JP2011161007A5

JP2011161007A5 - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP2011161007A5
Application number: JP2010027251A
Authority: JP
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2030-02-10

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関し、特に眼科診療等に用いられる眼底の平面画像と、眼底の断層画像との撮像が可能な撮像装置及びその制御方法に関するものである。

本発明は、上記課題に鑑み、光源と走査手段の共用により小型化を図ることができ、被検査物である被検眼の平面画像と断層画像との双方の撮像が可能となる撮像装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、つぎのように構成した撮像装置及びその制御方法を提供するものである。
本発明の撮像装置は、光源からの光のうち一部の光を照射した被検査物からの戻り光と、該光に対応する参照光とを合波した合波光に基づいて、該被検査物の断層画像を取得する断層画像取得手段と、
前記光源からの光を照射した前記被検査物からの戻り光に基づいて、該被検査物の平面画像を取得する平面画像取得手段と、
前記断層画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち一部の光を主走査する第１の走査手段と、
前記平面画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光を前記第１の走査手段よりも高速に主走査する第２の走査手段と、
前記断層画像と前記平面画像とをそれぞれ取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち少なくとも一部の光を副走査する第３の走査手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置の制御方法は、光源からの光のうち一部の光を照射した被検査物からの戻り光と該光に対応する参照光とを合波した合波光に基づいて該被検査物の断層画像を取得し、前記光源からの光を照射した前記被検査物からの戻り光に基づいて該被検査物の平面画像を取得する撮像装置の制御方法であって、
前記第１の走査手段が、前記断層画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち一部の光を主走査する工程と、
前記第２の走査手段が、前記平面画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光を前記第１の走査手段よりも高速に主走査する工程と、
前記第３の走査手段が、前記断層画像と前記平面画像とをそれぞれ取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち少なくとも一部の光を副走査する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の撮像装置の制御方法は、光源から被検査物への光路に配置された第１の走査手段、第２の走査手段、第３の走査手段を用い、前記光源からの測定光により前記被検査物を走査することにより得られる戻り光の強度を用いた平面画像の取得と、前記戻り光と参照光による干渉光の強度を用いた断層画像の取得とを行う撮像装置の制御方法であって、
前記第２の走査手段を非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第１の走査手段で主走査方向に、前記第３の走査手段で副走査方向にそれぞれ走査することにより前記断層画像を取得する工程と、
前記第１の走査手段を非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第２の走査手段で主走査方向に、前記第３の走査手段で副走査方向にそれぞれ走査することにより前記平面画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明は、光源と走査手段の共用により小型化を図ることができ、被検査物の平面画像と断層画像との双方の撮像が可能となる撮像装置及びその制御方法を実現することができる。

つぎに、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用した被検査物に照射された測定光の戻り光と参照光路とによる干渉信号（合波光）の強度を用いた断層画像取得手段による断層画像の撮像と、
戻り光の強度を用いた平面画像取得手段による平面画像の撮像とを行う撮像装置（以下、光画像撮像装置と記す。）及びその制御方法の構成例について説明する。
本実施例では、光源で生成された測定光を、観察対象の被検査物である被検眼に照射し、被検眼に照射された測定光による戻り光の強度により被検眼の平面画像（ＳＬＯ像）と被検眼の断層画像（ＯＣＴ像）とを撮像する光画像撮像装置が構成される。
その際、本実施例の光画像撮像装置では、装置の小型化を図るため、これらの撮像に際し、単一の光源（図１の光源１０１を参照）を共用すると共に、測定光を走査する走査手段を構成するスキャナも可能な範囲で共用するように構成される。
すなわち、このスキャナに関しては、ＸＹ走査に際しＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像で走査速度が異なっている。
そのため、Ｘスキャナについては共用することができず、ＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像とで個別の二つのＸスキャナ（第１の走査手段と第２の走査手段）で構成される。
一方、Ｙスキャナ（第３の走査手段）は、ＳＬＯ像とＯＣＴ像との双方の撮像で共用されるための一つのスキャナで構成される。
ここで、Ｘスキャナとは測定光を被検眼の眼軸と垂直な方向であって、後述する図１において紙面と平行な方向（主走査方向）に走査するスキャナを指し、Ｙスキャナとは測定光を被検眼の眼軸と垂直な方向であって、後述する図１において紙面と垂直な方向（副走査方向）に走査するスキャナを指している。
したがって、ＯＣＴ像の撮像に際し、Ｘスキャナ（図１のＸスキャナ１２１−１を参照）が主走査の役割を果たし、Ｙスキャナ（図１のＹスキャナ１２１−３を参照）が副走査の役割を果たすこととなる。
これに対して、ＳＬＯ像の撮像に際し、Ｘスキャナ（図１のＸスキャナ１２１−２を参照）が主走査の役割を果たし、Ｙスキャナ（図１のＹスキャナ１２１−３を参照）が副走査の役割を果たすこととなる。
なお、上記した二つのＸスキャナは、走査方向が同一で、異なる走査周波数で走査され、また、Ｙスキャナよりも前記被検査物側で光学的に並列に配置され、上記測定光はこれらの二つのＸスキャナのいずれかを介して、被検査物に導光されるように構成される。

次に図１を用いて、本実施例における光画像撮像装置の全体構成について、更に詳細に説明する。
本実施例の光画像撮像装置１００は、図１に示されるように、全体としてマイケルソン干渉系を構成している。
図１において、１０１はＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像に共用される光源である。光源１０１から出射された光は、シングルモードファイバー１３０−１、光カプラー１３１（第１の分離手段）を介して、参照光１０５と測定光１０６とに、９０：１０の割合で分割される。
また、図１に示される１２１−１はＯＣＴ像の撮像に際して主走査の役割を果たすＸスキャナ、１２１−２はＳＬＯ像の撮像に際して主走査の役割を果たすＸスキャナ、１２１−３はＳＬＯ像とＯＣＴ像との撮像に共用されるＹスキャナである。
測定光１０６は、シングルモードファイバー１３０−４、Ｙスキャナ１２１−３、Ｘスキャナ１２１−１とＸスキャナ１２１−２との何れか、レンズ１３５−５〜１２等を介して、観察対象の被検査物である被検眼１０７に導かれる。
１８５−１、１８５−２はフリップミラーであり、光路を切り替える役割を有し、本実施例の特徴となる構成である。
測定光１０６は、観察対象である被検眼１０７によって反射あるいは散乱された戻り光１０８となって戻され、光カプラー１３１によって、参照光１０５と合波される。
１５３−１〜４は偏光コントローラであり、測定光１０６と参照光１０５との偏光の状態を調整する。

参照光１０５と戻り光１０８とは合波された後、透過型グレーティング１４１によって波長毎に分光され、ラインカメラ１３９に入射される。
ラインカメラ１３９は位置（波長）毎に光強度を電圧に変換し、その信号を用いて、パソコン１２５にて、被検眼１０７の断層画像が構成される。
電動テージ１１７−１〜２、Ｘスキャナ１２１−１、Ｘスキャナ１２１−２、Ｙスキャナ１２１−３はドライバ部１８１を介し、パーソナルコンピュータ（パソコン）１２５の実行によって制御・駆動される。
また、戻り光１０８の一部は可動式ビームスプリッタ１６１（第２の分離手段）によって、ディテクター１３８に入射される。ディテクター１３８は光強度を電気信号に変換し、その信号を用いて、被検眼１０７の平面画像が構成される。

つぎに、測定光１０６の光路について説明する。
光カプラー１３１によって分割された測定光１０６はシングルモードファイバー１３０−４を介して、レンズ１３５−４に導かれ、ビーム径４ｍｍの平行光になるよう調整される。
測定光１０６は、可動式ビームスプリッタ１６１、レンズ１３５−５〜６を通過し、Ｙスキャナ１２１−３に入射される。
ここで、Ｙスキャナ１２１−３にはガルバノスキャナが用いられており、駆動周波数は〜５００Ｈｚの範囲で可変できるように構成されている。なお、本実施例において、Ｙスキャナ１２１−３は、断層画像の撮像時には１Ｈｚで、平面画像の撮像時には３０Ｈｚで駆動される。
次に、測定光１０６はレンズ１３５−７を通過し、フリップミラー１８５−１に到達する。
光路選択手段を構成するフリップミラー１８５−１、１８５−２は、光路に挿脱可能とされており、Ｘスキャナ１２１−１を有する光路１８６−１（第１の光路）と、Ｘスキャナ１２１−２を有する光路１８６−２（第２の光路）とを、取得する画像（平面画像または断層画像）に応じて、切り替え可能に構成されている。
ここでは、フリップミラー１８５−１、１８５−２が光路から離脱するよう制御されている場合には、光路１８６−１が使用される。
また、フリップミラー１８５−１、１８５−２が光路に挿入され、測定光が反射されるように制御されている場合には、光路１８６−２が、使用される。
これらのフリップミラー１８５−１、１８５−２の動作は、パソコン１２５の下に制御される。

Claims

光源からの光のうち一部の光を照射した被検査物からの戻り光と、該光に対応する参照光とを合波した合波光に基づいて、該被検査物の断層画像を取得する断層画像取得手段と、
前記光源からの光を照射した前記被検査物からの戻り光に基づいて、該被検査物の平面画像を取得する平面画像取得手段と、
前記断層画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち一部の光を主走査する第１の走査手段と、
前記平面画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光を前記第１の走査手段よりも高速に主走査する第２の走査手段と、
前記断層画像と前記平面画像とをそれぞれ取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち少なくとも一部の光を副走査する第３の走査手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
前記断層画像取得手段の光路に設けられ、前記光源からの光を前記一部の光と前記参照光とに分離する第１の分離手段と、
前記戻り光の光路における前記第１の分離手段よりも前記被検査物側に設けられ、前記戻り光の光路に対して挿脱可能とされている第２の分離手段と、
前記第２の分離手段の挿脱に応じて、前記第１の走査手段と前記第２の走査手段とのいずれか一方を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記断層画像取得手段は、前記第２の分離手段が前記戻り光の光路から離脱している場合に、前記第１の分離手段で前記戻り光と前記参照光とを合波した光に基づいて前記被検査物の断層画像を取得し、
前記平面画像取得手段は、前記第２の分離手段が前記戻り光の光路に挿入されている場合に、前記戻り光の一部に基づいて前記被検査物の平面画像を取得することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記第２の分離手段が、前記挿脱可能なビームスプリッタであり、
前記第２の走査手段が、共振型スキャナであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の撮像装置。
前記光源が、低コヒーレント光を発生させる光源であり、
前記断層画像と前記平面画像とをそれぞれ取得する際に単一の前記光源を用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記被検査物に対して前記光源からの光を主走査する走査手段として、前記第１の走査手段と前記第２の走査手段とのうちいずれか一方を選択する選択手段を有し、
前記選択手段の選択に応じて、前記断層画像と前記平面画像とのいずれか一方が取得されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記選択手段で前記第１の走査手段を選択した場合に前記断層画像を取得し、前記選択手段で前記第２の走査手段を選択した場合に前記平面画像を取得することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
前記第１の走査手段と前記第２の走査手段と前記第３の走査手段とを光学的に直列に配置し、
前記選択手段で前記第１の走査手段を選択した場合に前記断層画像取得手段が前記断層画像を取得し、
前記選択手段で前記第２の走査手段を選択した場合に前記平面画像取得手段が前記平面画像を取得することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像装置。
前記第１の走査手段と前記第２の走査手段とをそれぞれ光学的に並列に配置した第１及び第２の光路と、
前記光源からの光を前記被検査物に導光する光路として前記第１の光路と前記第２の光路とのいずれか一方を選択する光路選択手段と、を有し、
前記光路選択手段で前記第１の光路を選択した場合に前記断層画像取得手段が前記断層画像を取得し、
前記光路選択手段で前記第２の光路を選択した場合に前記平面画像取得手段が前記平面画像を取得することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記光路選択手段が、前記被検査物に導光する光路に挿脱可能なミラーであり、
前記ミラーの挿脱により前記第１の光路と前記第２の光路とのいずれか一方を選択することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
前記第１及び第２の走査手段が、前記第３の走査手段よりも前記被検査物側で光学的に並列に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第１の走査手段と前記第２の走査手段は、異なる走査周波数で走査される構成を有し、前記第１の走査手段の走査周波数より、前記第２の走査手段の走査周波数の方が大きい走査周波数で走査されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記被検査物からの戻り光の収差を測定する収差測定手段と、
前記収差に基づいて、前記測定光と前記戻り光との少なくともいずれかの収差の補正を行う空間光変調手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記空間光変調手段と前記収差測定手段とが、光学的に共役に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
前記被検査物が、被検眼であり、
前記被検査物の断層画像が、前記被検眼の眼底の断層画像であり、
前記被検査物の平面画像が、前記被検眼の眼底画像であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
光源からの光のうち一部の光を照射した被検査物からの戻り光と該光に対応する参照光とを合波した合波光に基づいて該被検査物の断層画像を取得し、前記光源からの光を照射した前記被検査物からの戻り光に基づいて該被検査物の平面画像を取得する撮像装置の制御方法であって、
前記第１の走査手段が、前記断層画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち一部の光を主走査する工程と、
前記第２の走査手段が、前記平面画像を取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光を前記第１の走査手段よりも高速に主走査する工程と、
前記第３の走査手段が、前記断層画像と前記平面画像とをそれぞれ取得する際に、前記被検査物に対して前記光源からの光のうち少なくとも一部の光を副走査する工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
前記光源からの光を前記一部の光と前記参照光とに分離する第１の分離手段よりも、前記戻り光の光路における前記被検査物側に設けられる第２の分離手段の前記戻り光の光路に対する挿脱に応じて、前記第１の走査手段と前記第２の走査手段とのいずれか一方を制御する工程を有することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置の制御方法。
前記断層画像を取得する工程において、前記第２の分離手段が前記戻り光の光路から離脱している場合に、前記第１の分離手段で前記戻り光と前記参照光とを合波した光に基づいて、前記被検査物の断層画像を取得する工程と、
前記平面画像を取得する工程において、前記第２の分離手段が前記戻り光の光路に挿入されている場合に、前記戻り光の一部に基づいて、前記被検査物の平面画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置の制御方法。
光源から被検査物への光路に配置された第１の走査手段、第２の走査手段、第３の走査手段を用い、前記光源からの測定光により前記被検査物を走査することにより得られる戻り光の強度を用いた平面画像の取得と、前記戻り光と参照光による干渉光の強度を用いた断層画像の取得とを行う撮像装置の制御方法であって、
前記第２の走査手段を非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第１の走査手段で主走査方向に、前記第３の走査手段で副走査方向にそれぞれ走査することにより前記断層画像を取得する工程と、
前記第１の走査手段を非動作とし、前記被検査物を前記測定光により、前記第２の走査手段で主走査方向に、前記第３の走査手段で副走査方向にそれぞれ走査することにより前記平面画像を取得する工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載の撮像装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。