JP5990224B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する干渉情報取得手段と、
前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に、前記第2の状態で前記参照光が検出され、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるように、前記切替手段を制御する制御手段と、を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替える。
また、本発明に係る撮像装置の一つは、
測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する干渉情報取得手段と、を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替える。
測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する工程と、
前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に、前記第2の状態で前記参照光が検出され、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるように、前記切替手段を制御する工程と、を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替える。
また、本発明に係る撮像装置の制御方法の一つは、
測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する工程を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替える。
まず、20は、光(低コヒーレンス光)を発生させるための光源である。光源20には、SLD(Super Luminescent Diode)を適用することができる。また、光源20には、ASE(Amplified Spontaneous Emission)も適用することができる。また、光源20には、チタンサファイアレーザなどの超短パルスレーザも適用することができる。このように、光源20は、低コヒーレンス光を発生させることの出来るものなら何でも良い。さらに、光源20から発生される光の波長は、特に制限されるものではないが、400nmから2μmの範囲である。波長の帯域は広いほど縦分解能がよくなる。一般的に中心波長が850nmの場合、50nmの帯域では、6μmの分解能、100nmの帯域では、3μmの分解能である。
ここで、測定光23は、測定光路に設けられるレンズなどの光学部により、被検査物11に照射することができる。検出部16は、合成光15を分光するための分光素子(例えば、図2(a)のプリズム109)を有する。分光素子は、回折格子やプリズムなどであり、光を分光出来れば何でも良い。また、検出部16は、分光素子により前記分光された光を検出するためのセンサ(例えば、図2(a)の撮像素子110)を有する。センサは、ラインセンサや2次元センサなどであり、光を検出できれば何でも良い。
また、別の本実施形態に係るフーリエドメイン方式の光干渉断層法を用いる撮像方法は、以下の各工程を少なくとも含む。
a)光を発生させる工程。
b)前記光を参照光と測定光とに分割する工程。
c)前記測定光を被検査物に照射する工程。
d)前記照射により得られる戻り光と前記参照光との合成光を検出する工程。
e)前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記参照光を検出可能な第2の状態とを、あるいは前記第1の状態と前記測定光を検出可能な第3の状態とを切り替える工程。
f)前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2あるいは第3の状態で検出された前記参照光あるいは前記測定光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する工程。
g)前記合成光から前記参照光の自己相関成分と前記戻り光の自己相関成分とを減算する工程。
h)前記減算された結果を前記参照光の自己相関成分で規格化する工程。
i)前記規格化された結果をフーリエ変換する工程。
j)前記被検査物の断層画像を取得する工程。
k)前記測定光の光量を検出する工程。
l)前記光量が規定値と異なる場合に前記第2の状態にする工程。
別の本実施形態における光断層画像撮像装置ついて、図2(a)を用いて説明する。
実施例1に係る光干渉断層法を用いる撮像装置(あるいは光断層画像撮像装置)の構成例について、図2(a)を用いて説明する。本実施例の光断層画像撮像装置は、全体としてマイケルソン型の干渉計を構成し、光を制御する部分は機械的な機構を用いている。
参照光114の自己相関成分である強度Ir(k)は、波数kと参照光の電場をEr(k)として、式1のように表される。
実施例2における光断層画像撮像装置の構成例について、図2(b)を用いて説明する。図2(b)は、本実施例における光断層画像撮像装置の光学系を説明するための模式図である。本実施例の光断層画像撮像装置は、全体としてマッハツェンダー型の干渉計を構成し、光を制御する部分は電気的に行う。
波長は眼を測定することを鑑みると、近赤外光が適する。
ビームスプリッタ503−1によって分割された測定光506は、ビームスプリッタ503−2で反射される。次に、XYスキャナ504のミラーに入射される。
実施例3においては、シャッターを用いた眼科用OCT装置の構成例について、図7を用いて説明する。図7に、本実施例における光断層画像撮像装置の光学系を説明するための模式図を示す。図2と同じ構成には同じ番号が付されており、ここでは、実施例1、2との差異のみを述べる。
12 戻り光
13 参照部
14 参照光
15 合成光
16 検出部
17 切替部
18 制御部
19 干渉情報取得部
20 光源
21 分割部
22 合成部
23 測定光
Claims (26)
- 測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する干渉情報取得手段と、
前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に、前記第2の状態で前記参照光が検出され、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるように、前記切替手段を制御する制御手段と、を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替えることを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段が、前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に前記第2の状態で前記参照光が検出され、前記第2の状態で前記参照光が検出された後に前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるために前記測定光の光路が変更されるように前記走査光学部を制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に、前記被検査物に照射される測定光の光量を検出する光量検出手段を更に有し、
前記制御手段が、前記検出された光量が閾値未満である場合には、前記第2の状態で前記参照光が検出された後に前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるために前記測定光の光路が変更されるように前記走査光学部を制御す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。 - 前記第1の状態と、前記検出手段により前記戻り光を検出可能な第3の状態とを切り替える第2の切替手段を更に有し、
前記干渉情報取得手段が、前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光と、前記第3の状態で検出された前記戻り光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記制御手段が、前記第3の状態で前記戻り光を検出する時間間隔が前記第2の状態で前記参照光を検出する時間間隔よりも長くなるように、前記走査光学部及び前記第2の切替手段を制御することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記第2の切替手段が、前記参照光の光路において前記参照光を減光することにより前記第3の状態に切り替えることを特徴とする請求項4または5に記載の撮像装置。
- 前記制御手段が、所定のタイミングに基づいて前記走査光学部及び前記第2の切替手段を制御し、
前記検出手段が、前記第1の状態のタイミングにおいて前記合成光を検出することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記制御手段が、前記第1の状態で前記合成光を検出する度に前記第2の状態における前記参照光の検出と前記第3の状態における前記戻り光の検出とを実行するように、前記走査光学部及び前記第2の切替手段を制御することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段が、前記第1の状態における前記合成光の検出と、前記第2の状態における前記参照光の検出と、前記第3の状態における前記戻り光の検出とを連続的に繰り返し実行するように、前記走査光学部及び前記第2の切替手段を制御することを特徴とする請求項4乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記制御手段が、前記測定光が前記被検査物に照射することにより前記検出手段が前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記測定光が前記被検査物に照射されないことにより前記検出手段が前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替えるために、前記測定光の光路が変更されるように前記走査光学部を制御することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、
前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する干渉情報取得手段と、を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替えることを特徴とすることを特徴とする撮像装置。 - 光を発生させるための光源と、
前記光源からの光を前記参照光と前記被検査物に照射される測定光とに分割するための分割手段と、
前記検出手段で検出された前記合成光から、前記参照光の自己相関成分と前記戻り光の自己相関成分とを減算するための減算手段と、
前記減算された結果を前記参照光の自己相関成分で規格化するための規格化手段と、
前記規格化された結果をフーリエ変換するための変換手段と、
前記被検査物の断層画像を取得するための断層画像取得手段と、
を更に有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記合成光の強度に基づく前記被検査物の断層画像の情報から、前記参照光の強度に基づく情報が低減された断層画像を取得する断層画像取得手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記合成光の強度に基づく前記被検査物の断層画像の情報から、前記参照光の自己相関成分の強度に基づく情報を減算する減算手段を更に有し、
前記断層画像取得手段は、前記減算手段による減算の結果に基づいて前記低減された断層画像を取得することを特徴とする請求項13に記載の撮像装置。 - 前記被検査物は、被検眼であり、
前記走査光学部が前記被検眼の角膜の付近を支点として、前記被検眼の網膜において前記測定光を走査するように調整された光学系を更に有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する工程と、
前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に、前記第2の状態で前記参照光が検出され、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるように、前記切替手段を制御する工程と、を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替えることを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 前記制御する工程において、前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に前記第2の状態で前記参照光が検出され、前記第2の状態で前記参照光が検出された後に前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるために前記測定光の光路が変更されるように前記走査光学部を制御することを特徴とする請求項16に記載の撮像装置の制御方法。
- 前記干渉情報の取得のための処理動作が開始された後に、前記被検査物に照射される測定光の光量を検出する工程を更に有し、
前記制御する工程において、前記検出された光量が閾値未満である場合には、前記第2の状態で前記参照光が検出された後に前記第2の状態から前記第1の状態に切り替えるために前記測定光の光路が変更されるように前記走査光学部を制御することを特徴とする請求項16または17に記載の撮像装置の制御方法。 - 前記撮像装置が、前記第1の状態と、前記検出手段により前記戻り光を検出可能な第3の状態とを切り替える第2の切替手段を更に有し、
前記干渉情報を取得する工程において、前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光と、前記第3の状態で検出された前記戻り光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報が取得されることを特徴とする請求項16乃至18のいずれか1項に記載の撮像装置の制御方法。 - 前記制御する工程において、前記第3の状態で前記戻り光を検出する時間間隔が前記第2の状態で前記参照光を検出する時間間隔よりも長くなるように、前記走査光学部及び前記第2の切替手段を制御することを特徴とする請求項19に記載の撮像装置の制御方法。
- 前記制御する工程において、前記測定光が前記被検査物に照射することにより前記検出手段が前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記測定光が前記被検査物に照射されないことにより前記検出手段が前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替えるために、前記測定光の光路が変更されるように前記走査光学部を制御することを特徴とする請求項16乃至20のいずれか1項に記載の撮像装置の制御方法。
- 測定光を照射した被検査物からの戻り光と前記測定光に対応する参照光とを合成した合成光と、前記参照光とのいずれかを検出する検出手段と、前記検出手段により前記合成光を検出可能な第1の状態と、前記検出手段により前記参照光を検出可能な第2の状態とを切り替える切替手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第1の状態で検出された前記合成光と、前記第2の状態で検出された前記参照光とを用いて、前記戻り光と前記参照光との干渉情報を取得する工程を有し、
前記切替手段として前記測定光を前記被検査物で走査する走査光学部を適用することにより前記第1の状態と前記第2の状態とを切り替えることを特徴とすることを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 前記合成光の強度に基づく前記被検査物の断層画像の情報から、前記参照光の強度に基づく情報が低減された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16乃至22のいずれか1項に記載の撮像装置の制御方法。
- 前記合成光の強度に基づく前記被検査物の断層画像の情報から、前記参照光の自己相関成分の強度に基づく情報を減算する工程を更に有し、
前記減算する工程における減算の結果に基づいて前記低減された断層画像が取得されることを特徴とする請求項23に記載の撮像装置の制御方法。 - 前記被検査物は、被検眼であり、
前記走査光学部が前記被検眼の角膜の付近を支点として、前記被検眼の網膜において前記測定光を走査するように調整されることを特徴とする請求項16乃至24のいずれか1項に記載の撮像装置の制御方法。 - 請求項16乃至25のいずれか1項に記載の撮像装置の制御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。
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