本開示の実施形態の一例について図面に基づいて説明する。図1〜図19は本実施形態の実施例に係る図である。なお、以下の<>にて分類された項目は、独立又は関連して利用されうる。
本実施形態に係るOCT装置は、OCT光学系を備え、OCT光学系の検出器から出力されるスペクトル干渉信号を処理してOCTデータを取得可能であってもよい。この場合、OCT光学系は、例えば、フーリエドメインOCT光学系(SS−OCT光学系、SD−OCT光学系)であってもよく、OCT光学系は、OCT光源からの光を測定光路と参照光路に分割するための光分割器を有し、測定光路を介して被検物に導かれた測定光と参照光路からの参照光とのスペクトル干渉信号を検出してもよい。
<複数検出器、FPN光学系>
OCT光学系は、複数の参照光路を備えてもよく、例えば、第1の参照光路と第1の参照光路とは異なる第2の参照光路を備えてもよい。この場合、例えば、OCT光学系は、第1の参照光路からの参照光と測定光との第1の干渉信号を検出するための第1の検出器と、第1の検出器とは異なる第2の検出器であって、第2の参照光路からの参照光と測定光との第2の干渉信号を検出するための第2の検出器と、を備えてもよい。
<FPN光学系>
OCT光学系は、FPN信号を生成するためのFPN生成光学系を設けられてもよく、例えば、FPN生成光学系は、FPNを発生させる光学部材を少なくとも一つ備えてもよい。FPN生成光学系は、測定光路に配置されてもよいし、参照光路に配置されてもよい。なお、FPNは、Fixed Pattern Noiseであり、例えば、OCTデータ上において固定的なノイズ信号として発生される。
第1の検出器と第2の検出器の少なくとも一つは、FPN信号を検出可能であり、FPN信号を用いてOCTデータを補正できる(例えば、画像合成、マッピング状態の補正等)。FPN信号が用いられることで、良好なOCTデータが得られる。この場合、第1の検出器と第2の検出器の両方が、FPN信号を検出可能であってもよく、これにより、FPN信号を用いた処理をより高精度に行うことができる。
<第2の光分割器>
OCT光学系は、第2の光分割器を備えてもよく、例えば、第2の光分割器は、測定光路を、被検物に向かう光路とFPN生成光学系の光路に分割するために設けられてもよい。例えば、第2の光分割器は、さらに、被検物からの光とFPN生成光学系からの光を、第1の検出器に向かう光路と、第1の光分割器を介して第2の検出器に向かう光路とに分割してもよい。
ここで、OCT光学系が、被検物からの反射光を第1の光分割器を介さず第2の光分割器を介して第1の検出器に導く第1の光路と、被検物からの反射光を第2の光分割器及び第1分割器を介して第2の検出器に導く第2の光路とを備えることによって、被検物からの反射光を効率よく複数の検出器に導くことができる。
なお、OCT光学系としては、上記構成に限定されず、被検物からの反射光を第1の光分割器を介さず第2の光分割器を介して第1の検出器と第2の検出器に導く光路を備える構成であってもよく、この場合、OCT光学系は、第2の光分割器よりも検出器側において、被検物からの反射光を、第1の検出器に向かう光路と、第2の検出器に向かう光路とに分割する第3の光分割器を備えてもよい。
<光量分割比>
前述の第2の光分割器による被検物からの反射光の光量分割比に関して、光量分割比が、第1の検出器に向かう光路<第1の光分割器を介して第2の検出器に向かう光路となるように設定されてもよい。これによって、第1の検出器にて検出される第1の干渉信号と、第2の検出器にて検出される第2の干渉信号とを、適度なバランスにて検出できる。
また、第2の光分割器の光量分割比に関して、光量分割比が、光源に向かう光路<第2検出器に向かう光路となるように設定されてもよい。これによって、被検物からの反射光を効率よく第2の検出器に導くことができる。
なお、第1の光分割器及び第2の光分割器の光量分割比に関して、結果として、第1の検出器に向かう光路と第2の検出器に向かう光路との光量比が同一となるように互いに設定されてもよい。これによって、第1の干渉信号と第2の干渉信号の強度を均一化できるので、結果として、各干渉信号に基づく良好なOCTデータを取得できる。
また、第1の光分割器及び第2の光分割器の光量分割比に関して、第1の検出器と第2の検出器によって検出されるOCTデータの撮影部位での反射光量の違いを考慮して、光量分割比が設定されてもよい。
<FPNを用いた画像合成>
OCT装置は、例えば、OCT光学系から出力されるスペクトル干渉信号を処理して被検物のOCTデータを取得するための演算処理部(例えば、プロセッサ)を備えてもよい。この場合、演算処理部は、例えば、第1の干渉信号に基づく第1のOCTデータと、第2の干渉信号に基づく第2のOCTデータとを、第1の検出器によって検出されたFPNと第2の検出器によって検出されたFPNとに基づいて合成することによって合成OCTデータを得てもよい。これによって、複数のOCTデータを精度よく合成できる。合成によって、一つのOCTデータでは足りない領域が補われる。
この場合、演算処理部は、FPN発生用の光学部材によって生成されたFPNを、OCTデータの合成に利用することによって、二つのOCTデータの相対的な位置情報を得て、データの合成を正確に行うことができる。例えば、演算処理部は、FPN発生用の光学部材の表面反射によって生成されたFPNを、OCTデータの合成に利用してもよく、この結果として、FPNの信号強度(SNR)の低下等を軽減できる。もちろん、演算処理部は、裏面反射や、コーティング等が施された面によって生成されたFPNを用いてOCTデータを合成してもよく、この場合、信号強度が減衰しているが、データ合成として一定の効果は得られる。
上記構成において、例えば、FPN生成光学系は、第1のFPNを発生させる第1の光学部材と、第1のFPNとは異なる位置に第2のFPNを発生させる第2の光学部材と、を少なくとも備え、少なくとも2つのFPN信号を生成するためのFPN生成光学系であってもよい。
この場合、演算処理部は、例えば、第1の干渉信号に基づく第1のOCTデータと、第2の干渉信号に基づく第2のOCTデータとを、第1の検出器によって検出された第1の光学部材によるFPNと第2の検出器によって検出された第2の光学部材によるFPNとに基づいて合成することによって合成OCTデータを得てもよい。これによれば、例えば、深さ方向の撮像レンジを広くできる。この場合、例えば、第1の光学部材によるFPNと第2の光学部材によるFPNとの離間に基づいて、第1のOCTデータと第2のOCTデータとが位置合わせされてもよい。
例えば、二つのOCT系で共通の部分のある範囲を撮影する場合は、異なるデータ間の重複領域を少なくすることが出来る。更に、二つの撮影領域の間には不連続な領域があってもよい。前眼部の撮影時に、第1のOCTデータは角膜前面から水晶体前面までを含み、第2のOCTデータは水晶体後面のみといった構成であってもよい。このような構成は、二つのOCT系で検出器を変えて、深さレンジが異なるような場合に特に有用である。
なお、FPN生成光学系は、光路分割部材を備えてもよく、第1の光学部材は、光路分割部材によって分割された第1の光路に配置され、第2の光学部材は、光路分割部材によって分割された第2の光路に配置されてもよい。二つのFPN信号を用いる場合、感度が低い信号は精度を下げてしまうので、それぞれの信号強度は同程度に高いことが好ましく、これによって、各光学部材からの光を独立に制御することが可能となる。この場合、例えば、第1の光路と第2の光路は、互いに異なる光路長を持つと共に、第1の光路の分散量と、第2の光路の分散量とが等しくてもよい。これによって、各FPN信号における分散の影響を均一化でき、各FPN信号を均一よく検出でき、画像合成を精度よく行うことができる。また、前記の光路長差は、第1または第2のOCTデータの取得レンジに両方が収まる程度に小さければいっそう良い。両方が取得レンジ内に収まるようなOCTデータを取得し、これを解析することで、任意のタイミングで二つのFPNの離間をキャリブレーションすることが出来る。例えばFPNの位置そのものは、装置の使用環境(温度など)によって変動してしまう上、FPNの離間も光源の経年劣化に伴う波長ズレ等の影響によって、変動してしまうことが考えうる。しかし、本実施形態に係る合成に際してはFPN同士の離間情報を用い、またそれを任意のタイミングで測定・キャリブレーションを行うことで、像を長く安定に合成するよう保つことが出来る。
なお、第1の光路と第2の光路は、少なくとも片方のOCTチャンネルのDepth-rangeに収まる範囲で互いに異なる光路長を持つと共に、第1の光路の分散量と、前記第2の光路の分散量とが等しくてもよい。これによって、片方のOCTチャネルで精度よくキャリブレーションを行うことができる。
なお、上記説明においては、少なくとも2つのFPN信号を生成するためのFPN生成光学系を用いたデータ合成を示したが、これに限定されず、例えば、演算処理部は、互いに共通する一つの光学部材によるFPN信号を用いて、異なるOCTデータを生成してもよい。この場合、FPN生成光学系の構成を簡略化できる。
<波数マッピング補正>
演算処理部は、FPN信号を、OCTデータの合成と、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報の取得とで、兼用してもよい。これによって、波数マッピングの補正情報を精度よく取得でき、合成OCTデータを好適に取得できる。
この場合、例えば、演算処理部は、第1の検出器及び第2の検出器によって検出されたFPN信号を処理し、FPN信号に基づく各波数成分のマッピング情報に基づいて、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を得ると共に、第1の干渉信号に基づく第1のOCTデータと、第2の干渉信号に基づく第2のOCTデータとを補正情報を用いて取得してもよい。さらに、演算処理部は、第1の検出器によって検出されたFPNと第2の検出器によって検出されたFPNとに基づいて合成してもよい。
<偏波調整機構>
OCT光学系の光路には、例えば、偏光調整部(ポラライザ)が設けられてもよく、偏光調整部は、測定光と参照光の少なくともいずれかの偏光状態を調整するために設けられてもよい。偏光調整部は、測定光の光路と参照光の光路の少なくともいずれかに配置されてもよい。なお、偏光調整部は、測定光の光路と参照光の光路が分岐される後の光路に配置され、測定光と参照光の偏光状態を一致させるために用いられてもよい。
例えば、偏光調整部は、光路中の光ファイバーを回転させたり圧力を加えて、偏光方向を調整してもよい。また、偏光調整部は、1/2波長板又は1/4波長板を用いて偏光方向を調整してもよい。また、偏光調整部は、1/2波長板又は1/4波長板と同様の効果を持つプリズム(例えば、フレネルロム)等を組み合わせて実現してもよい。なお、偏光調整部は、少なくとも、S偏光の直線偏光、P偏光の直線偏光、円偏光との間で偏光方向を調整可能な構成であってもよい。
偏光調整部は、例えば、第1の参照光路と第2の参照光路の少なくともいずれかに配置され、参照光の偏光状態を調整してもよい。この場合、例えば、複数の偏光調整部が設けられてもよく、第1例として、偏光調整部は、第1の参照光路と第2の参照光路にそれぞれ配置され、第1の参照光路を通過する参照光の偏光状態と、第2の参照光路を通過する参照光の偏光状態とを、それぞれ調整してもよい。また、第2例として、偏光調整部は、第1の参照光路と第2の参照光路のいずれか一方と、測定光路とに配置され、第1の参照光路と第2の参照光路のいずれか一方を通過する参照光の偏光状態と、測定光路を通過する測定光の偏光状態とを、それぞれ調整してもよい。このように偏光調整部が複数設けられることによって、例えば、第1の検出器に基づく第1のOCTデータと、第2の検出器に基づく第2に基づく第2のOCTデータと、をそれぞれ適正に検出可能となる。
OCT装置において、偏光調整部を制御する偏光制御部が設けられてもよく、例えば、制御部は、複数の偏光調整部を制御し、第1の検出器に基づく第1のOCTデータと、第2の検出器に基づく第2に基づく第2のOCTデータとがそれぞれ、所定の許容条件を満たすように偏光状態を調整してもよい。この場合、所定の許容条件としては、例えば、OCTデータが所定の信号強度に達した状態、又は、OCTデータの信号強度がピーク付近に達した状態であってもよい。この場合、第1のOCTデータに基づいて偏光状態を調整すると共に、第2のOCTに基づいて偏光状態を調整することで、各OCTデータを良好な状態で取得できる。この場合、例えば、偏光状態が変更される毎に、信号強度を評価するための評価値が算出され、評価値に基づいて偏光状態が調整されてもよい。
また、例えば、偏光制御部は、偏光調整部を制御し、第1の検出器によって検出されたFPNと第2の検出器によって検出されたFPNとの間の信号強度比が所定の許容条件を満たすように偏光状態を調整してもよい。この場合、所定の許容条件としては、例えば、信号強度比が所定の信号強度比に達した状態、又は、信号強度の差異が最も小さい状態であってもよい。この場合、例えば、偏光状態が変更される毎に、信号強度を評価するための評価値が算出され、評価値に基づいて偏光状態が調整されてもよい。また、第1または第2のOCTデータでFPN信号の分散が等しい場合は、信号の広がり(PSF)の類似度によって評価するのでも良い。例えば、各FPNは光源の分布によって特有のサイドローブを持つが、ピーク高さが一致するように係数倍を行ったときに、両者の相関(重なり具合)がどれだけかによって、偏光の一致度合いを判断するのでもよい。
なお、偏光調整部は、例えば、FPN生成光学系の光路に配置され、FPN生成光学系を通過する光の偏光状態を調整するために設けられてもよい。この場合、例えば、偏光制御部は、偏光調整部を制御し、二つのOCT系のうちのいずれかで取得される、FPN信号の信号強度を調整してもよい。これによって、FPN信号を適正な信号強度にて取得できるので、FPN信号を用いた各種処理を適正に行うことができる。その後更に他方のOCT系がもう一つの偏光調整部材を持つ場合は、これを制御して同FPNが所定の強度比またはPSF特性に従い、偏光調整を行ってもよい。
<測定光路の制御による深さ領域の変更>
OCT装置は、光分割器と被検物との間の測定光路上に、光スキャナ、および、対物光学系、を有し、更に、対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置を、光軸方向に関して変更可能であってもよい。相対位置の変更は、被検物が眼である場合に、OCTデータが取得される深さ領域を切替えるうえで、有用である。対物光学系は、測定光路上であって、光スキャナと被検物との間に配置される。対物光学系は、正のパワーを持ち、光スキャナからの測定光を、光軸側へ屈折させる。対物光学系は、光スキャナにおける測定光の旋回位置と共役な位置に、測定光の旋回点を形成する。
<第1切替手段>
OCT装置は、対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置を、光軸方向に関して変更する第1切替手段を有していてもよい。
第1切替手段としては、種々の構成が考えられる。例えば、第1切替手段は、光スキャナ、または、光スキャナと被検物との間に配置される光学部材、の位置を、装置内部で切替える(換言すれば、離散的に変位させる)切替機構を含んでいてもよい。また、対物光学系におけるパワーを変更し、その結果として焦点位置を変更してもよい。例えば、液晶レンズ等の可変焦点レンズが、第1切替手段の中に含まれていてもよい。
更に、切替機構の駆動部(アクチュエータ)を制御する、OCT装置の制御部(プロセッサ)が、第1切替手段として含まれていてもよい。切替機構が駆動することによって、対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置が切り替えられてもよい。
第1切替手段によって、対物レンズの焦点位置と光スキャナとの相対位置が変更された結果として、対物光学系によって形成される旋回点の位置が変更される。第1切替手段による相対位置の切替は、被検物が眼である場合において、OCTデータが取得される深さ領域を切替るために行われてもよい。眼底のOCTデータを取得する場合、前眼部(より好ましくは、瞳位置)に旋回点が形成されるように、相対位置が設定されてもよい。これにより、虹彩によってケラレることなく、測定光が眼底まで到達しやすくなる。一方、前眼部に旋回点があると、前眼部においてOCTデータが得られる範囲が、旋回点の近傍に限定されてしまう。そこで、前眼部においてOCTデータを取得する場合、前眼部から離れた位置に旋回点が形成されるように、相対位置が切替えられてもよい。このように、第1切替手段は、対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置を、前眼部の深さ領域と対応する第1位置と、眼底の深さ領域と対応する第2位置と、の間で切替えてもよい。例えば、第1位置と、第2位置と、は測定光路上における離散的な位置であって、制御部が切替機構を駆動することで、相対位置は、第1位置と第2位置とのいずれかに設定されてもよい。なお、ここでいう、第1位置は、光スキャナが焦点と一致される相対位置であってもよい。また、第2位置は、光スキャナが焦点に対して対物光学系の遠位側に配置される相対位置であってもよい。
<第2切替手段>
第1切替手段によって対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置が切替えられることにより、相対位置の切替の前後で、測定光路と参照光路と間に、光路長差が生じてしまうことが考えられる。これに対し、OCT装置は、測定光路における光分割部と光スキャナとの間の光路長を切替える第2切替手段を有していてもよい。第1切替手段による相対位置の変更の前後での光路長差の変化の少なくとも一部が、第2切替手段によって相殺されてもよい。
第2切替手段は、光スキャナと光分割部との間の光路長を切替える(離散的に変化させる)ものであればよく、種々の構成が考えられる。
また、例えば、第2切替手段には、光分割部と光スキャナとの間において、1又は複数の光学部材(第2光学部材)を挿脱する切替機構が含まれ、第2光学部材の挿脱によって、光分割部と光スキャナとの間の光路長を切替えてもよい。
また、第2切替手段は、光スキャナ、光分割部、および、その両者の間に配置され測定光路を形成する光学部材、のうちいずれかを位置を、装置内部で移動させる切替機構が含まれ、該切替機構によって、光分割部と光スキャナとの間の光路長が切替えられてもよい。
なお、第2切替手段は、測定光路上において測定光がコリメートされる範囲において、光路長を切替えてもよい。
更に、上記の切替機構を駆動制御する制御部が、第2切替手段として含まれていてもよい。切替機構は、第1切替手段と第2切替手段との間で共用されてもよいし、それぞれ設けられていてもよい。切替機構の駆動部(アクチュエータ)を制御する、OCT装置の制御部(プロセッサ)が、第2切替手段として含まれていてもよい。
ここで、第1切替手段の動作に伴い、被写体(OCTデータの取得対象となる深さ領域)が、前眼部と、眼底と、の間で切換えられる。このため、眼軸長相当量の光路長差を、考慮する必要がある。そこで、光路長差の変化が相殺された結果として、ある程度の光路長差の変化が、第1切替手段による相対位置の変更の前後において許容されてもよい。例えば、被検眼のOCTデータを得る場合、相対位置が前眼部の深さ領域と対応する第1位置と、眼底の深さ領域と対応する第2位置と、の間で変位される場合に、第2切替手段によって光路長差の変化が軽減された結果として、眼軸長に相当する光路長差の変化が許容されてもよい。眼軸長に相当する光路長差の変化があることで、前眼部の深さ領域と対応する第1位置と、眼底の深さ領域と対応する第2位置と、の間で、相対位置を切替えた後での参照光学系の調整を省略、或いは、簡略化できる。結果、参照光学系をコンパクトに構成しやすく、装置をコンパクト化しやすくなる。なお、このとき、第1切替手段における光路長差の変化量ΔL1と、第2切替手段における光路長差の変化量ΔL2とは、次の式(1)の範囲であることが好ましい。
30mm≦|ΔL1+ΔL2|≦50mm・・・(1)
但し、ΔL1,ΔL2は、符号付きの空気換算長である。また、対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置が第1位置(前眼部の深さ領域に対応)から第2位置(眼底の深さ領域に対応)へ切替えられる場合におけるΔL1+ΔL2は、負の値となり、第2位置から第1位置へ切替えられる場合におけるΔL1+ΔL2は、符号が正の値となっていることが、相対位置を切替えた後での参照光学系の調整を省略、或いは、簡略化するうえで好ましい。
第1切替手段が旋回点の位置を移動させるための駆動部(アクチュエータ)が設けられている場合において、第2切替手段において上記のような光学部材を駆動するための駆動部は、第1切替手段の駆動部と別体であってもよいし、第1切替手段の駆動部と共用されていてもよい。駆動部は、OCT装置の制御部(プロセッサ)によって制御される。
第1切替手段と第2切替手段とにおいて、駆動部が別体である場合、制御部は、第1切替手段における駆動部の制御と連動して、第2駆動部における駆動部を制御することにより、第1切替手段と第2切替手段とのそれぞれによる光路長変化を相殺させてもよい。
また、第1切替手段と第2切替手段とにおいて、駆動部が共用される場合、第1切替手段と第2切替手段とを、それぞれによる光路長差の変化を相殺させるように連動させる機構が、更に、OCT装置に設けられていてもよい。例えば、第1切替手段における光学部材と、第2切替手段における光学部材とが、1つのステージ上に配置されており、そのステージを1つの駆動部で駆動させることによって、第1切替手段と第2切替手段とが連動されてもよい。勿論、第1切替手段と第2切替手段をと連動させる機構は、ステージに限られるものではない。第1切替手段と第2切替手段との駆動部が共用されることによって、装置をコンパクト化しやすくなるうえ、部品点数を抑制しやすくなる。
<アタッチメントの着脱>
また、OCT装置の対物光学系は、アタッチメント光学系の着脱に基づいて、OCTデータが取得される深さ領域、および、測定光の走査範囲、のうち少なくとも一方が変更されてもよい。アタッチメント光学系は、レンズ、ミラー、またはその両者を含むものであってもよい。アタッチメント光学系は、例えば、対物光学系に対して、被検眼側の位置で、挿脱(着脱)されてもよい。
OCT装置は、アタッチメント光学系が着脱されることにより、被検眼における撮影部位までの測定光路の光路長が変更される。多くの場合において、アタッチメント光学系が装着されることによって、その分、撮影部位までの光路長が増加すると考えられる。このとき、対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置が変更される場合もあり得る。
アタッチメント光学系が着脱されることにより、対物光学系の焦点と光スキャナとの相対位置が変更される場合、アタッチメント光学系およびその着脱部は、上記の第1切替手段の1種として利用されてもよい。対物光学系におけるパワー(屈折力)が、アタッチメント光学系の着脱に基づいて切替えられ、その結果、焦点の位置が移動されてもよい。この場合、例えば、アタッチメント光学系は、装着されることで、対物光学系の一部として機能し、対物光学系におけるパワーを補正してもよい。
また、アタッチメント光学系は、必ずしも対物光学系のパワーを変更するものである必要はない。例えば、アフォーカルなアタッチメント光学系によって、OCT装置における画角(換言すれば、測定光の走査範囲),および,分解能等が変更されてもよい。
アタッチメント光学系の着脱によって、対物光学系における焦点の位置が変更される場合、OCT装置には、アタッチメント光学系の着脱を検出する検出器(センサ)が設けられていてもよい。
制御部は、検出器からの検出信号に基づいて、切替手段(第1切替手段,第2切替手段)を駆動し、アタッチメントの着脱に伴う光路長差の変化を、少なくとも一部相殺してもよい。つまり、アタッチメント光学系が取付けられる場合は、切替手段は、測定光路の光路長を減じる方向に光路長を調整する。アタッチメント光学系が取り外される場合は、切替手段は、測定光路の光路長を増加させる方向に光路長を調整する。アタッチメント着脱の前後における光路長差の変化が抑制されることで、着脱後、スムーズに、所望の撮影部位のOCTデータを取得できる。
なお、アタッチメントの着脱によって、前眼部撮影モードと、眼底撮影モードと、に切替る場合に、そのアタッチメントの着脱によって生じる光路長差が切替手段によって補正された結果として、眼軸長相当量の光路長差が生じるように、切替手段は駆動されてもよい。
<実施例>
本実施例では、OCT装置として、図1に示される光コヒーレンストモグラフィー(OCT)装置が用いられる。本実施例に係るOCT装置は、例えば、波長掃引式OCT(SS−OCT:Swept Source-OCT)を基本的構成とし、波長可変光源102、干渉光学系(OCT光学系)100、演算制御器(演算制御部)70と、を含む。その他、OCT装置には、メモリ72、表示部75、図示無き正面像観察系及び固視標投影系が設けられてもよい。演算制御器(以下、制御部)70は、波長可変光源102、干渉光学系100、メモリ72、表示部75に接続されている。
干渉光学系100は、導光光学系150によって測定光を眼Eに導く。干渉光学系100は、参照光学系110に参照光を導く。干渉光学系100は、眼Eによって反射された測定光と参照光との干渉、によって取得される干渉信号光を検出器(受光素子)120に受光させる。さらに、本実施例の干渉光学系100は、FPN生成光学系200を備える(詳しくは後述する)。なお、干渉光学系100は、図示無き筐体(装置本体)内に搭載され、ジョイスティック等の操作部材を介して周知のアライメント移動機構により眼Eに対して筐体を3次元的に移動させることによって被検眼に対するアライメントが行われてもよい。
干渉光学系100には、SS−OCT方式が用いられ、光源102として出射波長を時間的に高速で変化させる波長可変光源(波長走査型光源)が用いられる。光源102は、例えば、レーザ媒体、共振器、及び波長選択フィルタによって構成される。そして、波長選択フィルタとして、例えば、回折格子とポリゴンミラーの組み合わせ、ファブリー・ペローエタロンを用いたフィルタが挙げられる。また、光源102として、VCSEL式波長可変光源が用いられてもよい。
カップラ(スプリッタ)104は、第1の光分割器として用いられ、光源102から出射された光を測定光路と参照光路に分割する。カップラー104は、例えば、光源102からの光を測定光路側の光ファイバー105に導光すると共に、参照光路側の参照光学系110に導光する。
カップラ(スプリッタ)130は、第2の光分割器として用いられ、光ファイバー105からの光(測定光)を、導光光学系150の光路とFPN生成光学系200の光路に分割する。つまり、測定光路には、導光光学系150とFPN生成光学系200が設けられている。カップラ(スプリッタ)130は、ビームスプリッタであってもよいし、サーキュレータであってもよい。
<導光光学系>
導光光学系150は、測定光を眼Eに導くために設けられる。導光光学系150には、例えば、光ファイバー152、カップラー153、コリメータレンズ154、光スキャナ156、及び対物レンズ系158が順次設けられてもよい。この場合、測定光は、光ファイバー152、カップラー153を介して、コリメータレンズ154によって平行ビームとなり、光スキャナ156に向かう。光スキャナ156を通過した光は、対物レンズ系158を介して、眼Eに照射される。測定光は、前眼部及び後眼部の両方に照射され、各組織にて散乱・反射される。
光スキャナ156は、眼E上でXY方向(横断方向)に測定光を走査させてもよい。光スキャナ156は、例えば、2つのガルバノミラーであり、その反射角度が駆動機構によって任意に調整される。光源102から出射された光束は、その反射(進行)方向が変化され、眼底上で任意の方向に走査される。光スキャナ156としては、例えば、反射ミラー(ガルバノミラー、ポリゴンミラー、レゾナントスキャナ)の他、光の進行(偏向)方向を変化させる音響光学素子(AOM)等が用いられてもよい。
この場合、測定光による眼Eからの散乱光(反射光)は、対物レンズ系158、光スキャナ156、コリメータレンズ154、カップラー153、光ファイバー152を経た後、カップラ―130に達する。カップラ130は、光ファイバー152からの光を、第1の検出器120aに向かう光路(例えば、光ファイバー115〜カップラー350a)と、第2の検出器120bに向かう光路(例えば、光ファイバー105〜カップラー104〜光ファイバー117〜カップラー350b)に分割する。
カップラー130によって分割された測定光のうち、第1の検出器120aに向かう光路を経由した測定光は、カップラ350aにて、第1の参照光路110aからの参照光と合波されて干渉する。また、第2の検出器120bに向かう光路を経由した測定光は、カップラ350bにて、第2の参照光路110bからの参照光と合波されて干渉する。
<参照光学系>
参照光学系110は、眼Eでの測定光の反射によって取得される反射光と合成される参照光を生成する。参照光学系110を経由した参照光は、カップラ(例えば、カップラ350a、350b)にて測定光路からの光と合波されて干渉する。参照光学系110は、マイケルソンタイプであってもよいし、マッハツェンダタイプであってもよい。
参照光学系110は、例えば、反射光学系によって形成され、カップラー104からの光を反射光学系により反射することにより検出器120に導いてもよい。参照光学系110は、透過光学系によって形成されてもよい。この場合、参照光学系110は、カップラー104からの光を戻さず透過させることにより検出器120へと導く。
なお、測定光路と参照光路の少なくともいずれかには、測定光と参照光との光路長差を調整するための光学部材が配置されてもよい。例えば、コリメータレンズ154とカップラー153とが一体的に移動されることで、測定光の光路長が調整され、結果として、測定光と参照光との光路長差が調整されてもよい。もちろん、参照光路に配置された光学部材が移動されることによって、結果として、測定光と参照光との光路長差が調整されてもよい。
本実施例において、参照光学系110として、複数の参照光路が設けられてもよく、例えば、第1の参照光路110aと、第2の参照光路110bとが設けられてもよい。
参照光学系110は、例えば、参照光路を第1の参照光路110aと、第2の参照光路110bに分割するための光分割器(例えば、カップラ111)が設けられてもよい。第1の参照光路110aと、第2の参照光路110bの少なくともいずれかには、例えば、参照光の光路長を変更するために移動される光学部材112が設けられてもよい。光学部材112は、制御部70によって制御される図示なき駆動部によって移動されてもよい。
例えば、カップラ104からの参照光は、カップラ111によって第1の参照光路110aと第2の参照光路110bに分割される。第1の参照光路110aを経由した参照光は、カップラ350aにて、光ファイバ115からの測定光と合波されて干渉する。第2の参照光路110bを経由した参照光は、カップラ350bにて、光ファイバ117からの測定光と合波されて干渉する。
第1の参照光路110aと、第2の参照光路110bは、互いに異なる光路長に設定されてもよい。これによって、例えば、互いに異なる深さ領域に対応する干渉信号を同時に取得でき、結果として、広範囲のOCTデータを同時に取得できる。
例えば、第1の参照光路110aが、被検眼における第1の深さ領域(例えば、水晶体、眼底)に対応する干渉信号を得るために設けられ、第2の参照光路110bは、被検眼における第2の深さ領域(例えば、角膜)に対応する干渉信号を得るために設けられてもよい。この場合、第2の深さ領域は、第1の深さ領域に対して異なる領域に設定される。この場合、第1の深さ領域と第2の深さ領域は、互いに分離した領域であってもよいし、互いに隣接した領域であってもよいし、一部が重複した領域であってもよい。
なお、第1の参照光路110aと、第2の参照光路110bは、同じ光路長に設定されてもよい。これによって、例えば、同一の深さ領域に対応する干渉信号を同時に取得でき、結果として、同一領域に関する複数のOCTデータを同時に取得できる。
<光検出器>
検出器120は、測定光路からの光と参照光路からの光による干渉を検出するために設けられている。なお、検出器120は、受光素子であってもよく、例えば、受光部が一つのみからなるポイントセンサであって、例えば、アバランシェ・フォト・ダイオードが用いられてもよい。
本実施例では、検出器120として、第1の検出器120aと、第1の検出器120aとは異なる第2の検出器120bと、が設けられてもよい。第1の検出器120aは、第1の参照光路110aからの参照光と光ファイバー115からの測定光との第1の干渉信号を検出するための検出器として設けられてもよい。第2の検出器120bは、第2の参照光路110bからの参照光と光ファイバ117からの測定光との第2の干渉信号を検出するための検出器として設けられてもよい。この場合、第1の検出器120aにて第1の干渉信号を検出すると同時に、第2の検出器120bにて第2の干渉信号を検出することによって、第1の干渉信号と第2の干渉信号を同時に検出可能である。
なお、第1の検出器120a、第2の検出器120bは、それぞれ平衡検出器であってもよい。この場合、第1の検出器120a、第2の検出器120bは、複数の受光素子をそれぞれ備え、第1受光素子からの干渉信号と第2受光素子からの干渉信号との差分を得て、干渉信号に含まれる不要なノイズを削減できる。
<FPN生成光学系>
FPN生成光学系200は、FPN信号を生成するために設けられてもよい。FPN生成光学系200は、FPNを発生させる光学部材(例えば、第1の光学部材204又は第2の光学部材206)を少なくとも一つ備えてもよい。本実施例において、FPN生成光学系200は、測定光が被検眼に向かう光路から分岐された位置に配置されている。
FPN生成光学系200としては、例えば、反射光学系であってもよく、FPN発生用光学部材としては、例えば、光反射部材(例えば、ミラー)が用いられてもよい。なお、本実施例においては、FPNを発生させる光学部材を複数設けたが、これに限定されず、FPN生成光学系200は、FPNを発生させる光学部材を一つ備える構成であってもよい。
第1の検出器120aには、第1の干渉信号と共にFPN信号が検出され、第2の検出器120bには、第2の干渉信号と共にFPN信号が検出される。FPN信号は、例えば、第1の干渉信号に基づく第1のOCTデータと、第2の干渉信号に基づく第2のOCTデータとの合成(詳しくは後述する)、各干渉信号の波数マッピング補正、偏光調整等に用いられてもよい。
例えば、FPN生成光学系200は、第1のFPN信号と第2のFPN信号を生成するために設けられてもよい。例えば、FPN生成光学系200は、第1のFPNを発生させる第1の光学部材204と、第2のFPNを発生させる第2の光学部材206と、を少なくとも備えてもよい。第2の光学部材206は、第2の光学部材を経由した光が、第1の光学部材204を経由した光による光路長とは異なるように配置されてもよい。これによって、第2のFPNは、第1のFPNに対して異なる位置に発生される。なお、後述するゼロディレイ位置は、OCTデータ上において、測定光の光路長と参照光の光路長とが一致する位置に対応する。
第1の光学部材204と第2の光学部材206とが同時に使用されることによって、2つのFPN信号を同時に生成することが可能であり、これによって、2つのFPN信号を処理する際の時間的なずれの影響を軽減できる。なお、FPN光学系200は、3つ以上のFPN発生用光学部材を備えてもよく、これらが同時に使用されることによって、3つ以上のFPN信号を同時に生成することが可能である。
FPN生成光学系200としては、例えば、反射光学系であってもよく、FPN発生用光学部材としては、例えば、光反射部材(例えば、ミラー)が用いられてもよい。本実施例では、第1のFPN発生用光学部材204、第2のFPN発生用光学部材206としてミラーが用いられているが、これに限定されない。
この場合、カップラ130からの光は、第1の光学部材204又は第2の光学部材206を経由した後、カップラ130に戻され、導光光学系150からの光と同様の経路を経て、カップラ350a,カップラ350bに達する。FPN生成光学系200からの光は、カップラ350a,350bにて参照光と合波されて干渉する。なお、光源102〜FPN生成光学系200〜カップラ350a,350bの光路長と、光源102〜参照光学系110〜カップラ350a,350bまでの光路長は、ほぼ同じ長さに設定されてもよい。
例えば、第1の光学部材204を経由した光が参照光と干渉することによって、第1のFPNに対応する干渉信号光が生成され、検出器120には第1のFPN信号が生成され、第2の光学部材206を経由した光が参照光と干渉することによって、第2のFPNに対応する干渉信号光が生成され、検出器120には第2のFPN信号が生成される。結果として、例えば、検出器120には、第1のFPN信号と第2のFPN信号の両方が同時に検出される。
FPN信号を所定の処理に用いる場合、検出器120a、検出器120bのそれぞれにおいて、第1のFPN信号と第2のFPN信号の両方が同時に検出されてもよいし、検出器120aにおいて一方のFPN信号が検出され、検出器120bにおいて他方のFPN信号が検出されてもよい。また、検出器120a、検出器120bの一方において、第1のFPN信号と第2のFPN信号の両方が同時に検出され、検出器120a、検出器120bの他方において第1のFPN信号と第2のFPN信号の一方が検出されてもよい。また、検出器120a、検出器120bの一方において、少なくとも一つのFPN信号が検出され、また、検出器120a、検出器120bの他方において、FPN信号が検出されなくてもよい。
なお、FPN生成光学系200には、光量モニタ210が配置されてもよく、光源102からの光は、ビームスプリッタ208を介して光量モニタ120によって検出される。光量モニタ120からの出力信号は、光源102の出射光量が適正か否かを判定するために用いられてもよい。
<光量分岐比>
ここで、カップラー130は、カップラー104からの光を、導光光学系150の光路とFPN生成光学系200の光路に分割すると共に、導光光学系150及びFPN生成光学系200からの光を、第1の検出器350aへと向かう光路(例えば、光ファイバー115〜カップラー350a)と、カップラー104へと向かう光路(例えば、光ファイバー105〜カップラー104〜光ファイバー117〜カップラー350b)と、に分割する。
ファイバー105からの光を分割する際のカップラー130の光量分割比S1は、導光光学系150よりもFPN生成光学系200に多くの光が導かれるように設定されてもよい。この場合、ファイバー105からの光がカップラ130―によって分割される光量比は、導光光学系150<FPN生成光学系200となる。
導光光学系150からの光を分割する際のカップラー130の光量分割比S2は、光量分割比S1に依存する。この結果、導光光学系150からの光に関し、第1の検出器120aに向かう光路よりも、第2の検出器120aに向かう光路に、多くの光が導かれる。この場合、導光光学系150からの光がカップラー130によって分割される光量比は、第1の検出器120aに向かう光路<カップラー104に向かう光路となる。
第1の検出器120aに向かう光路を経由した測定光は、第1の参照光路110aからの光と干渉した後、第1の検出器120aにて第1の干渉信号として検出される。一方、カップラー104に向かう測定光は、カップラー104によって、光源102に向かう光路と、第2の検出器120bに向かう光路(例えば、光ファイバー117〜カップラー350b)に分割される。カップラー130からの光を分割する際の光量分割比S4は、光源102からの光を測定光路と参照光路とに分割する際の光量分割比S3に依存する。光量分割比S3が、測定光路よりも参照光路に多くの光が導かれるように設定された場合、カップラー130からの光がカップラー104によって分割される光量比は、光源102に向かう光路<第2の検出器120bに向かう光路となる。この結果、カップラ130からの光に関し、光源102に向かう光路よりも、第2の検出器120bに向かう光路に多くの光が導かれる。第2の検出器120bに向かう光路を経由した測定光は、第2の参照光路110bからの光と干渉した後、第2の検出器120bにて第2の干渉信号として検出される。
上記構成をまとめると、カップラー130の光量分割比S2に関して、第1の検出器120aに向かう光路<カップラー104に向かう光路であり、カップラー104の光量分割比S4に関して、光源102に向かう光路<第2の検出器120bに向かう光路にて設定されている。
この結果として、第1の検出器120aにて検出される第1の干渉信号と、第2の検出器120bにて検出される第2の干渉信号と、を適度なバランスにて検出できる。つまり、カップラー104を経由して第2の検出器120bに向かう光路の場合、導光光学系150からの光は、複数の光分割器(例えば、カップラ130、カップラー104)を経由するので、光量減衰の回数が多いのに対し、第1の検出器120aに向かう光路の場合、導光光学系150からの光は、カップラー130を経由して第1の検出器120aに達するので、光量減衰の回数が相対的に少ない。
そこで、カップラー130の光量分割比S2に関して、第1の検出器120aに向かう光路<カップラー104に向かう光路であり、カップラー104の光量分割比S4に関して、光源102に向かう光路<第2の検出器120bに向かう光路であることで、光量減衰が複数回行われたとしても、光量減衰を軽減でき、結果として、第1の検出器120aと第2の検出器120bとの間で信号強度の差異を少なくできる。したがって、第1の検出器120aによって得られるOCTデータと第2の検出器120bによって得られるOCTデータとの信号強度の差異が少なくなり、それぞれ適正なOCTデータを取得できる。
なお、カップラー130の光量分割比S2と、カップラー104の光量分割比S4に関して、第1の検出器120aに向かう光路と第2の検出器120bに向かう光路との光量比が同一となるように設定されてもよい。その一例としては、カップラー130の光量分割比S2に関して、第1の検出器120aに向かう光路:カップラー104に向かう光路=6:4、カップラー102の光量分割比S4に関して、光源102に向かう光路:第2の検出器120bに向かう光路=1:2となるように設定されてもよい。
上記限定されず、カップラー130の光量分割比S2と、カップラー104の光量分割比S4に関して、第1の検出器120aと第2の検出器120bによって検出されるOCTデータの撮影部位での反射光量の違いを考慮して、光量分割比が設定されてもよい。つまり、被検眼の角膜からの反射光は、反射光量が大きいが、水晶体及び眼底からの光は、反射光量が相対的に少ない。そこで、撮影部位による反射光量比を考慮して、結果として、第1の検出器120aと第2の検出器120bとの間でのOCTデータの信号強度が同一となるように、カップラー130の光量分割比S2と、カップラー104の光量分割比S4が設定されてもよい。
なお、本実施例において、導光光学系150からの光を複数の検出器に導光させる際、1つの光分割器(例えば、カップラー130)を介して第1の検出器120aに向かう光と、複数のカップラー(例えば、カップラー130、カップラー104)を介して第2の検出器120bに向かう光に分けたのは、導光光学系150からの光をより多く効率的に各検出器に導かれるためである。このような光学配置は、光源120の出射光量が限られており、被検眼からの反射光が微弱であるような場合に、特に有利である。
図2は、本実施例に係るFPN生成光学系の一例を示す図である。FPN生成光学系200は、例えば、第1の光学部材204を備える第1の光路203と、第2の光学部材206を備える第2の光路205とを少なくとも備えてもよい。ここで、第1の光路203と第2の光路205との間において、第1の光路203の光路長と第2の光路205の光路長が異なることによって、第2のFPNは、第1のFPNとは異なる位置に生成される。例えば、第2の光路205の光路長が第1の光路203の光路長よりも長いことによって、第1のFPNよりもゼロディレイから離れた位置に生成される。
FPN生成光学系200は、光路分割部材202(例えば、ビームスプリッタ)を備えてもよく、光路分割部材202は、光源側の光路を、第1の光路203と第2の光路205とに分割するために設けられてもよい。第1の光学部材204は、光路分割部材202によって分割された第1の光路203に配置されており、第2の光学部材206は、光路分割部材202によって分割された第2の光路に配置されている。
第1の光路203と第2の光路205は、互いに異なる光路長を持つ。つまり、光路分割部材202の分岐位置から第1の光学部材204までの光路長と、光路分割部材202の分岐位置から第2の光学部材206までの光路長は異なる。この結果として、第1の光学部材204によって形成される第1のFPNと、第2の光学部材206によって形成される第2のFPNは、OCT画像上において深さ方向に異なる位置に形成される。なお、深さ方向における第1のFPNと第2のFPNとの間の距離は、第1の光路203と第2の光路205との間の光路長差に起因する。
また、第1の光路203と第2の光路205は、互いに等しい光学的分散量に設定(構築)されている。この結果として、第1のFPNを用いて算出される各波数成分のマッピング情報(以下、第1の波数マッピング情報)と、第2のFPNを用いて算出される各波数成分のマッピング情報(以下、第2の波数マッピング情報)との間の差分に基づいて、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を演算により求める際、各マッピング情報に含まれる分散成分を適正にキャンセルできるので、補正情報を精度よく求めることができる(詳しくは、後述する)。この場合、互いに等しい分散量としては、厳密に同一である必要は必ずしもなく、一定の精度を確保し、分散成分を適正にキャンセルできればよい。
<偏波調整機構>
本実施例のOCT光学系100において、複数の偏光調整部が設けられてもよく、例えば、OCT光学系100の光路には、第1の偏光調整部300、第2の偏光調整部302、第3の偏光調整部304が設けられてもよい(図1参照)。
第1の偏光調整部300は、第1の参照光路110aの光路に配置され、第1の参照光路110aを経由する参照光の偏光状態を調整するために設けられてもよい。第2の偏光調整部302は、第2の参照光路110bの光路に配置され、第2の参照光路110bを経由する参照光の偏光状態を調整するために設けられてもよい。第3の偏光調整部304は、FPN生成光学系200の光路に配置され、FPN生成光学系200の光路を経由する光の偏光状態を調整するために設けられてもよい。
<深さ情報の取得>
光源102により出射波長が変化されると、これに対応する干渉信号光が検出器120に受光され、結果的に、スペクトル信号として検出器120によって検出される。制御部70は、検出器120によって検出されたスペクトル信号を処理(フーリエ解析)し、被検眼のOCTデータを得る。
スペクトル信号(スペクトルデータ)は、波長λの関数として書き換えられ、波数k(=2π/λ)に関して等間隔な関数I(k)に変換されてもよい。あるいは、初めから波数kに関して等間隔な関数I(k)として取得されてもよい(K―CLOCK技術)。演算制御器は、波数k空間でのスペクトル信号をフーリエ変換することにより深さ(Z)領域におけるOCTデータを得てもよい。
さらに、フーリエ変換後の情報は、Z空間での実数成分と虚数成分を含む信号として表されてもよい。制御部70は、Z空間での信号における実数成分と虚数成分の絶対値を求めることによりOCTデータを得てもよい。
本実施例では、制御部70は、第1の検出器120aによって検出された第1の干渉信号を処理して第1のOCTデータを得ると共に、第2の検出器120bによって検出された第2の干渉信号を処理して第2のOCTデータを得てもよい。ここで、第1の参照光路110aと第2の参照光路120bとが異なる光路長に設定される場合、第1のOCTデータと第2のOCTデータは、深さ方向に関して少なくとも一部が異なる領域のOCTデータが取得され、第1の参照光路110aと第2の参照光路120bとが同じ光路長に設定される場合、第1のOCTデータと第2のOCTデータは、深さ方向に関して同じ領域のOCTデータが取得される。
<制御系>
制御部70は、CPU(プロセッサ)、RAM、ROM等を備えてもよい(図1参照)。例えば、制御部70のCPUは、OCT装置の制御を司ってもよい。RAMは、各種情報を一時的に記憶する。制御部70のROMには、OCT装置の動作を制御するための各種プログラム、初期値等が記憶されてもよい。
制御部70には、記憶部としての不揮発性メモリ(以下、メモリに省略する)72、表示部75等が電気的に接続されてもよい。メモリ72には、電源の供給が遮断されても記憶内容を保持できる非一過性の記憶媒体が用いられてもよい。例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュROM、および、OCT装置に着脱可能に装着されるUSBメモリ等をメモリ72として使用することができる。メモリ72には、OCTデータの取得及びOCT画像の撮影を制御するための制御プログラムが記憶されてもよいし、FPNを用いてOCT画像を合成するための演算処理プログラム、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を得る演算処理プログラム等が記憶されてもよい。また、メモリ72には、OCTデータから生成されるOCT画像の他、撮影に関する各種情報が記憶されてもよい。表示部75は、OCTデータから生成されるOCT画像を表示してもよい。
<FPNを用いた画像合成>
制御部70は、第1の干渉信号に基づく第1のOCTデータと、第2の干渉信号に基づく第2のOCTデータとを、第1の検出器120aによって検出されたFPN信号と第2の検出器120bによって検出されたFPN信号とに基づいて合成することによって合成OCTデータを得てもよい(図3〜図5参照)。つまり、FPN信号は、複数のOCTデータを合成するための基準信号として用いられてもよい。ここで、第2のOCTデータは、第1のOCTデータに対して被検眼上の深さ領域の少なくとも一部が異なってもよい。
一例としては、FPN生成光学系200においてFPN発生用の光学部材(例えば、光学部材204、206)の配置位置は既知であるから、第1のOCTデータと第2のOCTデータとの位置関係をFPN信号を用いて設定してもよい。
これによって、第1のOCTデータと第2のOCTデータとの位置関係を適正に設定できる。なお、本実施例では、第1のOCTデータが第1の検出器120aにて検出されると同時に、第2のOCTデータが第2の検出器120bにて検出されるので、被検眼の移動などによる位置ズレも軽減できる。
例えば、FPN生成光学系200は、第1のFPNを発生させる第1の光学部材(例えば、第1の光学部材204)と、第1のFPNとは異なる位置に第2のFPNを発生させる第2の光学部材(例えば、第2の光学部材206)と、を少なくとも備え、少なくとも2つのFPN信号を生成するためのFPN生成光学系であってもよい。
制御部70は、第1の干渉信号に基づく第1のOCTデータと、第2の干渉信号に基づく第2のOCTデータとを、第1の検出器120aによって検出された第1の光学部材によるFPNと第2の検出器120bによって検出された第2の光学部材によるFPNとに基づいて合成することによって合成OCTデータを得てもよい。
図3、4はFPN信号を用いて複数のOCTデータを合成する場合のデータの一例を示す図であり、図3は合成前、図4は合成後のイメージ図である。FPN1は、第1の光学部材204によって生成されたFPN信号であり、FPN2は、第2の光学部材206によって生成されたFPN信号である。
図3においては、第1のOCTデータには、FPN1が形成され、第2のOCTデータ
には、FPN2が形成される。第1のOCTデータは、第1の参照光路110a及び第1の検出器110aを用いて取得され、第2のOCTデータは、第2の参照光路110b及び第2の検出器110bを用いて取得されてもよい。
FPN信号を用いてOCTデータ間の位置関係を設定する場合、制御部70は、例えば、第1のOCTデータに含まれるFPN1と第2のOCTデータに含まれるFPN2を用いてOCTデータ間の位置関係を設定してもよい。ここで、制御部70は、深さ方向におけるFPNの位置を検出し、FPNの検出位置を基準として複数のOCTデータを合成してもよい(図4参照)。
ここで、第1の光学部材204と第2の光学部材204との間の位置関係は既知であるから(例えば、光路長ΔD)、制御部70は、第1のOCTデータと第2のOCTデータとを合成する場合、FPN1とFPN2の位置を検出し、FPN1の検出位置とFPN2の検出位置とが光路長ΔD分離間するように合成してもよい。なお、複数のOCTデータ間の重複部分に関する合成について、いずれか一方のOCTデータを用いるようにしてもよいし、両方のOCTデータの平均を求めるようにしてもよい。
制御部70は、上記のようにして合成された合成OCTデータに基づいて被検眼の寸法(例えば、前房深度、眼軸長等)を測定してもよく、さらに、得られた測定結果を表示部75上に表示してもよい。
図5は、FPN信号を用いて複数のOCTデータを合成する場合のデータの変容例を示す図であり、第3のOCTデータには、FPN1とFPN2が形成されている。ここで、第3のOCTデータは、第1の参照光路110a及び第1の検出器110aを用いて取得されてもよく、第1の参照光路110aの光路長が調整されることで、第3のOCTデータが取得されてもよい。
ここで、制御部70は、第3のOCTデータを利用して、第1のOCTデータと第2のOCTデータとの位置関係を設定してもよい。この場合、制御部70は、例えば、第1のOCTデータ上でのFPN1の検出位置と、第3のOCTデータ上でのFPN1の検出位置が、深さ方向に関して同じ位置となるように位置関係を設定してもよく、さらに、制御部70は、例えば、第2のOCTデータ上でのFPN2の検出位置と、第3のOCTデータ上でのFPN2の検出位置が、深さ方向に関して同じ位置となるように位置関係を設定してもよい。これによれば、仮に、FPN発生用の光学部材の位置が経年変化によって変動したとしても、実際の位置関係を利用できるので、第1のOCTデータと第2のOCTデータとの位置関係をより安定的に設定可能である。
なお、深さ方向におけるFPNの位置を検出する場合、例えば、制御部70は、検出器120a、120bにて取得されたOCTデータを処理し、FPN発生用の光学部材(例えば、第1の光学部材204又は第2の光学部材206)によるFPN信号を抽出してもよい。FPN信号の信号強度は既知であるから、制御部70は、例えば、OCTデータの各輝度信号に対し、FPN信号を得るために設定された閾値を超えるか否を判定することによって、FPN発生用の光学部材に対応するFPN信号(基準信号)を抽出できる。なお、FPN1とFPN2は、既知の配置を利用して判別可能である。
なお、上記手法に限定されず、図5の第3のOCTデータを第1のOCTデータとし、図5の第2のOCTデータとして、これらを合成するようにしてもよい(図6参照)。この場合、第1のOCTデータには、FPN1とFPN2が形成され、第2のOCTデータには、FPN2が形成される。第1のOCTデータは、第1の参照光路110a及び第1の検出器110aを用いて取得され、第2のOCTデータは、第2の参照光路110b及び第2の検出器110bを用いて取得されてもよい。
この場合、制御部70は、FPN2の位置を検出し、その検出位置を利用してOCTデータ間の位置関係を設定してもよいし、第1のOCTデータのFPN2と、第2のOCTデータのFPN2とを画像処理によってマッチングさせることによって位置関係を設定してもよい。この場合、制御部70は、合成OCTデータにおいて、第1のOCTデータのFPN1と第2のOCTデータのFPN1とが深さ方向において一致するように合成を行ってもよい。
なお、本実施例において、FPN生成光学系200について、第1の光学部材204が配置された第1の光路203と、第2の光学部材206が配置された第2の光路205は、互いに等しい光学的分散量に設定(構築)されている。この結果として、FPNによるPSF信号は相似形となるので、例えば光源の質が悪く、PSFが単峰性でない場合などでも、相応するピーク位置を検出しやすく、離間を容易に決定することが出来る。
図6は、一つのFPNを用いて画像合成を行う一例として考えることも可能である。FPN1の生成は必ずしも必須ではない。つまり、本実施例のFPN光学系200が、一つのFPN発生用の光学部材を備える場合であっても、画像合成は可能であり、装置の構成の簡略化が可能だが、複数のFPN信号を用いる場合と比較して深さ方向の撮像レンジが狭くなると共に、異なるOCTデータ間での重複領域が多くなる。一方、共通領域を設ける場合は、複数のFPN信号を用いることで、深さ方向の撮像レンジが広くできると共に、異なるOCTデータ間での重複領域を少なくできる。その他、間に不連続な領域を含んでもよい。この場合も、両者の離間が正確にわかるので、例えば眼の調節機能を調べたりする場合に有用である。
なお、本実施例に係るFPN生成光学系200について、OCTデータの合成に用いるFPN発生用の光学部材(例えば、第1の光学部材204、第2の光学部材206)は空気中に配置されており、その表面反射によって生成されたFPNが画像合成に利用されるので、この結果として、FPNの信号強度(SNR)の低下等を軽減できるので、FPNを用いたOCTデータの合成を正確に行うことができる。
なお、FPN信号を得るタイミングとしては、例えば、電源投入時に実施されてもよいし、被検者が変更される毎に実施されてもよい。また、OCT光学系における撮影条件を最適化する最適化制御の際に実施されてもよい。もちろん、これに限定されず、常時実施されてもよい。例えば、制御部は、FPN信号を含むOCTデータを予め取得しておき、予め取得されたFPN信号を用いて、後に取得されたOCTデータの合成、マッピング状態の補正、偏光調整等を行うようにしてもよい。
<遮光部材>
なお、FPN生成光学系200の光路に遮光部材又は減光部材が配置されることによって、被検眼の観察又は撮影に用いるOCTデータのFPN信号を軽減するようにしてもよい。この場合、第1の光路と第2の光路との少なくともいずれかが遮光又は減光されることで、OCTデータ上でのFPN信号を軽減するようにしてもよい。これらは、診断・観察等に用いるOCTデータを得る場合において有効である。また、これに限定されず、OCTデータに含まれるFPN信号を信号処理によって除去するようにしてもよい。
例えば、FPN生成光学系200の光路には、第1の光路を遮光するための第1の遮光部材210と、第2の光路を遮光するための第2の遮光部材212と、が各光路に対して挿脱可能に配置されてもよい。
<波数マッピングの補正>
図7は、本実施例に係るOCTデータの一例を示す図であり、OCTデータ上には、第1のFPN信号と第2のFPN信号とが同時に形成されている。なお、OCTデータ上には、被検眼のOCT画像が含まれていてもよい。
この場合、制御部70は、第1のFPNと第2のFPNの両方を同時に含む信号を処理して、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を取得しても追い。つまり、制御部70は、例えば、補正情報を得る演算処理器として用いられてもよい。また、OCT光学系を駆動させる制御部とは異なるプロセッサによって、補正情報が取得されてもよい。なお、制御部70は、例えば、OCT画像の撮影中ないし撮影前に、光源102により波長が掃引されることに伴う少なくとも2つのFPN信号の位相差情報を利用して、補正情報を生成してもよい。
より詳細には、制御部70は、サンプリングポイントpに対する各波長成分(波数成分)のマッピング状態(波数サンプリングマッピング)を、FPN生成光学系200によって生成される少なくとも2つのFPN信号に基づいて補正してもよい。
制御部70は、例えば、FPNの強度レベルを解析することによって、FPNに対応する位置でのスペクトル信号におけるφ(k)を求めてもよい。φ(k)は、掃引波長(波数)に応じたスペクトル信号の位相φの変化を示す。φ(k)は、横軸:波数k、縦軸:位相φである関数で表されてもよい。信号強度(振幅)の大きい波数k領域でのφ(k)に関して多項式フィッティングを行い、信号強度が小さい波数k領域でのφ(k)を外挿又は内挿によって求めてもよい。例えば、φ(k)は、FPNに対応する深さ位置におけるフーリエ変換値(強度値)Fの実数部RealFと虚数部ImagFの比のArc Tangent(逆正接)から求められてもよい。ここで、Arc Tangent処理によってフーリエ変換値の実数部と虚数部の比の逆正接が算出され、φ(k)が得られる。
少なくとも2つのFPN信号を同時に得た場合、制御部70は、第1のFPNを処理して第1の波数マッピング情報φ1(k)を求めると共に、第2のFPNを処理して第2の波数マッピング情報φ2(k)を求めてもよい(図8参照)。この場合、各波数マッピング情報は、各波数成分の位相情報として求められてもよい。
さらに、制御部70は、第1の波数マッピング情報φ1(k)と第2の波数マッピング情報φ2(k)との間の差分情報Δφ(k)を求めてもよい(図5参照)。なお、差分情報は、各波数成分の位相差情報として求められてもよい。差分情報Δφ(k)を得る場合、第2のFPNの方が位相の進みが早いので、Δφ(k)=φ2(k)−φ1(k)にて差分情報が得られてもよい。なお、差分情報を求めることで、各波数マッピング情報に含まれる分散成分をキャンセルできる。この場合、前述したように、第1の光路203と第2の光路205との間の分散量を等しくしておくことが好ましい。
ここで、第1のFPNと第2のFPNとの間の光学的距離(光路長差)をΔZとし、仮に、差分情報Δφ(k)が理想的であれば、以下の式(1)
ここでΔZは次のように求められる。干渉成分はexp(ikz)と一般化でき、kとzにはkz=2πの関係がある。これから、zはNをサンプリングポイント数、kmaxとkminを各サンプリングポイントで検出されるk値の最大・最小値として、以下の式(2)
として、表すことができる。なお、i=0,1,2,・・・,N/2
ここで、ΔZに相当する干渉信号が、i(ΔZ)に対応するサンプリングポイントで検出されるとすると、ΔZは以下の式(3)
Δφ(k)は理想的には傾きΔZ、切片0の直線になるはずなので、2次、3次の非線形項をσとすると、kは以下の式(4)
と補正される。これから補正された波長λ´がλ´=2π/k´と決まる。ここでσは以下の式(5)
と展開したときの非線形項σ=b
2k
2+b
3k
3である。なお、上記例では、非線形項が3次となっているが、これに限定されず、さらに多い非線形項であってもよい。例えば、9次程度であってもよい。あるいは、他のフィット方法(チャープされた正弦波によるフィット方法)が用いられてもよい。
なお、図9は、補正演算を行うことにより、補正されるスペクトル信号のマッピングを模式的に示した図である。また、補正されたΔφ(kmin)、Δφ(kmax)の値が、理想値であるz(peak)・kmin、z(peak)・kmaxから所定の許容範囲内(例えば、1E−5程度)であれば収束したと判断し、この条件が満たされなければ、上述の補正されたλ´を用いて再度同様の演算を繰り返す。
上記のようにして、制御部70は、FPN生成光学系200を用いて生成される少なくとも2つのFPN信号から補正情報を演算により求め、得られた補正情報をメモリ72に記憶させてもよい。これにより、検出器120にて検出された各波長成分と、各サンプリングポイントとの対応関係がより正確に求められる。得られた補正情報は、OCTデータの取得に用いられてもよい。なお、FPNからφ(k)を求める手法、波数マッピング情報を求める手法については、特開2013−156229号、特開2015−68775号公報等を参考になされたい。
なお、上記説明においては、SS−OCTにおいて波数マッピング情報を補正する場合を示したが、これに限定されず、SD−OCTにおいて波数マッピング情報を補正する場合においても、本実施例の適用は可能である。この場合、例えば、制御部70は、スペクトロメータの各受光素子に対する各波長(波数)分のマッピング状態を、FPN生成光学系200によって生成される少なくとも2つのFPN信号に基づいて補正してもよい。この場合、特開2010−220774号公報が参考されてもよい。
なお、本実施例に係る波数マッピング補正については、特願2017−017156を参照されたい。
なお、各波数成分のマッピング状態を補正するための補正情報を取得するタイミングとしては、例えば、電源投入時に実施されてもよいし、被検者が変更される毎に実施されてもよい。また、OCT光学系における撮影条件を最適化する最適化制御の際に実施されてもよい。もちろん、これに限定されず、常時実施されてもよい。なお、マッピング状態の補正後、ノイズ除去処理によってOCT画像上のFPNが除去されてもよい。
また、上記説明においては、測定光路から分岐した位置にFPN生成光学系が設けられたが、これに限定されず、OCT光学系の光路中であれば、これに限定されない。例えば、OCT光学系の参照光路から分岐した位置にFPN生成光学系が配置されてもよい。この場合、例えば、FPN生成光学系からの光と参照光(又は測定光)との干渉によるFPN信号が得られてもよい。また、例えば、測定光路と参照光路とが合流した後の光路から分岐した位置にFPN生成光学系が配置されてもよい。この場合、例えば、干渉光の光路に直接向かう干渉光と、干渉光の光路から分岐された位置に設けられたFPN生成光学系からの干渉光との干渉によるFPN信号が得られ、検出器120によって検出されてもよい。なお、検出器120が第1の検出器120aと第2の検出器120bを備える場合、各検出器の光路に分割される前に、FPN生成光学系が配置されることで、各検出器に同様のFPN信号が検出されてもよい。
<被検眼への適用例>
本装置は、被検眼のOCTデータを取得するための眼科用OCT装置であってもよい。例えば、眼科用OCT装置としては、眼底のOCTデータと、角膜及び水晶体を含む前眼部のOCTデータと、を取得可能な構成であってもよく、さらに、角膜及び眼底のOCTデータに基づいて眼軸長を測定可能な構成であってもよい。
例えば、眼科用OCT装置は、自動又は手動によるモード切換信号に応じて、OCT光学系100の光学配置を切換可能な構成であってもよい。以下、眼底撮影モード、前眼部撮影モード、眼軸長測定モードとの間でモード切換を行う場合の一例について説明する。
<眼底撮影モード>
眼底撮影モードに設定された場合、制御部70は、導光光学系150を制御し、眼底のOCTデータを得るための光学配置に切り替えてもよい。この場合、例えば、制御部70は、被検眼瞳孔上に測定光の旋回点が形成されると共に、測定光の集光位置が眼底上に形成されるように、導光光学系150の光学配置を切り換えてもよい。なお、導光光学系150の光学配置の切換に係る構成については、例えば、特開2016−209577号公報を参照されたい。
眼底撮影モードに設定された場合、制御部70は、測定光と参照光の少なくともいずれかの光路長を調整し、OCTデータの取得領域を眼底に設定してもよい。この場合、例えば、制御部70は、複数の参照光路の少なくともいずれかを経由した参照光の光路長が、眼底を経由した測定光の光路長と一致するように、測定光と参照光との間の光路長差を調整してもよい。なお、光路長差が調整される場合、ゼロディレイ位置よりも網膜が奥側に形成された状態でOCTデータが取得されるように調整されてもよいし、ゼロディレイ位置よりも脈絡膜が前側に形成された状態でOCTデータが取得されるように調整されてもよい。
本実施例では、例えば、眼底からの測定光の光路長と、第1の参照光路110aからの参照光とが一致するように、測定光路に配置された光学部材が移動されることによって、測定光の光路長が調整されてもよい。これによって、少なくとも、第1の検出器110aからの出力信号に基づいて得られる第1のOCTデータには、眼底のOCTデータが含まれる。
図10は眼底撮影モードにおいて取得されるOCTデータの一例を示す図である。制御部70は、光学部材112を移動させ、第1の参照光路110aと同一の光路長となるように、第2の参照光路110bの光路長を調整してもよい。この結果、第1の検出器110aに基づく第1のOCTデータと、第2の検出器110bに基づく第2のOCTデータとが、眼底の同一領域となる。この場合、制御部70は、第1のOCTデータと第2のOCTデータとに基づく合成OCTデータ(例えば、加算平均画像、超解像画像、等)を得てもよい。これによって、短時間で、所定の撮像領域に関する良好な眼底のOCTデータが得られる。
<眼軸長測定モード>
眼軸長測定モードに設定された場合、制御部70は、導光光学系150を制御し、前述の眼底撮影モードと同一の光学配置に切り替えてもよい。この場合、例えば、制御部70は、瞳孔上に測定光の旋回点が形成される共に、測定光の集光位置が眼底上に形成されるように、導光光学系150の光学配置を切り換えられてもよい。これによって、眼軸長測定の際に得られるOCTデータにおいて、眼底の形態情報(例えば、黄斑付近の情報)を詳細に取得でき、結果として、被検眼の眼軸長を精度よく測定可能となる。
眼軸長測定モードに設定された場合、制御部70は、測定光と参照光の少なくともいずれかの光路長を調整し、第1の検出器120aと第2の検出器120bの一方によるOCTデータの取得領域を眼底に設定し、第1の検出器120aと第2の検出器120bの他方によるOCTデータの取得領域を角膜に設定してもよい。
図11は眼軸長撮影モードにおいて取得されるOCTデータの一例を示す図である。本実施例では、例えば、眼底からの測定光の光路長と、第1の参照光路110aからの参照光とが一致するように、測定光路に配置された光学部材が移動されることによって、測定光の光路長が調整されてもよい。これによって、少なくとも、第1の検出器110aからの出力信号に基づいて得られる第1のOCTデータには、眼底のOCTデータが含まれる。
第1のOCTデータに眼底のOCTデータが含まれるように、測定光路に配置された光学部材の位置が調整された状態において、例えば、制御部70は、角膜からの測定光の光路長と、第2の参照光路110bからの参照光とが一致するように、第2の参照光路110bに配置された光学部材112が移動されることによって、第2の参照光路110bの参照光の光路長が調整されてもよい。これによって、第2の検出器110bからの出力信号に基づいて得られる第2のOCTデータには、角膜のOCTデータが含まれる。
眼底のOCTデータと角膜のOCTデータが取得されると、制御部70は、眼底のOCTデータに基づいて網膜位置を検出すると共に、角膜のOCTデータに基づいて角膜位置を検出してもよい。制御部70は、網膜位置の検出結果と、角膜位置の検出結果と、第1の参照光路110aと第2の参照光路110bとの光路長差を利用して眼軸長を測定してもよい。
この場合、例えば、第1の参照光路110aと第2の参照光路110bとの光路長差は、光学部材112を移動させるための駆動部の駆動位置によって求められてもよいし、光学部材112の位置に基づいて検出されてもよい。なお、第1の参照光路110aと第2の参照光路110bとの光路長差が固定の場合、既知の光路長差が用いられてもよい。また、これに限定されず、FPN生成光学系200において、角膜に対応するFPN信号を生成するためのFPN発生用光学部材と眼底に対応するFPN信号を生成するFPN発生用光学部材を備える構成とし、既知の光学部材の位置を利用して、光路長差を取得してもよい。この場合、光路長差に対応すべく、3つ以上のFPN発生用光学部材が用いられてもよい。
<前眼部撮影モード>
前眼部撮影モードに設定された場合、制御部70は、導光光学系150を制御し、角膜及び水晶体を含む前眼部のOCTデータを得るための光学配置に切り替えてもよい。この場合、被検眼瞳孔よりも装置側に測定光の旋回点が形成されると共に、測定光の集光位置が前眼部上に形成されるように、導光光学系150の光学配置を切り換えてもよい。なお、導光光学系150の光学配置の切換に係る構成については、例えば、特開2016−209577号公報を参照されたい。
前眼部撮影モードに設定された場合、制御部70は、制御部70は、測定光と参照光の少なくともいずれかの光路長を調整し、第1の検出器120aと第2の検出器120bの一方によるOCTデータの取得領域を水晶体に設定し、第1の検出器120aと第2の検出器120bの他方によるOCTデータの取得領域を角膜に設定してもよい。ここで、第1の検出器120aによって取得されるOCTデータと、第2の検出器120bによって取得されるOCTデータとは、被検眼上の取得領域の少なくとも一部が深さ方向に関して異なる。これによって、角膜領域を含むOCTデータと、水晶体領域を含むOCTデータが取得されてもよい。この場合、角膜領域を含むOCTデータに、角膜及び水晶体前面が少なくとも含まれ、水晶体領域を含むOCTデータに、水晶体後面が少なくとも含まれてもよい。つまり、前眼部領域における前側領域のOCTデータと、前眼部領域における後側領域のOCTデータとが、それぞれ別々に取得されてもよい。
なお、制御部70は、例えば、水晶体領域を含むOCTデータと、角膜領域を含むOCTデータとを合成してもよい。この場合、前述のFPN信号を用いた合成処理が用いられてもよく、角膜及び水晶体からの測定光の光路長と、FPN生成光学系200を経由した測定光の光路長が一致するように、FPN生成光学系200の光路長が設定されてもよい。いいかえれば、角膜領域を含むOCTデータと水晶体領域を含むOCTデータとを取得できるように導光光学系150の測定光と参照光との光路長差が設定された状態において、各OCTデータにFPN信号が含まれるように、FPN生成光学系200が設定されてもよい。
なお、光路長差が調整される場合、ゼロディレイ位置よりも角膜前面が奥側に形成された状態で角膜領域を含むOCTデータが取得されるように調整され、ゼロディレイ位置よりも水晶体後面が前側に形成された状態で水晶体領域を含むOCTデータが取得されるように調整されてもよい。これにより、画像合成時のミラーイメージによる影響を回避できる。また、第1のOCTデータと第2のOCTデータとの間において、深さ方向において被検眼上の取得領域の一部が重複するように、第1の参照光路110aと第2の参照光路110bの光路長差が設定されてもよい。これによって、画像合成における連結をスムーズに行うことができる。
図12は前眼部撮影モードにおいて取得されるOCTデータの一例を示す図である。本実施例では、例えば、水晶体からの測定光の光路長と、第1の参照光路110aからの参照光とが一致するように、測定光路に配置された光学部材が移動されることによって、測定光の光路長が調整されてもよい。これによって、少なくとも、第1の検出器110aからの出力信号に基づいて得られる第1のOCTデータには、水晶体領域のOCTデータが含まれる。
第1のOCTデータに水晶体のOCTデータが含まれるように、測定光路に配置された光学部材の位置が調整された状態において、例えば、制御部70は、角膜からの測定光の光路長と、第2の参照光路110bからの参照光とが一致するように、第2の参照光路110bに配置された光学部材112が移動されることによって、第2の参照光路110bの参照光の光路長が調整されてもよい。これによって、第2の検出器110bからの出力信号に基づいて得られる第2のOCTデータには、角膜のOCTデータが含まれる。
水晶体のOCTデータと角膜のOCTデータが取得されると、例えば、制御部70は、水晶体のOCTデータと角膜のOCTデータを合成し、合成OCTデータを取得してもよい。さらに、制御部70は、合成OCTデータに基づいて角膜位置、水晶体位置等を検出し、被検眼の前房深度、水晶体厚等を測定してもよい。
<他のOCTデータに含まれるFPN信号を用いたOCTデータの補正>
制御部70は、第1のOCTデータと第2のOCTデータの一方にてFPN信号を含むOCTデータを取得し、第1のOCTデータと第2のOCTデータの他方においてFPN信号を含まないOCTデータを取得してもよい。また、制御部70は、FPN信号を含むOCTデータにおけるFPN信号に基づいて波数マッピング情報を得て、FPN信号を含まないOCTデータを補正するようにしてもよい。当該構成によれば、複数の検出器を用いる場合において、各検出器に応じてFPN生成光学系を設ける必要が必ずしもなくなる。この場合、制御部70は、FPN信号を含まないOCTデータをリアルタイムで補正するようにしてもよく、これによれば、OCTデータの補正をさらに精度よく補正できる。
この場合、例えば、制御部70は、測定光と参照光の少なくともいずれかの光路長を調整し、第1の検出器120aと第2の検出器120bの一方によるOCTデータの取得領域を所定の撮影部位(例えば、眼底、角膜、水晶体)に設定してもよい。また、制御部70は、第1の検出器120aと第2の検出器120bの他方によるOCTデータの取得領域をFPN生成光学系200の光学部材(例えば、光学部材204、光学部材206)に設定する。
図13は眼底撮影モードにおいてリアルタイム補正を適用する場合の一例を示す図である。例えば、制御部70は、測定光と参照光の少なくともいずれかの光路長を調整し、第1の検出器120aと第2の検出器120bの一方によるOCTデータの取得領域を眼底に設定する(上記眼底撮影モード参照)。
また、制御部70は、第1の検出器120aと第2の検出器120bの他方によるOCTデータの取得領域をFPN生成光学系200の光学部材(例えば、光学部材204、光学部材206)に設定する。この場合、FPN生成光学系200の光路長は、眼底を経由して検出器120aに達した測定光の光路長とは異なる長さに設定される。例えば、制御部70は、複数の参照光路の少なくともいずれかを経由した参照光の光路長が、FPN生成光学系200を経由した測定光の光路長と一致するように、測定光と参照光との間の光路長差を調整してもよい。
本実施例では、例えば、眼底からの測定光の光路長と、第1の参照光路110aからの参照光とが一致するように、測定光路に配置された光学部材が移動されることによって、測定光の光路長が調整されてもよい。これによって、少なくとも、第1の検出器110aからの出力信号に基づいて得られる第1のOCTデータには、眼底のOCTデータが含まれる。
また、制御部70は、第1のOCTデータに眼底のOCTデータが含まれるように、測定光路に配置された光学部材の位置が調整された状態において、例えば、制御部70は、FPN生成光学系200の光学部材からの測定光の光路長と、第2の参照光路110bからの参照光とが一致するように、第2の参照光路110bに配置された光学部材112が移動されることによって、第2の参照光路110bの参照光の光路長が調整されてもよい。これによって、第2の検出器110bからの出力信号に基づいて得られる第2のOCTデータには、FPN信号を含むOCTデータが含まれる。この場合、結果として、FPN信号に加えて、角膜、水晶体等の信号が含まれてもよい。
なお、上記説明においては、眼底撮影モードでの適用例を示したが、これに限定されず、他の撮影モードにおいて、上記構成が適用されてもよい。
なお、上記説明において、第1のOCTデータと第2のOCTデータの一方にてFPN信号(例えば、FPN信号のみ)を含むOCTデータを取得し、第1のOCTデータと第2のOCTデータの他方にてFPN信号を含まない被検眼のOCTデータを取得するような場合、上記のような光路長調整に限定されず、遮光部材が用いられてもよい。例えば、制御部70は、遮光部材210を第1の光路中に配置することによって、FPN(例えば、FPN1)を含まない第1のOCTデータを得てもよい。この場合、第2の光路中から遮光部材212が外されているので、FPN(例えば、FPN2)を含む第2のOCTデータが得られる。なお、FPN信号のみが得られる場合、FPN信号を用いた補正を精度よく行うことができる。
<偏光調整>
制御部70は、偏光調整部(例えば、第1の偏光調整部300、第2の偏光調整部302、第3の偏光調整部304)を制御し、OCTデータを得る際の偏光状態を調整するようにしてもよい。なお、偏光状態を調整するタイミングとしては、例えば、電源投入時に実施されてもよいし、被検者が変更される毎に実施されてもよい。また、OCT光学系における撮影条件を最適化する最適化制御の際に実施されてもよい。
以下、前眼部撮影モードにおける偏光状態の調整を例として説明する。図14は、前眼部撮影モードにおいて偏光調整を行う場合のOCTデータの一例を示す図である。まず、制御部70は、第2の偏光調整部302を制御し、第2のOCTデータにおける角膜像の信号強度が最大となるように偏光状態を調整する。これによって、第2のOCTデータにおける角膜像が良好な信号強度で取得される。
図15はFPNの信号強度の一例を示す図である。次に、制御部70は、第3の偏光調整部304を制御し、第2のOCTデータにおけるFPN信号の信号強度が最大となるように偏光状態を調整する。これによって、第2のOCTデータにおけるFPN信号が良好な信号強度で取得される。この結果、第2のOCTデータにおける角膜像とFPN信号とが良好な信号強度で取得される。
次に、制御部70は、第1の偏光調整部300を制御し、第2のOCTデータにおけるFPN信号と第1のOCTデータにおけるFPN信号との間の信号強度比が、所定の信号強度比(例えば、互いの信号強度比が等しい状態)となるように偏光状態を調整する。これによって、第1のOCTデータにおけるFPN信号が良好な信号強度で取得されると共に、第1のOCTデータにおける水晶体像が良好な信号強度で取得される。
上記のような制御によれば、第1のOCTデータと第2のOCTデータとの間での信号強度のバランスを調整できる。さらに、水晶体を含むOCTデータに関する偏光状態の調整において、第2のOCTデータにおけるFPN信号と第1のOCTデータにおけるFPN信号との間の信号強度比を用いることで、水晶体像を用いて偏光状態を調整するよりも、精度よく偏光状態が調整される。つまり、この場合の水晶体像は、水晶体後面の情報のみに限定される可能性があり、画像としての情報量が比較的少ないため、信号評価値としての精度が低くなる可能性がある。その結果、良好な偏光状態に調整できない場合がある。これに対し、FPN信号が用いられることで、安定的な信号強度を確保できるので、信号評価値としての精度を確保でき、偏光状態を良好に調整できる。
加えて、水晶体後面の情報のみに最適化された偏光状態である場合、第1のOCTデータと第2のOCTデータとの間で検出している偏光のミスマッチが生じ、これにより両者の接続領域で強度信号のギャップが生じてしまう。これは例えば、水晶体がギャップ位置にある場合などに顕著である。すなわち水晶体の(一般には弱い)強度信号が不連続になるということであり、混濁具合などを定量評価しようとした場合に致命的となりうる。一方、本実施例により第1のOCTデータと第2のOCTデータとの間で検出している偏光のミスマッチが解消されていれば、このようなギャップは生じない。
また、上記説明において、FPN生成光学系の偏光状態が調整されることで、FPN信号を精度よく検出できるので、FPN信号を用いた各種処理を適正に行うことができる。
なお、上記説明においては、FPN信号を用いて水晶体を含むOCTデータに関する偏光状態を調整したが、これに限定されず、OCTデータにおける水晶体像全体の信号強度を用いて偏光状態を調整してもよい。
なお、上記説明においては、第1の検出器120aと第2の検出器120bを用いる場合に、第1の検出器120aによって得られるOCTデータと、第2の検出器120bによって得られるOCTデータのそれぞれに関して、偏光状態を調整することで、各OCTデータを良好な信号強度にて取得できる。もちろん、これに限定されず、一方のOCTデータに関してのみ、偏光状態が調整されてもよい。
また、第1の検出器120aと第2の検出器120bのいずれか一方を用いる場合には、例えば、使用される検出器によって得られるOCTデータに関して、偏光状態が調整されてもよい。
<導光光学系の光学配置の切替に係る構成>
ここで、導光光学系150の光学配置の切替に係る構成の例を、図16を参照して説明する。
図16は、導光光学系150に対し、光学配置の切替に係る構成の一例を適用したものである。図16では、導光光学系150における光学配置を、眼底撮影モードと、前眼部撮影モードと、のモード切替に応じて切り替えるために、主に、第1切替部410と第2切替部420とが、更に、OCT装置に設けられている。
一例として、図16に示した第1切替部410は、ミラー411,412を含み、ミラー411,412を移動させることで、対物光学系158と光スキャナ156との間の光路長を変更する(図16A⇔図16B)。対物光学系158と光スキャナ156との間の光路長が変更された結果として、対物光学系158における焦点と、光スキャナ156との相対位置が切り替えられる。
図16に示した第1切替部410におけるミラー411,412は、ステージ440上に配置されており、駆動部430がステージ440を駆動することによって移動され、対物光学系158と光スキャナ156との間の光路長を変更する。なお、駆動部430は、制御部70によって駆動される。光路長の変更に伴って、相対位置は、第1位置(光スキャナ156が対物光学系156の焦点と略一致して配置される位置、図16A参照)と、第2位置対物光学系158に関して光スキャナ156と前眼部とが共役関係になる位置、図16B参照)との2つの間で切替る。
第1位置の場合、光スキャナ156を経て、対物光学系158を通過した測定光は、物体側にテレセントリックな光またはテレセントリックに近い光(つまり、光軸上における無限遠点に、又は、その近傍に、旋回点を持つ光)として、被検眼Eへ照射される。結果、前眼部Eaの広範囲において、OCTデータを取得可能になる。
このように、対物光学系158における焦点位置と光スキャナ156との相対位置が、第1切替部410によって切り替えられることで、前眼部と眼底のそれぞれにおいて、OCTデータを良好に取得できる。但し、このとき、第1切替部410は、測定光路と参照光路との光路長差が変化される。図16において、この光路長差の変動の少なくとも一部は、第2切替部420によって相殺される。
図16において、第2切替部420は、ミラー421〜424を有している。第2切替部420は、ミラー421〜424が測定光路上から退避される退避状態と、測定光路上に配置される挿入状態と、に切替えられる。ミラー421〜424のうち、ミラー421,422は、ステージ440上に配置されており、駆動部430がステージ440を駆動することによって、測定光路に対して挿脱される。ミラー421,422が測定光路に対して挿入されることにより、ミラー421〜424は迂回光路を形成し、挿入前に対して、カップラー153と光スキャナ156との間における光路長を増大させる。このようにして、第2切替部420によって、光スキャナ156とカップラー153との間における測定光路の光路長が変更される。
ここでは、第1切替部410のミラー411,414、および、第2切替部420のミラー421,422が、1つのステージ440の上に配置されており、各ミラー411,414,421,422が一体的に変位することによって、第1切替部410と第2切替部420とが、連動される。即ち、第1切替部410によって光スキャナ156と被検眼Eとの間の光路が短縮される場合に、第2切替部420において、ミラー421〜424による迂回光路が形成され、その結果、光スキャナ156からカップラー153までの光路は延長される(図16B→図16A)。このとき、測定光路と参照光路の光路長差は、ステージ440の駆動の前後で増大される。その結果として、駆動後において参照光学系の調整を省略、或いは、簡略化できる。反対に、第1切替部410によって光スキャナ156と被検眼Eとの間の光路が短縮される場合には、第2切替部420において、ミラー421,422が測定光路から退避されることに伴って、測定光の迂回は解消され、その結果、光スキャナ156からカップラー153までの光路は短縮される(図16A→図16B)。このとき、測定光路と参照光路の光路調査は、ステージ440の駆動の前後で減少される。その結果として、駆動後において参照光学系の調整を省略、或いは、簡略化できる。また、第2切換部420は、折り返された2つの光路において、光路長が調整されるので、駆動量が少なく済み、装置のコンパクト化に貢献できる。
このようにして、第1切替部410による旋回点の位置変更に伴う測定光路における光路長変化(換言すれば、測定光路と参照光路との光路長差の変化)が、第2切替部420によって軽減される。
なお、図16において、第1切替部410におけるミラー411,412および第2切替部420におけるミラー421〜424は、例えば、プリズム等に置き換えられてもよい。
<アタッチメント光学系取付け時の光学配置の切替に係る構成>
図16に示した導光光学系150を持つ、OCT装置1は、更に、アタッチメント光学系500が着脱可能であってもよい。図17を参照してに、アタッチメント光学系500を装着するときの、光学配置の切替動作を説明する。図17に示すアタッチメント光学系500は、眼底撮影モードにおいて、装置に装着され、これにより、眼底における測定光の走査範囲を広角化する。
アタッチメント光学系500が装着されると、カップラー153から眼底までの光路長が増大される。このとき、増大する光路長は、第1切替部410,第2切替部420によって相殺されてもよい。例えば、図17に示すように、第1切替部410および第2切替部420とのうち、第1切替部410のみが、アタッチメント光学系500の装着前に対して光路長を短縮化し、これにより、アタッチメント光学系500の装着による光路長差の増大が少なくとも一部、相殺されてもよい。
図17では、第1切替部410,第2切替部420が、共通の駆動部430によって一体的に駆動されるが、第1切替部410と、第2切替部420と、独立に駆動可能である場合(換言すれば、第1切替部410,第2切替部420のそれぞれに、駆動部がある場合)、第2切替部420のみを駆動して、アタッチメント光学系500が装着されるときの光路長差の増大が、抑制されてもよい。つまり、第2切替部420は、光路長差を、一定量、離散的に変更する。この変更量と、アタッチメント装着時に増大する光路長差の変化量と、が一致されていてもよい。
なお、上記説明においては、SS−OCTを例としたが、これに限定されず、SD−OCTにおいて本実施例が適用されてもよい。この場合、複数の検出器として、複数のスペクトロメータが用いられてもよい。
なお、上記説明においては、被検眼を撮影するためのOCT装置を例としたが、これに限定されず、被検物のOCTデータを撮影するためのOCT装置において、本実施形態が適用されてもよい。また、被検物は、例えば、眼(前眼部、眼底等)、皮膚など生体のほか、生体以外の材料であってもよい。