JP2015114284A - Optical coherence tomography - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical coherence tomography (OCT) capable of acquiring tomographic information on a deep region of an object to be inspected without losing any tomographic information by using both an AD conversion unit with the high resolution and the low conversion speed and an AD conversion unit with the low resolution and the high conversion speed.SOLUTION: The OCT comprises a plurality of AD conversion units. The conversion speed of a first AD conversion unit is higher than the conversion speed of a second AD conversion unit, and the resolution of the first AD conversion unit is lower than the resolution of the second AD conversion unit.

Description

本発明は、医用診断などに用いられる光干渉断層計に関する。   The present invention relates to an optical coherence tomography used for medical diagnosis and the like.

波長可変光源を用いた光干渉断層計(Optical CoherenceTomography、以下OCTと略す)では、物体へ光を照射し、照射光の波長を変化させ、参照光と物体の異なる深さから戻ってくる反射光とを干渉させる。そして干渉光の強度の時間波形(以下、干渉スペクトルと略すことがある)に含まれる周波数成分を分析することによって物体の断層に関する情報、例えば断層像を得る。また、干渉スペクトルの周波数成分の分析をする際に、ADボードを用いて、アナログデータからデジタルデータへの変換(AD変換)を行う(特許文献1)。以下では、波長可変光源を用いたOCTをSS−OCTと略すことがある。   In optical coherence tomography (hereinafter abbreviated as OCT) using a wavelength tunable light source, the object is irradiated with light, the wavelength of the irradiated light is changed, and reflected light returning from different depths of the reference light and the object To interfere with. Then, by analyzing the frequency component contained in the time waveform of the intensity of the interference light (hereinafter sometimes abbreviated as interference spectrum), information relating to the tomography of the object, for example, a tomographic image is obtained. Further, when analyzing the frequency component of the interference spectrum, conversion from analog data to digital data (AD conversion) is performed using an AD board (Patent Document 1). Hereinafter, OCT using a wavelength tunable light source may be abbreviated as SS-OCT.

ここで、SS−OCTでは、より深い部位の断層の情報を取得するために、干渉スペクトルのデータを等波数(等周波数)間隔にサンプリングする際に、分解能を上げるためにはサンプリングする間隔をより短くする必要がある。   Here, in SS-OCT, when acquiring interference spectrum data at equal wave number (equal frequency) intervals in order to acquire information on a fault at a deeper site, the sampling interval is increased to increase the resolution. It needs to be shortened.

特開2010−14514号公報JP 2010-14514 A

サンプリングする間隔をより短くするためには、高速にAD変換できるADボードを必要とする。しかし、一般的に高速にAD変換できるADボードはビット数が小さくなってしまう、すなわち分解能が低くなる。扱えるビット数が小さくなると、物体からの反射光の強度が強かったとしても、ADボードのビット数の範囲でしかデータを扱えず、断層の情報が一部失われる可能性がある。その結果、例えば、断層像の輝度の階調が小さくなってしまい、微小な階調差しか生じない構造情報が見えにくくなるという問題を生ずる。   In order to shorten the sampling interval, an AD board capable of high-speed AD conversion is required. However, in general, an AD board capable of high-speed AD conversion has a small number of bits, that is, a low resolution. When the number of bits that can be handled becomes small, even if the intensity of reflected light from an object is strong, data can be handled only within the range of the number of bits of the AD board, and there is a possibility that a part of tomographic information is lost. As a result, for example, the gradation of the luminance of the tomographic image becomes small, and there arises a problem that it is difficult to see the structure information that causes only a small gradation difference.

一方、大ビット数のAD変換は、小ビット数のAD変換に比べて変換に時間がかかるため、大ビット数かつ高速な変換が可能なADボードは実現することは難しかった。   On the other hand, AD conversion with a large number of bits takes a longer time to convert than AD conversion with a small number of bits, and thus it has been difficult to realize an AD board capable of high-speed conversion with a large number of bits.

すなわち、分解能を高く(ビット数を大きく)することと、AD変換速度を速くすることの両立が困難であった。   That is, it is difficult to achieve both high resolution (increase the number of bits) and high AD conversion speed.

本発明にかかる光干渉断層計は、射出する光の波長を変化させる光源部と、前記光源部からの光を物体へ照射する照射光と参照光とに分岐し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、前記干渉光を受光する光検出部と、前記干渉光の強度の時間波形に基づいて、前記物体の情報を取得する情報取得部と、を有する光干渉断層計であって、前記情報取得部は、前記干渉光の強度の時間波形を複数の異なる周波数成分に分離する周波数分離部と、前記周波数分離部によって分離された周波数成分のうち第一の周波数帯域の成分をAD変換する第一のAD変換部と、前記第一の周波数帯域に比べて低周波数の第二の周波数帯域の成分をAD変換する第二のAD変換部とを有し、前記第一のAD変換部で得たデータと前記第二のAD変換部で得たデータから前記物体の情報を取得する演算部とを有し、前記第一のAD変換部の変換速度は、前記第二のAD変換部の変換速度よりも速く、前記第一のAD変換部の分解能は、前記第二のAD変換部の分解能よりも低いこと、を特徴とする。   An optical coherence tomometer according to the present invention includes a light source unit that changes the wavelength of emitted light, light that irradiates an object with light from the light source unit, and reference light, and light that is irradiated to the object. Acquisition of information on the object based on an interference optical system that generates interference light by the reflected light and the reference light, a light detection unit that receives the interference light, and a time waveform of the intensity of the interference light The information acquisition unit includes a frequency separation unit that separates a time waveform of the intensity of the interference light into a plurality of different frequency components, and a frequency separated by the frequency separation unit. A first AD conversion unit that AD converts a component of the first frequency band among the components, and a second AD conversion that AD converts a component of the second frequency band that is lower in frequency than the first frequency band And the first AD conversion unit A calculation unit that obtains information of the object from the obtained data and the data obtained by the second AD conversion unit, and the conversion speed of the first AD conversion unit is that of the second AD conversion unit. It is faster than the conversion speed, and the resolution of the first AD converter is lower than the resolution of the second AD converter.

本発明に係るOCTによれば、高分解能(大ビット数)かつ変換速度が遅いAD変換部と、低分解能(小ビット数)かつ変換速度が速いAD変換部とを併用することで、断層の情報が失われず、測定対象物体の浅い部位から深い部位までの断層情報を取得できる。   According to the OCT according to the present invention, a high resolution (large number of bits) and low conversion speed AD conversion unit and a low resolution (small bit number) and high conversion speed AD conversion unit are used in combination. Information is not lost, and tomographic information from a shallow part to a deep part of the measurement target object can be acquired.

本発明の実施形態に係るOCTの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of OCT which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るOCTにおける周波数分離部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the frequency separation part in OCT which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態において、測定対象の物体への照射光の照射位置を示す図である。In embodiment of this invention, it is a figure which shows the irradiation position of the irradiation light to the measurement object. 本発明の実施例1に係るOCTの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of OCT which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における波長掃引光源から出る光の周波数の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the frequency of the light emitted from the wavelength sweep light source in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における断層像の取得方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the acquisition method of the tomogram in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における周波数分離部の、干渉信号の透過特性を示す図である。It is a figure which shows the permeation | transmission characteristic of the interference signal of the frequency separation part in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るOCTの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of OCT which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施形態における、干渉信号の強度の周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of the intensity | strength of an interference signal in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、干渉信号の強度の周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of the intensity | strength of an interference signal in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、干渉信号の強度の周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of the intensity | strength of an interference signal in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における、干渉信号の強度の周波数依存性を示す図である。It is a figure which shows the frequency dependence of the intensity | strength of an interference signal in embodiment of this invention.

本発明の実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限られない。図1は本実施形態に係る光干渉断層計(OCT)の装置構成を示す模式図である。   Although an embodiment of the present invention is described below, the present invention is not limited to this. FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus configuration of an optical coherence tomography (OCT) according to the present embodiment.

本実施形態に係るOCTは、光源部としての波長掃引光源101、干渉光学系103、光検出部104、情報取得部105を有する。   The OCT according to the present embodiment includes a wavelength swept light source 101 as a light source unit, an interference optical system 103, a light detection unit 104, and an information acquisition unit 105.

また、本実施形態に係るOCTにおける干渉光学系103は、参照ミラー107、光カップラ135、走査ミラー111を有する。   Further, the interference optical system 103 in the OCT according to the present embodiment includes a reference mirror 107, an optical coupler 135, and a scanning mirror 111.

本実施形態において、参照光L5とL5’の光路上には、参照ミラー107が設けられているが、必ずしも必要なく、適切な光路長となるようにファイバループを形成して、光カップラ135に直接結合させる構成であってもよい。   In this embodiment, the reference mirror 107 is provided on the optical paths of the reference lights L5 and L5 ′. However, the reference mirror 107 is not necessarily required, and a fiber loop is formed so as to have an appropriate optical path length. It may be configured to be directly coupled.

本実施形態に係るOCTによって、物体108の断層の情報を取得する方法について説明する。   A method for acquiring the information of the tomography of the object 108 by OCT according to the present embodiment will be described.

まず、波長掃引光源101から射出した光L1が、光カップラ134において、干渉光学系103へ進む光(L2)と、後述するクロック生成部102へ進む光(L3)とに分波される。光L2は光カップラ135で照射光L4と参照光L5とに分波される。照射光L4は走査ミラー111で反射され、物体(被検体)108に照射される。被検体108に照射されて反射した光L4’はカップラ135に入射する。一方、参照光L5は、参照ミラー107で反射されて光L5’としてカップラ135に入射する。   First, the light L1 emitted from the wavelength swept light source 101 is demultiplexed by the optical coupler 134 into light (L2) traveling to the interference optical system 103 and light (L3) traveling to the clock generation unit 102 described later. The light L2 is demultiplexed by the optical coupler 135 into the irradiation light L4 and the reference light L5. The irradiation light L4 is reflected by the scanning mirror 111 and is applied to the object (subject) 108. Light L 4 ′ irradiated and reflected on the subject 108 enters the coupler 135. On the other hand, the reference light L5 is reflected by the reference mirror 107 and enters the coupler 135 as light L5 '.

光L4’と光L5’とはカップラ104で干渉し、生じた干渉光は光検出部104に入射する。   The light L4 ′ and the light L5 ′ interfere with each other by the coupler 104, and the generated interference light enters the light detection unit 104.

波長掃引光源101は射出する光の波長を掃引させる、すなわち射出される光の波長を時間的に変化させるため、光検出部104では干渉光の強度の時間波形が取得される。干渉光の強度の時間波形は干渉信号として、光検出部104から周波数分離部126へと送られる。周波数分離部126では、干渉光の強度の時間波形、すなわち干渉信号を複数の周波数成分に分離して、情報取得部105へと送られる。ここで、干渉信号を複数の周波数成分に分離するとは、干渉信号を各周波数成分ごとに抽出することを意味する。   Since the wavelength swept light source 101 sweeps the wavelength of the emitted light, that is, changes the wavelength of the emitted light with time, the light detection unit 104 acquires a time waveform of the intensity of the interference light. The time waveform of the intensity of the interference light is sent from the light detection unit 104 to the frequency separation unit 126 as an interference signal. In the frequency separation unit 126, the time waveform of the intensity of the interference light, that is, the interference signal is separated into a plurality of frequency components and sent to the information acquisition unit 105. Here, separating the interference signal into a plurality of frequency components means extracting the interference signal for each frequency component.

本実施形態に係るOCTは、情報取得部105で、干渉光の強度の時間波形に基づいて被検体108の情報を取得する際に、周波数成分ごとに別々のAD変換部によってAD変換する。   In the OCT according to the present embodiment, when the information acquisition unit 105 acquires information on the subject 108 based on the time waveform of the intensity of the interference light, AD conversion is performed by a separate AD conversion unit for each frequency component.

図1において、周波数分離部126は、第一の周波数帯域の成分(高周波成分)のバンドパスフィルタであるHigh−Passフィルタ122を有する。また、周波数分離部126は、第一の周波数成分に比べて周波数の低い第二の周波数帯域の成分(低周波成分)のバンドパスフィルタであるLow−Passフィルタ123を有する。本実施形態においてHigh−Passフィルタ122が透過させる周波数帯域202と、Low−Passフィルタ123が透過させる光の周波数帯域203とは、重複する周波数帯域201を有している(図2(a))。図2(a)は周波数分離部の干渉信号の透過特性を表し、図2(a)のグラフの縦軸の信号透過率は、干渉信号に対する透過率を表す。なお、図2(a)では202の方が203よりも信号透過率が大きいが、これは一例であり、逆であってもよいし、両者が同じ信号透過率であってもよい。   In FIG. 1, the frequency separation unit 126 includes a high-pass filter 122 that is a band-pass filter of a first frequency band component (high frequency component). In addition, the frequency separation unit 126 includes a Low-Pass filter 123 that is a bandpass filter of a second frequency band component (low frequency component) having a frequency lower than that of the first frequency component. In the present embodiment, the frequency band 202 transmitted by the high-pass filter 122 and the frequency band 203 of light transmitted by the low-pass filter 123 have an overlapping frequency band 201 (FIG. 2A). . FIG. 2A shows the transmission characteristic of the interference signal of the frequency separation unit, and the signal transmittance on the vertical axis of the graph of FIG. 2A shows the transmittance for the interference signal. In FIG. 2A, the signal transmittance of 202 is larger than that of 203, but this is an example, and may be reversed, or both may have the same signal transmittance.

なお、本実施形態において、周波数分離部126は、干渉光の強度の時間波形を2つの異なる周波数成分に分離する場合の例を示しているが3つ以上の異なる周波数成分に分離するものであってもよい。本実施形態において、周波数分離部126によって分離された周波数成分のうち、高周波成分を第一のAD変換部120で、アナログデータからデジタルデータに変換(AD変換)する。また、低周波成分を第二のAD変換部121でAD変換する。本実施形態において、第一のAD変換部120のAD変換速度は、第二のAD変換部121のAD変換速度よりも速く、第一のAD変換部120のビット数は、第二のAD変換部121のビット数よりも小さいことが特徴である。すなわち、第一のAD変換部120の分解能は、第二のAD変換部121の分解能よりも低いことが特徴である。以下詳細を説明する。   In the present embodiment, the frequency separation unit 126 shows an example in which the temporal waveform of the intensity of the interference light is separated into two different frequency components, but is separated into three or more different frequency components. May be. In the present embodiment, among the frequency components separated by the frequency separation unit 126, the first AD conversion unit 120 converts high-frequency components from analog data to digital data (AD conversion). Further, the low frequency component is AD converted by the second AD conversion unit 121. In the present embodiment, the AD conversion speed of the first AD conversion unit 120 is faster than the AD conversion speed of the second AD conversion unit 121, and the number of bits of the first AD conversion unit 120 is the second AD conversion speed. It is characterized by being smaller than the number of bits of the part 121. In other words, the resolution of the first AD converter 120 is lower than the resolution of the second AD converter 121. Details will be described below.

ここで、SS−OCT装置において取得する干渉信号(干渉スペクトルの時間波形)は、被検体の奥深い部分からの信号は高周波成分となり、物体表面近傍などの浅い部分からの信号は低周波成分となる。言い換えると、干渉スペクトルの時間波形をフーリエ変換し、高周波成分が大きければ、被検体の深い部分での反射が大きく、低周波成分が大きければ、浅い部分での反射が大きいことを意味する。   Here, in the interference signal (interference spectrum time waveform) acquired in the SS-OCT apparatus, a signal from a deep part of the subject becomes a high frequency component, and a signal from a shallow part such as the vicinity of the object surface becomes a low frequency component. . In other words, if the time waveform of the interference spectrum is Fourier-transformed and the high frequency component is large, the reflection at the deep portion of the subject is large, and if the low frequency component is large, the reflection at the shallow portion is large.

また、生体中では光吸収や散乱が存在し、さらに波長掃引光源から出る光のコヒーレンス長も有限である。従って、コヒーレンスゲート、すなわち参照光と照射光の光路長が等しくなる位置を物体表面のやや手前に配置する通常の計測では、基本的に物体表面の信号強度が最も強く、奥深い部位ほど信号強度が弱くなる。これはOCTによって得られる断層像(以下、OCT像と略すことがある)に置き換えると、物体表面近傍のOCT像は輝度が高く、奥深い部位ほど輝度が低いことに相当する。   Further, light absorption and scattering exist in the living body, and the coherence length of light emitted from the wavelength swept light source is also finite. Therefore, in the normal measurement where the coherence gate, that is, the position where the optical path lengths of the reference light and irradiation light are equal, is placed slightly in front of the object surface, the signal intensity on the object surface is basically the strongest, and the signal intensity is deeper in the deeper part. become weak. When this is replaced with a tomographic image obtained by OCT (hereinafter sometimes abbreviated as an OCT image), the OCT image near the object surface has a higher luminance, and the deeper part has a lower luminance.

これらを勘案すると、物体の表面近傍からの干渉信号は信号強度が比較的大きく且つ低周波数の干渉信号、物体の奥深い部位からの信号は信号強度が弱く且つ高周波数の干渉信号になる傾向があると言える。   Considering these, the interference signal from the vicinity of the surface of the object has a relatively large signal strength and a low frequency interference signal, and the signal from the deep part of the object tends to have a low signal strength and a high frequency interference signal. It can be said.

特許文献1ではこれらの信号を1つのAD変換素子(ADボード)で処理する構成であり、高分解能(大ビット数)かつ高速な変換が可能なAD変換素子を必要としていた。しかし、一般的な構成のAD変換素子では高分解能(大ビット数)のAD変換は、低分解能(小ビット数)のAD変換に比べて変換に時間がかかるため、高分解能かつ高速な変換が可能なAD変換素子を実現することが難しかった。   In Patent Document 1, these signals are processed by one AD conversion element (AD board), and an AD conversion element capable of high resolution (large number of bits) and high speed conversion is required. However, high resolution (large number of bits) AD conversion takes a long time compared with low resolution (small number of bits) AD conversion with a general configuration AD conversion element. It was difficult to realize a possible AD conversion element.

本実施形態に係るOCTでは上述の信号強度が大きくかつ低周波数の干渉信号成分と、信号強度が小さくかつ高周波数の干渉信号成分とを、別々のAD変換素子で処理する構成を取る。つまり、変換速度が低速で、かつ高分解能のAD変換素子で物体表面近傍の干渉信号を処理し、これとは別に変換速度が高速で、かつ低分解能のAD変換素子で物体の奥深い部位の信号を処理する。物体の奥深い部位の信号を処理するAD変換素子は低分解能であるが、もともと物体の奥深い部位の信号強度は小さい。そのため、単一の高速かつ大ビット数のAD変換素子で一括して高周波信号成分から低周波信号成分までAD変換する場合と比較して、低分解能のAD変換素子を用いた場合でも、OCT像の階調が著しく失われる事などは生じない。   The OCT according to the present embodiment employs a configuration in which the above-described interference signal component having a large signal intensity and a low frequency and an interference signal component having a small signal intensity and a high frequency are processed by separate AD conversion elements. That is, an interference signal near the object surface is processed by a high-resolution AD conversion element with a low conversion speed, and a signal at a deep part of the object with a high conversion speed and a low-resolution AD conversion element. Process. An AD conversion element that processes a signal in a deep part of an object has a low resolution, but originally a signal intensity in a deep part of the object is small. Therefore, even when a low-resolution AD conversion element is used compared to a case where AD conversion from a high-frequency signal component to a low-frequency signal component is performed collectively with a single high-speed and large-bit AD conversion element, an OCT image is obtained. There will be no significant loss of tone.

このように信号を周波数帯域ごとに複数のAD変換素子で分担処理する事により、高速且つ高分解能のAD変換素子を用いなくてもよい。したがって、低速かつ高分解能なAD変換素子と高速かつ低分解能の、共に安価なAD変換素子の併用で浅い部位から奥深い部位まで撮像可能なOCT装置を実現可能である。   In this manner, by dividing the signal by a plurality of AD conversion elements for each frequency band, it is not necessary to use a high-speed and high-resolution AD conversion element. Therefore, it is possible to realize an OCT apparatus capable of imaging from a shallow part to a deep part by using a low-speed and high-resolution AD conversion element and a high-speed and low-resolution AD conversion element that are both inexpensive.

周波数分離部126から出た干渉信号は上記の各AD変換部によってAD変換された後、演算部125においてフーリエ変換され、干渉信号の高周波成分、低周波成分の各周波数帯域において断層の情報が取得される。断層の情報は、典型的には断層像であるが、各断層からの反射光強度の数値の絶対値であってもよいし、規格化された値であってもよく、特に限定されない。以下では、断層の情報を断層像として説明する。   The interference signal output from the frequency separation unit 126 is subjected to AD conversion by each of the above-described AD conversion units, and then subjected to Fourier transform in the calculation unit 125, and information on a tomogram is obtained in each frequency band of the high-frequency component and low-frequency component of the interference signal. Is done. The information of the fault is typically a tomographic image, but may be an absolute value of a numerical value of reflected light intensity from each fault, or may be a normalized value, and is not particularly limited. In the following, the fault information will be described as a tomographic image.

さらに演算部125では高周波成分から生成した断層像と低周波成分から生成した断層像とを接続することができる。高周波成分から生成した断層像は被検体の深い部分の像であり、低周波成分から生成した断層像は浅い部分の像であるため、2つの断層像を接続することで、被検体の深い部分と浅い部分の両方の断層像を得ることができる。   Further, the calculation unit 125 can connect a tomographic image generated from a high frequency component and a tomographic image generated from a low frequency component. The tomographic image generated from the high frequency component is an image of a deep part of the subject, and the tomographic image generated from the low frequency component is an image of a shallow part. And tomographic images of both shallow and shallow parts can be obtained.

本実施形態においては、各AD変換部を用いてそれぞれの周波数帯域で独立に断層像を取得し、その後複数枚の画像を接続する事で一枚の高深達な断層像を構築する。このような形態では、最終的な断層像を得るために、信号取得の際の各AD変換部のゲインやジッタなどの特性の差を調整する必要がないため好適である。また、上記のように、画像をつなぎ合わせる際に輝度調整や最適な接続位置を考慮することにより、各AD変換部の特性差が存在しても、高深達な画像を構成できる。   In the present embodiment, a tomographic image is acquired independently in each frequency band using each AD conversion unit, and a single deep tomographic image is constructed by connecting a plurality of images thereafter. Such a form is preferable because it is not necessary to adjust a difference in characteristics such as gain and jitter of each AD conversion unit at the time of signal acquisition in order to obtain a final tomographic image. Further, as described above, by considering the brightness adjustment and the optimum connection position when joining the images, even if there is a difference in the characteristics of each AD conversion unit, it is possible to construct a deep image.

なお、上記のように、演算部125は、第一の変換部120で得たデータと、第二の変換部121で得たデータとを各々フーリエ変換して各々の断層像を取得し、取得した各々の断層像を合成して物体108全体の断層像とする形態に限らない。例えば、演算部125が、第一の変換部120でAD変換して得たデータと、第二の変換部121でAD変換して得たデータとを合わせてフーリエ変換して、物体108の断層像を取得してもよい。   Note that, as described above, the calculation unit 125 performs Fourier transform on the data obtained by the first conversion unit 120 and the data obtained by the second conversion unit 121 to obtain respective tomographic images. It is not limited to the form in which the tomographic images are combined to form a tomographic image of the entire object 108. For example, the calculation unit 125 performs a Fourier transform on the data obtained by AD conversion by the first conversion unit 120 and the data obtained by AD conversion by the second conversion unit 121 to obtain a tomogram of the object 108. An image may be acquired.

なお、上記説明は、被検体108のある1点に光を照射し、その1点における奥行き方向の断層像を得るためのプロセスである。この奥行き方向の断層像を得るための波長掃引工程をAスキャンという。2次元の断層像を得るためには、走査ミラー111を動かすことで、光を照射する位置を走査する。奥行き方向とは垂直な方向に走査するこの工程をBスキャンという。また、走査ミラーをAスキャン方向とBスキャン方向のいずれの方向とも垂直な方向に走査する工程をCスキャンという。A、B、Cスキャンを行うことによって、被検体の3次元の断層像を得ることができる。   The above description is a process for irradiating a certain point of the subject 108 with light and obtaining a tomographic image in the depth direction at that point. This wavelength sweeping process for obtaining a tomographic image in the depth direction is called A scan. In order to obtain a two-dimensional tomographic image, the position where the light is irradiated is scanned by moving the scanning mirror 111. This process of scanning in the direction perpendicular to the depth direction is called B-scan. A process of scanning the scanning mirror in a direction perpendicular to both the A scan direction and the B scan direction is called C scan. By performing A, B, and C scans, a three-dimensional tomographic image of the subject can be obtained.

(AD変換部)
本実施形態における第一および第二のAD変換部は、第一のAD変換部のAD変換速度(サンプリング速度)が第二のAD変換部のAD変換速度よりも速く、第一のAD変換部の分解能が第二のAD変換部のビット数よりも低ければ限定されない。また、AD変換部は3つ以上設けられても良い。なお、各AD変換部は、DC成分、すなわち周波数0を含む周波数帯域の干渉信号のAD変換を行えるものでなくてもよい。
(AD converter)
In the first and second AD conversion units in the present embodiment, the AD conversion speed (sampling speed) of the first AD conversion unit is faster than the AD conversion speed of the second AD conversion unit, and the first AD conversion unit Is not limited as long as the resolution is lower than the number of bits of the second AD converter. Three or more AD conversion units may be provided. Note that each AD conversion unit may not be able to perform AD conversion of a DC component, that is, an interference signal in a frequency band including frequency 0.

本実施形態に係るOCTは、AD変換部を複数用いたインターリーブ動作による高速AD変換と比較して、複数のAD変換部の特性の差を調整する必要がない事も有利な点である。すなわち、インターリーブ動作では、同じ速度かつ同じ分解能数のAD変換部を複数用いるが、それらAD変換部の特性をそろえるための調整が煩雑である。本実施形態における複数のAD変換部は、上記のような変換速度と分解能の関係を満たすものであればよいため、各々の特性をそろえる必要はない。   The OCT according to the present embodiment is also advantageous in that it is not necessary to adjust the difference in characteristics of the plurality of AD conversion units as compared to the high-speed AD conversion by the interleave operation using a plurality of AD conversion units. That is, in the interleaving operation, a plurality of AD converters having the same speed and the same resolution number are used, but adjustment for aligning the characteristics of the AD converters is complicated. The plurality of AD conversion units in the present embodiment need only satisfy the relationship between the conversion speed and the resolution as described above, and thus do not have to have the same characteristics.

(周波数分離部)
本実施形態において、周波数分離部126は、光検出部104でから送られた干渉光の強度の時間波形、すなわち干渉信号を複数の周波数成分に分離する。上記では、図2(a)のように、周波数分離部によって分離された周波数成分が重複する周波数帯域201を有する場合の例について説明した。しかし、第一の周波数帯域の成分(高周波数帯域の成分)202と、第二の周波数帯域の成分(低周波数帯域の成分)203とが、ある周波数のみで重複し、それ以外の帯域では重複しない構成であってもよい。また、本実施形態における周波数分離部は、3つ以上の周波数帯域に分離する構成であってもよい。以下では、上記と同様、2つの周波数帯域に分離する構成を例に説明する。2つの周波数帯域に分離する場合、例えば、干渉信号を20MHz以上の高周波成分と30MHz以下の低周波成分とに分離することができる。
(Frequency separation unit)
In the present embodiment, the frequency separation unit 126 separates the time waveform of the intensity of the interference light transmitted from the light detection unit 104, that is, the interference signal into a plurality of frequency components. In the above, the example in the case of having the frequency band 201 where the frequency components separated by the frequency separation unit overlap as shown in FIG. However, the first frequency band component (high frequency band component) 202 and the second frequency band component (low frequency band component) 203 overlap only at a certain frequency, and overlap at other frequencies. The structure which does not do may be sufficient. Moreover, the structure which isolate | separates into the 3 or more frequency band may be sufficient as the frequency separation part in this embodiment. In the following, a configuration that separates into two frequency bands will be described as an example, as described above. When separating into two frequency bands, for example, the interference signal can be separated into a high frequency component of 20 MHz or more and a low frequency component of 30 MHz or less.

次に、周波数分離部が、周波数成分が互いに重複するように干渉信号を分離する形態の場合について、図2を用いてより詳細な説明をする。まず、干渉信号の低周波成分203から生成される断層像204と、高周波成分から生成される断層像205が図2(b)(c)で示されるとする。   Next, the case where the frequency separation unit separates the interference signal so that the frequency components overlap each other will be described in more detail with reference to FIG. First, it is assumed that the tomographic image 204 generated from the low frequency component 203 of the interference signal and the tomographic image 205 generated from the high frequency component are shown in FIGS.

断層像204や断層像205は、各周波数領域の干渉信号を等波数間隔のデータにしてからフーリエ変換する事で得られ、組織構造211などが画像化される。OCTにおいては深い部位からの干渉信号ほど高周波数となるため、図2の(b)から(d)に示すOCT画像の横軸の周波数成分はOCT画像の深さ方向の距離に相当する。縦軸は、干渉信号を取得する観察対象物体上の点の位置である。つまり、観察対象物体上の各点で干渉信号を取得し等波数間隔のデータに直してフーリエ変換したものを、物体上の照射位置に応じて上下方向に並べて構成した画像の概略図を示している。つまり図2(b)から(d)の縦軸の信号取得位置はBスキャンによって光が照射される位置である。   The tomographic image 204 and the tomographic image 205 are obtained by converting the interference signal of each frequency region into data of equal wave number intervals and then Fourier transforming, and the tissue structure 211 and the like are imaged. In OCT, since the interference signal from a deeper part has a higher frequency, the frequency components on the horizontal axis of the OCT image shown in FIGS. 2B to 2D correspond to the distance in the depth direction of the OCT image. The vertical axis represents the position of the point on the observation target object from which the interference signal is acquired. In other words, a schematic diagram of an image obtained by arranging interference signals obtained at each point on the observation target object, converting the data at equal wave number intervals and performing Fourier transform, and arranging them vertically according to the irradiation position on the object is shown. Yes. That is, the signal acquisition position on the vertical axis in FIGS. 2B to 2D is a position where light is irradiated by the B-scan.

断層像204と断層像205は画像処理にて、浅い部位から深い部位まで全ての画像情報を持つ最終画像206として統合される。図2では接続周波数207において断層像204と205とを接続する。   The tomographic image 204 and the tomographic image 205 are integrated as a final image 206 having all image information from a shallow part to a deep part by image processing. In FIG. 2, the tomographic images 204 and 205 are connected at the connection frequency 207.

(クロック生成部)
本実施形態に係るOCTにおいて、干渉光学系103からの干渉信号のサンプリングが等波数間隔となるように、クロック生成部102を用いることが好ましい。クロック生成部102は等波数間隔で光を透過または反射する光学系と、透過または反射した光を光検出器または差動光検出器で検出してクロック信号を発信する信号発信部とを有する。以下では、クロック発生部102をkクロック(k−clock)系と呼ぶことがある。
(Clock generator)
In the OCT according to the present embodiment, it is preferable to use the clock generation unit 102 so that the sampling of the interference signal from the interference optical system 103 is at an equal wave number interval. The clock generation unit 102 includes an optical system that transmits or reflects light at equal wavenumber intervals, and a signal transmission unit that detects the transmitted or reflected light with a photodetector or a differential photodetector and transmits a clock signal. Hereinafter, the clock generation unit 102 may be referred to as a k clock (k-clock) system.

波長掃引光源101から出た光の一部をkクロック系102に導くと、波長掃引光源101から出る光の波長変化に伴い、kクロック系固有の一定の波数間隔でクロック信号(S1)が生成される。なお、クロック信号は厳密に等波数間隔でなくてもよい。   When a part of the light emitted from the wavelength swept light source 101 is guided to the k clock system 102, a clock signal (S1) is generated at a constant wave number interval peculiar to the k clock system as the wavelength of the light emitted from the wavelength swept light source 101 changes. Is done. It should be noted that the clock signal does not have to be strictly at the same wave number interval.

光検出部104から送られる干渉信号をこのクロック信号に基づいてサンプリングすることにより、干渉信号を等波数間隔で取得することが可能である。そこで、クロック生成部102から生成されたこのクロック信号に基づいて、第一のAD変換部および第二のAD変換部におけるAD変換を行うことが好ましい。   By sampling the interference signal sent from the light detection unit 104 based on this clock signal, it is possible to acquire the interference signal at equal wave number intervals. Therefore, it is preferable to perform AD conversion in the first AD converter and the second AD converter based on the clock signal generated from the clock generator 102.

本実施形態に係るOCTでは、クロック信号(S1)は例えば二手に分割され、一方の信号(S2)はそのまま高速でAD変換する第一のAD変換部120に入力される。もう一方の信号(S3)は、例えばクロック信号を間引く機能を有する周波数調整部124を通して周波数を低下させた後、低速でAD変換する第二のAD変換部121に入力される。   In the OCT according to the present embodiment, the clock signal (S1) is divided into, for example, two hands, and one signal (S2) is directly input to the first AD conversion unit 120 that performs AD conversion at high speed. The other signal (S3) is input to the second AD conversion unit 121 that performs AD conversion at a low speed after the frequency is reduced through the frequency adjustment unit 124 having a function of thinning out the clock signal, for example.

また、第二のAD変換部121に入力するために、クロック信号の周波数を調整する方法は上述のように高周波数のクロック信号を間引く方法に限るものではない。例えば、クロック信号の周波数を変換する回路等を用い、クロック信号自体の周波数を低下させた新たな低周波数のクロック信号を生成しこれを基に低周波数のクロック信号を生成する事も可能である。   Further, the method of adjusting the frequency of the clock signal for input to the second AD converter 121 is not limited to the method of thinning out the high-frequency clock signal as described above. For example, it is possible to generate a new low-frequency clock signal by reducing the frequency of the clock signal itself using a circuit that converts the frequency of the clock signal, and to generate a low-frequency clock signal based on this. .

(情報取得部)
情報取得部105では、光検出部104で受光した干渉光の強度の時間波形に基づいて被検体108の情報を取得する。具体的には情報取得部105の有する演算部でフーリエ変換など周波数分析が行われることで被検体108の情報を取得する。干渉光の強度の時間波形におけるサンプリングのタイミングは、先のクロック生成部102から発信されるクロック信号に基づいて等周波数(等波数)間隔に行われる。
(Information acquisition unit)
The information acquisition unit 105 acquires information about the subject 108 based on the time waveform of the intensity of the interference light received by the light detection unit 104. Specifically, the information of the subject 108 is acquired by performing frequency analysis such as Fourier transform in the calculation unit of the information acquisition unit 105. Sampling timing in the time waveform of the intensity of the interference light is performed at equal frequency (equal wave number) intervals based on the clock signal transmitted from the previous clock generation unit 102.

ここで、情報取得部105において、干渉信号の周波数帯域ごとに複数の断層像を取得し、それらを合成するプロセスのいくつかの例について説明する。   Here, some examples of processes in which the information acquisition unit 105 acquires a plurality of tomographic images for each frequency band of the interference signal and combines them will be described.

上記第一のAD変換部で得たデータをフーリエ変換して、干渉信号の高周波成分に対応する第一の断層像を取得し、第二のAD変換部で得たデータをフーリエ変換して、干渉信号の低周波成分に対応する第二の断層像を取得する場合を考える。また、周波数分離部では、第一の周波数帯域と前記第二の周波数帯域が重複する周波数帯域を有するように干渉信号(干渉光の強度の時間波形)を各周波数成分に分ける。そして、重複する周波数帯域内で接続周波数を決めて、その接続周波数で2つの断層像を合成(接続)する。   Fourier transform the data obtained by the first AD conversion unit to obtain a first tomogram corresponding to the high frequency component of the interference signal, Fourier transform the data obtained by the second AD conversion unit, Consider a case where a second tomographic image corresponding to a low frequency component of an interference signal is acquired. Further, the frequency separation unit divides the interference signal (the time waveform of the intensity of the interference light) into each frequency component so as to have a frequency band where the first frequency band and the second frequency band overlap. Then, a connection frequency is determined within the overlapping frequency band, and two tomographic images are synthesized (connected) at the connection frequency.

ここで、第一のAD変換部と第二のAD変換部とは互いにゲインが異なるため、同じ干渉信号の強度であっても、互いに異なる数値に変換されることがある。これは、断層像を得たときに、同じ接続周波数であっても、異なる輝度の画像ができることに相当する。   Here, since the first AD conversion unit and the second AD conversion unit have different gains, even the intensity of the same interference signal may be converted into different numerical values. This corresponds to the fact that, when a tomographic image is obtained, images with different luminance can be produced even at the same connection frequency.

そこで、演算部では、第一の断層像と第二の断層像とを合成する位置において、輝度が一致するように合成することが好ましい。また、第一の断層像と第二の断層像とを合成する位置において、輝度変化の勾配が最も小さくなるように、第一および第二の断層像を合成することが好ましい。すなわち、第一の断層像と第二に断層像とを合成した断層像の輝度分布を考えたときに、重複する周波数帯域内の断層像を合成する位置において、輝度の位置の関数の微分が最も小さくなるように、両断層像を合成することが好ましい。   Therefore, it is preferable that the calculation unit synthesizes the luminance to match at the position where the first tomographic image and the second tomographic image are synthesized. Moreover, it is preferable to synthesize the first and second tomographic images so that the gradient of the luminance change is minimized at the position where the first tomographic image and the second tomographic image are synthesized. That is, when considering the luminance distribution of the tomographic image obtained by combining the first tomographic image and the second tomographic image, the derivative of the function of the luminance position is obtained at the position where the tomographic images in the overlapping frequency band are combined. It is preferable to combine both tomographic images so as to be the smallest.

以下、図2、3などを用いて断層像を合成するプロセスについて詳細に説明する。図3は、図1の物体108を光の照射方向から見た図である。   Hereinafter, the process of synthesizing tomographic images will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a view of the object 108 of FIG. 1 as viewed from the light irradiation direction.

図3において、物体108上のある直線310に沿って深さ方向の断層像を生成する際、直線310上の位置ごとに、接続周波数を異なる値に選択することができる。例えば光を照射する点302、点303、点304などの各点ごとに物体の深さ方向の断層構造が異なる場合など、各点ごとに好適な接続周波数が異なるためである。   In FIG. 3, when generating a tomographic image in the depth direction along a certain straight line 310 on the object 108, the connection frequency can be selected to a different value for each position on the straight line 310. This is because, for example, when the tomographic structure in the depth direction of the object is different for each point such as the point 302, the point 303, and the point 304 where the light is irradiated, the suitable connection frequency is different for each point.

図2(d)には、点302における断層構造208、点303における断層構造209、点304における断層構造210の例を示した。   FIG. 2D shows an example of the tomographic structure 208 at the point 302, the tomographic structure 209 at the point 303, and the tomographic structure 210 at the point 304.

例えば点302と点303において深さ方向の輝度変化が緩やかな深さ位置、つまり干渉信号の周波数が異なる場合、周波数帯域201内で、接続周波数207を点302や点303に対し異なる値に設定することが好ましい。これは接続周波数として、部位ごとに同一の接続周波数207ではなく、部位ごとに異なる接続周波数220を設けることに対応する。この様な操作は、例えば後述の図9における、干渉信号強度の周波数依存性901の信号強度の変化が緩やかな点922に対応する接続周波数904が測定部位ごとにことなる場合に好適である。生体組織では部位ごとに断層構造が異なるため、測定部位ごとに得られる干渉信号強度の周波数依存性901の形が異なる。例えば、ある測定部位での干渉信号が910となる一方、他の測定部位での干渉信号が911のような形になる。図9において、信号強度が緩やかな点は例えば点920や点921である。このように、干渉信号の強度変化が緩やかな周波数や、強度変化が急激な周波数が測定対象部位ごとに異なるため、上述のように測定部位ごとに接続周波数を異ならせることが好ましい。干渉信号強度の周波数依存性を示す曲線901は、ここでは単に干渉信号と呼ぶことがある。また、本実施形態において、接続周波数207を、周波数成分ごとに得られた断層像での1ビット分の明るさがなるべく等しくなるような周波数に設定することは、接続後の画像としてより正確な輝度情報の画像を生成出来るため好適である。図9の縦軸は信号強度であるが、その信号強度に基づいて画像化して断層像を生成した場合、輝度と言い換えることもできる。これは以下の図10、11、12についても同様である。   For example, when the point 302 and the point 303 have a gradual change in luminance in the depth direction, that is, when the frequency of the interference signal is different, the connection frequency 207 is set to a different value for the point 302 and the point 303 within the frequency band 201. It is preferable to do. This corresponds to providing a different connection frequency 220 for each part instead of the same connection frequency 207 for each part as a connection frequency. Such an operation is suitable, for example, when the connection frequency 904 corresponding to the point 922 where the change in the signal strength of the frequency dependency 901 of the interference signal strength is gradual in FIG. Since the tomographic structure is different for each part in the living tissue, the shape of the frequency dependence 901 of the interference signal intensity obtained for each measurement part is different. For example, the interference signal at a certain measurement site is 910, while the interference signal at another measurement site is 911. In FIG. 9, points where the signal intensity is gentle are, for example, point 920 and point 921. As described above, since the frequency at which the intensity change of the interference signal is gradual and the frequency at which the intensity change is abrupt are different for each measurement target part, it is preferable to change the connection frequency for each measurement part as described above. The curve 901 indicating the frequency dependence of the interference signal intensity may be simply referred to as an interference signal here. In the present embodiment, setting the connection frequency 207 to a frequency at which the brightness of one bit in the tomographic image obtained for each frequency component is as equal as possible is more accurate as an image after connection. This is preferable because an image of luminance information can be generated. The vertical axis in FIG. 9 represents the signal intensity. However, when a tomographic image is generated based on the signal intensity, the vertical axis can be paraphrased as luminance. The same applies to FIGS. 10, 11 and 12 below.

例えば、低周波成分の断層像の最大輝度を12ビットでAD変換する構成の場合、高周波成分の断層像の最大輝度が低周波成分の断層像の最大輝度の1/4となるような接続周波数を設定する。これは、高周波成分の干渉信号のAD変換のビット数は、低周波成分の干渉信号のAD変換の1/4の10ビットで処理することに対応する。   For example, in the case of a configuration in which the maximum luminance of the tomographic image of the low frequency component is AD-converted with 12 bits, the connection frequency at which the maximum luminance of the tomographic image of the high frequency component is 1/4 of the maximum luminance of the tomographic image of the low frequency component Set. This corresponds to processing with 10 bits that is ¼ of the AD conversion bit number of the interference signal of the high frequency component and 1/4 of AD conversion of the interference signal of the low frequency component.

図9は、本実施形態に係るOCTで得られる、被検体108上のある一点における、干渉信号の周波数と信号強度との関係を示したグラフ901である。つまり、干渉信号の周波数(深さ情報)と信号強度(その深さでの反射の強さの情報)との関係を示した図ともいえる。この干渉信号901について、接続周波数904よりも低周波数の領域905の断層像が低速のAD変換部121を、高周波数の領域906の断層像は高速のAD変換部120を経由して生成されたものとする。図9において、低周波領域905内での信号強度の最大値902、高周波領域906内での信号強度の最大値903とする。   FIG. 9 is a graph 901 showing the relationship between the frequency of the interference signal and the signal intensity at a certain point on the subject 108 obtained by the OCT according to the present embodiment. That is, it can be said that the figure shows the relationship between the frequency (depth information) of the interference signal and the signal intensity (information about the intensity of reflection at that depth). With respect to the interference signal 901, a tomogram of a region 905 having a frequency lower than the connection frequency 904 is generated via the low-speed AD converter 121, and a tomogram of the high-frequency region 906 is generated via the high-speed AD converter 120. Shall. In FIG. 9, the maximum value 902 of the signal strength in the low frequency region 905 and the maximum value 903 of the signal strength in the high frequency region 906 are set.

例えば、最大値902が最大値903の4倍であるとし、低速のAD変換部121が12ビット、高速のAD変換部120のビット数が10ビットであるとする。この場合、最大値902を表現する1ビット当たりの信号強度と、最大値903を表現する1ビット当たりの信号強度が揃うため好適である。したがって、第一のAD変換部と第二のAD変換部とで、1ビット分の干渉信号の強度幅が一致するように合成することが好ましい。   For example, it is assumed that the maximum value 902 is four times the maximum value 903, the low-speed AD conversion unit 121 has 12 bits, and the high-speed AD conversion unit 120 has 10 bits. This is preferable because the signal intensity per bit expressing the maximum value 902 and the signal intensity per bit expressing the maximum value 903 are aligned. Therefore, it is preferable to combine the first AD converter and the second AD converter so that the intensity widths of the interference signals for 1 bit match.

図2(b)において、干渉信号の低周波成分から得られる断層像204と高周波成分から得られる断層像205とを接続する画像上の位置、つまり接続周波数207は、上記の重複する周波数帯域201の中であればどこでも良い。重複する周波数帯域201がある程度の幅を有している事は、接続周波数207の設定の自由度が上がるため好適である。すなわち、第一の周波数帯域の成分(高周波成分)と、第一の周波数帯域に比べて低周波数の第二の周波帯域の成分(低周波成分)とが重複していることが好ましい。   In FIG. 2B, the position on the image connecting the tomographic image 204 obtained from the low frequency component of the interference signal and the tomographic image 205 obtained from the high frequency component, that is, the connection frequency 207 is the above-described overlapping frequency band 201. Any place inside is acceptable. It is preferable that the overlapping frequency bands 201 have a certain width because the degree of freedom in setting the connection frequency 207 increases. That is, it is preferable that the first frequency band component (high frequency component) and the second frequency band component (low frequency component) that are lower in frequency than the first frequency band overlap.

例えば、複数の画像を接続する画像上の位置、つまり接続周波数としては、深さ方向の画像の輝度変化が緩やかとなるような接続周波数を選択する事が好ましい。例えば、図9において、干渉信号901の強度変化が急激な周波数907付近を避け、信号強度の変化が緩やかな接続周波数904に設定する事は好ましい。さらに、接続周波数を重複する周波数帯域201内に設定し断層像を接続(合成)する際、接続周波数での両断層像の明るさが揃うように、画像処理にて両断層像の輝度を補正する事も好ましい。詳細について、干渉信号の周波数と信号強度との関係の一例を示す図10を用いて説明する。   For example, as the position on the image where a plurality of images are connected, that is, the connection frequency, it is preferable to select a connection frequency at which the luminance change of the image in the depth direction becomes gentle. For example, in FIG. 9, it is preferable to avoid the vicinity of the frequency 907 where the intensity change of the interference signal 901 is abrupt and to set the connection frequency 904 where the change of the signal intensity is gentle. Furthermore, when connecting (synthesizing) tomographic images by setting the connection frequency within the overlapping frequency band 201, the brightness of both tomographic images is corrected by image processing so that the brightness of both tomographic images at the connection frequency is uniform. It is also preferable to do. Details will be described with reference to FIG. 10 showing an example of the relationship between the frequency of the interference signal and the signal intensity.

例えば、図10のように低周波領域1007の干渉信号1001と高周波領域1008の干渉信号1002を、接続周波数1009において互いに接続する状況を考える。接続周波数1009に対応するそれぞれの干渉信号上の点1003及び点1004の信号強度1005、及び信号強度1006を一致させるあるいは出来るだけ近い値となるように信号を補正してもよい。すなわち、接続処理の前に予め干渉信号1001あるいは干渉信号1002の一方あるいは両方に信号強度にある倍率を掛けて補正することができる。   For example, consider a situation in which an interference signal 1001 in a low frequency region 1007 and an interference signal 1002 in a high frequency region 1008 are connected to each other at a connection frequency 1009 as shown in FIG. The signal may be corrected so that the signal intensity 1005 and the signal intensity 1006 of the points 1003 and 1004 on the respective interference signals corresponding to the connection frequency 1009 coincide with each other or become as close as possible. In other words, before connection processing, one or both of the interference signal 1001 and the interference signal 1002 can be corrected by multiplying the signal strength by a certain factor.

画像同士を接続する位置で、干渉信号の信号強度を滑らかに接続する事により、違和感の少ない断層像を生成出来るため好適である。   It is preferable that a tomographic image with less sense of incongruity can be generated by smoothly connecting the signal intensity of the interference signal at a position where the images are connected to each other.

(光源部)
本実施形態において、光源部は光の波長を変化させる光源であれば特に限定されない。OCT装置を用いて物体の情報を得るためには、この光源部から出る光の波長を連続的に変化させる必要がある。
(Light source)
In the present embodiment, the light source unit is not particularly limited as long as it is a light source that changes the wavelength of light. In order to obtain object information using the OCT apparatus, it is necessary to continuously change the wavelength of light emitted from the light source unit.

本実施形態における光源部として例えば、面発光レーザー、回折格子やプリズム等を用いた外部共振器型の波長掃引光源、共振器長可変のファブリペローチューナブルフィルタを用いる各種外部共振器型光源をもちいることができる。あるいは、サンプルドグレーティングを用いて波長を変化させるSSG−DBRや波長可変のMEMS−VCSELなどを用いることもできる。また、ファイバレーザーを用いることもできる。ファイバレーザーとしては、分散チューニング方式でもよく、フーリエドメインモードロック方式であってもよい。   As the light source unit in the present embodiment, for example, a surface emitting laser, an external resonator type wavelength swept light source using a diffraction grating or a prism, and various external resonator type light sources using a Fabry-Perot tunable filter with a variable resonator length are used. Can be. Or SSG-DBR which changes a wavelength using a sampled grating, MEMS-VCSEL of wavelength variable, etc. can also be used. A fiber laser can also be used. The fiber laser may be a dispersion tuning method or a Fourier domain mode lock method.

回折格子やプリズム等を用いた外部共振器型の波長掃引光源としては、共振器に回折格子を設けて光を分光させ、ポリゴンミラーや、回転する円盤上にストライプ状の反射ミラーを設けたものを用いて射出させる波長を連続的に変え波長掃引光源などが挙げられる。   As an external resonator type wavelength sweep light source using a diffraction grating, a prism, etc., a resonator is provided with a diffraction grating to disperse light, and a polygon mirror or a striped reflection mirror is provided on a rotating disk. A wavelength swept light source or the like can be used by continuously changing the wavelength of the emitted light using.

(光検出部)
本実施形態における光検出部では、干渉光の強度を電圧などの電気の強度に変換するものであれば特に限定されない。干渉光の強度の時間波形の情報は、この光検出部で受光電圧の時間波形の情報へと変換される。
(Light detector)
In the light detection part in this embodiment, if the intensity | strength of interference light is converted into the intensity | strength of electricity, such as a voltage, it will not specifically limit. Information on the time waveform of the intensity of the interference light is converted into information on the time waveform of the received light voltage by this light detection unit.

(物体)
本実施形態において物体とは、本実施形態に係るOCT装置による測定の対象となるものであり種類は特に限定されない。例えば、眼球、皮膚、血管、歯などの生体が挙げられる。
(object)
In the present embodiment, the object is a measurement target by the OCT apparatus according to the present embodiment, and the type is not particularly limited. Examples include living bodies such as eyeballs, skin, blood vessels, and teeth.

(表示部)
本実施形態に係るOCTは、情報取得部で取得した物体の情報が断層像であり、取得した断層像を表示する表示部を有していてもよい。
(Display section)
In the OCT according to the present embodiment, the object information acquired by the information acquisition unit is a tomographic image, and may include a display unit that displays the acquired tomographic image.

(用途)
上記本実施形態に係るOCTは、眼底の断層像を得るための眼科撮影、皮膚撮影、血管造影、歯科撮影、などの医用診断に用いることができる。
(Use)
The OCT according to the present embodiment can be used for medical diagnosis such as ophthalmic imaging, skin imaging, angiography, and dental imaging for obtaining a tomographic image of the fundus.

(実施例1)
以下に、本発明の実施例に係るOCTについて図4を用いて説明するが本発明はこれに限られない。
(Example 1)
Hereinafter, OCT according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, but the present invention is not limited to this.

本実施例において、観察対象の物体(被検体)は眼底であるとする。本実施例に係るOCTは、光源システム401と、参照光の光路を構成する参照光光路用ファイバ402、干渉部を構成するファイバカップラ403、反射ミラー404を有する。また、本実施例に係るOCTは、被検体の測定部を構成する検査光光路用ファイバ405、照射集光光学系406、走査ミラーとしての照射位置走査用ミラー407を有する。干渉光学系400は図4(a)の点線で囲まれた部位を示し、波長掃引光源415から出た光を用いて、干渉光を発生させる。   In this embodiment, it is assumed that the object (subject) to be observed is the fundus. The OCT according to the present embodiment includes a light source system 401, a reference light optical path fiber 402 that forms the optical path of the reference light, a fiber coupler 403 that forms an interference unit, and a reflection mirror 404. The OCT according to the present embodiment includes an inspection light optical path fiber 405, an irradiation condensing optical system 406, and an irradiation position scanning mirror 407 as a scanning mirror, which constitute a measurement unit of the subject. The interference optical system 400 indicates a portion surrounded by a dotted line in FIG. 4A, and generates interference light using light emitted from the wavelength swept light source 415.

これらに加え、本実施例に係るOCTは、受光用ファイバ408、光検出部としてのフォトディテクタ409、照射用ファイバ410、信号処理部411、表示部としての画像出力モニタ413を有する。   In addition to these, the OCT according to the present embodiment includes a light receiving fiber 408, a photodetector 409 as a light detection unit, an irradiation fiber 410, a signal processing unit 411, and an image output monitor 413 as a display unit.

本実施例に係るOCTにおいて、信号処理部411は、周波数分離部440と情報取得部450とを有する。   In the OCT according to the present embodiment, the signal processing unit 411 includes a frequency separation unit 440 and an information acquisition unit 450.

周波数分離部440は、High−Passフィルタ431によって干渉信号の高周波数帯域(第一の周波数帯域)の成分を透過させ、Low−Passフィルタ434によって、低周波数帯域(第二の周波数帯域)の成分を透過させる。情報取得部450は、第一のAD変換部としての高速AD変換素子435、第二のAD変換部としての低速AD変換素子436を有する。高速AD変換素子435の分解能は、低速AD変換素子436に比べて低い。高速AD変換素子435は、High−Passフィルタ431を透過した干渉信号の高周波成分をAD変換し、低速AD変換素子436は、Low−Passフィルタ434を透過した干渉信号の低周波成分をAD変換する。   The frequency separation unit 440 transmits the component of the high frequency band (first frequency band) of the interference signal through the High-Pass filter 431 and the component of the low frequency band (second frequency band) through the Low-Pass filter 434. Permeate. The information acquisition unit 450 includes a high-speed AD conversion element 435 as a first AD conversion unit and a low-speed AD conversion element 436 as a second AD conversion unit. The resolution of the high speed AD conversion element 435 is lower than that of the low speed AD conversion element 436. The high-speed AD conversion element 435 AD-converts the high-frequency component of the interference signal that has passed through the high-pass filter 431, and the low-speed AD conversion element 436 AD-converts the low-frequency component of the interference signal that has passed through the low-pass filter 434. .

情報取得部450は、フーリエ変換器432、演算部433を有するが、フーリエ変換器を設ける代わりに、演算部433がフーリエ変換をする機能を有していてもよい。   The information acquisition unit 450 includes the Fourier transformer 432 and the calculation unit 433. However, instead of providing the Fourier transformer, the calculation unit 433 may have a function of performing Fourier transform.

次に、図4(b)を用いて光源システム401の構成の詳細を説明する。図4(b)は、図4(a)の光源システム401の構成を詳細に示した模式図である。   Next, details of the configuration of the light source system 401 will be described with reference to FIG. FIG. 4B is a schematic diagram showing in detail the configuration of the light source system 401 in FIG.

光源システム401は、光源部としての波長掃引光源415とクロック生成部としてのkクロック系460とを有する。kクロック系460は、干渉計417、光源光量モニタ部418、kトリガ生成回路419を有する。kクロック系460における干渉計417は、波長掃引光源415から出た光を等波数間隔に透過させ、kトリガ生成回路419は、光が入射したタイミングでクロック信号を発生させる。発生させるクロック信号を以下ではkトリガ信号と呼ぶことがある。   The light source system 401 includes a wavelength swept light source 415 as a light source unit and a k clock system 460 as a clock generation unit. The k clock system 460 includes an interferometer 417, a light source light amount monitor unit 418, and a k trigger generation circuit 419. The interferometer 417 in the k clock system 460 transmits the light emitted from the wavelength swept light source 415 at equal wave number intervals, and the k trigger generation circuit 419 generates a clock signal at the timing when the light is incident. Hereinafter, the generated clock signal may be referred to as a k trigger signal.

発生したクロック信号の一方は、kトリガ信号を間引く回路430に送られ、他方は高速AD変換素子435に送られる。kトリガ生成回路419からのkトリガ信号に基づいて、情報取得部450では干渉信号のサンプリングが行われる。すなわち、kトリガ信号を受信したタイミングで、各AD変換素子で干渉信号がAD変換される。414は物体としての被検体である。420、421はファイバに光を結合し、またファイバからの光をコリメートするためのコリメータである。なお、干渉光学系400を構成するファイバは本実施例ではシングルモードファイバで構成するが本発明の構成はこの構成に限るものではない。   One of the generated clock signals is sent to the circuit 430 that thins out the k trigger signal, and the other is sent to the high-speed AD conversion element 435. Based on the k trigger signal from the k trigger generation circuit 419, the information acquisition unit 450 samples the interference signal. That is, at the timing when the k trigger signal is received, the interference signal is AD converted by each AD conversion element. Reference numeral 414 denotes a subject as an object. Reference numerals 420 and 421 denote collimators for coupling light into the fiber and collimating light from the fiber. The fiber constituting the interference optical system 400 is a single mode fiber in this embodiment, but the configuration of the present invention is not limited to this configuration.

本実施例では、kクロック系460として干渉計417の両腕の光路長差が8mmであるマイケルソン干渉計からの光を差動光検出器に導入する系を用いる。この干渉計417から出力される干渉信号は光の周波数が18.737GHz毎にkトリガ信号を生成する。波長掃引光源415の波長掃引周波数は50kHz(波長掃引周期は20us)であり、波長掃引範囲は1000nmから1090nmである。したがって、波長掃引光源415の一回の波長掃引あたりのkトリガ信号の生成回数は1321回である。波長掃引光源415の掃引速度は一定に制御され、図5に示すように、光源の発光周波数501が時間とともに変化する。この時、kトリガ信号の生成周波数は66MHzである。   In this embodiment, a system that introduces light from a Michelson interferometer in which the optical path length difference between both arms of the interferometer 417 is 8 mm to the differential photodetector is used as the k clock system 460. The interference signal output from the interferometer 417 generates a k-trigger signal for each light frequency of 18.737 GHz. The wavelength sweep light source 415 has a wavelength sweep frequency of 50 kHz (with a wavelength sweep period of 20 us), and a wavelength sweep range of 1000 nm to 1090 nm. Therefore, the number of generations of the k trigger signal per wavelength sweep of the wavelength sweep light source 415 is 1321 times. The sweep speed of the wavelength swept light source 415 is controlled to be constant, and the light emission frequency 501 of the light source changes with time as shown in FIG. At this time, the generation frequency of the k trigger signal is 66 MHz.

波長掃引光源415には、光源制御部412から制御信号が入力される。   A control signal is input from the light source control unit 412 to the wavelength swept light source 415.

波長掃引光源415は光源制御装部412によりその発振波長や強度及びその時間変化が制御される。   The wavelength swept light source 415 is controlled by the light source control unit 412 in terms of its oscillation wavelength and intensity and its change over time.

波長掃引光源415から射出された光はファイバカップラにおいて参照光光路用ファイバ402及び検査光光路用ファイバ405に分波される。   The light emitted from the wavelength swept light source 415 is demultiplexed into the reference light optical path fiber 402 and the inspection light optical path fiber 405 by the fiber coupler.

さらに、参照光光路用ファイバ402の先端にはコリメータ421が装着され、平行光が反射ミラー404に照射される。そして反射ミラー404で光は反射され受光用ファイバに導入されフォトディテクタ409に到達する。   Further, a collimator 421 is attached to the tip of the reference light path optical fiber 402 so that parallel light is irradiated onto the reflection mirror 404. Then, the light is reflected by the reflection mirror 404 and introduced into the light receiving fiber to reach the photodetector 409.

同時に、ファイバカップラ403にて検査光光路用ファイバ405に導入された光は被検体414に照射され、後方散乱光が被験物体の内部及び表面から発生する。後方散乱光は照射集光光学系406を通してファイバカップラからフォトディテクタ409に集光される。   At the same time, the light introduced into the inspection light path optical fiber 405 by the fiber coupler 403 is irradiated to the subject 414, and backscattered light is generated from the inside and the surface of the test object. The backscattered light is condensed from the fiber coupler to the photodetector 409 through the irradiation condensing optical system 406.

フォトディテクタ409で受光された光は信号処理部411にてスペクトル信号に変換され、さらに変換された信号をフーリエ変換することで被験体414の断層情報を取得する。   The light received by the photodetector 409 is converted into a spectrum signal by the signal processing unit 411, and further, the tomographic information of the subject 414 is obtained by Fourier transforming the converted signal.

本実施例におけるOCTを用いた断層像の取得方法について図3、6を用いて説明する。図6は本実施例における断層像の取得方法を説明するための図である。図6の各グラフの横軸は光の波数であり、光の周波数に2πを光速度で割った値を乗ずれば求まる。図6(a)は、kトリガ信号の一例を示すグラフ、図6(b)は図6(a)のkトリガ信号のうち、横軸と交わる点(零クロスの点)の一部を抽出した図である。   A method for acquiring a tomographic image using OCT in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram for explaining a tomographic image acquisition method according to the present embodiment. The horizontal axis of each graph in FIG. 6 is the wave number of light, which can be obtained by multiplying the frequency of light by 2π divided by the speed of light. FIG. 6A is a graph showing an example of the k trigger signal, and FIG. 6B is a part of the point (zero cross point) that intersects the horizontal axis in the k trigger signal of FIG. 6A. FIG.

まず、被検体310上の点302に光を照射する。このとき、k−clock系417は、kトリガ信号601を生成する。次にkトリガ生成回路419では、kトリガ信号の上り勾配の零クロスの点、例えば点602、点603、点604、点605…においてkトリガ信号を生成する。これは高周波の信号成分を処理するための高速なkトリガ信号であり、kトリガ信号の生成レートは66MHzである。   First, the point 302 on the subject 310 is irradiated with light. At this time, the k-clock system 417 generates the k trigger signal 601. Next, the k trigger generation circuit 419 generates the k trigger signal at the zero-cross point of the rising slope of the k trigger signal, for example, the point 602, the point 603, the point 604, the point 605. This is a high-speed k trigger signal for processing a high-frequency signal component, and the generation rate of the k trigger signal is 66 MHz.

また、kトリガ信号を回路430で半分に間引くことで、低速なkトリガ信号の点606、点607…を生成する。低速なkトリガ信号の生成レートは33MHzである。   Further, the k-trigger signal is thinned in half by the circuit 430, thereby generating the low-speed k-trigger signal points 606, 607, and so on. The generation rate of the low-speed k trigger signal is 33 MHz.

フォトディテクタ409で得られた信号からHigh−Passフィルタ431により高周波成分を抽出した干渉信号610を、kトリガの点602、点603、点604、点605…に基づいて取得する(図6(c)))。得られる干渉信号610上の点は点611、点612、点613、点614…である。   An interference signal 610 obtained by extracting a high-frequency component from the signal obtained by the photodetector 409 by the high-pass filter 431 is acquired based on k trigger points 602, 603, 604, 605... (FIG. 6C). )). Points obtained on the interference signal 610 are point 611, point 612, point 613, point 614, and so on.

またLow−Passフィルタ434により低周波成分を抽出した干渉信号620を、低速kトリガ信号の点606、点607…に基づいて取得する(図6(d)))。得られる干渉信号620上の点は点621、点622…である。   Further, the interference signal 620 from which the low-frequency component is extracted by the low-pass filter 434 is acquired based on the points 606, 607,... Of the low-speed k trigger signal (FIG. 6D). The points on the obtained interference signal 620 are point 621, point 622, and so on.

干渉信号を66MHzの生成レートのkトリガ信号に基づいて取得する事は、干渉信号を光周波数の間隔で18.737GHzごとに取得していることに相当する。   Acquiring an interference signal based on a k-trigger signal with a generation rate of 66 MHz corresponds to acquiring the interference signal at intervals of optical frequency every 18.737 GHz.

高速AD変換素子435は8ビットで速度100MHz、低速AD変換素子436は10ビットで速度50MHzである。   The high-speed AD conversion element 435 has 8 bits and a speed of 100 MHz, and the low-speed AD conversion element 436 has 10 bits and a speed of 50 MHz.

ここで、High−Passフィルタ431、及びLow−Passフィルタ434の、干渉信号の透過特性について図7を用いて詳細に説明する。図7の縦軸の信号透過率は、干渉信号に対する透過率を表す。   Here, the transmission characteristics of the interference signal of the high-pass filter 431 and the low-pass filter 434 will be described in detail with reference to FIG. The signal transmittance on the vertical axis in FIG. 7 represents the transmittance with respect to the interference signal.

本実施例において、High−Passフィルタ431は20MHz以上の信号を透過する(図7の702)。一方でLow−PassフィルタはDC、すなわち0MHzから30MHzまでの信号を透過させる(図7の703)。両フィルタで透過させる信号の周波数成分のうち、重複する周波数帯域は701に示すように20MHzから30MHzである。そこで、接続周波数704を25MHzに設定する。なお、図7では702の方が703よりも信号透過率が大きいが、これは一例であり、逆であってもよいし、両者が同じ信号透過率であってもよい。   In this embodiment, the High-Pass filter 431 transmits a signal of 20 MHz or higher (702 in FIG. 7). On the other hand, the Low-Pass filter transmits DC, that is, a signal from 0 MHz to 30 MHz (703 in FIG. 7). Of the frequency components of the signal transmitted by both filters, the overlapping frequency band is 20 MHz to 30 MHz as indicated by 701. Therefore, the connection frequency 704 is set to 25 MHz. In FIG. 7, 702 has a higher signal transmittance than 703, but this is an example, and may be reversed, or both may have the same signal transmittance.

次に、本実施例に係るOCTを用いて断層像を得るための方法の詳細を、図6、11を用いて説明する。図11は本実施例に係るOCTを用いた場合に、被検体のある点において得られる干渉信号の例である。   Next, details of a method for obtaining a tomographic image using the OCT according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 11 shows an example of an interference signal obtained at a certain point of the subject when the OCT according to the present embodiment is used.

高周波数の干渉信号である610、低周波数の干渉信号である620をそれぞれフーリエ変換し、低周波領域1107の干渉信号の周波数成分1101及び高周波領域1108の周波数成分1102からなる断層情報を得る(図11)。   The high-frequency interference signal 610 and the low-frequency interference signal 620 are each Fourier-transformed to obtain tomographic information including the frequency component 1101 of the interference signal in the low-frequency region 1107 and the frequency component 1102 in the high-frequency region 1108 (FIG. 11).

次に断層情報を図11中の1109の周波数(25MHz)で、周波数成分1101と周波数成分1102の両画像を接続する。ここで、接続周波数での両周波数帯域の断層情報の信号強度1103の値は120.0であり1104の値が50.0である。両方の信号強度を一致させるように、周波数成分1102の信号強度を2.4倍し、周波数成分1110としてから低周波領域の周波数成分1101と接続することで断層像である、最終的な周波数成分の信号1111を得る。   Next, both images of the frequency component 1101 and the frequency component 1102 are connected to the tomographic information at the frequency 1109 (25 MHz) in FIG. Here, the value of the signal intensity 1103 of the tomographic information in both frequency bands at the connection frequency is 120.0, and the value of 1104 is 50.0. The final frequency component, which is a tomographic image, is obtained by multiplying the signal strength of the frequency component 1102 by 2.4 so as to match both signal strengths and connecting the frequency component 1110 to the frequency component 1101 in the low frequency region. Signal 1111 is obtained.

次に物体に対する照射位置を直線310上において10um変位させ、点303にて計測する場合を図3、12を用いて説明する。図12は本実施例に係るOCTを用いた場合に、被検体のある点(点303)において得られる干渉信号の例である。   Next, a case where the irradiation position with respect to the object is displaced by 10 μm on the straight line 310 and measured at the point 303 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is an example of an interference signal obtained at a certain point (point 303) of the subject when the OCT according to the present embodiment is used.

上記と同様に干渉信号を取得し、同様にこの点における断層の情報を取得する。なお、点303において得られる低周波領域の周波数成分は1201、高周波領域の周波数成分は1202、点304においてはそれぞれ1203、1204である(図12)。また、周波数成分1201と1202の接続周波数1210は24MHz、周波数成分1203と1204の接続周波数1211は27MHzである。点303で得られる最終的な周波数成分の信号は1220、点304では1221である。周波数成分1202、周波数成分1204をそれぞれ接続周波数での強度が周波数成分1201、周波数成分1203と一致するように信号強度を変化させ、接続周波数にて接続する。   The interference signal is acquired in the same manner as described above, and the fault information at this point is acquired in the same manner. Note that the frequency component in the low frequency region obtained at the point 303 is 1201, the frequency component in the high frequency region is 1202, and the frequency components in the point 304 are 1203 and 1204, respectively (FIG. 12). The connection frequency 1210 of the frequency components 1201 and 1202 is 24 MHz, and the connection frequency 1211 of the frequency components 1203 and 1204 is 27 MHz. The final frequency component signal obtained at point 303 is 1220 and at point 304 is 1221. The signal components of the frequency component 1202 and the frequency component 1204 are changed at the connection frequency so that the intensity at the connection frequency matches the frequency component 1201 and the frequency component 1203, respectively.

これらの一連の操作により、直線310上の各点における断層情報1220、及び1221、…を得ることが出来、特定の面での断層像を得る事が出来る。   Through a series of these operations, tomographic information 1220, 1221,... At each point on the straight line 310 can be obtained, and a tomographic image on a specific plane can be obtained.

(実施例2)
実施例1では干渉計測系として図4に示す構成を用いたが、このような構成に限られるものではなく、例えば図8に示すように、干渉信号を差動検出器を用いて取得するように構成してもよい。
(Example 2)
In the first embodiment, the configuration shown in FIG. 4 is used as the interference measurement system. However, the configuration is not limited to such a configuration. For example, as shown in FIG. 8, an interference signal is acquired using a differential detector. You may comprise.

本実施例に係るOCTは、光源部を有する光源システム801と、アイソレータ802、参照部を構成する参照光光路用ファイバ806、偏波コントローラ818、干渉部を構成するファイバカップラ805、反射ミラー807を有する。また、本実施例に係るOCTは、コリメータ820、コリメータ821を有する。図4と同様、光源部801は不図示のkクロック系、干渉計を有する。   The OCT according to this embodiment includes a light source system 801 having a light source unit, an isolator 802, a reference light path optical fiber 806 constituting a reference unit, a polarization controller 818, a fiber coupler 805 constituting an interference unit, and a reflection mirror 807. Have. The OCT according to this embodiment includes a collimator 820 and a collimator 821. As in FIG. 4, the light source unit 801 has a k clock system and an interferometer (not shown).

さらに、本実施例に係るOCTは、検体測定部を構成する検査光光路用ファイバ814、偏波コントローラ819、照射集光光学系815、照射位置走査用ミラー808を有する。   Furthermore, the OCT according to the present embodiment includes an inspection light optical path fiber 814, a polarization controller 819, an irradiation condensing optical system 815, and an irradiation position scanning mirror 808 that constitute an analyte measurement unit.

これに加え、本実施例に係るOCTは、ファイバカップラ803、ファイバカップラ804、受光用ファイバ816、受光用ファイバ817、光検出部としてのバランスフォトディテクタ810を有する。さらに、画像処理部を構成する信号処理部811、表示部としての画像出力モニタ813を有する。信号処理部811の構成は図4の411と同様である。kトリガ信号を間引く回路822を信号処理部811の前段に配置する。   In addition, the OCT according to the present embodiment includes a fiber coupler 803, a fiber coupler 804, a light receiving fiber 816, a light receiving fiber 817, and a balance photodetector 810 as a light detection unit. Furthermore, it has a signal processing unit 811 constituting an image processing unit and an image output monitor 813 as a display unit. The configuration of the signal processing unit 811 is the same as that of 411 in FIG. A circuit 822 for thinning out the k trigger signal is disposed in front of the signal processing unit 811.

そして、本実施例に係るOCTは、光源システム801における光源部を制御する光源制御部812を有する。なお、809は被検体である。   The OCT according to the present embodiment includes a light source control unit 812 that controls the light source unit in the light source system 801. Note that reference numeral 809 denotes a subject.

本実施例に係るOCTでは、高周波成分の干渉信号は高速で小ビットであるAD変換素子で処理し、低周波成分の干渉信号は低速で高ビットであるAD変換素子で処理する。それによって、高速かつ大ビット数のAD変換器を必要としない。   In the OCT according to the present embodiment, a high-frequency component interference signal is processed by an AD conversion element that is high speed and small bits, and a low-frequency component interference signal is processed by an AD conversion element that is low speed and high bits. This eliminates the need for a high-speed and large-bit AD converter.

101 光源部(波長掃引光源)
103 干渉光学系
104 光検出部
105 情報取得部
120 第一のAD変換部
121 第二のAD変換部
125 演算部
126 周波数分離部
101 Light source (wavelength swept light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Interference optical system 104 Photodetection part 105 Information acquisition part 120 1st AD conversion part 121 2nd AD conversion part 125 Operation part 126 Frequency separation part

Claims (12)

射出する光の波長を変化させる光源部と、
前記光源部からの光を物体へ照射する照射光と参照光とに分波し、前記物体に照射された光の反射光と前記参照光による干渉光を発生させる干渉光学系と、
前記干渉光を受光する光検出部と、
前記干渉光の強度の時間波形に基づいて、前記物体の情報を取得する情報取得部と、
を有する光干渉断層計であって、
前記情報取得部は、前記干渉光の強度の時間波形を複数の異なる周波数成分に分離する周波数分離部と、前記周波数分離部によって分離された周波数成分のうち第一の周波数帯域の成分をAD変換する第一のAD変換部と、前記第一の周波数帯域に比べて低周波数の第二の周波数帯域の成分をAD変換する第二のAD変換部とを有し、
前記第一のAD変換部で得たデータと前記第二のAD変換部で得たデータから前記物体の情報を取得する演算部とを有し、
前記第一のAD変換部の変換速度は、前記第二のAD変換部の変換速度よりも速く、
前記第一のAD変換部の分解能は、前記第二のAD変換部の分解能よりも低いこと、
を特徴とする光干渉断層計。
A light source unit that changes the wavelength of the emitted light;
An interference optical system that divides the light from the light source unit into irradiation light and reference light for irradiating the object, and generates reflected light of the light irradiated to the object and interference light by the reference light;
A light detector that receives the interference light;
Based on the time waveform of the intensity of the interference light, an information acquisition unit that acquires information of the object;
An optical coherence tomograph having
The information acquisition unit separates the time waveform of the intensity of the interference light into a plurality of different frequency components, and AD-converts the component of the first frequency band among the frequency components separated by the frequency separation unit And a second AD converter that AD converts a component of the second frequency band having a frequency lower than that of the first frequency band,
A calculation unit that obtains information on the object from the data obtained by the first AD conversion unit and the data obtained by the second AD conversion unit;
The conversion speed of the first AD converter is faster than the conversion speed of the second AD converter,
The resolution of the first AD converter is lower than the resolution of the second AD converter;
Optical coherence tomography characterized by.
前記演算部は、
前記第一のAD変換部で得たデータをフーリエ変換して第一の断層像を取得し、前記第二のAD変換部で得たデータをフーリエ変換して第二の断層像を取得し、取得した前記第一の断層像と前記第二の断層像とを合成して前記物体の断層像を取得する請求項1に記載の光干渉断層計。
The computing unit is
Fourier transform the data obtained in the first AD conversion unit to obtain a first tomographic image, Fourier transform the data obtained in the second AD conversion unit to obtain a second tomographic image, The optical coherence tomography device according to claim 1, wherein the acquired tomographic image of the object is acquired by synthesizing the acquired first tomographic image and the second tomographic image.
前記周波数分離部は、前記第一の周波数帯域と前記第二の周波数帯域が重複する周波数帯域を有するように、前記干渉光の強度の時間波形を分離する請求項1または2に記載の光干渉断層計。   3. The optical interference according to claim 1, wherein the frequency separation unit separates the time waveform of the intensity of the interference light so as to have a frequency band in which the first frequency band and the second frequency band overlap. Tomometer. 前記演算部は、前記第一の断層像と前記第二の断層像との輝度情報に基づいて、前記前記第一の断層像と前記第二の断層像とを合成する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光干渉断層計。   The said calculating part synthesize | combines said 1st tomographic image and said 2nd tomographic image based on the luminance information of said 1st tomographic image and said 2nd tomographic image. The optical coherence tomography according to any one of the above. 前記演算部は、前記第一の断層像と前記第二の断層像とを合成する位置において、輝度が一致するように合成する請求項4に記載の光干渉断層計。   The optical coherence tomograph according to claim 4, wherein the arithmetic unit synthesizes the first tomographic image and the second tomographic image so that the luminances coincide at a position where the first tomographic image and the second tomographic image are synthesized. 前記演算部は、前記第一の断層像と前記第二の断層像とを合成する位置において、輝度変化の勾配が最も小さくなるように合成する請求項4に記載の光干渉断層計。   The optical coherence tomograph according to claim 4, wherein the calculation unit combines the first tomographic image and the second tomographic image so that the gradient of luminance change is minimized. 前記光干渉断層計はさらに、前記光源部から射出する光の波長変化に伴い、等波数間隔でクロック信号を生成するクロック生成部を有し、前記クロック信号に基づいて、前記第一のAD変換部および前記第二のAD変換部におけるAD変換を行う請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光干渉断層計。   The optical coherence tomography further includes a clock generation unit that generates a clock signal at equal wavenumber intervals in accordance with a change in wavelength of light emitted from the light source unit, and the first AD conversion based on the clock signal The optical coherence tomography according to claim 1, wherein AD conversion is performed in the first and second AD conversion units. 前記演算部は、前記第一のAD変換部と前記第二のAD変換部とで、1ビット分の干渉信号の強度幅が一致するように合成する請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光干渉断層計。   The said calculating part is synthesize | combined so that the intensity width of the interference signal for 1 bit may correspond with said 1st AD conversion part and said 2nd AD conversion part. Optical coherence tomography as described. 前記物体が生体である請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光干渉断層計。   The optical coherence tomography device according to any one of claims 1 to 8, wherein the object is a living body. 前記生体は眼球である請求項9に記載の光干渉断層計。   The optical coherence tomography device according to claim 9, wherein the living body is an eyeball. 前記生体は血管である請求項9に記載の光干渉断層計。   The optical coherence tomometer according to claim 9, wherein the living body is a blood vessel. 前記光源部が面発光レーザーである請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光干渉断層計。   The optical coherence tomometer according to claim 1, wherein the light source unit is a surface emitting laser.
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