JP4589607B2 - Optical imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共焦点光学系を用いて生体組織を画像化する光イメージング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、生体組織や細胞を光軸方向に分解能の良く観察する手段として、光走査型の共焦点顕微鏡が知られている。しかし、この場合、通常の共焦点顕微鏡はサイズが大きく、サンプルは小さく切り出して顕微鏡に載せて観察される。
【0003】
また、この共焦点顕微鏡を小さくして、生物の消化管などに誘導して観察する技術が、例えば特開平9−230248号公報において、微小な共焦点顕微鏡として提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−230248号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記微小な共焦点顕微鏡においては、生体組織等にレーザ光を走査して照射するために、例えば内視鏡の鉗子チャンネル等に挿通される光走査プローブの先端内部に照射レーザ光をスキャニングするためのスキャニングミラーが用いられるが、経年変化等により光源の光量、スキャニングミラーのスキャニング応答特性が変化するため、従来は観察前にテストパターン等を用いて光量やミラーのスキャニング状態を観測し、手動で調整を行う必要があり、観察前の作業が繁雑になるといった問題がある。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単且つ確実に自動的に共焦点光学系のキャリブレーションを行うことのできる光イメージング装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様による光イメージング装置は、光を発生する光源と、前記光を被検体に伝送および受光するプローブ部と、前記プローブ部に伝送された前記光を被検体に対して走査させて照射するスキャニング手段と、前記スキャニング手段を駆動制御する駆動手段と、前記被検体から反射した前記光の反射光または前記被検体において散乱した前記光の散乱光を検出する光検出手段と、前記スキャニング手段から照射される前記光を検出するマトリックスアレイ状に形成された複数の受光素子を有し、前記駆動手段の駆動信号の発生タイミングと前記複数の受光素子により検出された光の移動タイミングとの時間差に基づいた前記スキャニング手段のスキャン位相を測定する測定手段と、前記測定手段により測定されたスキャン位相に基づいて、前記光検出手段が検出した前記反射光または散乱光の検出信号を信号処理し、前記被検体の断層画像を生成する画像生成手段と、を備えて構成される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【0009】
図1ないし図4は本発明の第1の実施の形態に係わり、図1は光イメージング装置の構成を示す構成図、図2は図1のキャリブレーション治具の構成を示す図、図3は図2のキャリブレーション治具に設けられる第3光検出器を示す図、図4は図1のCPUによるキャリブレーション作用の処理を示すフローチャートである。
【0010】
図1に示すように、本実施の形態の光イメージング装置1は、共焦点画像生成装置2,光走査プローブ3,キャリブレーション治具4とを備えて構成され、光走査プローブ3,キャリブレーション治具4はそれぞれコネクタ5,6を介して共焦点画像生成装置2に接続され、共焦点画像生成装置2で生成された共焦点画像をモニタ7に表示することで共焦点画像を観測できるようになっている。
【0011】
共焦点画像生成装置2は、レーザ光を発生する光源10と、光源からのレーザ光を伝送するシングルモードファイバ11及び光を双方向に分岐する4端子カプラ12とからなる光伝送部13とを有し、光伝送部13の第1の端部13aから光源10からのレーザ光が供給される。光伝送部13では、供給されたレーザ光をコネクタ5を介して光走査プローブ3の先端内部に設けられた第2の端部13bに伝送する。第2の端部13bから出射されるレーザ光はスキャニング光学系14により2次元スキャニングを行い、観察時においては観察部位を照射する。
【0012】
観察部位からの戻り光は共焦点作用により第2の端部13bに入射され、コネクタ5及び光伝送部13を介して光伝送部13の第3の端部13cに伝送される。第3の端部13cから出射された光は第1光検出器15で受光され、第1光検出器15で検出された検出信号が信号処理回路16に出力される。
【0013】
信号処理回路16では、CPU17からのサンプリング信号により検出信号をサンプリングし前処理等を行い処理信号をCPU17に出力することで、CPU17が共焦点画像を生成しモニタ7に共焦点画像を表示する。
【0014】
スキャニング光学系14を構成するスキャニングミラー14aはスキャンドライバ18により駆動され、スキャンドライバ18はドライバ制御回路19により制御される。
【0015】
なお、ドライバ制御回路19はCPU17により制御され、またスキャンドライバ18から出力されるスキャニングミラー14aを駆動する駆動信号に同期した駆動同期信号はCPU17にフィードバックされ、CPU17の制御により信号処理回路16が駆動同期信号に基づき検出信号のサンプリングを行うようになっている。
【0016】
光伝送部13の第4の端部13dには第2光検出器20が設けられており、CPU17が第2光検出器20の検出信号により光源10からのレーザ光の出射光量をモニタできるようになっている。
【0017】
キャリブレーション治具4は、コネクタ6を介して接続されるケーブル21と、ケーブル21の先端に設けられ、光走査プローブ3の先端に装着可能な先端部22とから構成され、図2に示すように、先端部22内には第3光検出器23が設けられ、先端部22を光走査プローブ3の先端に装着することで、図3に示すように、スキャニング光学系14から出射された出射光の光ビーム24が第3光検出器23の受光部23aで受光され、CPU17が第3光検出器23の検出信号によりスキャニング光学系14から出射された出射光をモニタできるようになっている。
【0018】
また、CPU17は、第2光検出器20及び第3光検出器23の検出信号に基づき光源10の光量を調整する光量調整器25を制御するようになっている。
【0019】
このように構成された本実施の形態では、共焦点観察前にキャリブレーション治具4を光走査プローブ3の先端に装着することで、光源10の光量を適正に調整することができる。
【0020】
具体的には、キャリブレーション治具4を光走査プローブ3の先端に装着した状態で、CPU17は光量調整器25を制御しデフォルトの光量で光源10のレーザ光をスキャニング光学系14に出射する。スキャニング光学系14に出射された光は第3光検出器23によりその光量が検出され、CPU17が該光量を検知することで、スキャニング光学系14に供給される光の光量が所定の光量となるように光量調整器25を制御し光源のレーザ光を発光させることができる。
【0021】
また、本実施の形態では、CPU17がコネクタ5の光接続状態を監視することができる。すなわち、CPU17は、図4に示すように、ステップS1で光走査プローブ3の先端から出射される光の光量Woutを第3光検出器23により検知する。また、ステップS2で光走査プローブ3への入射前の光源10からの光量Winsideを第2光検出器20により検知する。そして、ステップS3で光量Woutと光量Winsideの光量差ΔW(=Wout−Winside)を算出し、ステップS4でΔWが所定の閾値を超えているかどうか判断し、ΔWが所定の閾値以下ならばステップS5でコネクタ5の光接続状態が正常と判断し処理を終了し、またΔWが所定の閾値を超えている場合がステップS6でコネクタ5の光接続状態が異常と判断し例えばモニタ7に警告等を表示して処理を終了する。
【0022】
コネクタ5での光接続では、コネクタ光接続が正常でも一般に多少の光量減衰があるが、コネクタ光接続が不安定な場合、該光量減衰が大きくなり第3光検出器23による制御のみでは光源10の光量を過大に増加させる虞があるが、第2光検出器20による制御を組み合わせることで、コネクタ光接続状態が適切に判断でき、コネクタ光接続が正常の時のみ、光源10の光量調整を行わせることができる。
【0023】
図5ないし図12は本発明の第2の実施の形態に係わり、図5はキャリブレーション治具の構成を示す図、図6は図5のキャリブレーション治具に設けられる第3光検出器を示す図、図7は図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第1の図、図8は図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第2の図、図9は図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第3の図、図10は図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第4の図、図11は図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第5の図、図12は図1の光イメージング装置の変形例を示す図である。
【0024】
第2の実施の形態は、第1の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0025】
図5及び図6に示すように、第3光検出器23の受光部の構成が第1の実施の形態と異なり、本実施の形態の第3光検出器23の受光部23bは、複数のマトリックスアレイ状に形成された受光素子から形成され、CPU17はこの複数のマトリックスアレイ状に形成された受光素子の受光状態をスキャニングすることで、スキャニング光学系14に供給される光の光量が所定の光量となるように光量調整器25を制御し光源のレーザ光を発光させる。
【0026】
すなわち、CPU17は、入射光を検出した複数の受光素子の検出信号の平均値に修正係数(受光素子のバラツキ補正)を乗算した値をスキャニング光学系14に出射された光の光量として用い、光量調整器25を制御し光源10のレーザ光を発光させる。
【0027】
また、本実施の形態では、スキャニング光学系14の光走査範囲及びスキャン位相を制御することができる。
【0028】
スキャニング光学系14の光走査範囲は、入射光を検出した複数の受光素子の縦方向の数及び横方向の数を算出することでCPU17により検知され、CPU17がドライバ制御回路19を制御することでスキャンドライバ18を駆動させ、スキャニング光学系14を適正な走査範囲とする。図7及び図8に縦方向の数及び横方向の光走査範囲が狭い場合の補正前の波形の一例を示し、また図9及び図10に縦方向の数及び横方向の補正後の適正な光走査範囲となった場合の波形の一例を示す。
【0029】
スキャニング光学系14のスキャン位相は、スキャンドライバ18の駆動信号に対してスキャニングミラー14aの動作応答に遅れが生じるために発生する。そこで、ドライバ制御回路19からの駆動同期信号の発生タイミングと駆動同期信号に対する入射光を検出した複数の受光素子の縦方向の移動タイミング及び横方向の移動タイミングとの時間差に基づきスキャニング光学系14のスキャン位相を算出し、サンプリング信号をスキャニングミラー14aの動作応答に対向させて信号処理回路16に出力することで、信号処理回路16が位相補正した状態で検出信号をサンプリングする。図11に検出信号、駆動同期信号、サンプリング信号の位相状態を示す、
このように本実施の形態では、第1の実施の形態の効果に加え、光走査範囲、スキャン位相のキャリブレーションも自動的に行うことができる。
【0030】
なお、第1及び第2の実施の形態では、ケーブル21及び先端部22からなるキャリブレーション治具4をコネクタ6を介して共焦点画像生成装置2に接続しキャリブレーションを行うとしたが、これに限らず、図12に示すように、コネクタ6を光走査プローブ3の先端が装着可能に構成し、共焦点画像生成装置2内部にコネクタ6を介したスキャニング光学系14からの出射光を検出する第3光検出器23を設けてもよい。
【0031】
図13ないし図20は本発明の第3の実施の形態に係わり、図13はキャリブレーション治具の構成を示す図、図14は図13のキャリブレーション治具に設けられる反射部材を示す図、図15は図14の反射部材の共焦点画像のモニタにおける表示例を示す図、図16は図14の反射部材を用いた光量のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャート、図17は図14の反射部材の共焦点画像を示す図、図18は図17の共焦点画像と比較するセル画像を示す図、図19は図14の反射部材を用いたスキャン位相のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャート、図20は図19の処理における2次元相関計算を示す図である。
【0032】
第3の実施の形態は、第2の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0033】
キャリブレーション治具4の構成が第2の実施の形態と異なり、本実施の形態のキャリブレーション治具4は、図13に示すように、スキャニング光学系14からの出射光を反射する反射部材41を有した光走査プローブ3の先端が装着可能な装着部42より構成される。
【0034】
本実施の形態のキャリブレーション治具4の反射部材41は、図14に示すような反射率の異なるマトリックス状のテストパターン43をなしており、このテストパターン43上をスキャニング光学系14からの光ビームが所定の観察範囲44をスキャニングするようになっている。テストパターン43は、第1の実施の形態で説明したように、第1光検出器15により検出される。
【0035】
この結果、モニタ7には図15に示すように、CPU17の処理により観察範囲44のテストパターン43の画像43aが表示される。
【0036】
また、CPU17は、図16に示すフローチャート(S11〜S13)に従い光量のキャリブレーションを行う。また、図17に示す観察範囲44のテストパターン画像43aと、図18に示す予め記憶している比較用のセル画像データとを用い、図19に示すフローチャート(S14〜S20)に従い、図20に示すような2次元相関計算を行い、観察範囲44のテストパターン画像43aの高反射部の抽出を行い、この抽出した高反射部を用いることで、第2の実施の形態で説明したように、光量、光走査範囲、スキャン位相のキャリブレーションを自動的に行う。
【0037】
なお、2次元相関計算によりテストパターンを抽出するとしたが、これに限らず、輪郭抽出やその他の公知の画像処理によりテストパターンを抽出するようにしてもよい。
【0038】
このように本実施の形態においても、第2の実施の形態と同様な効果が得られると共に、キャリブレーション治具4をより簡単に構成することが可能となる。
【0039】
図21ないし図24は本発明の第4の実施の形態に係わり、図21はキャリブレーション治具の構成を示す図、図22は図21のA−A線断面を示す図、図23はスキャン位相のキャリブレーション時の図21のスライド板の配置状態を示す図、図24は図23のB−B線断面を示す図である。
【0040】
第4の実施の形態は、第1及び第3の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【0041】
キャリブレーション治具4の構成が第2の実施の形態と異なり、本実施の形態のキャリブレーション治具4は、図21及び図22に示すように、第3の実施の形態で説明したテストパターン43の反射面51と開口部52を有するスライド板53が光走査プローブ3の出射光軸に垂直に進退可能となっている。
【0042】
本実施の形態では、光量のキャリブレーションを行うときには、図21及び図22に示すように、光走査プローブ3の出射光軸に開口部52が合うようにスライド板53移動させ、第1の実施の形態と同様に第3検出器23の検出信号により光源10の光量を調整する。
【0043】
また、光走査範囲、スキャン位相のキャリブレーションを行うときには、図23及び図24に示すように、光走査プローブ3の出射光軸にテストパターン43の反射面51が合うようにスライド板53移動させ、第3の実施の形態と同様に、テストパターン画像43aの高反射部の抽出を行い、光走査範囲、スキャン位相を調整する。
【0044】
このように本実施の形態では、第3の実施の形態の効果に加え、光量調整を第3検出器21の検出信号により行うので、より正確な光量キャリブレーションを行うことが可能となる。
【0045】
図25ないし図33は本発明の第5の実施の形態に係わり、図25は画像歪みのキャリブレーション処理の流れを示す第1のフローチャート、図26は図25の処理を説明する第1の図、図27は図25の処理を説明する第2の図、図28は図25の処理を説明する第3の図、図29は図25の処理を説明する第4の図、図30は図25の処理を説明する第4の図、図31は図25に続く画像歪みのキャリブレーション処理の流れを示す第2のフローチャート、図32は図25及び図31の処理によりキャリブレーションされたテストパターンの画像を示す図、図33は図25及び図31の処理によるキャリブレーション前のテストパターンの画像を示す図である。
【0046】
第5の実施の形態は、CPU17での作用の一部が第3の実施の形態と異なるのみで、構成及びその他の作用は第3の実施の形態と同じである。
【0047】
スキャニングミラー14aのスキャニングはスキャンドライバからの駆動信号により行われるが、スキャニングミラー14aのスキャン応答の追従性により駆動信号の波形と異なる(例えば駆動信号がサイン波形とした場合、スキャン応答波形がサイン波形とならず歪んだ波形となる)ために、テストパターン43を撮影した画像43aは、図33に示すような歪んだ画像となる。本実施の形態のCPU17では、この歪みをキャリブレーションする。
【0048】
すなわち、図25に示すように、ステップS31で2次元相関計算により画像中のテストパターンのマーク(セル)位置を抽出する(図26参照)。次に、ステップS32で行方向のマーク(セル)位置の近似線と、縦方向のマーク(セル)位置の近似線と算出する(図27参照)。
【0049】
そして、ステップS33で図28に示すように、行方向の平均直線及び縦方向の平均直線を算出し、ステップS34で、図29に示すように、マーク位置(例:X1,Y1)と行列の近似線の交点との差(例:ΔX1,ΔY1)を算出し、ステップS35で図30に示すような座票差補正テーブルを作成する。
【0050】
そして、この座票差補正テーブルを用いて画像補正を行うが、具体的には、図31に示すように、ステップS41で共焦点画像のサンプリングを行いサンプリングデータを取得し、ステップS42で取得したサンプリングデータの座標を座票差補正テーブルにより補正し、画像上での並び位置を調整し、ステップS43で調整後の画像をモニタ7に表示する。
【0051】
このように本実施の形態では、第3の実施の形態の効果に加え、図33で示した歪んだ画像を図32に示すような歪みを補正した画像にキャリブレーションすることができる。
【0052】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単且つ確実に自動的に共焦点光学系のキャリブレーションを行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光イメージング装置の構成を示す構成図
【図2】図1のキャリブレーション治具の構成を示す図
【図3】図2のキャリブレーション治具に設けられる第3光検出器を示す図
【図4】図1のCPUによるキャリブレーション作用の処理を示すフローチャート
【図5】本発明の第2の実施の形態に係るキャリブレーション治具の構成を示す図
【図6】図5のキャリブレーション治具に設けられる第3光検出器を示す図
【図7】図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第1の図
【図8】図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第2の図
【図9】図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第3の図
【図10】図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第4の図
【図11】図5のキャリブレーション治具におけるCPUによるキャリブレーション作用を説明する第5の図
【図12】図1の光イメージング装置の変形例を示す図
【図13】本発明の第3の実施の形態に係るキャリブレーション治具の構成を示す図
【図14】図13のキャリブレーション治具に設けられる反射部材を示す図
【図15】図14の反射部材の共焦点画像のモニタにおける表示例を示す図
【図16】図14の反射部材を用いた光量のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャート
【図17】図14の反射部材の共焦点画像を示す図
【図18】図17の共焦点画像と比較するセル画像を示す図
【図19】図14の反射部材を用いたスキャン位相のキャリブレーション処理の流れを示すフローチャート
【図20】図19の処理における2次元相関計算を示す図
【図21】本発明の第4の実施の形態に係るキャリブレーション治具の構成を示す図
【図22】図21のA−A線断面を示す図
【図23】スキャン位相のキャリブレーション時の図21のスライド板の配置状態を示す図
【図24】図23のB−B線断面を示す図
【図25】本発明の第5の実施の形態に係る画像歪みのキャリブレーション処理の流れを示す第1のフローチャート
【図26】図25の処理を説明する第1の図
【図27】図25の処理を説明する第2の図
【図28】図25の処理を説明する第3の図
【図29】図25の処理を説明する第4の図
【図30】図25の処理を説明する第4の図
【図31】図25に続く画像歪みのキャリブレーション処理の流れを示す第2のフローチャート
【図32】図25及び図31の処理によりキャリブレーションされたテストパターンの画像を示す図
【図33】図25及び図31の処理によるキャリブレーション前のテストパターンの画像を示す図
【符号の説明】
1…光イメージング装置
2…共焦点画像生成装置
3…光走査プローブ
4…キャリブレーション治具
5,6…コネクタ
7…モニタ
10…光源
11…シングルモードファイバ
12…4端子カプラ
13…光伝送部
14…スキャニング光学系
15…第1光検出器
16…信号処理回路
17…CPU
18…スキャンドライバ
19…ドライバ制御回路
20…第2光検出器
21…ケーブル
22…先端部
23…第3光検出器
25…光量調整器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical imaging equipment for imaging biological tissue using a confocal optical system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an optical scanning type confocal microscope has been known as means for observing living tissue and cells with good resolution in the optical axis direction. However, in this case, a normal confocal microscope is large in size, and a sample is cut out and placed on the microscope for observation.
[0003]
In addition, a technique for reducing the size of the confocal microscope and guiding it to the digestive tract of a living organism for observation is proposed as a fine confocal microscope in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-230248.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-230248
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described micro confocal microscope, in order to scan and irradiate a living tissue with a laser beam, for example, the irradiation laser beam is scanned inside the tip of an optical scanning probe inserted into a forceps channel or the like of an endoscope. Scanning mirrors are used, but the light quantity of the light source and the scanning response characteristics of the scanning mirror change due to secular change, etc., so conventionally, the light quantity and the scanning state of the mirror were observed using a test pattern before observation, There is a problem that it is necessary to adjust manually, and the work before observation becomes complicated.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide an optical imaging equipment capable of performing a simple and reliable automatic calibration of the confocal optical system.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An optical imaging apparatus according to an aspect of the present invention includes a light source that generates light, a probe unit that transmits and receives the light to a subject, and the subject that scans the light transmitted to the probe unit. Irradiating scanning means, driving means for driving and controlling the scanning means, light detecting means for detecting reflected light of the light reflected from the subject or scattered light of the light scattered from the subject, and the scanning A plurality of light receiving elements formed in a matrix array for detecting the light emitted from the means, and a timing of generating a drive signal of the driving means and a movement timing of the light detected by the plurality of light receiving elements Measuring means for measuring the scanning phase of the scanning means based on the time difference; and based on the scanning phase measured by the measuring means. Te, said light detecting means to signal processing a detection signal of the reflected light or scattered light is detected, the configured with an image generating device which generates a tomographic image of the subject, the.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0009]
1 to 4 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the optical imaging apparatus, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the calibration jig of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a third photodetector provided in the calibration jig of FIG. 2, and FIG. 4 is a flowchart showing processing of a calibration operation by the CPU of FIG. 1.
[0010]
As shown in FIG. 1, the
[0011]
The confocal image generation apparatus 2 includes a
[0012]
The return light from the observation site is incident on the
[0013]
In the
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
A
[0017]
The
[0018]
Further, the
[0019]
In the present embodiment configured as described above, the light amount of the
[0020]
Specifically, in a state where the
[0021]
In the present embodiment, the
[0022]
In the optical connection at the
[0023]
5 to 12 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the calibration jig, and FIG. 6 shows a third photodetector provided in the calibration jig of FIG. FIG. 7 is a first diagram for explaining the calibration action by the CPU in the calibration jig of FIG. 5, and FIG. 8 is a second figure for explaining the calibration action by the CPU in the calibration jig of FIG. 9 is a third diagram for explaining the calibration action by the CPU in the calibration jig of FIG. 5, and FIG. 10 is a fourth figure for explaining the calibration action by the CPU in the calibration jig of FIG. 11 is a fifth diagram for explaining the calibration operation by the CPU in the calibration jig of FIG. 5, and FIG. It is a diagram showing a modified example of Jingu device.
[0024]
Since the second embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0025]
As shown in FIGS. 5 and 6, the configuration of the light receiving unit of the
[0026]
That is, the
[0027]
In the present embodiment, the optical scanning range and scanning phase of the scanning
[0028]
The optical scanning range of the scanning
[0029]
The scanning phase of the scanning
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, calibration of the optical scanning range and the scanning phase can be automatically performed.
[0030]
In the first and second embodiments, the
[0031]
FIGS. 13 to 20 relate to a third embodiment of the present invention, FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a calibration jig, FIG. 14 is a diagram showing a reflecting member provided in the calibration jig of FIG. 15 is a view showing a display example of the confocal image of the reflecting member in FIG. 14 on the monitor, FIG. 16 is a flowchart showing the flow of light amount calibration processing using the reflecting member in FIG. 14, and FIG. 17 is the reflection in FIG. FIG. 18 is a diagram showing a confocal image of a member, FIG. 18 is a diagram showing a cell image to be compared with the confocal image of FIG. 17, and FIG. 19 is a flowchart showing a flow of scan phase calibration processing using the reflecting member of FIG. FIG. 20 is a diagram showing a two-dimensional correlation calculation in the process of FIG.
[0032]
Since the third embodiment is almost the same as the second embodiment, only different points will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0033]
Unlike the second embodiment, the configuration of the
[0034]
The
[0035]
As a result, an
[0036]
Further, the
[0037]
Although the test pattern is extracted by two-dimensional correlation calculation, the present invention is not limited to this, and the test pattern may be extracted by contour extraction or other known image processing.
[0038]
As described above, also in the present embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained, and the
[0039]
FIGS. 21 to 24 relate to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 21 is a diagram showing the configuration of the calibration jig, FIG. 22 is a diagram showing a cross section along line AA in FIG. 21, and FIG. FIG. 24 is a diagram showing a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 23.
[0040]
Since the fourth embodiment is almost the same as the first and third embodiments, only different points will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0041]
Unlike the second embodiment, the configuration of the
[0042]
In the present embodiment, when the light amount is calibrated, as shown in FIGS. 21 and 22, the
[0043]
When the optical scanning range and the scanning phase are calibrated, the
[0044]
As described above, in the present embodiment, in addition to the effects of the third embodiment, the light amount adjustment is performed by the detection signal of the
[0045]
FIGS. 25 to 33 relate to the fifth embodiment of the present invention, FIG. 25 is a first flowchart showing the flow of image distortion calibration processing, and FIG. 26 is a first diagram for explaining the processing of FIG. 27 is a second diagram for explaining the processing of FIG. 25, FIG. 28 is a third diagram for explaining the processing of FIG. 25, FIG. 29 is a fourth diagram for explaining the processing of FIG. 25, and FIG. FIG. 31 is a second flowchart showing the flow of the image distortion calibration process following FIG. 25, and FIG. 32 is a test pattern calibrated by the processes of FIGS. 25 and 31. FIG. 33 is a diagram showing a test pattern image before calibration by the processing of FIGS. 25 and 31.
[0046]
The fifth embodiment is different from the third embodiment only in part of the operation of the
[0047]
The scanning of the
[0048]
That is, as shown in FIG. 25, the mark (cell) position of the test pattern in the image is extracted by the two-dimensional correlation calculation in step S31 (see FIG. 26). Next, in step S32, the approximate line of the mark (cell) position in the row direction and the approximate line of the mark (cell) position in the vertical direction are calculated (see FIG. 27).
[0049]
Then, in step S33, an average straight line in the row direction and an average straight line in the vertical direction are calculated as shown in FIG. 28, and in step S34, as shown in FIG. 29, the mark position (example: X1, Y1) and the matrix A difference (eg, ΔX1, ΔY1) from the intersection of the approximate lines is calculated, and a slip difference correction table as shown in FIG. 30 is created in step S35.
[0050]
Then, image correction is performed using this slip difference correction table. Specifically, as shown in FIG. 31, confocal images are sampled in step S41 to obtain sampling data, and acquired in step S42. The coordinates of the sampling data are corrected by the seat difference correction table, the arrangement position on the image is adjusted, and the adjusted image is displayed on the
[0051]
As described above, in this embodiment, in addition to the effects of the third embodiment, the distorted image shown in FIG. 33 can be calibrated to an image in which the distortion is corrected as shown in FIG.
[0052]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that the confocal optical system can be calibrated easily and reliably automatically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optical imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a calibration jig in FIG. 1. FIG. The figure which shows the 3rd photodetector provided in a fixture. FIG. 4 is a flowchart which shows the process of the calibration action by CPU of FIG. 1. FIG. 5 is the structure of the calibration jig | tool which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. FIG. 6 is a diagram illustrating a third photodetector provided in the calibration jig of FIG. 5. FIG. 7 is a first diagram illustrating a calibration operation by the CPU in the calibration jig of FIG. 8 is a second diagram for explaining a calibration operation by the CPU in the calibration jig of FIG. 5. FIG. 9 is a calibration by the CPU in the calibration jig of FIG. FIG. 10 is a fourth diagram illustrating the calibration operation by the CPU in the calibration jig of FIG. 5. FIG. 11 is a calibration operation by the CPU in the calibration jig of FIG. FIG. 12 is a diagram showing a modification of the optical imaging apparatus in FIG. 1. FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a calibration jig according to the third embodiment of the present invention. FIG. 15 is a view showing a reflection member provided in the calibration jig of FIG. 13. FIG. 15 is a view showing a display example of a confocal image of the reflection member of FIG. FIG. 17 is a flowchart showing a confocal image of the reflecting member in FIG. 14. FIG. 18 is a cell image to be compared with the confocal image in FIG. FIG. 19 is a flowchart showing the flow of scan phase calibration processing using the reflecting member of FIG. 14. FIG. 20 is a diagram showing two-dimensional correlation calculation in the processing of FIG. 19. FIG. The figure which shows the structure of the calibration jig | tool which concerns on 4 embodiment. FIG. 22 The figure which shows the AA line cross section of FIG. 21. FIG. 23 The arrangement | positioning state of the slide board of FIG. FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 23. FIG. 25 is a first flowchart showing a flow of image distortion calibration processing according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 27 is a first diagram illustrating the processing of FIG. 25. FIG. 28 is a third diagram illustrating the processing of FIG. 25. FIG. 29 is a processing of FIG. The fourth figure explaining FIG. 31 is a second flowchart showing the flow of the image distortion calibration process following FIG. 25. FIG. 32 is a test pattern calibrated by the processes of FIGS. 25 and 31. FIG. 33 is a diagram showing an image of a test pattern before calibration by the processing of FIG. 25 and FIG. 31.
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記光を被検体に伝送および受光するプローブ部と、
前記プローブ部に伝送された前記光を被検体に対して走査させて照射するスキャニング手段と、
前記スキャニング手段を駆動制御する駆動手段と、
前記被検体から反射した前記光の反射光または前記被検体において散乱した前記光の散乱光を検出する光検出手段と、
前記スキャニング手段から照射される前記光を検出するマトリックスアレイ状に形成された複数の受光素子を有し、前記駆動手段の駆動信号の発生タイミングと前記複数の受光素子により検出された光の移動タイミングとの時間差に基づいた前記スキャニング手段のスキャン位相を測定する測定手段と、
前記測定手段により測定されたスキャン位相に基づいて、前記光検出手段が検出した前記反射光または散乱光の検出信号を信号処理し、前記被検体の断層画像を生成する画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする光イメージング装置。A light source that generates light;
A probe unit that transmits and receives the light to the subject;
Scanning means for irradiating the subject with the light transmitted to the probe unit by scanning;
Driving means for driving and controlling the scanning means;
Light detection means for detecting reflected light of the light reflected from the subject or scattered light of the light scattered by the subject;
A plurality of light receiving elements formed in a matrix array for detecting the light emitted from the scanning means; a generation timing of a drive signal of the driving means and a movement timing of light detected by the plurality of light receiving elements Measuring means for measuring the scanning phase of the scanning means based on the time difference between
Based on the scan phase measured by the measurement unit, the detection signal of the reflected light or scattered light detected by the light detection unit is signal-processed to generate a tomographic image of the subject; and
An optical imaging apparatus comprising:
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