JP2015070919A - 光画像計測装置 - Google Patents
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- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/102—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for optical coherence tomography [OCT]
Abstract
【解決手段】光画像計測装置は、干渉光学系と、画像形成手段とを含む。干渉光学系は、波長走査型光源からの光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した信号光と参照光との干渉光を検出する。画像形成手段は、干渉光学系により検出された干渉光に基づいて被測定物体の画像を形成する。干渉光学系は、信号光の光路又は参照光の光路に配置された光学部材を含む。画像形成手段は、光学部材による位相ずれを求め、求められた位相ずれに基づいて干渉光のスペクトルの位相を補正し、補正された干渉光のスペクトルに基づいて画像を形成する。
【選択図】図2
Description
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光画像計測装置であって、前記画像形成手段は、前記位相ずれに基づいて前記干渉光のスペクトルの位相をピクセルレベルで補正する。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の光画像計測装置であって、前記画像形成手段は、前記位相ずれをピクセルレベルに相当する位相ずれに変換し、変換された前記ピクセルレベルに相当する位相ずれに基づいて前記干渉光のスペクトルの位相を補正する。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記被測定物体に対する前記信号光の照射位置を走査する走査手段を含み、前記画像形成手段は、各照射位置におけるAラインについて、前記光学部材における位相ずれを求め、求められた前記位相ずれに基づいて前記干渉光のスペクトルの位相を補正する位相補正手段と、Aライン毎に、前記位相補正手段により補正された前記干渉光のスペクトルから予め算出された参照スペクトルを差し引くスペクトル演算手段とを含み、前記スペクトル演算手段により得られたスペクトルに基づいて前記画像を形成する。
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の光画像計測装置であって、前記画像形成手段は、前記走査手段により走査された複数の照射位置における複数の前記干渉光のスペクトルに基づいて前記参照スペクトルを算出する参照スペクトル算出手段を含む。
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の光画像計測装置であって、前記参照スペクトル算出手段は、前記複数の干渉光のスペクトルの代表値を算出し、前記代表値を前記参照スペクトルとして求める。
また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の光画像計測装置であって、前記代表値は、前記複数の干渉光のスペクトルの中央値である。
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の光画像計測装置であって、前記参照スペクトル算出手段は、前記複数の干渉光のスペクトルに対しフーリエ変換を施すことにより得られた複数の実数部と複数の虚数部のそれぞれを昇順又は降順にソートし、中央値となる実数部と虚数部に対し逆フーリエ変換を施すことにより得られた実数部を前記参照スペクトルとして求める。
また、請求項9に記載の発明は、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記画像形成手段は、基準となる位相を有する基準スペクトルと前記干渉光のスペクトルとの相関値に基づいて前記光学部材における位相ずれを求める。
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の光画像計測装置であって、前記基準スペクトルは、前記被測定物体に対して前記信号光の照射位置を走査することにより得られた複数のAラインのいずれか1つにおける干渉光のスペクトルである。
また、請求項11に記載の発明は、請求項9又は請求項10に記載の光画像計測装置であって、前記基準スペクトルは、前記被測定物体に対して走査された最初のAラインの干渉光のスペクトルである。
また、請求項12に記載の発明は、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記光学部材は、偏光子である。
また、請求項13に記載の発明は、請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記光学部材は、部材内を通過する光の光学距離の変更が可能に構成されている。
また、請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の光画像計測装置であって、前記光学部材は、前記光学距離が互いに異なる複数の光学素子を含み、前記複数の光学素子が、前記信号光の光路又は前記参照光の光路に選択的に配置される。
また、請求項15に記載の発明は、請求項1〜請求項14のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記干渉光学系は、前記信号光の光路又は前記参照光の光路に配置された複数の光学部材を含み、前記画像形成手段は、前記複数の光学部材のいずれか1つにおける位相ずれを求める。
また、請求項16に記載の発明は、請求項1〜請求項15のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記光学部材によるノイズ成分の強度を検出する強度検出手段を含み、前記画像形成手段は、前記強度検出手段により検出された前記強度が閾値以上のとき、前記補正された前記干渉光のスペクトルを用いて前記画像を形成する。
また、請求項17に記載の発明は、請求項1〜請求項16のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記被測定物体は、生体眼である。
図1及び図2に示すように、眼底撮影装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100及び演算制御ユニット200を含んで構成される。眼底カメラユニット2は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。OCTユニット100には、眼底のOCT画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを具備している。
図1に示す眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efを角膜側から見た正面画像(眼底像)を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、たとえば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。撮影画像は、たとえば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、又は近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像であってもよい。眼底カメラユニット2は、これら以外の画像、たとえばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
図2を参照しつつOCTユニット100の構成の一例を説明する。OCTユニット100には、眼底EfのOCT画像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、波長走査型(波長掃引型)光源からの光を信号光と参照光とに分割し、眼底Efを経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光を検出する干渉光学系である。干渉光学系における干渉光の検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
演算制御ユニット200の構成について説明する。演算制御ユニット200は、検出器125から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様である。
眼底撮影装置1の制御系の構成について図3及び図4を参照しつつ説明する。
眼底撮影装置1の制御系は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部210には、主制御部211と記憶部212が設けられている。
主制御部211は前述の各種制御を行う。特に、主制御部211は、眼底カメラユニット2の合焦駆動部31A、光路長変更部41及びガルバノスキャナ42、更にOCTユニット100の光源ユニット101、参照駆動部114A、偏波コントローラ103、118、アッテネータ120、検出器125を制御する。
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、たとえば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼底撮影装置1を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
画像形成部220は、検出器125からの検出信号に基づいて、眼底Efの断層画像の画像データを形成する。この処理には、従来のスウェプトソースタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理に加えて、後述のFPNを除去する処理が含まれている。画像形成部220は、この実施形態における「画像形成手段」の一例である。
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理を実行する。また、画像処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、トラッキングの実行時において、被検眼Eの前眼部を動画撮影して得られた画像を解析して被検眼Eの位置及び向きを求める処理を行う。
ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼底撮影装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。たとえば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
眼底撮影装置1の動作について説明する。
まず、観察光源11からの照明光(可視カットフィルタ14により近赤外光となる)で眼底Efを連続照明することにより、眼底Efの近赤外動画像の取得を開始する。この近赤外動画像は、連続照明が終了するまでリアルタイムで得られる。この動画像を構成する各フレームの画像は、フレームメモリ(記憶部212)に一時記憶され、画像処理部230に逐次送られる。
画像処理部230は、光学系によって被検眼Eを動画撮影することにより得られるフレームを逐次に解析して、アライメント視標の位置を求め、光学系の移動量を算出する。制御部210は、画像処理部230により算出された光学系の移動量に基づいて図示しない光学系駆動部を制御することにより、オートアライメントを行う。
画像処理部230は、光学系によって被検眼Eを動画撮影することにより得られるフレームを逐次に解析して、スプリット視標の位置を求め、合焦レンズ31の移動量を算出する。制御部210は、画像処理部230により算出された合焦レンズ31の移動量に基づいて合焦駆動部31Aを制御することにより、オートフォーカスを行う。
続いて、制御部210は、オートトラッキングを開始する。具体的には、画像処理部230は、光学系によって被検眼Eを動画撮影することにより逐次に得られるフレームをリアルタイムで解析して、被検眼Eの動き(位置の変化)を監視する。制御部210は、逐次に取得される被検眼Eの位置に合わせて光学系を移動させるように図示しない光学系駆動部を制御する。それにより、被検眼Eの動きに対して光学系をリアルタイムで追従させることができ、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持することが可能となる。
制御部210は、近赤外動画像を表示部240Aにリアルタイムで表示させる。ユーザは、操作部240Bを用いることにより、この近赤外動画像上に走査領域を設定する。設定される走査領域は1次元領域でも2次元領域でもよい。
制御部210は、光源ユニット101や光路長変更部41を制御するとともに、ステップS5で設定された走査領域に基づいてガルバノスキャナ42を制御することにより、眼底EfのOCT計測を行う。
図7は、この実施形態に係る眼底撮影装置1における具体的なFPNの除去処理の一例を表す。この動作例は、ステップS6におけるOCT計測により干渉光のスペクトルが得られた後であって断層画像が形成される前に、画像形成部220により実行される処理である。図7に示す処理は、Aライン毎に波長板115の位相ずれを求め、求められた位相ずれに基づいて干渉光のスペクトルの位相を補正する処理と、1断層画像内で1つの参照スペクトルを算出する処理と、Aライン毎にFPNを除去する処理とを含む。
図5のステップS6におけるOCT計測では、眼底Efにおける各照射位置の干渉光を検出することにより得られた干渉光のスペクトルが、たとえば記憶部212に保存される。ここで、1断層画像(Bスキャン画像)が1024ライン分のAスキャン画像により構成されるものとする。1断層画像分に相当する1024ライン分のスペクトルが得られると、画像形成部220は、これらを内部の図示しない記憶部にロードすることにより、1断層画像の干渉光のスペクトルを取得する。画像形成部220は、この記憶部にロードされたスペクトルに対して処理を行う。
画像形成部220は、位相補正部221において、Aライン毎に、波長板115の位相ずれを求め、求められた位相ずれが零になる方向に当該Aラインの干渉光のスペクトルの位相を補正する。このとき、位相補正部221は、各Aラインについて、基準となる位相を有する基準スペクトルと当該Aラインの干渉光のスペクトルとの相関値に基づいて波長板115の位相ずれを求める。基準スペクトルは、被検眼に対して信号光LSの照射位置を走査することにより得られた複数のAラインのいずれか1つにおける干渉光のスペクトルとすることが可能である。ステップS12の具体的な処理内容については、後述する。
画像形成部220は、参照スペクトル算出部223において、参照スペクトルを算出する。参照スペクトル算出部223は、上記のように、被検眼Eに対する信号光LCの複数の照射位置における複数のAラインの干渉光のスペクトルに基づいて参照スペクトルを算出する。この実施形態では、参照スペクトル算出部223は、複数の干渉光のスペクトルの代表値を、参照スペクトルとして求める。ここでは、参照スペクトル算出部223は、代表値として複数の干渉光のスペクトルの中央値を求める。その具体例として、参照スペクトル算出部223は、複数のAラインの干渉光のスペクトルに対しFFT処理(広義には、フーリエ変換処理。以下、同様。)を施すことにより得られた複数の実数部と複数の虚数部のそれぞれを昇順又は降順にソートし、中央値となる実数部と虚数部に対し逆フーリエ変換を施すことにより実数部を求める。この実数部が、参照スペクトルとして用いられる。ステップS13の具体的な処理内容については、後述する。これ以降のステップS14〜ステップS19の各ステップは、Aライン毎に実行される。
画像形成部220は、スペクトル演算部222において、Aライン毎に、ステップS12において位相補正された当該Aラインの干渉光のスペクトルから、ステップS13において算出された参照スペクトルを差し引くことによりFPNを除去する。
画像形成部220は、図示しないアポダイゼーション処理部において、ステップS14において得られたスペクトルに対し、アポダイゼーション処理を行う。アポダイゼーション処理は、ステップS14において得られたスペクトルにアポダイゼーション関数を掛け合わせることにより、メインローブの振幅の低下をある程度抑えつつサイドローブの振幅を低下させて、ダイナミックレンジを高める処理である。アポダイゼーション関数としては、公知のハニング窓やガウス窓や矩形窓などの窓関数がある。
画像形成部220は、図示しない分散補償部において、分散特性のばらつき等を数値的に補償する。その具体例として、分散補償部は、アポダイゼーション処理後の当該Aラインの干渉光のスペクトルS0(ζ)に対し、次の式(1)に従って、分散補償後のスペクトルS1(ζ)を求める。
画像形成部220は、分散補償後のスペクトルS1(ζ)に対し、公知のFFTを施す。その後、画像形成部220は、FFT処理により得られた実数部Reと虚数部Imとを用いて、各インデックスζの値について次の式(2)に従って振幅成分Apを求める。式(2)において、ζは、インデックスである。これにより、当該Aラインの各画素について振幅成分が求められる。
ステップS11においてロードされたBスキャン画像を構成するAライン数(1024ライン)分の処理が終了したとき(ステップS19:NO)、画像形成部220は、一連の処理を終了する(エンド)。一方、ステップS11においてロードされたBスキャン画像を構成するAライン数分の処理が終了していないとき(ステップS19:YES)、画像形成部220は、ステップS14に戻って、次のAラインについて、同様の処理を繰り返す。
図8は、図7のステップS12の具体的な処理例のフロー図を表す。ステップS12の処理は、基準スペクトルに対してFFTを施す処理と、各Aラインの干渉光のスペクトルに対してFFTを施す処理と、基準スペクトルと各Aラインの干渉光のスペクトルとの相関値を演算する処理と、ピクセルレベルに相当する位相ずれを算出する処理と、算出された位相ずれに基づいて干渉光のスペクトルの位相を補正する処理とを含む。
位相補正部221は、基準スペクトルに対しFFTを施す。このFFT処理は、インデックスζの範囲(たとえば0〜1375)に対応するデータサイズ(たとえば「1376」)で行われる。基準スペクトルは、ガルバノスキャナ42によって走査された複数の照射位置における複数のAラインの干渉光のスペクトルのいずれか1つであり、たとえばガルバノスキャナ42によって走査された最初の照射位置におけるAラインの干渉光のスペクトルとすることができる。
位相補正部221は、ステップS22におけるFFT処理により得られた実数部Re(R)[0]〜Re(R)[1375]、及び虚数部Im(R)[0]〜Im(R)[1375]を、図示しない記憶部に保存する。ステップS23以降では、Aライン毎に処理が実行される。
位相補正部221は、当該Aラインの干渉光のスペクトル(対象スペクトル)に対しFFTを施す。このFFT処理は、インデックスζの範囲に対応するデータサイズ(たとえば「1376」)で行われる。
位相補正部221は、実数部及び虚数部のそれぞれについて、基準スペクトルと当該Aラインの干渉光のスペクトル(対象スペクトル)の相関値を演算する。その具体例として、位相補正部221は、次の式(3)に従って、実数部の相関値ReX及び虚数部の相関値ImXを求める。なお、式(3)において、Re(R)[ζ]は、基準スペクトルの実数部を表し、Im(R)[ζ]は、対象スペクトルの虚数部を表し、Re(T)[ζ]は、対象スペクトルの実数部を表し、Im(T)[ζ]は、対象スペクトルの虚数部を表している。
位相補正部221は、ステップS24において算出された相関値に基づいて波長板115による位相ずれを算出する。ここで、波長板115の前面に対応するインデックスζ=566とし、波長板115の後面に対応するインデックスζ=577とする。図6に示すようなプロファイルを解析することにより、波長板115の前面や後面に対応するインデックスを事前に取得することが可能である。波長板115の前面(インデックスζ=566)による位相ずれφ[rad]は、次の式(4)に従って求められる。
位相補正部221は、ステップS25において算出されたサブピクセルレベルの位相ずれからピクセルレベルに相当する位相ずれを算出する。ステップS26の具体的な処理内容については、後述する。
位相補正部221は、ステップS26で算出されたピクセルレベルに相当する位相ずれが零になるように当該Aラインの干渉光のスペクトルの位相を補正する。その具体例として、位相補正部221は、ステップS26で算出されたピクセルレベルに相当する位相ずれに、これに対応した共役な位相を乗じて当該Aラインの干渉光のスペクトルに対し逆FFTを施す。
位相補正部221は、ステップS27における逆FFT処理により得られた実数部Re1(ζ)及び虚数部Im1(ζ)のうち実数部Re1(ζ)を位相補正されたスペクトルとして出力する。
1断層画像を構成するAライン数(1024ライン)分の処理が終了したとき(ステップS29:NO)、位相補正部221は、一連の処理を終了する(エンド)。一方、1断層画像を構成するAライン数分の処理が終了していないとき(ステップS29:YES)、位相補正部221は、ステップS23に戻って、次のAラインについて、同様の処理を繰り返す。
図8のステップS26において、事前に設定されたピクセルシフト範囲内でシフトされるピクセル数をpとすると、位相ずれφは、式(6)のように表される。
p=−1:φ−1=2π×(−1)/1376×566=−2.5845808[rad]
p= 0:φ0=2π×0/1376×566=0[rad]
p= 1:φ1=2π×1/1376×566=2.584508[rad]
p= 2:φ2=2π×2/1376×566−2π=−1.114169[rad]
ステップS25で求められたサブピクセルレベルの位相ずれφについて、φ>(φ0−d)、且つ、φ<(φ0+d)のとき(ステップS31:YES)、位相補正部221は、ステップS32に移行する。φ>(φ0−d)、且つ、φ<(φ0+d)ではないとき(ステップS31:NO)、位相補正部221は、ステップS33に移行する。
位相補正部221は、ピクセル数p=0に相当するピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。ここでは、位相補正部221は、(φ0/ζ)=(φ0/566)を求めることにより1波数当たりのピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。
ステップS25で求められたサブピクセルレベルの位相ずれφについて、φ>(φ1−d)、且つ、φ<(φ1+d)のとき(ステップS33:YES)、位相補正部221は、ステップS34に移行する。φ>(φ1−d)、且つ、φ<(φ1+d)ではないとき(ステップS33:NO)、位相補正部221は、ステップS35に移行する。
位相補正部221は、ピクセル数p=1に相当するピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。ここでは、位相補正部221は、(φ1/ζ)=(φ1/566)を求めることにより1波数当たりのピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。
ステップS25で求められたサブピクセルレベルの位相ずれφについて、φ>(φ2−d)、且つ、φ<(φ2+d)のとき(ステップS35:YES)、位相補正部221は、ステップS36に移行する。φ>(φ2−d)、且つ、φ<(φ2+d)ではないとき(ステップS35:NO)、位相補正部221は、ステップS37に移行する。
位相補正部221は、ピクセル数p=2に相当するピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。ここでは、位相補正部221は、(φ2/ζ)=(φ2/566)を求めることにより1波数当たりのピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。
ステップS25で求められたサブピクセルレベルの位相ずれφについて、φ>(φ−1−d)、且つ、φ<(φ−1+d)のとき(ステップS37:YES)、位相補正部221は、ステップS38に移行する。φ>(φ−1−d)、且つ、φ<(φ−1+d)ではないとき(ステップS37:NO)、位相補正部221は、ステップS39に移行する。
位相補正部221は、ピクセル数p=−1に相当するピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。ここでは、位相補正部221は、(φ−1/ζ)=(φ−1/566)を求めることにより1波数当たりのピクセルレベルの位相ずれφ1を求める。
位相補正部221は、1波数当たりのピクセルレベルの位相ずれφ1として0を設定する。ステップS39は、事前に設定されたピクセルシフト範囲内での位相ずれが算出できないときに実行される処理であり、位相ずれφ1として0以外の値が設定されてもよい。
図10は、図7のステップS13の具体的な処理例のフロー図を表す。ステップS13の処理は、各Aラインの干渉光のスペクトルに対するFFT処理と、FFT処理結果の中央値を算出する処理と、参照スペクトルを求める処理とを含む。
参照スペクトル算出部223は、複数のAラインの1つを特定するための変数iを初期化する。ここでは、変数iの初期値として0が設定される。
参照スペクトル算出部223は、第iのAラインの干渉光のスペクトルに対しFFT処理(データサイズ=1376)を施す。
1断層画像を構成するAライン数(1024ライン)分の処理が終了したとき(ステップS43:YES)、参照スペクトル算出部223は、変数iをインクリメントして(ステップS44)、ステップS42に移行する。一方、1断層画像を構成するAライン数分の処理が終了していないとき(ステップS43:NO)、参照スペクトル算出部223は、ステップS45に移行する。
参照スペクトル算出部223は、ステップS42におけるFFT処理により得られた複数の実数部の中央値を算出する。その具体例として、参照スペクトル算出部223は、複数の実数部を昇順又は降順にソートし、その中央値を算出する。1断層画像を構成するAライン数が2n(nは自然数。以下、同様。)の場合、参照スペクトル算出部223は、ソートすることにより得られたn番目の実数部と(n+1)番目の実数部との平均値を中央値として算出することができる。Aライン数が(2n+1)の場合、参照スペクトル算出部223は、ソートすることにより得られた(n+1)番目の実数部を中央値として算出することができる。
参照スペクトル算出部223は、ステップS42におけるFFT処理により得られた複数の虚数部の中央値を算出する。その具体例として、参照スペクトル算出部223は、複数の虚数部を昇順又は降順にソートし、その中央値を算出する。1断層画像を構成するAライン数が2nの場合、参照スペクトル算出部223は、ソートすることにより得られたn番目の虚数部と(n+1)番目の虚数部との平均値を中央値として算出することができる。Aライン数が(2n+1)の場合、参照スペクトル算出部223は、ソートすることにより得られた(n+1)番目の虚数部を中央値として算出することができる。
参照スペクトル算出部223は、ステップS45において算出された実数部の中央値と、ステップS46において算出された虚数部の中央値とに対し、逆FFTを施す。
参照スペクトル算出部223は、ステップS47における逆FFT処理により得られた実数部及び虚数部のうち実数部を参照スペクトルとして出力する。以上で、この動作例は終了となる(エンド)。
図11及び図12は、FPNの要因に対応したインデックス近傍の位相ずれの算出結果の一例を示す。図11は、波長板115に対応するインデックス(=566)近傍の位相ずれの算出結果の一例を表す。図12は、光源又は電気系に対応するインデックス(=110)の近傍における位相ずれの算出結果の一例を表す。図11及び図12は、横軸にインデックス、縦軸にサブピクセルレベルに相当する位相ずれφ[rad]を表し、Aライン毎の位相ずれを表している。
眼底撮影装置1は、実施形態に係る光画像計測装置が適用された眼底撮影装置の一例である。以下、実施形態に係る光画像計測装置の効果について説明する。
上記の実施形態の変形例を説明する。以下の各変形例を、上記実施形態で説明した任意の構成に組み合わせることができる。
上記の実施形態では、参照光の光路に1つの波長板115が配置された場合について説明したが、信号光の光路又は参照光の光路に複数の波長板が配置されていてもよい。すなわち、干渉光学系における信号光の光路又は参照光の光路に複数の光学部材が配置されていてもよい。以下、第1の変形例に係る光画像計測装置が適用された眼底撮影装置について、上記の実施形態との相違点を中心に説明する。
この変形例に係る光画像計測装置は、上記の実施形態の効果に加えて、次のような効果を有する。
上記の実施形態において、光学部材(波長板115)の内部を通過する光の光学距離の変更が可能に構成されていてもよい。このような光学部材は、たとえば、部材内を通過する光の光学距離が互いに異なる複数の光学素子を含んで構成され、これらを任意に選択して、信号光の光路又は参照光の光路に配置する。光学部材の内部を通過する光の光学距離を変更することにより、たとえば図6に示すプロファイルにおけるインデックスを変更することができる。なお、光学部材内を通過する光の光学距離を変更する方法として、たとえば、光学部材の入射面と出射面との距離を変更する方法が挙げられる。
この変形例に係る光画像計測装置は、上記の実施形態の効果に加えて、次のような効果を有する。
上記の実施形態において、波長板115において安定した位相ずれを求めることができる場合に限って、FPNの除去を行うようにしてもよい。以下、第3の変形例に係る光画像計測装置が適用された眼底撮影装置について、上記の実施形態との相違点を中心に説明する。
この変形例に係る光画像計測装置は、上記の実施形態の効果に加えて、次のような効果を有する。
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加等)を適宜に施すことが可能である。
2 眼底カメラユニット
10 照明光学系
30 撮影光学系
31 合焦レンズ
31A 合焦駆動部
41 光路長変更部
42 ガルバノスキャナ
50 アライメント光学系
60 フォーカス光学系
100、100a OCTユニット
101 光源ユニット
105、122 ファイバカプラ
114 コーナーキューブ
114A 参照駆動部
115、115a、115b 波長板
125 検出器
200 演算制御ユニット
210、210b 制御部
211 主制御部
212 記憶部
220、220b 画像形成部
221 位相補正部
222 スペクトル演算部
223 参照スペクトル算出部
224b 強度検出部
230 画像処理部
240A 表示部
240B 操作部
E 被検眼
Ef 眼底
LS 信号光
LR 参照光
LC 干渉光
Claims (17)
- 波長走査型光源からの光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、
前記干渉光学系により検出された前記干渉光に基づいて前記被測定物体の画像を形成する画像形成手段とを含み、
前記干渉光学系は、
前記信号光の光路又は前記参照光の光路に配置された光学部材を含み、
前記画像形成手段は、
前記光学部材による位相ずれを求め、求められた前記位相ずれに基づいて前記干渉光のスペクトルの位相を補正し、補正された前記干渉光のスペクトルに基づいて前記画像を形成する、
ことを特徴とする光画像計測装置。 - 前記画像形成手段は、
前記位相ずれに基づいて前記干渉光のスペクトルの位相をピクセルレベルで補正することを特徴とする請求項1に記載の光画像計測装置。 - 前記画像形成手段は、
前記位相ずれをピクセルレベルに相当する位相ずれに変換し、変換された前記ピクセルレベルに相当する位相ずれに基づいて前記干渉光のスペクトルの位相を補正することを特徴とする請求項2に記載の光画像計測装置。 - 前記被測定物体に対する前記信号光の照射位置を走査する走査手段を含み、
前記画像形成手段は、
各照射位置におけるAラインについて、前記光学部材における位相ずれを求め、求められた前記位相ずれに基づいて前記干渉光のスペクトルの位相を補正する位相補正手段と、
Aライン毎に、前記位相補正手段により補正された前記干渉光のスペクトルから予め算出された参照スペクトルを差し引くスペクトル演算手段とを含み、
前記スペクトル演算手段により得られたスペクトルに基づいて前記画像を形成する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光画像計測装置。 - 前記画像形成手段は、
前記走査手段により走査された複数の照射位置における複数の前記干渉光のスペクトルに基づいて前記参照スペクトルを算出する参照スペクトル算出手段を含むことを特徴とする請求項4に記載の光画像計測装置。 - 前記参照スペクトル算出手段は、前記複数の干渉光のスペクトルの代表値を算出し、前記代表値を前記参照スペクトルとして求めることを特徴とする請求項5に記載の光画像計測装置。
- 前記代表値は、前記複数の干渉光のスペクトルの中央値であることを特徴とする請求項6に記載の光画像計測装置。
- 前記参照スペクトル算出手段は、前記複数の干渉光のスペクトルに対しフーリエ変換を施すことにより得られた複数の実数部と複数の虚数部のそれぞれを昇順又は降順にソートし、中央値となる実数部と虚数部に対し逆フーリエ変換を施すことにより得られた実数部を前記参照スペクトルとして求めることを特徴とする請求項7に記載の光画像計測装置。
- 前記画像形成手段は、
基準となる位相を有する基準スペクトルと前記干渉光のスペクトルとの相関値に基づいて前記光学部材における位相ずれを求めることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の光画像計測装置。 - 前記基準スペクトルは、前記被測定物体に対して前記信号光の照射位置を走査することにより得られた複数のAラインのいずれか1つにおける干渉光のスペクトルであることを特徴とする請求項9に記載の光画像計測装置。
- 前記基準スペクトルは、前記被測定物体に対して走査された最初のAラインの干渉光のスペクトルであることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の光画像計測装置。
- 前記光学部材は、偏光子であることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
- 前記光学部材は、部材内を通過する光の光学距離の変更が可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
- 前記光学部材は、前記光学距離が互いに異なる複数の光学素子を含み、
前記複数の光学素子が、前記信号光の光路又は前記参照光の光路に選択的に配置されることを特徴とする請求項13に記載の光画像計測装置。 - 前記干渉光学系は、前記信号光の光路又は前記参照光の光路に配置された複数の光学部材を含み、
前記画像形成手段は、前記複数の光学部材のいずれか1つにおける位相ずれを求める、
ことを特徴とする請求項1〜請求項14のいずれか一項に記載の光画像計測装置。 - 前記光学部材によるノイズ成分の強度を検出する強度検出手段を含み、
前記画像形成手段は、前記強度検出手段により検出された前記強度が閾値以上のとき、前記補正された前記干渉光のスペクトルを用いて前記画像を形成する、
ことを特徴とする請求項1〜請求項15のいずれか一項に記載の光画像計測装置。 - 前記被測定物体は、生体眼であることを特徴とする請求項1〜請求項16のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
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