JP6346410B2 - ジョーンズマトリックスoctシステム及び該octで得られた計測データを画像処理するプログラム - Google Patents
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Description
本発明では、波長走査型OCT2は、光源6からのビームを分けて、一方のビームを直線偏光し、そのS波(S波偏光)とP波(P波偏光)に分けて互いに光路長が異なる入射ビームとして計測対象物7を走査(B−スキャン)して照射し、その反射光(物体光)を得ると共に、他方のビームを参照光として、両者のスペクトル干渉によりOCT計測を行うものである。
上記構成の波長走査型OCT2において、光源6からのビームは、光アイソレータ8を通してファイバーカップラ11によって、参照アーム12方向へ10%、プローブアーム13方向へ90%の光量で分離される。光アイソレータ8は、ビームの一方向の通過のみ許容するものであり、反射光を遮断して光源6を保護するものである。
以上のようにして得られた4枚のOCT断層画像の処理を、コンピュータ3を用いて画像処理する画像処理手段の構成、プログラムについて、以下説明する。
波長走査型の光源は、時間的に波長を変化させて走査するので、この光源の波長スキャン(波長の変化のタイミング)と、光検知器でスペクトル干渉信号としてデータを収集するタイミングとの間の(不一致により生じる)ジッター(Jitter:時間軸方向での信号波形の揺らぎや、その揺らぎにより生じる画像の乱れ)が問題になる。
2 波長走査型OCT
3 コンピュータ
6 光源
7 計測対象物
8 光アイソレータ
11 ファイバーカプラー
12 参照アーム
13 プローブアーム
14 偏光分離検出ユニット
17 ファイバー
20 偏光制御器
21 偏光遅延ユニット
22 カップラ
23 ファイバーコリメータ
24 2軸ガルバノスキャナ
25 対物レンズ
26 非球面眼科用レンズ
31 位相キャリブレーションユニット
32 ファイバーコリメータ
33 レンズ
34 ミラー(校正鏡)
37 ファイバーコリメータ
38 45°直線偏光器
39 偏光ビームスプリッタ
40 第1のドーブプリズム
41 第2のドーブプリズム
42 合波用の偏光ビームスプリッタ
43 ファイバーコリメータ
46 ファイバーコリメータ
47 ミラー
48 ミラー
49 ファイバーコリメータ
50 偏光制御器
54 合波用のビームスプリッタ
55 偏光制御器
56 ファイバーコリメータ
57 ファイバーコリメータ
58 45°直線偏光器
61 第1の光路
62 第2の光路
63 第1の偏光ビームスプリッタ
64 第2の偏光ビームスプリッタ
67 ファイバーコリメータ
68 水平バランス偏光検出器
69 ファイバーコリメータ
70 垂直バランス偏光検出器
74 ファイバーコリメータ
75 ファイバーコリメータ
81 入力部
82 出力部
83 CPU
84 記憶装置
85 データバス
93 OCT
94 光源
95 コリメートレンズ
96 ビームスプリッタ
97 対物レンズ
98 被計測物体
99 対物レンズ
100 参照鏡
101 集光レンズ
102 光検出器
Claims (4)
- 波長走査型光源と、波長走査型光源の光を2つの光路へ分割するカップラと、前記2つの光路の一方に設けられ、分割された一方の光を参照鏡で反射して参照光を生成する参照アームと、前記2つの光路の他方に設けられ、分割された他方の光を計測対象物に照射し反射させて物体光を生成するプローブアームと、参照光と物体光を重ねてスペクトル干渉光を生成し、該スペクトル干渉光を光検出器で検出する偏光分離検出ユニットと、偏光分離検出ユニットで検出されたスペクトル干渉光に基づき計測対象物の断層画像を生成するコンピュータと、を備えたジョーンズマトリックスOCTシステムであって、
プローブアームは、前記他方の光を直線偏光してからS波成分とP波成分に分割して、S波成分とP波成分を互いに光路長の異なる光路を通して重畳する偏光遅延ユニットを設けており、
偏光分離検出ユニットは、光検出器によって、前記スペクトル干渉光における、垂直偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なる2つのスペクトル干渉光を検出し、該垂直偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送るとともに、水平偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なるスペクトル干渉光を検出し、該水平偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送り、
コンピュータは、前記コンピュータに送られた4つのスペクトル干渉信号から、計測対象物の深さz方向に異なる断層画像を生成する機能を有し、4つのスペクトル干渉信号のマトリクスから、式(数35)で表されるθ 1 〜θ 3 を用いることでコヒーレント結合Eout(z)を式(数34)のとおり求め、式(数34)からさらに、式(数36)に示すB−スキャンのデータを得ることで、より解像度の高い断層画像を生成する構成であり、
コンピュータは、j番目のB−スキャンにおけるA−ラインと、j+1番目のB−スキャンにおけるA−ラインとの間の、式(数37)のドップラーシフトΔφ(z,j)を用いてドップラー像を式(数38)で算出して表示する機能を有し、同一点を複数(m)回のB−スキャンで計測することにより、式(数39)に示すドップラーシフトΔφ(z,j)を得る構成であることを特徴とするジョーンズマトリックスOCTシステム。
- 波長走査型光源と、波長走査型光源の光を2つの光路へ分割するカップラと、前記2つの光路の一方に設けられ、分割された一方の光を参照鏡で反射して参照光を生成する参照アームと、前記2つの光路の他方に設けられ、分割された他方の光を計測対象物に照射し反射させて物体光を生成するプローブアームと、参照光と物体光を重ねてスペクトル干渉光を生成し、該スペクトル干渉光を光検出器で検出する偏光分離検出ユニットと、偏光分離検出ユニットで検出されたスペクトル干渉光に基づき計測対象物の断層画像を生成するコンピュータと、を備えたジョーンズマトリックスOCTシステムであって、
プローブアームは、前記他方の光を直線偏光してからS波成分とP波成分に分割して、S波成分とP波成分を互いに光路長の異なる光路を通して重畳する偏光遅延ユニットを設けており、
偏光分離検出ユニットは、光検出器によって、前記スペクトル干渉光における、垂直偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なる2つのスペクトル干渉光を検出し、該垂直偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送るとともに、水平偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なるスペクトル干渉光を検出し、該水平偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送り、
コンピュータは、前記コンピュータに送られた4つのスペクトル干渉信号から、計測対象物の深さz方向に異なる断層画像を生成する機能を有し、4つのスペクトル干渉信号のマトリクスから、式(数35)で表されるθ 1 〜θ 3 を用いることでコヒーレント結合Eout(z)を式(数34)のとおり求め、式(数34)からさらに、式(数36)に示すB−スキャンのデータを得ることで、より解像度の高い断層画像を生成する構成であり、
コンピュータは、計測対象物からの散乱反射光による散乱OCT像(強度OCT像)を、式(数41)として得る機能を有し、さらに計測対象物のバルクオフセットψ b (j)を含むm 0 回目からm 0 +m−1回目までのB−スキャンのデータから式(数42)を得る構成であることを特徴とするジョーンズマトリックスOCTシステム。
- 波長走査型光源と、波長走査型光源から出射された光を2つの光路へ分割するカップラと、2つの分岐光路の一方に設けられ、分割された一方の光を参照鏡で反射して参照光を生成する参照アームと、2つの分岐光路の他方に設けられ、分割された他方の光を計測対象物に照射し反射させて物体光を生成するプローブアームと、参照光と物体光を重ねてスペクトル干渉光を生成し、該スペクトル干渉光を光検出器で検出する偏光分離検出ユニットと、コンピュータと、を備えたジョーンズマトリックスOCTシステムにおける前記コンピュータに搭載され、光検出器で検出したスペクトル干渉光に基づき計測対象物の断層画像を生成するプログラムであって、
プローブアームは、前記他方の光を直線偏光してからS波成分とP波成分に分割して、S波成分とP波成分を互いに光路長の異なる光路を通して重畳する偏光遅延ユニットを設けており、
偏光分離検出ユニットは、光検出器によって、前記スペクトル干渉光における、垂直偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なる2つのスペクトル干渉光を検出し、該垂直偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送るとともに、水平偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なるスペクトル干渉光を検出し、該水平偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送り、
前記プログラムは、コンピュータを、該コンピュータに送られた4つのスペクトル干渉信号から、計測対象物の深さz方向に異なる断層画像を生成する機能を有し、4つのスペクトル干渉信号のマトリクスから、式(数35)で表されるθ 1 〜θ 3 を用いることでコヒーレント結合Eout(z)を式(数34)のとおり求め、式(数34)からさらに、式(数45)に示すB−スキャンのデータを得ることで、より解像度の高い断層画像を生成する画像処理手段として機能させ、
コンピュータを、j番目のB−スキャンにおけるA−ラインと、j+1番目のB−スキャンにおけるA−ラインとの間の、式(数46)のドップラーシフトΔφ(z,j)を用いてドップラー像を式(数47)で算出して表示する機能を有し、同一点を複数(m)回のB−スキャンで計測することにより、式(数48)に示すドップラーシフトΔφ(z,j)を得る画像処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。
- 波長走査型光源と、波長走査型光源から出射された光を2つの光路へ分割するカップラと、2つの分岐光路の一方に設けられ、分割された一方の光を参照鏡で反射して参照光を生成する参照アームと、2つの分岐光路の他方に設けられ、分割された他方の光を計測対象物に照射し反射させて物体光を生成するプローブアームと、参照光と物体光を重ねてスペクトル干渉光を生成し、該スペクトル干渉光を光検出器で検出する偏光分離検出ユニットと、コンピュータと、を備えたジョーンズマトリックスOCTシステムにおける前記コンピュータに搭載され、光検出器で検出したスペクトル干渉光に基づき計測対象物の断層画像を生成するプログラムであって、
プローブアームは、前記他方の光を直線偏光してからS波成分とP波成分に分割して、S波成分とP波成分を互いに光路長の異なる光路を通して重畳する偏光遅延ユニットを設けており、
偏光分離検出ユニットは、光検出器によって、前記スペクトル干渉光における、垂直偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なる2つのスペクトル干渉光を検出し、該垂直偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送るとともに、水平偏光成分のS波成分とP波成分にそれぞれ対応し、計測対象物の深さ方向に異なるスペクトル干渉光を検出し、該水平偏光成分に係る2つのスペクトル干渉光を2つのスペクトル干渉信号としてコンピュータに送り、
前記プログラムは、コンピュータを、該コンピュータに送られた4つのスペクトル干渉信号から、計測対象物の深さz方向に異なる断層画像を生成する機能を有し、4つのスペクトル干渉信号のマトリクスから、式(数44)で表されるθ 1 〜θ 3 を用いることでコヒーレント結合Eout(z)を式(数43)のとおり求め、式(数43)からさらに、式(数45)に示すB−スキャンのデータを得ることで、より解像度の高い断層画像を生成する画像処理手段として機能させ、
コンピュータを、計測対象物からの散乱反射光による散乱OCT像(強度OCT像)を、式(数50)として得る機能を有し、さらに計測対象物のバルクオフセットψ b (j)を含むm 0 回目からm 0 +m−1回目までのB−スキャンのデータから式(数51)を得る画像処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。
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