JP5696178B2 - 光断層画像化装置及びその作動方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る光構造像観察装置(光断層画像化装置)としてのOCTプロセッサの内部構成を示すブロック図である。
ことができる。
(2)OCTプローブの変形例2:レンズ部606のレンズの間隔を変える構成(図4参照)
(3)OCTプローブの変形例3:プローブ側光ファイバFB1及びレンズ部606(図5の2点破線内)が全体的に動き、計測対象Sに対する光路長を変える構成(図5参照)
(4)OCTプローブの変形例4:ガルバノミラー604及びテーブル612(図6の2点破線内)の水平移動により、光路長を変える構成(図6参照)。
第2実施形態は、第1実施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付し説明は省略する。
OCTの水平分解能Δxは、式(1)に示すように、光源の中心波長λと焦点距離f、試料に当たるビーム径dで決定される。高い水平分解能Δxを得るためには、開口数NAが高いレンズでビームを絞る必要がある。
一方、焦点深度Zは水平分解能Δxが小さくなるほど小さくなる。つまり、高い水平分解能Δxを得るためにビームを絞るほど、式(2)で計算される焦点深度Zが短くなる。焦点深度は水平分解能の二乗に比例するため、水平分解能Δxが高くなると焦点深度Zが急激に減少する。
(1)注目構造が表面からどの深さにあるのかが未知である
(2)表面の盛り上がり、陥没などにより、計測装置に対する距離が一定ではない
以上2つの理由で、決められた複数の焦点位置でOCT計測を行う場合、背景や計測対象でない深い位置でも焦点位置を変えながら計測を行うことになり、効率的ではない。特に3次元データを取得する際に、この問題は大きくなる。
(A)計測すべき層が決まっている場合
図16に示すように、プレスキャンで得られた画像から、対象の表面と層の境界を抽出する。計測すべき層が表面から境界1までの間の場合、焦点位置は表面の最浅点と境界1の最深点の間で選べば良い。図16の場合、z1’、 z2’、 z3’が本スキャンで用いる焦点位置になる。
(B).計測すべき深さ範囲が決まっている場合
プレスキャンで得られた画像から、対象の表面を抽出する。表面の最浅点を基準点z1’にし、計測深さ範囲をカバーするよう、焦点深度の間隔で焦点位置zn’を決定する。
プレスキャンで取得された画像で、図17及び図18のように焦点位置znを中心とした焦点深度範囲の領域で信号強度の標準偏差を計算する。図17のように構造変化がない領域では標準偏差が小さく、図18のように構造変化がある領域では標準偏差が大きくなる。標準偏差が一定値以上の焦点位置を、本スキャンで用いる焦点位置に決定する。
点位置の断層構造情報(断層画像データ)のみを足し合わせ、複数の焦点位置での合成断層画像を生成することができる。
Claims (6)
- 光源から射出される光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光が測定対象に照射されたときの前記測定対象からの反射光と前記参照光とを合波し、合波された前記反射光と前記参照光の干渉光の光強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する光断層画像化装置であって、
前記測定光の焦点位置を測定対象の深さ方向に変化させる焦点位置変更手段と、
前記測定光を走査しながら、前記焦点位置変更手段で変化させた複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の断層画像を生成する断層画像生成手段と、
前記複数の断層画像を合成することにより、前記測定対象の合成断層画像を生成する断層画像合成手段と、
前記測定光の焦点位置を測定対象の深さ方向に変化させつつ前記測定光の走査間隔よりも粗いプレ走査間隔で前記測定光をプレ走査して得られる画像データに基づき、前記複数の焦点位置を設定する焦点位置設定手段と、
を備える光断層画像化装置。 - 前記複数の断層画像のそれぞれについて、対応する焦点位置に相当する画像領域を含む部分画像を特定する部分画像特定手段を備え、
前記断層画像合成手段は、前記部分画像特定手段により特定された複数の部分画像を合成することにより前記合成断層画像を生成する請求項1に記載の光断層画像化装置。 - 前記複数の断層画像のそれぞれについて、対応する焦点位置に相当する画像領域の重み付けを行う重み付け手段を備え、
前記断層画像合成手段は、前記重み付け手段により重み付けされた前記複数の断層画像を重ね合せることにより前記合成断層画像を生成する請求項1に記載の光断層画像化装置。 - 前記複数の断層画像のうち、少なくとも1つの断層画像から水平方向に所定解像度よりも高いエッジ成分画像を抽出するエッジ成分画像抽出手段を備え、
前記断層画像生成手段は、前記エッジ成分画像抽出手段で抽出された前記エッジ成分画像を他の断層画像に重ね合せることにより前記合成断層画像を生成する請求項1に記載の光断層画像化装置。 - 前記断層画像合成手段が生成した前記合成断層画像に基づき、前記測定対象の立体画像を生成する立体画像生成手段を備える請求項1〜4のいずれか1項に記載の光断層画像化装置。
- 光源から射出される光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光が測定対象に照射されたときの前記測定対象からの反射光と前記参照光とを合波し、合波された前記反射光と前記参照光の干渉光の光強度に基づいて前記測定対象の断層画像を取得する光断層画像化装置の作動方法であって、
前記測定光の焦点位置を測定対象の深さ方向に変化させる焦点位置変更ステップと、
前記測定光を走査しながら、前記焦点位置変更ステップで変化させた複数の焦点位置にそれぞれ対応する複数の断層画像を生成する断層画像生成ステップと、
前記複数の断層画像を合成することにより、前記測定対象の合成断層画像を生成する断層画像合成ステップと、
前記測定光の焦点位置を測定対象の深さ方向に変化させつつ前記測定光の走査間隔よりも粗いプレ走査間隔で前記測定光をプレ走査して得られる画像データに基づき、前記複数の焦点位置を設定する焦点位置設定ステップと、
を備える光断層画像化装置の作動方法。
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