JP5479047B2 - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

撮像装置および撮像方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5479047B2
JP5479047B2 JP2009266491A JP2009266491A JP5479047B2 JP 5479047 B2 JP5479047 B2 JP 5479047B2 JP 2009266491 A JP2009266491 A JP 2009266491A JP 2009266491 A JP2009266491 A JP 2009266491A JP 5479047 B2 JP5479047 B2 JP 5479047B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
fundus
light
region
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009266491A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010169660A5 (ja
JP2010169660A (ja
Inventor
充朗 杉田
秀一 小林
宏治 野里
昭宏 片山
太 廣瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2009266491A priority Critical patent/JP5479047B2/ja
Publication of JP2010169660A publication Critical patent/JP2010169660A/ja
Publication of JP2010169660A5 publication Critical patent/JP2010169660A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5479047B2 publication Critical patent/JP5479047B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7242Details of waveform analysis using integration
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/102Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for optical coherence tomography [OCT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062Arrangements for scanning
    • A61B5/0066Optical coherence imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0073Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by tomography, i.e. reconstruction of 3D images from 2D projections
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02041Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
    • G01B9/02048Rough and fine measurement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02083Interferometers characterised by particular signal processing and presentation
    • G01B9/02089Displaying the signal, e.g. for user interaction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/0209Low-coherence interferometers
    • G01B9/02091Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7253Details of waveform analysis characterised by using transforms
    • A61B5/7257Details of waveform analysis characterised by using transforms using Fourier transforms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2290/00Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
    • G01B2290/65Spatial scanning object beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD

Description

本発明は、被検眼の眼底の画像を取得する撮像装置および撮像方法に関する。
近年、光干渉断層法(Optical Coherence Tomography、光干渉断層計、以下OCTと記す。)を用いた撮像装置は、特に眼科領域において、眼底の断層画像を得る目的で用いられている。
OCTによる眼底撮像中に発生した生体の動き(特に眼球運動)による画像の乱れ(Mortion Artifact)により診断精度が大きく影響される。典型的な眼球運動として、1秒間に100μm程の動きが、眼底の面内方向(以下、横方向と称する。)および深さ方向(以下、縦方向と称する。)の双方に3次元的に生ずる固視微動と呼ばれるものがある。
OCTには、主に2つの方式があり、それぞれTD−OCT(Time Domain OCT)とFD−OCT(Fourier Domain OCT)と呼ばれる。上記タイムドメイン方式のOCTでは、Bスキャンによる断面画像(横方向1次元+縦方向1次元の2次元画像)を取得するのに1秒程度を要する。このことから、Bスキャンの100枚程度で構成される3次元画像の取得は、眼球運動に対して撮像時間がかかりすぎるという問題がある。一方、上記フーリエドメイン方式のOCTは、上記タイムドメイン方式のOCTに比べて10倍以上の高速撮像(眼底の3次元画像を1秒から3秒程度で撮像。)が可能である。なお、上記フーリエドメイン方式のOCTには、SD−OCT(Spectral Domain OCT)とSS−OCT(Swept Source OCT)がある。
ここで、眼科用のOCTを用いた撮像では、失明に至る可能性のある三大疾病(糖尿病網膜症、緑内障、加齢黄班変性)の早期発見を目的とした集団検診によるスクリーニングへの適用が望まれている。このとき、集団検診における検査は、単位時間あたりの人数をできるだけ多くすることが必須である。このため、撮影のやり直しを減らすことは重要な課題である。しかしながら、眼科用のOCTでは、眼球運動や体動による画像の乱れが生じると、撮像をやり直すことになるという問題がある。また、診断の質を低下させないためにも画質をできるだけ保つ必要があることから高速撮像が望まれる。さらに、黄班部と視神経乳頭部を含む広い範囲の一括撮像が望まれるが、撮像範囲が広がれば、撮像時間も長くなるという問題がある。
そこで、OCTを用いた撮像において、診断上の重要箇所に対して、他の箇所よりも多くの走査線を走らせ、重要箇所の画像情報を効率的に取得する手法がある。図10(c)は、OCT撮像範囲2701の中心に重要箇所があるとしたときに、中心を他の領域よりも数多く走査させることを、格子によって表現したものである。なお、一本のラインは走査線2702を模式的に表すもので、一回の主走査に相当する。また、上記格子を極座標系で配置し、動径方向と円の接線方向で走査線の間隔を調整し、重要部分に重み付けをすることに関して、特許文献1に開示されている。
米国特許出願公開第2007/0195269号明細書
ここで、上述の走査手法を用いると、一走査線上の画素に注目すると、各画素は重要部分であるかないかに関わらず走査線上に一様に配置されている。このため、診断上の重要箇所を効率的に重み付けしているとは言い難く、改善の余地を残している。
また、図10(c)に示した2次元的に主走査と副走査とを切り替えて走査する手法では、共振型スキャナを用いることで1kHz以上の主走査レートを得ることができるが、高速な共振型スキャナを2次元のどちらの軸にも用いることができない。なぜならば、主走査と副走査とを走査の途中で切り替えるので、副走査時には非共振動作が必要となるからである。これにより、図10(c)の走査手法は、高速走査を困難にしている。
上述したように、従前のOCTを用いた撮像装置においては、集団検診のスクリーニング用途で求められる広画角の高速撮像を重要部分の重み付けにより効率的に実現することができないという課題があった。
上記課題に鑑み、本発明に係る撮像装置および撮像方法において、被検査物の検査対象となる重要部分について、走査線上の重み付け(被検眼の眼底においてユーザにより指定された部位の画像を、指定された部位以外の領域の画像よりも高画質に取得)することを目的としている。
本発明に係る撮像装置は、
信号光を被検眼の眼底に導く光路に設けられ、該信号光を主走査方向に走査する走査手段と、
前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を指定する指定手段と、
前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くすることで、前記指定された部位における1画素あたりの信号の積分時間を前記指定された部位以外の領域よりも増大させるように、前記走査手段を制御する制御手段と、を有する。
また、別の本発明に係る撮像装置は、
信号光を照射した被検眼の眼底からの戻り光に基づいて、前記眼底の画像を取得する撮像装置であって、
前記眼底に対して前記信号光を走査する走査手段と、
前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を指定する指定手段と、
前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くするように、前記走査手段を制御する制御手段と、を有する。
また、本発明に係る撮像方法は、
被検眼の眼底に対して信号光を走査する走査手段を介して前記信号光を照射した前記眼底からの戻り光に基づいて、前記眼底の画像を取得する撮像方法であって、
前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位が指定される工程と、
前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くすることで、前記指定された部位における1画素あたりの信号の積分時間を前記指定された部位以外の領域よりも増大させるように、前記走査手段を制御する工程と、を有する。
また、別の本発明に係る撮像方法は、
被検眼の眼底に対して信号光を走査する走査手段を介して前記信号光を照射した前記眼底からの戻り光に基づいて、前記眼底の画像を取得する撮像方法であって、
前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位が指定される工程と、
前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くするように、前記走査手段を制御する工程と、を有する。
本発明に係る撮像装置および撮像方法において、被検査物の検査対象となる重要部分について、走査線上の重み付け(被検眼の眼底においてユーザにより指定された部位の画像を、指定された部位以外の領域の画像よりも高画質に取得)することができる。
本発明における実施形態の撮像装置の機能を説明するための模式図である。 本発明における実施形態の重要領域に対する重み付け制御の様態を示す摸式図である。 本発明における実施形態の光学計測系の構成を説明するための模式図である。 本発明における実施形態及び従来例の制御・信号処理手段の機能を説明するためのブロック図である。 本発明における実施形態の走査光学系の構成を示す模式図である。 本発明における実施形態を説明するための模式図である。 本発明における実施形態及び従来例の走査制御による重み付けの構成を説明するための模式図である。 本発明のおける実施形態及び従来例の光学計測系を示す模式図である。 本発明における実施形態及び従来例における撮像装置を説明するための模式図である。 本発明における実施形態及び従来例における撮像装置を説明するための模式図である。
以下に、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
[第一の実施形態]
第一の実施形態に係る光干渉断層法を用いて被検査物の断層画像を撮像するための撮像装置は、以下の通りである。
まず、前記被検査物に入射する信号光を被検査物に導く光路中に設けられ、該信号光を主走査方向に走査するための走査部を備える。
そして、複数の主走査線として走査される画像取得領域における前記主走査方向の両端部以外の少なくとも1つの所定領域において、1画素あたりの光干渉信号の積分時間を前記所定領域以外の領域よりも増大させるように前記走査部を制御するための制御部を備える。
ここで、光干渉断層法を用いた撮像装置は、一般的に、以下の構成を備える。
まず、光源からの光を信号光と参照光とに分割し、前記信号光を被検査物に導くと共に前記参照光を参照ミラーに導くように構成される。そして、前記被検査物によって反射あるいは散乱された前記信号光による戻り光と、前記参照ミラーによって反射された前記参照光とを用い、前記被検査物の断層画像を撮像するように構成される。
なお、本実施形態に係る走査部は、前記信号光を被検査物に導く光路中に設けられ、主走査方向の光走査を制御する光走査制御部でも良い。
また、本実施形態に係る制御部は、複数の主走査線で構成される所定の画像取得領域の主走査方向の両端部以外の少なくとも1つの所定位置において、単位走査線長あたりの光干渉信号を積分する時間を増大させるように制御可能に構成されても良い。
つぎに、本実施形態における光干渉断層法を用いた撮像装置の全体の機能について、ブロック図である図1(a)を用いて説明する。
ここで、101は重み付け個別情報指定部、102は重み付け情報統合処理部、103は重み付け制御パラメータ最適化計算部、104は横方向重み付け制御部、105は縦方向重み付け制御部である。また、106は光干渉断層計測部、107は重み付け画像補正部、108は画像表示部、109は画像情報記憶部である。
重み付け個別情報指定部101により、OCTの3次元画像取得において、3次元的な取得範囲の中で診断対象の疾病に応じて重要部位とその種類を指定する。
指定される重み付け個別情報としては、3次元的な位置、範囲(重み付け箇所)と、当該位置、範囲のそれぞれ対応した横分解能、感度の重み付け量が含まれる。
次に、重み付け情報統合処理部102により、個別に指定された重み付け情報は統合され、重み付け制御パラメータ最適化計算部103に送られる。
重み付け制御パラメータとは、本発明のOCT装置に組み込まれた複数の制御部に関する制御パラメータを指し、これを統合された重み付け情報を元に最適化する。
最適化された制御パラメータは横方向と縦方向にそれぞれ分けられ、横方向重み付け制御部104と、縦方向重み付け制御部105に送られる。
重み付け制御部を含むOCTを構成する光干渉断層計測部106は制御を行った上で画像取得をし、重み付けの施された計測画像を出力する。
当該重み付け画像情報は重み付け画像補正部107に送られ、当該部により、重み付けにより生じた画像の変質を必要に応じて補正する。
画像の変質には、例えば輝度や画像の縦方向位置ずれである。補正された画像は画像表示部108および画像情報記憶部109に送られ、それぞれ、画像表示、データの記憶が行われる。
本実施形態においては、これらにより、複数の主走査線で構成される所定の画像取得領域の主走査方向の両端部以外の少なくとも1つの所定位置において、単位走査線長あたりの光干渉信号を積分する時間を増大させて、主走査方向の光走査を制御する工程を有する光干渉断層撮像方法を実現することができる。
つぎに、重み付け指定の例について具体的に説明する。
図1(b)、(c)、(d)、(e)に、本実施形態の光干渉断層撮像装置における重要領域指定の様態を説明する模式図を示す。
図1(b)は、横方向と縦方向の撮像対象画像範囲を示す上面図であり、図1(c)はその側面図であり、それぞれ表示装置に表示される。略45度程度の画角の範囲が示されている。画像取得範囲201内には被検査物である眼底の画像概要202が示されており、特徴的な部位である視神経乳頭部204、黄班部203が含まれている。
本発明の目指すところの集団検診におけるスクリーニングでは、失明に至る三大疾病である緑内障、加齢黄班変性、糖尿病網膜症が最も重要な対象であり、これらを本実施形態の対象とする。
それぞれの疾病について重要な診断部位を、図1(b)に示された緑内障重要部位指定205、加齢黄班変性重要部位指定206、糖尿病網膜症指定207のように指定する。この指定は本実施形態ではユーザによりGUIを用いて作図され、指定される。
同様に、図1(c)に示すように、縦方向の画像取得範囲208の中に、緑内障重要部位指定210、加齢黄班変性重要部位指定211、糖尿病網膜症指定212が指定される。
図1(d)と(e)は、それぞれ横方向、縦方向に対応する重み付け指定情報のみを残して表示したものである。すなわち、重み付けの箇所と種類が情報として示されている。重み付け情報は上述したように統合され、実際の制御パラメータの最適化が行われるが、本実施形態においては、横方向では緑内障、加齢黄班変性、糖尿病網膜症、共に感度に重み付けをし、1画素あたり積分時間が制御パラメータとなる。一方、縦方向では緑内障重要部位では感度、横分解能ともに重み付けをし、領域の近い加齢黄班変性重要部位と糖尿病網膜症重要部位では、加齢黄班変性に横分解能重み付け、糖尿病網膜症に感度重み付けを行う。この最適化には例えば、加齢黄班変性重要部位が網膜色素上皮層近傍であって、比較的信号レベルが高い部位である一方、視細胞層の欠損等を詳細に見るために横分解能を必要とするという情報、および、糖尿病網膜症重要部位が網膜内の比較的信号レベルの低い部位であるという情報が用いられている。これらの情報は適宜プリセットで重み付け制御パラメータ最適化計算部に保持されており、さらに、ユーザの入力等により追加することが可能である。
つぎに、本実施形態の実際の制御パラメータと制御部、断層撮像装置全体について説明する。図2(a)と(b)に、本実施形態の重要領域に対する重み付け制御の様態を示す摸式図を示す。なお、図2(a)と(b)はそれぞれ、図1(d)と(e)に対して制御パラメータに関する概要を追加記載した説明図である。図2(a)には、走査線の様子を示す概要が示されている。走査線について、まず主走査方向(x)についてそれぞれの走査線の中央部301は周辺部302に比して1画素あたり積分時間を長くとっており、これが色の濃淡で大まかに表されている。また、副走査方向(y)については、その配置の密度が非均一に構成されている。それぞれ主走査方向、副走査方向で指定された重要部位について重み付けがなされている。次に、図2(b)に示されるように、フォーカス位置304とゼロディレイ位置305の2つの独立した自由度を持つ制御パラメータをそれぞれ制御し、緑内障重要部位について双方ともに重要部位210上を通過するように制御する。一方、加齢黄班変性と糖尿病網膜症の重要部位については、前者(図中211)をフォーカス位置が通過するように、後者(図中212)をゼロディレイ位置が通過するように、それぞれ別の縦位置(深さ位置;z)を通過するように制御する。
フォーカス位置制御、ゼロディレイ位置制御の制御形態を含み、本実施形態の撮像装置についてその具体的構成について説明する。
図3(a)に、本実施形態に光干渉計測装置の光学計測系構成を示す模式図を示す。光源401により射出した光が単一モード光ファイバ402により導光され、ファイバ光結合器403に入射する。ファイバ光結合器403は所謂2x2タイプであり、ファイバ402からの入射光を2つの出力ファイバに分岐する。一方の出力ファイバはマイケルソン干渉計の信号光路である人眼底撮像光学系に接続され、他方の出力ファイバは干渉計の参照光路に接続される。信号光路においては、ファイバ端より射出した光はコリメートレンズ404によって平行光に変換され、空間を伝搬し、Xスキャナ405、続いて、Yスキャナ406に入射する。両スキャナはそれぞれ1次元的な反射角度制御を行う反射型の光走査装置であり、組み合わせることにより2次元的な反射角度制御を行うことが可能となる。反射された信号光は走査レンズ407と接眼レンズ408により、導光されて、人眼409に入射する。Xスキャナ、Yスキャナ、走査レンズ、接眼レンズにより構成された走査光学系により平行光である信号光は、眼の光学作用を含めて、眼底観察対象部位410に集光され、かつ、その位置は眼底上の光軸に略垂直な面上を2次元的に走査される。接眼レンズ408により深さ方向のフォーカス位置が調整される。走査とフォーカスの制御はXスキャナ405、Yスキャナ406およびフォーカス駆動アクチュエータ411が接続された制御・信号処理部501によって、他の制御とあわせて統合的に行われる。フォーカス制御については、上述した図2(b)のフォーカス位置の制御に対応し、横分解能に関する重要領域を通過するように、走査系と同期して制御される。眼底観察対象部位410からの反射光、後方散乱光のうち略同一の光路を通って逆方向に進行する信号光は再びコリメートレンズ404を介してファイバ光結合器403に戻る。
一方、ファイバ光結合器403より分岐された参照光は、コリメートレンズ404により平行光に変換され、光ディレイ位置高速精細駆動装置413および光ディレイ位置大域低速駆動装置414上に設置された参照光ミラー412にてその光路を逆向きに進行するように反射される。
参照光ミラー412の位置は光ディレイ位置大域低速駆動装置414および光ディレイ位置高速精細駆動装置413の制御を行うことによってそれぞれ大域的、および、精細に参照光路のトータルの光路長が信号光路の長さに対して所定の長さとなるよう、調整・制御される。
各ディレイ位置駆動装置はそれぞれ制御・信号処理部501に接続されており、他の制御とあわせて統合的にその制御が行われる。
逆向きに進行した参照光は再びコリメートレンズ404を介してファイバ光結合器403に戻る。
大域的な光路長制御は、参照光路のトータルの光路長が信号光路に基準として所定の長さとなるよう、特に個人差のある眼軸長の補正を含めて、調整・制御される。
光ディレイ位置高速精細駆動装置413による精細かつ高速な制御は上述した図2(b)のゼロディレイ位置の制御に対応し、感度を増大させる重要部位を通過するように制御される。
ここで、ゼロディレイ位置とは、参照光路長と信号光路長が一致する際の被検査物上の対応する縦位置である。
SD−OCTの感度はゼロディレイ位置で最も高く、ディレイ位置から離れるに従って、低下する。
なお、ゼロディレイ位置を被検物内部の深さに設定すると、逆フーリエ変換処理により鏡像が発生する。
このため、本実施形態では干渉測定系を構成する参照光路内に不図示の位相変調器を具備し、所謂FRC方式(Full Range Complex方式)により鏡像を除去する構成を用いる。
ファイバ光結合器403に戻った信号光および参照光は、それぞれ分岐されて光源401へ戻る成分と干渉光受光系へ向かう成分に分かれるが、信号光と参照光は同一の単一モードファイバを伝播し、即ち、重ね合わさり、光干渉を生じる。
干渉光受光系は、本実施形態においては分光器であり、従って本実施形態のOCTはSD−OCTを構成する。
干渉光はコリメートレンズ404により平行光となり、反射ミラー415により回折格子416に導かれ、回折格子の作用により、その1次回折光が含まれる光の波長成分に応じて異なる角度へ進行する。
異なる角度で結像レンズ417へ入射した干渉光の各波長成分はそれぞれの角度に応じてラインセンサ418上の異なる位置に結像される。
そして、ラインセンサのそれぞれの画素に応じた光強度として読み出され、制御・信号処理部501へ信号が伝送される。
つぎに、制御・信号処理部501の構成と作用について説明する。
図4(a)に、本実施形態の制御・信号処理部の機能を説明するブロックを模式的に示す。
制御・信号処理部501は、Xスキャナ405、Yスキャナ406、光ディレイ大域低速駆動装置414、光ディレイ高速精細駆動装置413、フォーカス駆動装置411、ラインセンサ418の各々を制御する。
一方で角度、位置、光信号を検出した信号を受け取るドライバおよび取込部がそれぞれ具備されている。
このうち、ライン画像取込部507でラインセンサ418から伝送された光強度信号列をFFT処理部508によって高速で逆フーリエ変換処理し、その結果が中央処理部509に送られる。
中央処理部509では、時系列で送られてくる逆フーリエ変換後のデジタル光干渉信号をXスキャナドライバ502、Yスキャナドライバ503からのスキャナ位置信号・同期信号、高速精細ディレイ駆動ドライバ504、低速大域ディレイ駆動ドライバ505からのディレイ位置信号・同期信号、および、フォーカスドライバ506からのフォーカス位置信号と比較し、これによって、光干渉信号と眼底観察対象部位上の位置とを対応付ける。
その後、所定の画素毎に光干渉信号が割り振られ、画像化が行われ、画像表示部510に表示される。
つぎに、本実施形態において重み付けのための制御をまとめて説明する。
まず、横方向の重み付けについて、図2(a)に対応する走査制御について説明する。
走査線の粗密配置については、副走査を担う図3(a)に示されるYスキャナ406の制御で、従前の技術と同様に行われる。
すなわち、重要領域に対して走査線密度を増やし、それ以外で疎にするよう、副走査が行われる。副走査は主走査に比べて低速であり、従来の制御を少し工夫する程度で実現できる。
これに対して、主走査の制御では、走査線内での1画素あたり積分時間を最適化するために本発明の構成が用いられる。
これは、すなわち主走査線内で重要領域である中央部での走査速度を周辺部での走査速度に比べて遅くする構成である。
従って、本発明自身は、必ずしも副走査方向制御による走査線の粗密構成(図2(a))を行わず、走査間隔を等しくしても、その機能を果たすことができる。
つぎに、本実施形態における主走査線内の制御について説明する。
図7に、本実施形態の走査制御による重み付けの構成を説明する模式図を示す。
図7(a)には走査時間tおよび走査位置xについて、1画素あたり積分時間Tp、走査速度V、走査位置xをグラフとして示したものである。
一方、対応する走査の様子をその往路、復路と走査位置xを含めて図7(b)に示した。なお、図7(b)は、基本的に図2(a)と同一であるが、その方向は90度回転して表示されている。
図7(a)中、Tとは往路復路走査の合計時間であり、即ち、主走査の周期を表す。
往路はt=0からT/2まで、復路はT/2からTまでに対応し、xの位置は往路がx=0からXまで、復路がx=Xから逆進し0までとなる。
本実施形態では走査線上で速度Vを走査位置xの関数V(x)として重み付け情報を反映したものとする。
その結果として、1画素あたり積分時間Tpは走査位置xの関数Tp(x)として重要領域である走査線中央部において増大するよう、構成されている。
すなわち、走査位置として往路のx=X/2および復路のx=X/2位置近傍において共にTpは3倍以上となっている。
1画素あたり積分時間Tpが増した領域では、光干渉信号が増えSN比が向上する。
なぜならば、通常のOCTの稼動領域では、ショット雑音や熱雑音に制限された領域であるため、SN比は積分時間に略比例するからである。
結果として、このような重み付けを行うために、走査位置xを時間tの関数としてx(t)は図7(a)最下図のような駆動を必要とする。
図7(a)で示されるXスキャナの駆動制御について、本実施形態では、図5(a)と(b)で示される光学系を用いて、合成の主走査により所望の走査(図7(a))を得るように構成される。
すなわち、2つの異なる共振周波数を持つ第一共振スキャナ802と第二共振スキャナ804による共振型Xスキャナを光学的に共役な関係に配置し、合成の主走査により所望の走査(図7(a))を得るように構成される。
図5(c)と(d)にスキャナの概観を説明する模式図を示す。
図5(a)と(b)は、それぞれ光学系の概要として、上面図、側面図を示すものである。
図5(b)において、信号光801が第一共振スキャナ802に入射する。第一共振スキャナ802と共に、第二共振スキャナ804の光走査回転中心は第一リレー光学系803により互いに光学的共役関係に配置される。
第一及び第二共振スキャナ802、804は図5(c)に示すような概観を持ち、回転ミラー901は駆動系903、駆動軸902により角度走査が所定の単一周波数を持つ三角関数的に行われる。
第二共振スキャナ804により反射された光は、次に第二リレー光学系805により、副走査を担うYガルバノスキャナ806に導光される。
そして、さらにYガルバノスキャナ806で反射された信号光は接眼光学系807により人眼409に入射し、人眼の光学作用も含めて、主走査2つ、副走査1つのスキャナにより与えられる2次元的な走査角度に応じて眼底内の対応する横位置に結像され、走査される。
第一共振スキャナ802、第二共振スキャナ804の共振周波数はそれぞれ2kHz、6kHzであり、第二共振スキャナ804が第一共振スキャナ802に対して3倍の共振周波数を持つように構成されている。
図6(a)と(b)に、第一、第二スキャナの走査の様態を示す模式図を示す。
図6(a)は合成走査振動を示す図であり、図6(b)は合成前のそれぞれの走査振動を示す図である。合成走査角度θは時間tの関数θ(t)として、
合成走査角度θ(t)=a sin(ωt)+ 0.3a sin(3ωt)
で表される。
但し、ω=2πf,f=2kHzである。
すなわち、図6(b)に示すようにスキャナの走査振動の位相については位相差0で、振幅については1:0.3の比で構成されている。図6(a)に表されるように、所望の走査である図7(a)の制御が可能となることがわかる。
本実施形態においては、重み付け補正は重要領域の明るさ補正を行うモードを備える。これは、例えば本実施形態において補正無しで断層画像を構成すると重要領域の輝度が1画素あたり積分時間に応じて高く構成されるのに対して、輝度を積分時間の比率を用いて逆比例で調整するモードを具備するものである。
このようなモードをユーザが選択した場合、重要領域についてその輝度は重み付けなしの場合と変わらないが、暗部のノイズが低減した画質となり重要部位がより高品質に描出される。
以上述べた本実施形態の構成により、複数の眼科疾病に対する重み付けのなされた走査型の光干渉断層撮像装置が実現される。
[第二の実施形態]
第二の実施形態における2周期共振型スキャナを構成した例について、図5(c)、(d)、(e)、(f)を用いて説明する。
本実施形態においては、第一の実施形態において主走査方向の共振的走査光学系を、単一のスキャナデバイスに変更して実施するように構成される。
図5(d)は本実施形態で用いる2周期共振型のMEMSスキャナデバイスの概観を示した模式図であり、外枠振動子904と該外枠振動子内に一体的に設けられるように、反射部振動子905が一体のシリコンウエハからMEMSプロセスにより形成される。
外枠振動子は図6(b)に示したうちの基本共振周波数2kHzで振動し、入れ子になった反射部振動子905はその3倍の共振周波数6kHzで振動することにより、第一の実施形態において2つの分離した共振スキャナをリレー光学系を介して所定配置していた部分を単一のスキャナで置き換えることが可能である。対応する構成を図5(e)と(f)に示した。
本実施形態により、図中のMEMS複共振スキャナ1101により単一の反射面により図7(a)の走査を略実現することが可能となり、光学系の小サイズ化を図ることが可能となる。
さらに、図5(g)のように本実施例のMEMS複共振スキャナ1101と副走査のガルバノスキャナ806を近接して配置し、リレー光学系を用いずに多少の共役関係のはずれを伴う2次元走査系を構成し、一層の小サイズ化を図ることができるのは言うまでもない。
図5(g)に、本発明の第二の実施形態の光干渉計測装置の走査光学系構成を説明する模式図を示す。
以上、本実施形態により、効率的に重要部位に重み付けをした3次元的な光干渉断層撮像が、小型化され、かつ高速動作の実施が可能となる。
[第三実施形態]
次に、第三実施形態について説明する。
図2(c)と(d)に、本実施形態の重要領域に対する重み付け制御の様態を説明する模式図を示す。図2(c)と(d)に示されるように、画像取得領域201を走査する走査線は、本実施形態においては第一の走査線群1301および第二の走査線群1302によってその全体の走査が構成され、光干渉断層画像が取得される。
つぎに、第一および第二の走査線群を実施する光干渉断層法を用いた撮像装置の構成について説明する。
図3(b)に、本実施形態の光干渉計測装置の光学計測系の構成を説明する模式図を示す。光源401から出射した光は単一モード光ファイバを介してファイバ光分配器1401へ送られ、分配作用により2つの光ファイバ402へ2等分され伝搬する。
それぞれの光はさらにファイバ光結合器403により、信号光路と参照光路に分けられる。
信号光路においては、コリメートレンズ404を並置させ、2本の平行ビームとして信号光が射出され、両ビームは結像光学系1402によりXスキャナ405の反射走査の略回転中心で交わるように構成される。
続いて、Yスキャナ406を介して所定の発散角度を隔てて伝搬する2本の信号光1403、1404は接眼光学系807を介して人眼409に入射する。
2本の信号光は、眼の光学作用も含めて、それぞれ眼底の異なる位置に同時に集光され、さらに、Xスキャナ、Yスキャナの回転走査により眼底上を所定の間隔を隔てて、それぞれの走査範囲1405、1406を、同期して2次元的に走査する。
この2つの走査が上述した図2(c)と(d)の第一、第二の走査線群を構成する。
一方、参照光は並置されたコリメータ404により2本の平行ビームとして射出し、光ディレイ位置高速精細駆動装置413および光ディレイ位置大域低速駆動装置414上に設置された参照光ミラー412にてその光路を逆向きに進行するように反射される。
参照光ミラー412の位置は光ディレイ位置大域低速駆動装置414および光ディレイ位置高速精細駆動装置413の制御を行うことによってそれぞれ大域的に、調整・制御される。
また、精細に参照光路のトータルの光路長が信号光路の長さに対して所定の長さとなるよう、調整・制御される。
信号光と参照光はそれぞれ2本ずつ、ファイバ光結合器403に戻り、光源側に戻る光と受光光学系側に進む光に分けられるが、各光路においては信号光と参照光が同一基本モードで伝搬しているため、即ち重ね合わさり、干渉光を構成する。
並置されたコリメートレンズ404により2つの平行ビームとして出射した干渉光は結像レンズ1407により回折格子416上で交わるように構成される。
回折格子416は図3(b)では、紙面垂直方向に格子が配列されている。回折格子416により2つの干渉光の1次回折光は紙面垂直方向に波長分解され、それぞれラインセンサ1408、1409上に分光光強度に応じた光強度パターンを生じさせる。
ラインセンサ1408、1409は図3(b)では紙面垂直方向に画素が1次元的に配列されて成るものである。
ラインセンサ1408、1409で検知された分光光干渉信号は、制御・信号処理部501によってそれぞれ逆フーリエ変換処理等を施した後に画像化され、走査位置に応じてつなぎ合わされて画像取得領域201の全体を構成する。
以上の光干渉断層法を用いた撮像装置の構成により、図2(c)と(d)に示した第一、第二の走査線群の並列的な画像取得が可能となる。
つぎに、本実施形態の走査の構成と制御により、図2(c)の指定された重要領域205、206、207に付加する重み付けについて説明する。ここで、図2(c)に、本実施形態の走査の様態を説明する模式図を示す。また、図7(c)と(d)に、本実施形態の走査制御による重み付けの構成を説明する模式図を示す。
一方、図7(c)には走査時間tおよび走査位置xについて、1画素あたり積分時間Tp、走査速度V、走査位置xをグラフとして示した。また、対応する走査の様子をその往路、復路と走査位置xを含めて図7(d)に示した。なお、図7(d)は、基本的に図2(c)と同一であるが、その方向は90度回転して表示されている。
図7(c)において、xの位置は往路がx=0からXまで、復路がx=Xから逆進し0までとなる。本実施形態では往路、復路共に第一の走査線群と第二の走査線群に分担されて走査されるため、第一の走査線群は略0からX/2の範囲を走査し、第二の走査線群は略X/2からXの範囲を走査する。従って、走査位置xを時間tの関数としてx(t)は図7(c)最下図のような駆動を行う。図7(c)と(d)では、このような2つの走査線群の分担について、第一の走査線群を実線、第二の走査線群を破線を用いて、各図に示している。本実施形態では高速化のために走査は共振的に行われ、従って、画面中央部では三角関数に従って、第一、第二の走査線群ともに走査速度が低下する。このような走査を行うことにより、図7(c)中段に示すように、走査線上で速度Vを走査位置xの関数V(x)として重み付け情報を反映したものとなる。
その結果として、1画素あたり積分時間Tpは走査位置xの関数Tp(x)として重要領域である走査線中央部において増大するよう、構成されている。本実施形態では、走査位置として往路のx=X/2および復路のx=X/2位置近傍において共にTpは3倍以上となっている。
1画素あたり積分時間Tpが増した領域では、光干渉信号が増えSN比が向上する。
なぜならば、通常のOCTの稼動領域は、ショット雑音や熱雑音に制限された領域であるため、SN比は積分時間に略比例するからである。
[その他の実施形態]
本発明においては、以上に述べた実施形態1から3に記載した具体的構成の詳細に限定されるものではない。
それら以外の構成においても、それぞれ構成要件の一部を本発明を逸脱しない範囲で変形して用いることができるのは言うまでもない。
例えば、実施形態3の並列走査系においては、図2(e)と(f)に示すように、y方向を主走査として、3つの走査群1701、1702、1703によりy方向に対して重要な2箇所に重み付けを行い、その領域の感度を向上させることが可能である。その場合における走査線の様子を図2(e)に示す。
なお、図2(e)については、その2次元走査を高速に行う場合、それぞれの副走査をステップ上でなく連続的に行い、実際には図6(c)と(d)に模式的に示したような走査形態としてもよい。1301、1302、1701、1702、1703は、それぞれ走査線を示している。
また、さらなる変形例として、重み付け情報に応じて、該重み付け情報を付加した領域における走査を相対的に変化させるための光学的位置調整部を備えることが好ましい。すなわち、光学系1402をズーム(変倍)機能を具備した光学系で構成することが可能である。例えば、図9(a)に示されるように、光学系1402に備えられたズーム光学系1408により404から射出された3つのビームの走査範囲、即ち、各々の走査中心の間隔に変化を与えることができる。これにより、図9(b)の1703の走査範囲から図9(c)の1703の走査範囲にズームを行うことで、被験者によって黄班と乳頭の間隔が異なる場合にも、繋ぎ目、即ち、重み付けをして高画質化する部位に、複数ビーム間の繋ぎ目の位置を適合することが可能である。これにより、様々な被検者に対して、本発明の効果を得ることが可能となる。
また、例えば、光ディレイ駆動装置としては、図3(c)に示すようにしてもよい。
すなわち、光ディレイ位置高速精細駆動装置413と光ディレイ位置大域低速駆動装置414を異なる参照光ミラーとして別配置し、光サーキュレータ2001等の光結合器を用いて参照光路中にシリアル配置してもよい。
その他の変形例としては、例えば、図8(a)に概要を示すRSOD(Rapid Scanning Optical Delay)により構成するものがある。これは、回折格子416により波長分解した光に光周波数に対して線形的な位相差を加えることによって光ディレイを構成するものである。ここで、位相差の調整は、レンズ419を経た光が入射する回転反射鏡420の角度制御により行う。
当該RSODを用いる場合,個人差によるディレイ長を角度のオフセット設定として行い、当該オフセット角度を中心にして重み付けのゼロディレイ位置調整のための角度制御を動的に加えるよう行うことが好ましい。
さらに、その他の変形例としては、例えば、図8(b)および図6(e)と(f)に示すように重み付けのためのゼロディレイ位置調整部として、透明な回転円盤体2201を透過素子として参照光路に挿入することもできる。
この場合の回転円盤体2201には所定の段差2202が設けられており、回転することにより参照光路が周期的に変調される。
モータ2203の回転速度は主走査の繰り返しレートに同期するよう調整制御されており、従って、ゼロディレイ位置は主走査位置に合わせて周期的に変調される。
図6(g)、(h)、(i)にはこの場合の重み付け画像補正の様子を模式的に示している。
図6(g)は眼底断層とゼロディレイ位置2301の制御の位置関係が示されており、視神経乳頭部と黄班部の間でゼロディレイ位置が2値的に変化する。
この場合、補正なしで断層画像を構成すると、ディレイ位置を画面内で直線となるように構成されるため、図6(h)のように、重み付け断層画像自体に不連続的な変位2302が加わる。
従って、好ましい重み付け画像補正としては、回転円盤体2201により加えられる光路長差情報を画像構成時に加えて処理し、図6(i)のような連続的な断層画像として再構成するものである。
このような重み付け画像補正については、自動で行っても良いし、ユーザ指定により半自動や手動で行うことも可能である。
また、上述した実施形態、実施例においては1画素あたり積分時間を増す構成としたが、これを例えば、積分時間を増す代わりに,単位走査線長あたりの画素数を増やすことも可能であり、この場合には横解像度が重み付けされる。
また、例えば、第二の実施形態で説明した2つの共振周波数を持つ系については、これを3つ以上の共振周波数を持つ系で構成してもよい。
また、各振動子の位相差や振幅比などを適宜調整して、重要領域に適応した合成走査制御を構成することが可能であることは言うまでもない。
また、上記の実施形態ではゼロディレイ位置を被検物内部の深さに設定可能とし、逆フーリエ変換処理により鏡像を除去するために、所謂Full Range Complex方式の構成を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ゼロディレイ位置を信号レベルの低く鏡像が実効的に無視できる網膜表面より浅部の硝子体に設定し、かつ、感度をできるだけ高めるために、上記実施形態で述べたようなゼロディレイ調整部により、網膜表面に沿って曲線的、あるいは近似的な直線の組合せに従って調整してもよい。
また、例えば、重み付け指定については、上述した実施形態では眼底モニタのプレスキャンとユーザ入力により行われるが、プレスキャンによる画像取得の代わりに標準眼底画像テンプレートを用いてもよい。
また、重要領域指定についても標準的なプリセット値を用いて自動指定してもよい。
さらに、プレスキャンを行う場合には、OCT装置と複合化された眼底カメラ、眼軸長測定器やその他、本光断層干渉撮像装置とは別の眼科計測機器を用いることができる。
また、これらOCT以外の計測装置により得た計測情報を元に、標準眼底画像テンプレートを拡大/縮小、回転などの変換調整を行ったのちに表示して、それを元にユーザ指定、あるいはプリセット値を当てはめて自動指定しても良い。
また、特に集団検診時においては、図10(a)に模式的に示すように、別の眼科測定器2404を検診順路の最初の方に配置し、本光断層干渉撮像装置2406を後ろの方に配置する。
そして、別の眼科測定器2404の測定後、他の検診測定器2405による検査中に、その情報を通信により本装置2406に伝送して、被験者が本検査を行う前に重要箇所の指定が終わるようにし、トータルの検査時間を短縮する構成としても良い。
また、本発明の高分解能のOCT光干渉計測装置は、特に集団検診における眼科スクリーニングに適応しているが、その他、皮膚、内視鏡などの生体観察ならびに、産業上の品質管理などを含み、各種の診断装置、検査装置に利用することができる。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。なお、記憶媒体は、コンピュータに実行させるためのプログラムを格納できるものであれば何でも良い。
[比較例]
次に、一般的なFD−OCTについて説明する。
まず、図8(c)に、従来例の典型的な眼科用FD−OCTを説明する模式図を示す。光源2501により射出した光が単一モード光ファイバ2502により導光され、ファイバ光結合器2503に入射する。ファイバ光結合器2503は所謂2x2タイプであり、ファイバ2502からの入射光を2つの出力ファイバに分岐する。一方の出力ファイバはマイケルソン干渉計の信号光路である人眼底撮像光学系に接続され、他方の出力ファイバは干渉計の参照光路に接続される。信号光路においては、ファイバ端より射出した光はコリメートレンズ2504によって平行光に変換され、空間を伝搬し、XYスキャナ2505に入射する。XYスキャナ2505は2次元的な反射角度制御を行う反射型の光走査装置であり、反射された信号光は走査レンズ2506と接眼レンズ2507により、導光されて、人眼2508に入射する。XYスキャナ、走査レンズ、接眼レンズにより構成された走査光学系により平行光である信号光は眼の光学作用を含めて、眼底観察対象部位2509に集光され、かつ、その位置は眼底上の光軸に略垂直な面上を2次元的に走査される。接眼レンズ2507により深さ方向のフォーカス位置が調整される。走査とフォーカスの制御は、XYスキャナ2505およびフォーカス駆動アクチュエータ2510が接続された制御・信号処理部2601によって、他の制御とあわせて統合的に行われる。眼底観察対象部位2509からの反射光、後方散乱光のうち略同一の光路を通って逆方向に進行する信号光は再びコリメートレンズ2504を介してファイバ光結合器2503に戻る。
一方、参照光はファイバ光結合器2503より分岐され、コリメートレンズ2504により平行光に変換され、光ディレイ駆動装置2512上に設置された参照光ミラー2511にてその光路を逆向きに進行するように反射される。参照光ミラー2511の位置は光ディレイ駆動装置2512の制御を行うことによって、参照光路のトータルの光路長が信号光路を基準として所定の長さとなるよう、特に個人差のある眼軸長の補正を含めて、調整・制御される。参照光ミラー2511は制御・信号処理部2601に接続されており、他の制御とあわせて統合的にその制御が行われる。逆向きに進行した参照光は再びコリメートレンズ2504を介してファイバ光結合器2503に戻る。
ファイバ光結合器2503に戻った信号光および参照光は、それぞれ分岐されて光源2501へ戻る成分と干渉光受光系へ向かう成分に分かれるが、信号光と参照光は同一の単一モードファイバを伝播し、即ち、重ね合わさり、光干渉を生じる。
干渉光受光系は、この例においては分光器であり、この例におけるOCTはスペクトル干渉を計測する手法によるSD−OCT(Spectral Domain OCT)を構成する。コリメートレンズ2504により平行光となり、反射ミラーによって回折格子2514に導かれた干渉光は回折格子の作用により、その1次回折光が、含まれる波長成分に応じて異なる角度へ進行する。異なる角度で結像レンズ2515へ入射した干渉光の各波長成分はそれぞれの角度に応じてラインセンサ2516上の異なる位置に結像され、ラインセンサのそれぞれの画素に応じた光強度として読み出され、制御・信号処理部2601へ信号が伝送される。
また、このような従来例における制御・信号処理部の具体的構成について、図4(b)を用いて説明する。制御・信号処理部2601では、XYスキャナ2505、光ディレイ駆動装置2512、フォーカス駆動装置2510、ラインセンサ2516の各々を制御し、一方で角度、位置、光信号を検出した信号を受け取るドライバおよび取込部がそれぞれ具備されている。このうち、ライン画像取込部2607でラインセンサから伝送された光強度信号列をFFT処理部2608によって高速で逆フーリエ変換処理し、その結果が中央処理部2603に送られる。中央処理部2603では、時系列で送られてくる逆フーリエ変換後のデジタル光干渉信号をXYスキャナドライバ2602からのスキャナ位置信号・同期信号、光ディレイ装置ドライバ2605からのディレイ位置信号・同期信号、および、フォーカスドライバ2606からのフォーカス位置信号と比較し、これによって、光干渉信号と眼底観察対象部位上の位置とを対応付ける。その後、所定の画素毎に光干渉信号が割り振られ、画像化が行われ、画像表示部2604に表示される。このようなFD−OCTにより、眼底について1〜3秒程度の撮像時間での3次元測定が可能となっている。
さらに、従来のOCTの走査手法について説明する。
図7(f)は、従来例における光干渉計測装置の走査様態の一例を示す模式図である。OCT撮像範囲2701はOCTの横方向の撮像範囲を模式的に示す上面図であり、横方向の2軸はx軸とy軸とし、図中に記載した方向をそれぞれ持つ。OCT撮像範囲2701に対して、走査線2702はその一本一本が所謂主走査を模式的に表すものであり、この従来例においては、主走査方向はx方向である。y方向に複数配置された走査線により、2次元な走査が行われる。OCTでは一つの走査線内に走査方向に沿って1次元的に画素が配列されており、画素一つ一つについて、紙面垂直方向の深さ方向(以下、深さ方向をz方向とする。)に対する光反射率をベースとした光断層情報が得られる。従って、このような2次元走査により3次元的な断層データが取得される。
次に、従来例における撮像装置の走査制御の一例について、図7(e)と(f)を用いて説明する。図7(e)には走査時間tおよび走査位置xについて、1画素あたり積分時間Tp、走査速度V、走査位置xをグラフとして示した。一方、対応する走査の様子をその往路、復路と走査位置xを含めて図7(f)に示した。ここで、図7(e)のTは、往路復路走査の合計時間であり、即ち、主走査の周期を表す。往路はt=0からT/2まで、復路はT/2からTまでに対応し、xの位置は往路がx=0からXまで、復路がx=Xから逆進し0までとなる。この例においては、走査位置xを時間tの関数としてx(t)をできる限り三角波的に制御している。これは即ち、走査線上で速度Vを走査位置xの関数V(x)としてできる限り一定に、即ち、等速に制御し、均質な画質を得ることを目的としている。その結果として、1画素あたり積分時間Tpは走査位置xの関数Tp(x)としてできる限り一定に構成されている。
しかしながら、一般にOCTの3次元取得、即ち、2次元走査においては、走査線上には密に画素が配置されており、一方で走査線に垂直な副走査方向には画素間距離、即ち、走査線の間隔が疎である。これを調整する意味で主走査方向と副走査方向を入れ替えて、図10(b)のように格子上に走査線を配置する構成が用いられる場合がある。なお、図10(b)は、従来例における光干渉計測装置の走査線構成の一例を示す模式図である。
101 重み付け個別情報指定部
102 重み付け情報統合処理部
103 重み付け制御パラメータ最適化計算部
104 横方向重み付け制御部
105 縦方向重み付け制御部
106 光干渉断層計測部
107 重み付け画像補正部
108 画像表示部
109 画像情報記憶部

Claims (21)

  1. 信号光を照射した被検眼の眼底からの戻り光に基づいて、前記眼底の画像を取得する撮像装置であって、
    前記眼底に対して前記信号光を走査する走査手段と、
    前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を指定する指定手段と、
    前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くするように、前記走査手段を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
  2. 信号光を被検眼の眼底に導く光路に設けられ、該信号光を主走査方向に走査する走査手段と、
    前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位を指定する指定手段と、
    前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くすることで、前記指定された部位における1画素あたりの信号の積分時間を前記指定された部位以外の領域よりも増大させるように、前記走査手段を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
  3. 前記眼底の画像を表示手段に表示させる表示制御手段を有し、
    前記指定手段は、前記部位を前記眼底の画像上で指定し、
    前記表示制御手段は、前記指定手段による指定に応じて、前記走査手段の走査領域を示す表示形態を前記眼底の画像に対応した状態で前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
  4. 前記走査手段は、前記信号光を複数の主走査線として走査し、
    前記複数の主走査線が、互いの一部同士が前記主走査方向において前記指定された部位で重複した第一及び第二の走査線群によって構成されることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の撮像装置。
  5. 前記信号光に対応する参照光と前記戻り光とを合波した光に基づいて、前記眼底の断層画像を取得する断層画像取得手段を有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の撮像装置。
  6. 前記信号光の光路長と前記参照光の光路長との光路長差を変更する光路長差変更手段を有し、
    前記被検眼の眼底の黄斑と視神経乳頭とのそれぞれの前記断層画像を取得する際に前記光路長差を変更した場合、
    前記断層画像取得手段が、前記光路長差の変更に対応する深さ方向の位置ずれを補正して、前記断層画像を繋ぎ合わせた画像を取得することを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
  7. 前記信号光の光路における前記参照光の光路に対応する位置に基づいて、鏡像を除去する除去手段を有することを特徴とする請求項5または6に記載の撮像装置。
  8. 前記断層画像取得手段が、前記走査手段により前記眼底に対して走査された複数の信号光を前記信号光として照射した前記眼底からの複数の戻り光と、該複数の信号光にそれぞれ対応する複数の参照光とをそれぞれ合波した複数の光に基づいて、前記眼底の断層画像を取得
    前記制御手段が、前記眼底における前記複数の信号光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記指定された部位で重複させるように、前記走査手段を制御することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
  9. 前記制御手段は、前記隣り合う走査領域の一部同士を前記指定された部位で前記走査手段の主走査方向に重複させるように、前記走査手段を制御することを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
  10. 前記断層画像取得手段が、前記走査領域に基づいて、前記複数の光それぞれに対応する複数の断層画像を繋ぎ合わせた画像を取得することを特徴とする請求項8または9に記載の撮像装置。
  11. 前記制御手段は、前記指定された部位前記指定された部位以外の領域とのうち少なくとも一つに付加された重み付け情報に基づいて、前記走査手段を制御することを特徴とする請求項1乃至1のいずれか1項に記載の撮像装置。
  12. 被検眼の眼底に対して信号光を走査する走査手段を介して前記信号光を照射した前記眼底からの戻り光に基づいて、前記眼底の画像を取得する撮像方法であって、
    前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位が指定される工程と、
    前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くするように、前記走査手段を制御する工程と、
    を有することを特徴とする撮像方法。
  13. 被検眼の眼底に対して信号光を走査する走査手段を介して前記信号光を照射した前記眼底からの戻り光に基づいて、前記眼底の画像を取得する撮像方法であって、
    前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのうち少なくとも一つの部位が指定される工程と、
    前記指定された部位における前記走査手段の主走査方向の走査速度を前記指定された部位以外の領域における前記走査手段の主走査方向の走査速度よりも遅くすることで、前記指定された部位における1画素あたりの信号の積分時間を前記指定された部位以外の領域よりも増大させるように、前記走査手段を制御する工程と、
    を有することを特徴とする撮像方法。
  14. 前記眼底の画像を表示手段に表示させる工程を更に有し、
    前記指定される工程において、前記部位が前記眼底の画像上で指定され、
    前記表示させる工程において、前記指定される工程における指定に応じて、前記走査手段の走査領域を示す表示形態を前記眼底の画像に対応した状態で前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項12または13に記載の撮像方法。
  15. 前記信号光に対応する参照光と前記戻り光とを合波した光に基づいて、前記眼底の断層画像を取得する工程を更に有することを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の撮像方法。
  16. 前記被検眼の眼底の黄斑と視神経乳頭とのそれぞれの前記断層画像を取得する際に前記信号光の光路長と前記参照光の光路長との光路長差を変更した場合、
    前記断層画像を取得する工程において、前記光路長差の変更に対応する深さ方向の位置ずれを補正して、前記断層画像を繋ぎ合わせた画像を取得することを特徴とする請求項15に記載の撮像方法。
  17. 前記断層画像を取得する工程において、前記走査手段により前記眼底に対して走査された複数の信号光を前記信号光として照射した前記眼底からの複数の戻り光と、該複数の信号光にそれぞれ対応する複数の参照光とをそれぞれ合波した複数の光に基づいて、前記眼底の断層画像を取得
    前記制御する工程において、前記眼底における前記複数の信号光の走査領域のうち隣り合う走査領域の一部同士を前記指定された部位で重複させるように、前記走査手段を制御することを特徴とする請求項15または16に記載の撮像方法。
  18. 前記制御する工程において、前記隣り合う走査領域の一部同士を前記指定された部位で前記走査手段の主走査方向に重複させるように、前記走査手段を制御することを特徴とする請求項17に記載の撮像方法。
  19. 前記断層画像を取得する工程において、前記走査領域に基づいて、前記複数の光それぞれに対応する複数の断層画像を繋ぎ合わせた画像を取得することを特徴とする請求項17または18に記載の撮像方法。
  20. 前記制御する工程において、前記指定された部位と前記指定された部位以外の領域とのうち少なくとも一つに付加された重み付け情報に基づいて、前記走査手段を制御することを特徴とする請求項12乃至19のいずれか1項に記載の撮像方法。
  21. 請求項1乃至20のいずれか1項に記載の撮像方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
JP2009266491A 2008-12-26 2009-11-24 撮像装置および撮像方法 Expired - Fee Related JP5479047B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009266491A JP5479047B2 (ja) 2008-12-26 2009-11-24 撮像装置および撮像方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008332190 2008-12-26
JP2008332190 2008-12-26
JP2009266491A JP5479047B2 (ja) 2008-12-26 2009-11-24 撮像装置および撮像方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014025836A Division JP5797290B2 (ja) 2008-12-26 2014-02-13 撮像装置および制御方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2010169660A JP2010169660A (ja) 2010-08-05
JP2010169660A5 JP2010169660A5 (ja) 2012-08-09
JP5479047B2 true JP5479047B2 (ja) 2014-04-23

Family

ID=42284540

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009266491A Expired - Fee Related JP5479047B2 (ja) 2008-12-26 2009-11-24 撮像装置および撮像方法
JP2014025836A Active JP5797290B2 (ja) 2008-12-26 2014-02-13 撮像装置および制御方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014025836A Active JP5797290B2 (ja) 2008-12-26 2014-02-13 撮像装置および制御方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US7954947B2 (ja)
JP (2) JP5479047B2 (ja)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5700947B2 (ja) * 2010-03-31 2015-04-15 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像方法
JP5587014B2 (ja) * 2010-03-31 2014-09-10 株式会社ニデック 眼科装置
JP5756532B2 (ja) * 2011-02-04 2015-07-29 ハイデルベルク・エンジニアリング・ゲー・エム・ベー・ハー 異なる深度で干渉計法の深い断面像を連続して記録するための、特に眼を分析するための方法およびデバイス
JP5823133B2 (ja) 2011-02-04 2015-11-25 株式会社トーメーコーポレーション 眼科装置
JP6100027B2 (ja) * 2011-03-31 2017-03-22 キヤノン株式会社 撮像装置の制御装置、撮像装置の制御方法、およびプログラム
US20130030246A1 (en) * 2011-07-26 2013-01-31 Raytheon Company Method and apparatus for laparoscopically indentifying and locating structures embedded in fat
JP5967924B2 (ja) 2011-12-21 2016-08-10 キヤノン株式会社 位置検出装置、インプリント装置およびデバイス製造方法
US9273950B2 (en) * 2011-12-22 2016-03-01 General Electric Company System and method for auto-ranging in optical coherence tomography
CN102551654B (zh) * 2012-01-20 2013-09-18 王毅 光学相干生物测量仪及进行眼睛生物测量的方法
US9013708B2 (en) * 2012-02-24 2015-04-21 Crystalvue Medical Corporation Optical apparatus and operating method thereof
JP6161237B2 (ja) 2012-03-30 2017-07-12 キヤノン株式会社 眼科装置
TWI474802B (zh) * 2012-05-04 2015-03-01 光學眼壓量測裝置及其運作方法
CN102670172B (zh) * 2012-05-07 2015-04-15 浙江大学 基于视见函数调控的全眼前节谱域oct成像系统及方法
US8781190B2 (en) * 2012-08-13 2014-07-15 Crystalvue Medical Corporation Image-recognition method for assisting ophthalmic examination instrument
JP6045895B2 (ja) 2012-10-01 2016-12-14 株式会社トプコン 眼科観察装置
JP6075755B2 (ja) 2012-11-19 2017-02-08 株式会社トプコン 光画像計測装置
JP6269911B2 (ja) * 2012-12-28 2018-01-31 キヤノン株式会社 画像生成装置、画像生成方法、及び眼科装置
JP6053138B2 (ja) * 2013-01-24 2016-12-27 株式会社日立エルジーデータストレージ 光断層観察装置及び光断層観察方法
US9254083B2 (en) 2013-12-06 2016-02-09 Canon Kabushiki Kaisha Light source modulation for a scanning microscope
JP6442903B2 (ja) * 2014-07-31 2018-12-26 株式会社ニデック 眼科装置
EP3698703A1 (en) 2015-03-20 2020-08-26 Glaukos Corporation Gonioscopic devices
CN105147240B (zh) * 2015-09-18 2016-08-17 深圳市斯尔顿科技有限公司 一种眼科光学相干扫描成像装置
JP6712106B2 (ja) * 2015-10-13 2020-06-17 株式会社吉田製作所 光干渉断層画像生成装置
WO2017137567A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Carl Zeiss Meditec, Inc. Systems and methods for improved oct measurements
JP2017142192A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 株式会社トーメーコーポレーション 光干渉断層計
EP3270095A1 (en) * 2016-07-13 2018-01-17 Sightline Innovation Inc. System and method for surface inspection
JP7091018B2 (ja) * 2016-10-28 2022-06-27 キヤノン株式会社 断層画像取得装置及び方法
WO2018119077A1 (en) 2016-12-21 2018-06-28 Acucela Inc. Miniaturized mobile, low cost optical coherence tomography system for home based ophthalmic applications
WO2018116464A1 (ja) * 2016-12-22 2018-06-28 オリンパス株式会社 走査型画像取得装置および走査型画像取得システム
JP6648891B2 (ja) * 2017-01-18 2020-02-14 公立大学法人大阪 物質含有量を断層可視化する装置および方法
US10674906B2 (en) 2017-02-24 2020-06-09 Glaukos Corporation Gonioscopes
USD833008S1 (en) 2017-02-27 2018-11-06 Glaukos Corporation Gonioscope
US10323926B2 (en) * 2017-06-21 2019-06-18 Canon U.S.A., Inc. Crosstalk elimination or mitigation in optical coherence tomography
US11717157B2 (en) * 2017-10-05 2023-08-08 Qd Laser, Inc. Visual sense examination device
CN107981838B (zh) * 2017-12-20 2019-10-29 清华大学 结构光照明的频域光学相干层析系统及方法
JP7243023B2 (ja) * 2018-03-06 2023-03-22 株式会社ニデック Oct装置
CN109091107B (zh) * 2018-05-30 2021-09-24 深圳市斯尔顿科技有限公司 光学扫描方法、装置、设备及计算机存储介质
CA3103899A1 (en) 2018-06-20 2019-12-26 Acucela Inc. Miniaturized mobile, low cost optical coherence tomography system for home based ophthalmic applications
EP3771884A1 (en) * 2019-08-02 2021-02-03 AIT Austrian Institute of Technology GmbH Optical coherence tomography system
KR102252576B1 (ko) * 2019-12-11 2021-05-17 한국과학기술원 전산적 디포커싱 및 수차 제거를 적용한 광 간섭 단층 촬영법 및 이를 수행하기 위한 시스템
US11730363B2 (en) 2019-12-26 2023-08-22 Acucela Inc. Optical coherence tomography patient alignment system for home based ophthalmic applications
US10959613B1 (en) 2020-08-04 2021-03-30 Acucela Inc. Scan pattern and signal processing for optical coherence tomography
US11393094B2 (en) 2020-09-11 2022-07-19 Acucela Inc. Artificial intelligence for evaluation of optical coherence tomography images
US11911105B2 (en) 2020-09-30 2024-02-27 Acucela Inc. Myopia prediction, diagnosis, planning, and monitoring device
CN117222353A (zh) 2021-03-24 2023-12-12 奥克塞拉有限公司 轴向长度测量监测器
DE102022123426A1 (de) 2022-08-25 2024-03-07 Heidelberg Engineering Gmbh Vorrichtung zur Messung der Länge eines Objekts

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3479069B2 (ja) * 1991-04-29 2003-12-15 マサチューセッツ・インステチュート・オブ・テクノロジー 光学的イメージ形成および測定の方法および装置
JP2875181B2 (ja) * 1995-03-17 1999-03-24 株式会社生体光情報研究所 断層撮影装置
US7474407B2 (en) * 2003-02-20 2009-01-06 Applied Science Innovations Optical coherence tomography with 3d coherence scanning
EP2436307B1 (en) * 2003-03-31 2015-10-21 The General Hospital Corporation Speckle reduction in optical coherence tomography by path length encoded angular compounding
JP5567246B2 (ja) * 2003-10-27 2014-08-06 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 周波数ドメイン干渉測定を利用して光学撮像を実行する方法および装置
EP1858402B1 (en) * 2005-01-21 2017-11-29 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for optical coherence tomography scanning
ATE525012T1 (de) * 2006-01-19 2011-10-15 Optovue Inc Augenuntersuchungsverfahren mittels optischer kohärenztomografie
JP5079240B2 (ja) * 2006-02-06 2012-11-21 株式会社ニデック 網膜機能計測装置
JP4864511B2 (ja) * 2006-03-31 2012-02-01 富士フイルム株式会社 電子内視鏡装置およびプログラム
JP4822969B2 (ja) * 2006-07-27 2011-11-24 株式会社ニデック 眼科撮影装置
JP4461259B2 (ja) * 2006-08-09 2010-05-12 国立大学法人 筑波大学 光断層画像の処理方法
JP5095167B2 (ja) * 2006-09-19 2012-12-12 株式会社トプコン 眼底観察装置、眼底画像表示装置及び眼底観察プログラム
JP2008253492A (ja) * 2007-04-04 2008-10-23 Fujifilm Corp 断層画像処理方法および装置ならびにプログラム
JP4971864B2 (ja) * 2007-04-18 2012-07-11 株式会社トプコン 光画像計測装置及びそれを制御するプログラム
JP5448353B2 (ja) * 2007-05-02 2014-03-19 キヤノン株式会社 光干渉断層計を用いた画像形成方法、及び光干渉断層装置
JP4971872B2 (ja) * 2007-05-23 2012-07-11 株式会社トプコン 眼底観察装置及びそれを制御するプログラム
JP5192250B2 (ja) * 2008-02-04 2013-05-08 株式会社トプコン 眼底観察装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20110205548A1 (en) 2011-08-25
JP2010169660A (ja) 2010-08-05
US20100165291A1 (en) 2010-07-01
JP5797290B2 (ja) 2015-10-21
JP2014079660A (ja) 2014-05-08
US8226233B2 (en) 2012-07-24
US7954947B2 (en) 2011-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5479047B2 (ja) 撮像装置および撮像方法
JP5483873B2 (ja) 光断層撮像装置、および光断層撮像方法
US8992016B2 (en) Image sensing apparatus using optical coherence tomography and control method therefor
JP5054072B2 (ja) 光断層画像撮像装置
JP5339934B2 (ja) 光断層撮像装置および光断層撮像方法
JP5523658B2 (ja) 光画像計測装置
JP5192250B2 (ja) 眼底観察装置
JP6161237B2 (ja) 眼科装置
JP6045171B2 (ja) 眼科システム
JP6143421B2 (ja) 光干渉断層撮影装置及びその方法
JP6469411B2 (ja) 眼科装置
WO2021106987A1 (ja) 医用画像処理装置、光干渉断層撮影装置、医用画像処理方法、及びプログラム
JP6589020B2 (ja) 眼科装置
JP2014045869A (ja) 撮影装置、画像処理装置、及び画像処理方法
JP5828811B2 (ja) 撮像装置及びその制御方法
WO2020044712A1 (ja) 眼科装置、及びその制御方法
JP2018023675A (ja) 光断層撮像装置
JP2013208393A (ja) 光干渉断層撮影装置
JP2020110256A (ja) 眼科撮影装置、その制御装置、制御方法、およびプログラム
JP2017221741A (ja) 画像生成装置、画像生成方法およびプログラム
WO2019203091A1 (ja) 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム
US20210204809A1 (en) Ophthalmic imaging apparatus, controlling method of the same, and recording medium
JP2017159089A (ja) 眼底撮影装置
JP5209143B2 (ja) 眼底観察装置
JP2015213644A (ja) 検査装置、及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20100630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120621

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130430

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130430

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130701

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140212

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5479047

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees