ光源から出力されたレーザ光を参照光と信号光とに分割し、参照物体を経由した参照光と被測定物体を経由した信号光とを重畳して干渉光を生成する干渉計を具備するとともに、この干渉光の検出結果を解析して被測定物体の画像を形成するように構成されている。
前述のように、信号光LSは、ガルバノミラー22、23によって反射方向が変更される。ガルバノミラー22、23の反射面の向きをそれぞれ変更することにより、信号光LSを眼底Erの様々な位置に照射することができる。すなわち、眼底Erにおいて信号光LSを走査することができる。ガルバノミラー22、23は、本発明の「走査手段」の一例に相当するものである。
本実施形態の光画像計測装置1の制御系の構成について説明する。図2、図3に示すブロック図は、それぞれ、光画像計測装置1の制御系の構成の一例を表している。図2は、光画像計測装置1の制御系の機能的構成を表す。また、図3は、コンピュータ40のハードウェア構成を表す。
まず、図3を参照して、コンピュータ40のハードウェア構成について説明する。コンピュータ40は、従来のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。具体的には、CPU100(等のマイクロプロセッサ)、RAM101、ROM102、ハードディスクドライブ(HDD)103、キーボード104、マウス105、ディスプレイ106及び通信インターフェイス(I/F)107を含んで構成されている。これら各部は、バス108を介して接続されている。
続いて、図2を参照しつつ、光画像計測装置1の制御系の構成について説明する。
CCD34からの検出信号は、信号光LSの走査に対応して生成される。制御部41は、ガルバノミラー22、23を制御して、眼底Er上における信号光LSの走査点(眼底Er上における信号光LSの入射目標位置(集光目標位置))を順次移動させる。同時に、低コヒーレンス光源2を制御して、低コヒーレンス光L0の出力/停止を所定のタイミング(走査点の移動に同期されている。)連続的に切り換える。それにより、信号光LSは、眼底Er上の複数の走査点に順次集光され、その深部組織に入射するように走査される。
画像形成処理部42は、従来と同様に、2段階の演算処理を行うことで各走査線Riに沿った眼底Erの断層画像を形成する。第1段階の演算処理では、画像形成処理部42は、各走査点Rijに対応する検出信号Dijに基づいて、その走査点Rijにおける眼底Erの深度方向(図1に示すz方向)の画像を形成する。また、第2段階の演算処理では、各走査線Riについて、その上のn個の走査点Ri1〜Rinにおける深度方向の画像に基づき、当該走査線Riに沿った眼底Erの断層画像を形成する。
信号光LSの走査中に被検眼Eが動くと、走査線R1〜Rmは、図4〜図6に示したように矩形の走査領域R内に整列された形態にはならず、図7に示すように互いの位置がずれてしまう。すると、実際の走査領域R′は、あらかじめ設定された走査領域R(図4(A)、図5参照)とは異なったものとなり、得られる画像の確度が劣化してしまう。特に、被検眼Eは、心臓の拍動によってz方向(深度方向)に動いてしまうことが多いため、走査線R1〜Rmの位置のz方向へのずれが問題視されることが多々ある。
正規化相関の手法を用いる場合、位置補正処理部43は、比較用断層画像GCを形成する深度方向の画像について、その深度方向の画像を1画素単位でずらしながら、補正用断層画像GRの対応位置における深度方向の画像との間の正規化相関の相関値を逐次算出する。
特徴部分を一致させる手法を用いる場合、位置補正処理部43は、比較用断層画像GCを形成する深度方向の画像の特徴部分と、補正用断層画像GRの対応位置における深度方向の画像の(同じ)特徴部分とをそれぞれ抽出する。
図8に示す比較用断層画像GCの特徴部分(眼底表面相当部分)を抽出する場合について説明する。なお、この比較用断層画像GCは、ユーザインターフェイス44のディスプレイ106の画面上に表示される。その表示態様は、眼底Erの表面に相当する部分を画面上方に表示し、眼底Erの深層部分に相当する部分を画面下方に表示するようになっている(図8中のz座標の向きを参照)。
以上のような構成を具備する本実施形態の光画像計測装置1の動作について説明する。図12に示すフローチャートは、光画像計測装置1の動作の一例を表すものである。
以上のような本実施形態に係る光画像計測装置1によれば、次のような作用、効果が奏される。
以上に説明した構成は、本発明を好適に実施するための一具体例に過ぎない。したがって、たとえば以下に示すような、本発明の要旨の範囲内における任意の変形を適宜施すことが可能である。
次に、本発明に係る眼底観察装置及び眼底観察プログラムの好適な実施形態の一例を説明する。
図13に示すように、眼底観察装置1000は、眼底カメラとして機能する眼底カメラユニット1000Aと、光画像計測装置(OCT装置)の光学系を格納したOCTユニット1150と、各種制御処理などを実行するコンピュータ1200を含んで構成されている。
眼底カメラユニット1000Aは、従来の眼底カメラとほぼ同様の外観構成を有している。また、この眼底カメラユニット1000Aは、従来の眼底カメラの光学系と同様に、被検眼Eの眼底Efを照明する照明光学系1100と、この照明光の眼底反射光を接眼レンズ部(図示せず)や撮像装置1010やOCTユニット1150に導く撮影光学系1120とを備えている。
次に、図15を参照しつつOCTユニット1150の構成について説明する。同図に示すOCTユニット1150は、従来の光画像計測装置とほぼ同様の光学系を有するものであり、光源から出力された光を参照光と信号光とに分割し、参照物体を経由した参照光と被測定物体(眼底Ef)を経由した信号光とを重畳して干渉光を生成する干渉計を具備するとともに、この干渉光の検出結果を解析して被測定物体の画像を形成するように構成されている。
次に、コンピュータ1200の構成について、図16を参照しつつ説明する。このコンピュータ1200は、CCD1184から入力される検出信号を解析して、被検眼Eの眼底Efの断層画像を形成する処理を行う。このときの解析手法は、従来のフーリエドメインOCTの手法と同じである。また、コンピュータ1200は、眼底カメラユニット1000Aの各部の制御、及び、OCTユニット1150の各部の制御を実行する。
以上のような構成を有する眼底観察装置1000の制御系の構成について、図17を参照しつつ説明する。図17は、眼底観察装置1000が具備する構成のうち、本発明に係る動作や処理に関わる部分を特に選択して示したものである。
信号光LSの走査は、前述のように、眼底カメラユニット1000Aの走査ユニット1141のガルバノミラー1141A、1141Bの反射面の向きを変更することにより行われる。制御部1210は、ミラー駆動機構1241、1242をそれぞれ制御することで、ガルバノミラー1141A、1141Bの反射面の向きをそれぞれ変更し、信号光LSを眼底Ef上において走査する。
画像処理部1220による画像形成処理について、その一例を説明する。この画像処理部1220は、制御プログラム1204aに基づいて動作するCPU1201、RAM1202、ハードディスクドライブ1204を含んで構成される。なお、以下に説明する処理は、図18のブロック図に示す画像処理部1220の光画像形成処理部1222によって実行される。
まず、画像処理部1220の構成について説明する。図18は、この画像処理部1220の構成の一例を表すブロック図である。
本実施形態の眼底観察装置1000によれば、眼底カメラユニット1000Aによる眼底画像Ef′と、OCTユニット1150による光画像(断層画像、3次元画像等)の2種類の画像を取得することができる。眼底観察装置1000は、これら2種類の画像をそれぞれディスプレイ1207に表示させたり、2種類の画像を並べて表示させたりすることができる。後者の並列表示を行う場合には、後述の図20に示すように、ディスプレイ1207の表示画面には、眼底画像Ef′が表示される眼底画像表示領域1207Aと、光画像が表示される光画像表示領域1207Bとが形成される。
以上のような構成を具備する本実施形態の眼底観察装置1000の動作について説明する。図19に示すフローチャートは、この眼底観察装置1000の動作の一例を表すものである。
以上のように動作する本実施形態の眼底観察装置1000が奏する作用、効果について説明する。
以上で説明した構成は、本発明の画像観察装置を好適に実施するための一例に過ぎないものである。したがって、本発明の要旨の範囲内において任意の変形を適宜に施すことが可能である。以下、そのような変形例の一例を説明する。
2 低コヒーレンス光源
3、5、6、7 光ファイバ
4 光カプラ
11、21、31 コリメータレンズ
12 ガラスブロック
13 濃度フィルタ
14 参照ミラー
22、23 ガルバノミラー
22a、23a 回動軸
22A、23A ミラー駆動機構
24 レンズ
25 ダイクロイックミラー
26 対物レンズ
30 スペクトロメータ
32 回折格子
33 結像レンズ
34 CCD
40 コンピュータ
41 制御部
42 画像形成処理部
43 位置補正処理部
44 ユーザインターフェイス(UI)
100 CPU
103 ハードディスクドライブ
103a制御プログラム
104 キーボード
105 マウス
106 ディスプレイ
50 観察装置(撮影装置)
L0 低コヒーレンス光
LR 参照光
LS、LS′ 信号光
LC、LC′ 干渉光
R 走査領域
R1〜Rm 走査線
RS 走査開始位置
RE 走査終了位置
Rij(i=1〜m、j=1〜n) 走査点
RR 戻し走査線
C1〜Cm 交差位置
G1〜Gm 断層画像
Gij(i=1〜m、j=1〜n) 深度方向の画像
GC 比較用断層画像
GR 補正用断層画像
E 被検眼
Er 眼底
1000 眼底観察装置
1000A 眼底カメラユニット
1008c 装着部
1010 撮像装置
1011 タッチパネルモニタ
1100 照明光学系
1101 ハロゲンランプ
1103 キセノンランプ
1112 孔開きミラー
1112a 孔部
1113対物レンズ
1120 撮影光学系
1127 クイックリターンミラー
1129 切換ミラー
1141 走査ユニット
1141A、1141B ガルバノミラー
1142 レンズ
1150 OCTユニット
1151 コネクタ部
1152 接続線
1152a、1161、1163、1164、1165 光ファイバ
1160 低コヒーレンス光源
1174 参照ミラー
1180 スペクトロメータ
1184 CCD
1200 コンピュータ
1201 CPU
1204a 制御プログラム
1206 マウス
1207 ディスプレイ
1207A 眼底画像表示領域
1207B 光画像表示領域
1210 制御部
1220 画像処理部
1222 光画像形成処理部
1223 積算処理部
1224 位置特定処理部
1225 位置情報記憶部
1226 変位検出部
1227 xy位置補正処理部
1228 z位置補正処理部
1230 ユーザインターフェイス
1241、1242、1243、1244 ミラー駆動機構
Ef 眼底
Ef′ 眼底画像(2次元画像)
GP 積算画像
GP′ 補正積算画像
Claims (15)
- 光源と、
前記光源から出力された光を被測定物体に向かう信号光と参照物体に向かう参照光とに分割するとともに、前記被測定物体を経由した信号光と前記参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、
前記生成された干渉光を受光して検出信号を出力する検出手段と、
前記被測定物体に対する前記信号光の入射位置を所定の主走査方向及び該主走査方向に直交する副走査方向にそれぞれ走査する走査手段と、
前記主走査方向に沿った複数の前記入射位置のそれぞれについて、当該入射位置を経由した信号光と前記参照光とから生成される干渉光に基づく前記検出信号に基づいて当該入射位置における前記被測定物体の深度方向の画像を形成し、該形成された各入射位置の前記画像に基づいて前記主走査方向に沿った断層画像を形成することにより、前記副走査方向の異なる位置における2以上の前記主走査方向に沿った断層画像を形成する画像処理手段と、
を有し、
前記走査手段は、前記主走査方向に交差する所定の方向に前記信号光を走査し、
前記画像処理手段は、当該所定の方向に沿った補正用断層画像を形成するとともに、該補正用断層画像に基づいて、前記形成された前記2以上の断層画像のそれぞれの位置ずれを補正する、
ことを特徴とする光画像計測装置。 - 前記走査手段は、前記2以上の断層画像を形成するとき、前記主走査方向の一定の向きに前記信号光の入射位置を走査し、
前記所定の方向は、前記2以上の断層画像を形成するときの走査の終了位置と開始位置とを結んだ方向とされる、
ことを特徴とする請求項1に記載の光画像計測装置。 - 前記画像処理手段は、前記2以上の断層画像のそれぞれの前記深度方向の位置ずれを補正する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光画像計測装置。 - 前記画像処理手段は、前記2以上の断層画像のそれぞれについて、前記補正用断層画像との交差位置における前記深度方向の画像の位置を、当該交差位置における前記補正用断層画像の深度方向の画像の位置に合わせることにより、前記深度方向の位置ずれを補正する、
ことを特徴とする請求項3に記載の光画像計測装置。 - 前記2以上の断層画像のそれぞれの前記深度方向の前記位置ずれの補正は、前記交差位置における当該断層画像の前記深度方向の画像と前記補正用断層画像の前記深度方向の画像との正規化相関の相関値が最大となるように、当該断層画像を前記深度方向に移動させることにより行う、
ことを特徴とする請求項4に記載の光画像計測装置。 - 前記2以上の断層画像のそれぞれの前記深度方向の前記位置ずれの補正は、前記交差位置における当該断層画像の前記深度方向の画像の特徴部分と前記補正用断層画像の前記深度方向の画像の特徴部分とを一致させるように、当該断層画像を前記深度方向に移動させることにより行う、
ことを特徴とする請求項4に記載の光画像計測装置。 - 前記深度方向の画像の前記特徴部分は、前記被測定物体の表面に相当する部分とされる、
ことを特徴とする請求項6に記載の光画像計測装置。 - 前記画像処理手段は、
前記2以上の断層画像に基づいて、前記被測定物体の3次元画像を形成し、
該形成された3次元画像に基づいて、前記所定の方向に沿った新たな断層画像を形成し、
前記補正用断層画像に対する前記新たな断層画像の変位に基づいて、前記2以上の断層画像のそれぞれの位置ずれを補正する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項7に記載の光画像計測装置。 - 光源と、
前記光源から出力された光を被測定物体に向かう信号光と参照物体に向かう参照光とに分割するとともに、前記被測定物体を経由した信号光と前記参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、
前記生成された干渉光を受光して検出信号を出力する検出手段と、
前記被測定物体に対する前記信号光の入射位置を所定の主走査方向及び該主走査方向に直交する副走査方向にそれぞれ走査する走査手段と、
前記主走査方向に沿った複数の前記入射位置のそれぞれについて、当該入射位置を経由した信号光と前記参照光とから生成される干渉光に基づく前記検出信号に基づいて当該入射位置における前記被測定物体の深度方向の画像を形成し、該形成された各入射位置の前記画像に基づいて前記主走査方向に沿った断層画像を形成することにより、前記副走査方向の異なる位置における2以上の前記主走査方向に沿った断層画像を形成する画像処理手段と、
を有する光画像計測装置を制御する光画像計測プログラムであって、
前記走査手段を制御して、前記主走査方向に交差する所定の方向に前記信号光を走査させ、
前記画像処理手段に、当該所定の方向に沿った補正用断層画像を形成させるとともに、該補正用断層画像に基づいて、前記形成された前記2以上の断層画像のそれぞれの位置ずれを補正させる、
ことを特徴とする光画像計測プログラム。 - 被検眼の眼底の表面の2次元画像を形成する第1の画像形成手段と、
前記眼底の断層画像を形成する第2の画像形成手段と、
を備える眼底観察装置であって、
前記第2の画像形成手段により形成された断層画像を深度方向に積算して積算画像を生成し、前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像に基づいて、前記生成された積算画像の前記深度方向に直交する方向における変位を検出し、該検出された変位に基づいて、前記断層画像の前記直交する方向における位置ずれを補正する第1の画像処理手段を備える、
ことを特徴とする眼底観察装置。 - 被検眼の眼底の表面の2次元画像を形成する第1の画像形成手段と、
光源と、前記光源から出力された光を前記眼底に向かう信号光と参照物体に向かう参照光とに分割するとともに、前記眼底を経由した信号光と前記参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、前記生成された干渉光を受光して検出信号を出力する検出手段と、前記眼底に対する前記信号光の入射位置を所定の主走査方向及び該主走査方向に直交する副走査方向にそれぞれ走査する走査手段と、前記主走査方向に沿った複数の前記入射位置のそれぞれについて、当該入射位置を経由した信号光と前記参照光とから生成される干渉光に基づく前記検出信号に基づいて当該入射位置における前記眼底の深度方向の画像を形成し、該形成された各入射位置の前記画像に基づいて前記主走査方向に沿った断層画像を形成することにより、前記副走査方向の異なる位置における2以上の前記主走査方向に沿った断層画像を形成する第2の画像形成手段と、
を備える眼底観察装置であって、
前記第2の画像形成手段により形成された2以上の断層画像のそれぞれを前記深度方向に積算して、前記2以上の断層画像のそれぞれの積算画像を生成し、前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像に基づいて、前記生成された2以上の積算画像のそれぞれの前記深度方向に直交する方向における変位を検出し、該検出された変位に基づいて、前記2以上の断層画像のそれぞれの前記直交する方向における位置ずれを補正する第1の画像処理手段と、
前記第2の画像形成手段の前記走査手段を制御して、前記主走査方向に交差する所定の方向に前記信号光を走査させる制御手段と、
当該所定の方向に沿った補正用断層画像を形成するとともに、該補正用断層画像に基づいて、前記形成された前記2以上の断層画像のそれぞれの前記深度方向における位置ずれを補正する第2の画像処理手段と、
を備える、
ことを特徴とする眼底観察装置。 - 前記第2の画像形成手段により形成された断層画像の計測位置を示す位置情報を記憶する位置記憶手段を更に備え、
前記第1の画像処理手段による前記変位の検出は、前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像における前記生成された積算画像の位置を特定し、該特定された位置と前記記憶された位置情報に示す計測位置との前記深度方向に直交する方向における変位を検出することにより行う、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の眼底観察装置。 - 前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像を表示する表示手段と、
前記第2の画像形成手段により形成される断層画像の計測位置を前記表示された2次元画像上に指定するための操作手段と、
を備え、
前記第1の画像処理手段による前記変位の検出は、前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像における前記生成された積算画像の位置を特定し、該特定された位置と前記指定された計測位置との前記深度方向に直交する方向における変位を検出することにより行う、
ことを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の眼底観察装置。 - 被検眼の眼底の表面の2次元画像を形成する第1の画像形成手段と、
前記眼底の断層画像を形成する第2の画像形成手段と、
を備える眼底観察装置を、
前記第2の画像形成手段により形成された断層画像を深度方向に積算して積算画像を生成し、前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像に基づいて、前記生成された積算画像の前記深度方向に直交する方向における変位を検出し、該検出された変位に基づいて、前記断層画像の前記直交する方向における位置ずれを補正するように機能させる、
ことを特徴とする眼底観察プログラム。 - 被検眼の眼底の表面の2次元画像を形成する第1の画像形成手段と、
光源と、前記光源から出力された光を前記眼底に向かう信号光と参照物体に向かう参照光とに分割するとともに、前記眼底を経由した信号光と前記参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、前記生成された干渉光を受光して検出信号を出力する検出手段と、前記眼底に対する前記信号光の入射位置を所定の主走査方向及び該主走査方向に直交する副走査方向にそれぞれ走査する走査手段と、前記主走査方向に沿った複数の前記入射位置のそれぞれについて、当該入射位置を経由した信号光と前記参照光とから生成される干渉光に基づく前記検出信号に基づいて当該入射位置における前記眼底の深度方向の画像を形成し、該形成された各入射位置の前記画像に基づいて前記主走査方向に沿った断層画像を形成することにより、前記副走査方向の異なる位置における2以上の前記主走査方向に沿った断層画像を形成する画像処理手段とを有する第2の画像形成手段と、
を備える眼底観察装置を、
前記第2の画像形成手段により形成された2以上の断層画像のそれぞれを前記深度方向に積算して、前記2以上の断層画像のそれぞれの積算画像を生成し、前記第1の画像形成手段により形成された2次元画像に基づいて、前記生成された2以上の積算画像のそれぞれの前記深度方向に直交する方向における変位を検出し、該検出された変位に基づいて、前記2以上の断層画像のそれぞれの前記直交する方向における位置ずれを補正する第1の画像処理手段、
前記第2の画像形成手段の前記走査手段を制御して、前記主走査方向に交差する所定の方向に前記信号光を走査させる制御手段、及び、
当該所定の方向に沿った補正用断層画像を形成するとともに、該補正用断層画像に基づいて、前記形成された前記2以上の断層画像のそれぞれの前記深度方向における位置ずれを補正する第2の画像処理手段、として機能させる、
ことを特徴とする眼底観察プログラム。
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