光干渉計測データ読出方法、光干渉断層診断装置および光干渉断層診断システム
【課題】 光干渉断層診断装置における光干渉計測データの処理において、計測精度を劣化させることなく光干渉断層診断の為の処理に係るデータサイズを削減して、計測から診断までの処理時間を低減すること。
【解決手段】 光スペクトル情報から断層情報を取得するＦＤ−ＯＣＴにおいて、計測光の計測深度と計測される干渉光の特性を利用して、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データ中の読み出すべきデータを決定し、当該光干渉計測データはこの決定されたデータのみが読み出される。
【解決手段】 光スペクトル情報から断層情報を取得するＦＤ−ＯＣＴにおいて、計測光の計測深度と計測される干渉光の特性を利用して、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データ中の読み出すべきデータを決定し、当該光干渉計測データはこの決定されたデータのみが読み出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉を利用して断層画像を取得する光干渉計測データ読出方法、光干渉断層診断装置および光干渉断層診断システムに関する。特に、眼科診療等に用いられる干渉光学系を有する光干渉断層撮像装置において、計測制度を劣化させることなく光干渉断層診断に係るデータサイズを低減するのに好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
光干渉断層診断装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下ＯＣＴと記述）において、取得する光干渉断層画像の高画質化（高解像化や高階調化、高ダイナミックレンジなど）に関する技術がこれまでにも多く提案なされている。
ＯＣＴは、特に眼科用医療機器としての応用が進み、網膜の専門外来では診断に欠かせない機器として期待が高まっている。
特に、近年は、被検眼網膜の深さ方向の分解能とともに深さ方向に直交する面方向（網膜面方向）の分解能の向上が要求されるようになってきている。網膜面方向の分解能を向上させることで、これまで観察できなかった病変の観察や、さらなる病変の早期発見などが期待できるためである。
ＯＣＴの網膜面方向の分解能を向上させるために、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ、以下ＮＡと記述）の高い光学系を使用し、ゾーンフォーカス機能を備えるＯＣＴの技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている技術によれば、ＮＡの高い光学系を使用して、フォーカス位置を段階的に変化させて計測を行うゾーンフォーカスで網膜の光干渉断層画像を計測することが可能である。
【０００３】
また、ＯＣＴは被検眼網膜を内部（網膜を構成する各層）からの計測光の反射情報を干渉光として計測するため、計測光の侵入深さが深くなるともに反射光強度が低下し、干渉情報が低下してしまうという特性が潜在的に存在する。これにより光干渉断層画像のダイナミックレンジの低下につながる。
画質の均一な光干渉断層画像を得るために、ＯＣＴにおいて計測光の計測深度に応じて調整を行う技術が特許文献２に開示されている。特許文献２に開示されている技術によれば、干渉光を時間的に走査して断層像の計測を行うＴｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴにおいて、計測深度に応じて光源の光強度を制御することで断層像の全体で明るさの一様な光干渉断層画像を得ることが可能となる。
以上のように、ＯＣＴの光干渉断層画像の高画質化を実現するための技術は、これまでにも多くの提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０１２５０
【特許文献２】特開２００５−０８３９５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した先行技術においては、以下の問題を解決することができなかった。
光干渉断層画像の高画質化、特に高解像化や高階調化は計測データを著しく増大させる。また診断対象とする範囲の拡大、すなわち光干渉断層画像の計測範囲を拡大する要求も、計測データの増大につながる。
【０００６】
計測データの増大は、光干渉断層画像診断において、計測や計測データの処理、画像構成など各種処理に要する時間の増大を引き起こし、結果、計測から診断までのリアルタイム性の劣化が生じてしまう。
すなわち、光干渉断層画像の高画質化とともに、診断に係る時間を短縮する手段を講じる必要があるが、従来技術では上記課題には対応できなかった。
なお、診断に係る時間を短縮するとともに光干渉断層診断の正確性を欠くことのないよう、計測精度の劣化や光干渉診断画像の画質劣化を引き起こしてはならない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、光干渉計測データの処理において、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出を制御することによって、計測精度を劣化させることなく光干渉断層診断に係るデータサイズを低減して電子的な処理時間を短縮する光干渉計測データ読出方法、光干渉断層診断装置および光干渉断層診断システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明による光干渉計測データ読出方法は以下のような構成になる。
すなわち、光干渉を利用して光スペクトル情報から断層像を計測する光干渉断層診断における光干渉計測データの読出方法であって、光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得工程と、
前記計測深度情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定工程と、前記決定工程で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御工程と、前記読出制御工程の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するため本発明による光干渉断層診断装置は以下のような構成になる。
すなわち、光干渉を利用して光スペクトル情報から断層像を計測する光干渉断層診断装置であって、光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得手段と、前記計測深度情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定手段と、前記決定手段で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御手段と、前記読出制御手段の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出手段とを備えることを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するため本発明による光干渉断層診断システムは以下のような構成になる。
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層情報を計測する光干渉断層計測装置と計測された断層情報から光干渉断層画像を構成してユーザに提示する画像処理装置から構成される光干渉断層診断システムであって、光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得手段と、前記計測深度情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定手段と、前記決定手段で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御手段と、前記読出制御手段の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記光干渉計測データを前記画像処理装置へ出力する出力手段と、を備える光干渉断層計測装置と、前記光干渉断層計測装置の出力情報を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された前記光干渉計測データから光干渉断層画像を生成する画像生成手段と、前記光干渉断層画像を表示する表示手段とを備える前記画像処理装置とから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成によれば、光干渉計測データの処理において、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出を制御することによって、計測精度を劣化させることなく光干渉断層診断に係るデータサイズを低減して電子的な処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態におけるＯＣＴを用いた光干渉断層診断システムの装置構成図
【図２】第１の実施の形態におけるＯＣＴシステムの機能ブロック図
【図３】第１の実施の形態におけるＯＣＴの内部装置構成の一例を示す概念図
【図４】第１の実施の形態におけるＯＣＴの計測深度を説明する概念図
【図５】第１の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図
【図６】第１の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図
【図７】第１の実施の形態における全体の処理の流れを示すメインフローチャート
【図８】第１の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャート
【図９】第２の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図
【図１０】第２の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図
【図１１】第２の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャート
【図１２】第３の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図
【図１３】第３の実施の形態における計測前キャリブレーションの流れを示すフローチャート
【図１４】第４の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明を実現する第１の実施の形態を図に従って説明する。
図１は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるＯＣＴを用いた光干渉断層診断システムの装置構成の全体図である。
本実施の形態における光干渉断層診断システムとしての画像処理システムは、光干渉断層診断装置であるＯＣＴ１０１、コントローラ１０２、画像処理装置１０３から構成されている。
ＯＣＴは試料の断層像を高解像度に計測することができ、ＯＣＴを用いた光干渉断層診断システムとして、近年、眼科をはじめとして医療機器への応用が進められている。
眼科用の医療機器では、前眼部撮影機、眼底カメラ、共焦点レーザー走査検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ： ＳＬＯ）などの機器が知られている。
【００１５】
これらの従来の機器に対して、ＯＣＴは網膜内部の断層像を計測できるため、眼部や網膜の表層には表れにくい黄班変性、黄班円孔などの網膜内部の病変を診断する上で非常に有利である。また、網膜の断層画像を３次元で取得することにより、病変の拡大や網膜を構成する各層の状態、特に緑内障の原因である視神経細胞層の観察など、従来の機器ではできない診断が可能となる。
医療システムには、各種病変の早期発見や正確な診断のために、よりいっそうの光干渉断層画像の高解像化や高階調化、３次元化を要求されることが推測される。その一方では、医師と被検者の負担を軽減するという観点から計測から診断までのリアルタイム性が強く望まれている。
【００１６】
そのため、システムは光干渉断層画像の高解像化や高階調化、３次元化によるデータの増大化の一方で、処理に係る時間を短縮する必要がある。
ＯＣＴの計測時間に着目すると、ＯＣＴには異なる計測原理に基づいた幾つかの方式が知られており、個々の方式で計測速度が異なる。
ＯＣＴには干渉光を時間的に走査して被検体奥行き方向の計測を行うＴｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）、干渉光の光スペクトル情報を利用して同方向の計測を行うＦｏｕｒｉｅｒ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ）に大きく分類される。
【００１７】
さらにＦＤ−ＯＣＴでは、干渉光を分光して光スペクトル情報を得るＳｐｅｃｔｒａｌ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）と、波長掃引可能な光源を使用して計測光の波長掃引により光スペクトル情報を得るＳｗｅｐｔ−Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）の２方式が知られている。
各方式を比較した場合、一般に、機械的な走査を必要とするＴＤ−ＯＣＴに対して、それを必要とせず断層深さ方向の情報を一括して取得できるＦＤ−ＯＣＴは、高速な計測が可能であることが知られている。なお、ＳＤ−ＯＣＴとＳＳ−ＯＣＴでは計測速度は比肩する。
【００１８】
次に、診断に係る電子的な処理において処理時間を短縮する方法に着目すると、演算能力に優れる高性能画像処理装置を使用するなどの方法が考えられるが、一般的にコストは増大するため、新たな工夫が必要であると予想される。
ＯＣＴの特性を利用して処理に係るデータサイズを削減することができれば、計測精度を劣化させることなく診断に好ましい光干渉断層画像を得るとともに、処理に係る時間を短縮でき、コストの増大を抑えることが可能となる。
【００１９】
ＯＣＴ１０１は、計測光を被検体に照射する照射手段と干渉光を計測する計測手段、そして画像処理装置１０３へ光干渉断層データを出力する出力手段を備える。眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合には照射手段に被検眼を観察するための接眼光学系を備え、さらにＳＤ−ＯＣＴの場合には計測手段に干渉光を波長で分光する分光器を備える。また、ＯＣＴ１０１はコントローラ１０２と通信を行う機能を有しており、コントローラ１０２からの計測開始、停止などの命令と応答のやりとりを行う。
コントローラ１０２と接続された画像処理装置１０３は、ＯＣＴ１０１から入力された光干渉断層データに基づいて光干渉断層画像を構成して、診断のための各種補正を行う画像構成手段と、光干渉断層画像を表示する表示手段を有する。画像処理装置１０３はコントローラ１０２を介してＯＣＴ１０１と通信を行う。画像処理装置１０３からの計測開始の命令を受信したＯＣＴ１０１は、照射手段と計測手段により被検体の断層を計測する。
【００２０】
コントローラ１０２は、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ， 以下ＦＦＴと記述）、波数変換、本実施の形態の特徴である光干渉計測データの読出処理や、伝送フォーマット変換などの機能を備えている。
なお、図１では画像処理装置１０３とコントローラ１０２を別々のハードウェア構成としているが、コントローラ１０２と画像処理装置１０３がそれぞれ有する機能を集め、専用の画像処理装置を構成することも可能である。
【００２１】
また、図１ではＯＣＴ１０１とコントローラ１０２を別々のハードウェア構成としているが、ＯＣＴ１０１とコントローラ１０２の機能の全てまたは一部を一体化する構成でも構わない。以降の説明では機能的な観点から、ＯＣＴ１０１とコントローラ１０２とがそれぞれ有する機能を組み合わせたものをＯＣＴとして説明する。
また、図中で各々の装置は有線で接続されているが、これらの一部またはそのすべてを無線で接続する形態としても構わない。
【００２２】
図２は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるＯＣＴシステムの機能ブロック図である。
ＯＣＴ２０１は、ＳＤ−ＯＣＴ機能を有する。該ＯＣＴ２０１は、計測光を照射する照射部２０３、照射部の光学系を制御するゾーンフォーカス制御部２０４、干渉光を計測する計測部２０５、波長ごとに整列した干渉光の計測データを波数軸に従い再配列する波数変換部２０６、本発明の特徴となる光干渉計測データ読出部２０７、干渉光の計測データを光干渉断層データに変換するＦＦＴ処理部２０８、および外部処理装置としての画像処理装置２０２との間での信号の伝送のためのＩ／Ｆ２０９を有する。なお、ここで示すＯＣＴ２０１は、図１に示すＯＣＴ１０１とコントローラ１０２の一部とに対応する。
【００２３】
画像処理装置２０２は、ＯＣＴ２０１から受信した光干渉断層データに基づいて光干渉断層画像の構成と表示を行う。該画像処理装置２０２は、ＯＣＴ２０１との間での信号の伝送のためのＩ／Ｆ２１０、光干渉断層データから光干渉断層画像を構成する画像構成部２１１、および光干渉断層画像を表示する表示部２１２を有する。該画像処理装置２０２には、一般にパソコンやワークステーション等の高性能な演算処理機能やグラフィック表示機能を有する装置を用いる。なお、ここで示す画像処理装置２０２は図１に示す画像処理装置１０３とコントローラ１０２の一部とに対応する。
【００２４】
図１で述べた照射手段に対応する照射部２０３は、被検眼に対して計測光である低コヒーレント光を照射する。該照射部２０３は、低コヒーレント光を発する光源、被検眼の網膜上に計測光を照射する接眼光学系、計測光を網膜上に走査する走査手段、および被検眼の光学分散を補償する分散補償光学系を有する。ここで、光源は計測対象に照射する計測光を生成する計測光生成手段を構成し、計測光の生成工程を担う。また、接眼光学系は、計測光の光束径を制御して計測に適切なスポット径とする光束径制御手段を構成し、走査手段は、後述するゾーンフォーカス制御部により計測光の集光位置を制御する集光位置制御手段を構成する。光束径制御手段は計測光となる光束の径を制御する工程を、集光位置制御手段は眼底上の計測光の集光位置を制御する工程を各々担う。眼科用医療機器としてのＳＤ−ＯＣＴでは、低コヒーレント光源として近赤外領域に中心波長（例えば８３０ｎｍ、１３１０ｎｍなど）を有す光を発するＳｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ（以下、ＳＬＤと記述）が一般的に使用される。しかし、その他にも、Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＳＥ）など低コヒーレント光を発することが可能な光源であればこれを用いることとしてもよい。
【００２５】
ゾーンフォーカス制御部２０４は、ＯＣＴのゾーンフォーカシングのために照射部２０３の接眼光学系を制御する。一般にゾーンフォーカスは、接眼光学系においてＮＡとフォーカス位置を制御することにより機能する。
【００２６】
図１で述べた計測手段に対応する計測部２０５は、参照光と被検眼からの反射光とを干渉させた干渉光を計測する。該計測部２０５は、干渉光を作成する干渉計と干渉光を分光する分光器、そして干渉光を計測する撮像素子を有する。
撮像素子には、一般的に、近赤外領域に感度をもつＣＣＤセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が使用される。
【００２７】
波数変換部２０６は、計測部２０５により、分光器で波長ごとに分光されて計測される干渉光の計測データを波数軸に再配列する。該波数変換部２０６は、干渉光の計測データから、断層の情報を取得するＦＦＴ処理に備えて波数空間に変更する。
光干渉計測データ読出部２０７は、計測光の計測深度に応じて干渉光の計測データの読出を制御する。詳細については後述する。
ＦＦＴ処理部２０８は、干渉光の計測データに対してＦＦＴ処理を行い、光干渉断層データに変換する。ＦＦＴ処理により、被検眼の計測情報（反射位置と信号強度）を構成する光干渉断層データが得られる。
【００２８】
Ｉ／Ｆ２０９は、ＦＦＴ処理部２０８により生成された光干渉断層データを画像処理装置１０３に伝送するために用いられる。Ｉ／Ｆ２０９は、画像処理装置２０２のＩ／Ｆ２１０と共に、ＯＣＴ２０１と画像処理装置２０２との間のデータ通信を行うインターフェースとして機能する。当該Ｉ／Ｆ２１０としては、リアルタイム性が求められ、かつ大容量の伝送が可能な通信規格に適合するものを採用することが望ましい。データの通信方式は、有線方式（例えばＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＨＤＭＩ（登録商標）、光伝送など）であっても無線方式（例えばＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）、無線ＬＡＮ、ミリ波通信など）であってもよい。
【００２９】
Ｉ／Ｆ２１０は、画像処理装置側のＩ／Ｆである。ＯＣＴ２０１内のＩ／Ｆ２０９と同様の機能を有し、Ｉ／Ｆ２０９と連携してデータの送受信を行う。従って、Ｉ／Ｆ２０９は本発明において読み出し手段により読み出された光干渉計測データを出力情報として画像処理装置へ出力する出力手段を構成し、Ｉ／Ｆ２１０は出力手段より送られた出力情報を画像処理装置に入力する入力手段を構成する。
画像生成手段である画像構成部２１１は、受け取った光干渉断層データがもつ被検眼の計測情報（反射位置と信号強度）から、被検眼網膜の光干渉断層画像を構成する。また、得られた光干渉断層画像に対して、輝度の調整や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種補正処理を適用して、より診断に好ましい情報を再構成する。
表示手段である表示部２１２は、画像構成部２１１で構成された光干渉断層画像を表示する。
【００３０】
以上の構成を有するＯＣＴシステムにより、被検眼網膜の光干渉断層画像を取得して、表示することができる。かつ、ＯＣＴの特性を利用して処理に係るデータサイズを削減でき、計測精度を劣化させることなく診断に好ましい光干渉断層画像を得るとともに処理に係る時間を短縮することが可能となる。
なお、図２に示す形態では、ＦＦＴ処理部２０８をＯＣＴ２０１内に配置してＯＣＴ２０１の機能としたが、これを画像処理装置２０２の機能とする場合には、転送処理に係るデータサイズを低減できるため、Ｉ／Ｆ２０９―Ｉ／Ｆ２１０間の転送時間を短縮できる。
【００３１】
光干渉断層画像取得のプロセスは、まず、照射部２０３により被検眼に対して計測光が照射され、計測部２０５で得られた光干渉計測データに対して波数変換部２０６で波数変換処理を行い、光干渉計測データ読出部２０７が有効なデータを次処理のＦＦＴ処理部２０８へ出力する。ＦＦＴ処理部２０８では、光干渉計測データに基づいて被検眼網膜の断層情報を生成する。得られた光干渉断層データはＩ／Ｆ２０９を介して画像処理装置１０３へ送信される。画像処理装置１０３では、受け取った光干渉断層データに基づいて光干渉断層画像を構成し、被検眼の計測結果を表示部２１２で表示する。
以上の処理プロセスにより、診断に好ましい光干渉診断画像をユーザ（医師）に提示することが可能となる。
【００３２】
なお、画像処理装置１０３（２０２）に適用可能なコンピュータのハードウェアとして以下の構成が例示できる
即ち、画像処理装置１０３が所謂ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有し、ＣＰＵによって、これらＲＡＭやＲＯＭに格納されているプログラムやデータを用いて、コンピュータ全体の制御を行う。同時に、ＣＰＵは本コンピュータを適用した画像処理装置１０３が行う処理を実行する。
【００３３】
ＲＡＭは、外部記憶装置からロードされたプログラムやデータ、あるいはＩ／Ｆ３０７を介して外部（本実施形態の場合ＯＣＴ２０１）から受信したデータ等を一時的に記憶するためのエリアを有する。またＣＰＵが各種の処理を実行する際に用いるワークエリアも有する。このＲＡＭは、各種のエリアを適宜、各種処理に対して提供することができる。
ＲＯＭは、本コンピュータの設定データやブートプログラム等を格納する。
当該コンピュータは、キーボードやマウスなどにより構成される操作部も有しており、本コンピュータの操作者が操作することで、ＣＰＵに対して各種の指示を入力することができる。
【００３４】
表示部２１２は、ＣＲＴや液晶モニタ等により構成されており、ＣＰＵや不図示のグラフィックスボードによる処理結果を画像や文字で操作者へ表示することができる。
前述した外部記憶装置は、ハードディスクドライブ装置に代表される大容量情報記憶装置であり、ここにはＯＳ（オペレーティングシステム）や、画像処理装置１０３が行う各処理をＣＰＵに実行させるためのプログラムおよびデータが格納されている。これらのプログラムやデータは、ＣＰＵによる制御に従って適宜ＲＡＭにロードされ、ＣＰＵによる処理の対象となる。
【００３５】
ここで述べたコンピュータにおけるＩ／Ｆは、図２に示したＩ／Ｆ２１０に相当するものである。ＯＣＴ２０１とのデータ通信を行うため、主にＯＣＴ２０１からの光干渉断層データを受信する受信インターフェースとして機能する。
ＯＣＴ２０１に配されるハードウェアの構成として以下のものが例示される。
即ち、計測部２０５に相当するハードウェア、ゾーンフォーカス制御部２０４に相当するハードウェア、ＣＰＵ、ＲAM、ＲＯＭ、ＬＳＩなどが考えられる。
【００３６】
ＲＡＭは、ＯＣＴ２０１におけるＣＰＵが各種の処理を行うために用いるワークエリアや、Ｉ／Ｆ２０９を介して外部装置である画像処理装置１０３から受信したデータを一時的に格納するためのエリア等を有する。
ＲＯＭは、ＯＣＴ２０１が行う後述の各処理をＯＣＴ２０１におけるＣＰＵに実行させるためのプログラムやＯＣＴ２０１の光学的または電気的設定に関するデータなどが格納されている。
さらに、ＯＣＴ２０１を直接操作するボタンなどに相当するハードウェアも配置される。
なお、ＯＣＴ２０１におけるＣＰＵは、ＯＣＴ２０１の初期設定をはじめ各種デバイスの制御を行うプログラムの実行を行う。
また、該ハードウェアとしてのＩ／Ｆは、図２に示したＩ／Ｆ２０９に相当するものである。
【００３７】
ＬＳＩは、図２に示した波数変換部２０６やＦＦＴ処理部２０８に相当するハードウェアである。ここでは専用集積回路であるＡＳＩＣを想定しているが、信号処理プロセッサであるＤＳＰによってソフト的に機能を記述し実現する構成でもよい。
【００３８】
図３は、被検眼３０５を計測するＯＣＴ２０１の内部装置構成の一例を示す概念図である。
ＯＣＴ２０１は、低コヒーレント光源３０１を有する。眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、低コヒーレント光源３０１には、近赤外領域に中心波長（例えば８３０ｎｍ）を持ち、一定の波長幅（例えば５０ｎｍ）を有する光を発するＳＬＤが使用される。ＯＣＴの原理によれば、波長幅は計測光の光軸方向の分解能に、また波長は光軸方向に直交する平面方向の分解能に寄与することが知られている。中心波長は、被検体によって、より具体的には被検体の散乱と吸収の波長依存特性によって決定される。生体を構成する水の光吸収は８３０ｎｍ付近で極小となることが知られており、従って生体、特に硝子体をもつ眼球に対してはこの波長付近の光を使用することでより深い光の浸達が得られる。眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、一般的に、水の吸収の少ない、また緻密な網膜層構造を解像するために高解像が得られやすい８３０ｎｍを中心波長として使用する。
【００３９】
ビームスプリッタ３０２は、低コヒーレント光源より発せられた光を、ミラー３０６へ照射する参照光３１２と被検眼３０５へ照射する計測光３１１とに分離する。また、該ビームスプリッタ３０２は、参照光３１２と、被検眼からの戻り光３１３との光を干渉させて干渉光３１４を生成する干渉計としての機能を併せ持つ。
【００４０】
スキャナ３０３は、計測光３１１を、光軸に直交する平面方向（ＸＹ方向）に、網膜上を走査する。スキャナ３０３は、ガルバノミラーやＭＥＭＳスキャナなどのデバイスであり、単独で、または１軸ごとの走査を組み合わせて、Ｘ方向とＹ方向の２軸を走査可能なデバイスが使用される。なお、計測光３１１の中心は、スキャナ３０３の回転中心と一致するように調整されている。
【００４１】
接眼光学系３０４は、計測光３１１を被検眼の網膜に集光する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、接眼光学系３０４を制御することにより計測光３１１のＮＡおよびフォーカス位置を調整して、ゾーンフォーカシングを機能させる。
【００４２】
ミラー３０６は、参照光３１２を反射する。ＳＤ−ＯＣＴは、参照光３１２と、計測光３１１（とその戻り光３１３）との光路差に応じて断層情報を得るものである。なお、参照光３１２と、計測光３１１（とその戻り光３１３）との光路長が一致する、被検眼網膜上の位置を特別にコヒーレンスゲートと呼ぶ。
また、参照光３１２の光路上に、計測光３１１（とその戻り光３１３）の光路上に存在する光学的分散と同等の分散を有する不図示の分散補償光学系を備えることで、計測精度を向上させることができる。
【００４３】
回折格子３０７は、干渉光３１４を、光源３０１が有する中心波長および波長幅と同じ条件で分光する。
撮像光学系３０８は、回折格子３０７により分光された干渉光を撮像素子３０９に結像する。
撮像素子３０９は、干渉光を計測する。該撮像素子３０９には、近赤外領域に感度を有するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどが使用される。
ここで、光干渉断層画像の構成について説明する。
【００４４】
ＯＣＴでは、一般的に、計測光の光軸方向（ｚ軸方向）のスキャンをＡスキャン、Ａスキャンを計測光の光軸方向に直交する１方向（ｘまたはｙ軸方向）に複数回行うスキャンをＢスキャンと呼ぶ。１回のＢスキャンにより、１枚の２次元光干渉断層画像を得ることができる。
被検眼の黄班部に対して１回のＢスキャンを行うことにより一の断層画像が得られる。
３次元の光干渉断層画像を得るには、Ｂスキャンを計測光の光軸方向に直交するもう１方向（ｙまたはｘ軸方向）に対してもスキャンを行う。
ここで、３次元の断層画像を得るのに、例えば、ｘ、ｙ、ｚの各軸方向の解像度を、それぞれ１０２４、１０２４、２０４８として、１画素の階調を１０ｂｉｔで計測する場合、その計測データサイズの総計は２．５ＧＢにも及ぶ（１Ｋ＝１０２４換算）。
【００４５】
医療機器としてより診断に好ましい光干渉断層画像を提示するために、高解像化、高階調化の要求は今後もますます高まり、光干渉計測データのサイズがこれ以上に増大することが予想される。
本発明は、上記のように高解像化や高階調化、３次元化の要求に伴って増大化する光干渉計測データに対して、処理に係るデータサイズを低減する光干渉計測データの読出方法の一つである。続いて本発明を実現するための機能構成や利用するＯＣＴの特性を説明する。
【００４６】
ここで、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態における光干渉計測データ読出部について詳述する。
第１の実施の形態における光干渉計測データ読出部２０７は、光干渉計測データを読み出す読出部、および計測深度に応じて該読出部の読出を制御する読出制御部を有する。
読出部は、波数変換部２０６により波数変換処理がなされた光干渉計測データを次処理へ出力する。また、該読出部は、読出制御部からの指示によって出力の有無を切り換える。
【００４７】
読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からの計測深度の情報に基づいて読出部を制御する。また、該読出制御部は、受け取った計測深度の情報から、光干渉計測データの読出間隔を算出し、その算出結果に基づいて読出部を制御する。以上述べたように、本形態で決定手段として機能する読出制御部は前述した光束径制御手段により制御された光束径及び／または集光位置制御手段により制御された集光位置、の制御情報に基づいて、計測深度が把握される。
【００４８】
以上の構成を有する光干渉計測データ読出部２０７により、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出しを制御することが可能となる。光干渉計測データの読出間隔の算出方法に関しては後述する。
【００４９】
開口数（ＮＡ）と被写界深度（ＤＯＦ）は相反する関係をもち、開口数（ＮＡ）の高いレンズを用いて計測することにより、光軸に直交する平面方向の解像度の高い光干渉断層画像画像が得られる。
ＯＣＴの一つの特徴として、計測光の光軸方向の分解能が光学系のＮＡとは無関係であることが知られている。すなわち、ＯＣＴにおける光軸方向の分解能は、計測光の低コヒーレント光源の中心波長と波長幅によって規定される。
即ち、ＮＡの高い計測光を使用することで、光軸方向に対して分解能が向上することはないが、干渉光を高感度に計測することができ、かつ光軸に直交する平面方向の解像度の高い計測が可能となる。このため、光軸方向の計測範囲を分割して計測する（ゾーンフォーカス）ことにより、光軸方向と光軸に直交する平面方向ともに解像度と感度の高い光干渉断層画像が得られる。
【００５０】
ここで、第１の実施の形態で用いるＯＣＴのゾーンフォーカスの原理について説明する。
なお、説明のために本実施の形態では、計測光のコヒーレンスゲート９０１からの網膜の断層深さ方向の距離を計測深度と呼ぶ。
【００５１】
ゾーンフォーカス機能をもたないＳＤ−ＯＣＴでは、ＮＡが低く且つ被写界深度が深い計測光を用い、その際計測光の最大計測深度が必要計測深度を満足する計測光をスキャンすることで、光干渉断層画像を取得する。
ＮＡが高く、被写界深度の浅い計測光９０４で光干渉断層画像を取得する場合のゾーンフォーカスでは、高ＮＡ計測光を、計測光の光軸方向（網膜の断層深さ方向）を分割してスキャンを行うことで、光軸方向、光軸に直交する平面方向ともに解像度の高い光干渉断層画像が得られる。 ゾーンフォーカス機能を有するＳＤ−ＯＣＴでは、計測光を光軸方向に分割した場合に得られる分割域各々が計測範囲（最少計測深度から最大計測深度までの範囲）を満たす計測光を、各分割域でスキャンすることで、３次元で解像度の高い光干渉断層画像を取得する。
【００５２】
図４（ａ）および４（ｂ）は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるＯＣＴの計測深度を説明する概念図である。
図４（ａ）では光の反射を規定するブラッグの反射条件を、図４（ｂ）ではブラッグの反射条件とＳＤ−ＯＣＴで使用する波長域との関係を、示している。
図４（ａ）を用い、光の反射を規定するブラッグの反射条件を簡単に説明する。
【００５３】
光を反射する物質４０１は、ＯＣＴでは被検体に相当する。特に眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、被検眼網膜の各層にあたる。
光４０２は、被検体４０１の表面で反射する。
光４０３は、被検体４０１の内部に侵入して次の境界で反射する。
被検体４０１の厚さをｄ、屈折率をｎ、として、光４０２と光４０３とは被検体４０１に対して垂直に入射するとした場合、次式に従って光４０２と光４０３とは反射時に強め合う干渉を起こす。
【００５４】
【数１】
ここで、ｍは自然数である。この条件を満たす光の波数の間隔を次式で算出することができる。
【００５５】
【数２】
式２によれば、被検体４０１の厚さｄに対して、干渉を起こす光の波数の間隔Δkが一意に決まることを示している。なお、被検体４０１の厚さｄは計測光の計測範囲と置き換えることができる。
【００５６】
図４（ｂ）では、式２の条件とＳＤ−ＯＣＴで使用する低コヒーレント光源の波長域との関係を説明する。
低コヒーレント光は、前述のように近赤外領域に中心波長を有し、かつ一定の波長幅をもつ光であり、換言すれば一定の波数帯域ΔＫＢ（k1〜k2）を有している。ＳＤ−ＯＣＴでは、この一定の波数帯域ΔＫＢで、式２を満たす光を計測するため次式が成り立つ。
【００５７】
【数３】
ここで、ｍは自然数（前述のmとは無関係）で、１から撮像素子が計測可能な数までの値を示す。撮像素子が計測可能な波の数は、撮像素子の画素数をＮとすればサンプリング定理に従ってＮ／２になる。
【００５８】
式３から、波数帯域ΔＫＢをもつ計測光の計測深度ｎｄを算出する事ができ、次式で得られる。
【数４】
【００５９】
また、波数帯域ΔＫＢをもつ計測光の最大計測深度ｎｄｍａｘは、ｍがＮ／２の時に次式で得ることができる。
【数５】
ここで、δＫは撮像素子の波数分解能を示す値で、波数帯域ΔＫＢを撮像素子の画素数Ｎで割ったものである。
【００６０】
ここで、本発明の第１の実施の形態におけるＯＣＴでは、計測深度と干渉光との間に以下の関係が成立する。
すなわち、前述したように、式２によれば干渉を起こす光の波数の間隔Δｋは計測深度ｄに応じて一意に決まり、計測深度ｄが深くなると波数間隔Δｋは狭くなる。
従って、計測深度ｄが浅い場合には波数間隔Δｋが広くなり、干渉光の計測データ波形は周波数の低い信号で構成される。計測深度ｄが深い場合には波数間隔Δｋは狭くなり、計測される干渉光は高い周波数の信号で構成される。
【００６１】
以上の計測深度と干渉光の関係を利用することで、計測光の計測深度に基づいた光干渉計測データの読出制御が可能となる。続いて、第１の形態におけるゾーンフォーカスと読出制御の方法に関して説明する。
【００６２】
図５（ａ）、５（ｂ）および５（ｃ）は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図である。第１の実施の形態におけるゾーンフォーカスは、計測光の光軸方向に対して計測領域を２ｎの幅で分割する。
なお、太い実線５０１は参照光と計測光の光路長が一致しているコヒーレンスゲート、細い実線５０２は診断に必要な必要計測深度を示している。
また、計測光５０３、５０４、５０５はそれぞれ、分割数に応じたＮＡが異なる光を示している。
【００６３】
図５（ａ）は必要計測深度を計測光の光軸方向に対して２１で分割、図５（ｂ）は２２で分割、図５（ｃ）は２３で分割した場合のゾーンフォーカスの例を示している。
ゾーンフォーカスの各計測領域をコヒーレンスゲート５０１から近い順にＺｎと（nは20〜2（分割数））と便宜的に名称をつけることにする。なお、図５（ａ）〜５（ｃ）で定義したＺｎの各計測領域が本実施の形態における光干渉計測データの読み出しの制御単位となる。
図５（ａ）では、領域を２分割し、計測光５０３を計２回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ０、Ｚ１の各計測領域の範囲は、ともに必要計測深度５０２の１／２である。
【００６４】
図５（ｂ）では、領域を４分割し、計測光５０４を計４回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ０、Ｚ１の範囲はともに必要計測深度５０２の１／４となり、Ｚ２の範囲は必要計測深度５０２の１／２とする。
【００６５】
図５（ｃ）では、領域を８分割し、計測光５０５を計８回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ０、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の範囲は、それぞれ必要計測深度５０２の１／８、１／８、１／４、１／２とする。
なお、説明では、光干渉断層画像を取得する間、計測光の計測幅（被写界深度）を変更することなく同じ計測光を分割数と同じ数だけスキャンする例で説明したが、ゾーンフォーカスの計測領域ごとに計測幅を計測領域Ｚｎごとに制御してもよい。これにより分割数と同じ数のスキャン回数が必要であったのに対して、スキャン回数を減らすことができる。
【００６６】
例えば、計測幅を計測領域Ｚｎの幅に一致するように制御することで、スキャン回数はＺｎの数だけとすることができる（分割数が２２の場合、スキャン回数は３回）。
以上のようにゾーンフォーカスを行うことで、第１の実施の形態における計測深度に基づいた光干渉計測データの読出を制御することが可能となる。続いて、図５（ｂ）のゾーンフォーカスの例を用いて、光干渉計測データの読出制御の詳細について説明する。
【００６７】
図６は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図である。
図６における（ａ）は計測深度の浅いＺ０での光干渉計測データの読出方法、図６における（ｂ）は計測深度が中間のＺ１での読出方法、図６における（ｃ）は計測深度の深いＺ２での読出方法を、それぞれ示している。
前述したように、式２によれば計測深度ｄが深くなると波数間隔Δｋは狭くなることから、ゾーンフォーカスの各計測領域Ｚｎにおいてもその最大深度で光干渉計測データの周波数が高くなるため、各計測領域Ｚｎの最大深度の干渉信号を計測できる必要がある。
【００６８】
必要計測深度を分割数２Ｄとなるゾーンフォーカスで分割すると、各層Ｚｎの最大深度ｎｄｎは下記の式で得られる。又、計測深度は０〜ＤをパラメータとするＺで示される。
【数６】
【００６９】
式２によれば、各層の最大深度ｎｄｎにおける光干渉計測データの波数間隔（周波数）は次式で定まる。
【数７】
【００７０】
サンプリング定理に従い、光干渉計測データの読出間隔Ｓは次式を満足すれば良い。
【数８】
第１の実施の形態における光干渉計測データの読み出しは式８に基づいて、計測深度に応じて制御を行う。
【００７１】
図６の（ａ）では、分割数が４（Ｄは２）、計測位置Ｚｎが０の場合を示している。この場合、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋの４倍となる。従って、図６の（ａ）のように光干渉計測データの４つに１つだけデータを読み出せばよい。全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／４に低減することが可能となる。
図６の（ｂ）では、分割数が４（Ｄは２）、計測位置Ｚｎが１の場合を示している。この場合、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋの２倍となる。従って、図６の（ｂ）のように光干渉計測データの２つに１つだけデータを読み出せばよい。全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／２に低減することが可能となる。
【００７２】
図６の（ｃ）では、分割数が４（Ｄは２）、計測位置Ｚｎが２の場合を示している。この場合、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋに一致する。従って、図６の（ｃ）のように光干渉計測データの全データを読み出す必要がある。
以上のように、図６の例では、光干渉計測データのサイズを、全データ読出の場合と比べて、全体で３／８の低減が可能となる。
このようにＳＤ−ＯＣＴにおける計測深度と干渉光の特性に基づいて、計測深度に応じて光干渉計測データの読出を制御することで、計測精度を損なうことなく処理に係る光干渉計測データを削減でき、かつ診断に好ましい光干渉診断画像の提示が可能となる。
【００７３】
続いて、第１の実施の形態における光干渉計測データの読出制御のフローについて説明する。
【００７４】
図７は、本発明の特徴を説明する、第１の実施の形態における光干渉断層画像取得処理の全体の流れを示すメインフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、ゾーンフォーカス機能を備えるＳＤ−ＯＣＴにおいて、診断に好ましい光干渉断層画像を得ることを目的としている。
ステップ７０１では、コヒーレンスゲートを被検眼網膜の表層近くに調整する。一般的に、ＳＤ−ＯＣＴではコヒーレンスゲートに近いほど干渉信号の感度が高いことが知られている。網膜表層にできるだけ近い位置にコヒーレンスゲートを調整することで、感度高く計測でき、ダイナミックレンジの高い光干渉断層画像が得られる。コヒーレンスゲートの調整方法に関しては既知の手法によればよい。なお、第１の実施の形態におけるＳＤ−ＯＣＴでは、コヒーレンゲートは診断開始（計測開始）時にのみ調整を行い、少なくとも１回のＢスキャンが行われるまでは固定される。以上の工程は本発明における設定工程における一工程に対応し、計測対象の断層画像を取得する前に基底となる光干渉計測データの読出制御の実施する工程となる。
【００７５】
ステップ７０２では、ゾーンフォーカス機能を備えるＳＤ−ＯＣＴにおいて、計測を行う位置を設定する。コヒーレンスゲートから逐次計測深度を深くして、スキャンを繰り返して光干渉計測データの取得をおこなう。なお、本発明の適用は逐次計測深度を深くしてスキャンを行う例に限るものではなく、必要計測深度から逐次浅くしてスキャンを行っても良いし、診断または画像認識処理などの理由で注目層がある場合には、その位置を先にスキャンする構成であってもよい。該ステップにおいて行われる操作は設定工程における他の工程に対応し、計測された断層情報である光干渉計測データに基づいて必要な計測深度を把握し、該必要な計測深度に基づいて先の基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行う。
また、各計測領域において計測光の計測幅（被写界深度）を変更する場合には、ゾーンフォーカス制御部２０４は接眼光学系３０４を制御することにより計測光３１１の計測幅を調整する。
【００７６】
ステップ７０３では、光干渉計測データを取得する。ＳＤ−ＯＣＴ２０１の照射部２０３が計測光を被検眼に照射して、参照光と被検眼からの計測光（戻り光）との干渉光を計測部２０５が計測する。
ステップ７０４では、ステップ７０３で取得された光干渉計測データは、回折格子３０７により波長ごとに分光されたデータとなっているため、ステップ７０６のＦＦＴ処理に備えて波数のデータに変換する。波数変換の処理に関しては既知の手法によればよい。
ステップ７０５では、第１の実施の形態における光干渉計測データの読出制御を行う。計測深度に応じて有効なデータを読み出して、以後の処理に係るデータサイズを削減する。詳細に関しては後述する。
【００７７】
ステップ７０６では、ステップ７０５で読み出された光干渉計測データに関して、ＦＦＴ処理を行う。光干渉計測データに対してＦＦＴ処理を施すことにより、計測情報（計測深度と信号強度）を含む光干渉断層データ、すなわち光断層情報が得られる。
ステップ７０７では、ゾーンフォーカスの全ての計測領域を計測して、全領域に渡って断層像の計測を行ったかを判断する。全領域に渡って断層像の計測が完了している場合にはステップ７０８へ処理を移行する。そうでない場合にはステップ７０２へ処理を移行して、計測処理を繰り返す。
【００７８】
ステップ７０８では、これまでの処理により得られた光干渉断層データから断層画像を構成する。また得られた光干渉断層画像に対して、輝度の調整や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種補正処理を適用してより診断に好ましい画像や情報に整える。これらの画像構成の処理に関しては既知の手法によればよい。
ステップ７０９では、ステップ７０８で構成された光干渉断層画像をユーザ（主に医師）に提示して、一連の光干渉断層画像の取得処理を終了する。
以上の処理により、診断に好ましい光干渉断層画像を得ることができる。
【００７９】
図８は、本発明の特徴を説明する、第１の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、図６で示した計測光の計測深度に応じた読出方法を実現することを目的としている。
ステップ８０１では、光干渉計測データ読出部２０７における読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からこれから計測を行う計測深度の情報を取得する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、計測深度に応じて接眼光学系３０４を制御するため計測深度の情報を管理している。当該ステップは、本発明における光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得工程に対応する。
【００８０】
ステップ８０２では、該読出制御部は受け取った計測深度の情報に基づいて、式８や図６で示した光干渉計測データの読出間隔を算出する。
ステップ８０３では、該読出制御部はステップ８０２で算出した読出間隔に基づいて、得られているデータが読み出すデータかどうかを判断する。読み出すデータである場合には、ステップ８０４へ処理を移行する。読み出すデータでない場合には、ステップ８０５へ処理を移行する。これらステップ８０３および８０４は、本発明における計測深度情報に基づいて光干渉計測データの内の読み出すデータを決定する決定工程に対応する。
【００８１】
ステップ８０４では、読出制御部は、同様に光干渉計測データ読出部２０７に配置される読出部を制御して光干渉計測データを出力させる。当該ステップは、先の決定工程で決定された読出データの読み出しを実行させる読出し制御工程に対応し、さらに実際に光干渉計測データを出力する操作を行うことで読出工程にも対応する。
ステップ８０５では、光干渉計測データの全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断する。全データの読出制御行っている場合には、一連の光干渉計測データ読出処理を終了する。まだ読出制御が終っていない場合にはステップ８０３へ処理を移行して繰り返しデータの読み出しを行う。
【００８２】
以上の処理により、第１の実施の形態における光干渉計測データの読み出しが可能となる。また、以上の書く工程からなるデータの読み出しを行う光干渉計測データ読出部は、上述した取得工程、決定工程、読出制御工程及び読出工程を実行する取得手段、決定手段、読出制御手段、及び読出手段なる構成として機能する領域を有する。
【００８３】
本実施形態によれば、ＳＤ−ＯＣＴの計測深度と計測される干渉光波形の周波数との特性を利用して、計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御する手段を備えることにより、より具体的には計測深度が深くなるに従って読出間隔を狭くすることにより、光干渉断層画像処理に係るデータサイズを低減することができる。これにより、処理時間を短縮でき、ひいては断層画像の取得から診断までのリアルタイム性を向上させることができる。
【００８４】
また、ゾーンフォーカスの計測領域の分割数を２Ｎ（Ｎは自然数）として、データ読出の制御単位としての計測位置も２Ｎとしたことで全読出データの個数は２Ｎとなる。ＦＦＴ処理部２０８では入力として２Ｎのデータが必要であり、従来では計測した全データに対して補間などを行うことで２Ｎのデータに変換して入力していたのに対して、本実施形態で示した読出制御を行うことでその処理を削減できる。
【００８５】
（第２の実施の形態）
本発明を実現する第２の実施の形態を図に従って説明する。
第１の実施の形態では、ゾーンフォーカスの計測範囲の分割数を２Ｎとして、データ読出の制御単位としての計測位置も２Ｎと固定したことで全読出データの個数は２Ｎとなるように光干渉計測データの読み出しを制御した。この場合、データの読出間隔が必ずデータ間隔の自然数倍となるため制御が容易である一方でゾーンフォーカス各計測領域の幅に依存した制御となってしまう。
【００８６】
第２の実施の形態における特徴は、ゾーンフォーカスの計測領域に依存しない制御を行うことにある。これによりＳＤ−ＯＣＴの計測条件を吸収するとともに、光干渉断層画像の取得に係るデータを削減することが可能となる。
上記特徴を中心に、本実施の形態を説明する。
なお、本実施の形態におけるＯＣＴの機能ブロックは、第１の実施の形態における機能ブロック（図２）と同様であるため説明は省略する。
【００８７】
図１６は、本発明の特徴を説明する、第２の実施の形態における光干渉計測データ読出部の機能ブロック図である。
第２の実施の形態における光干渉計測データ読出部（第１の実施形態における光干渉計測データ読出部２０７に対応）は、光干渉計測データを読み出す読出部、読出データの補間を行う補間処理部、および計測深度に応じて読出部と補間処理部とを制御する読出制御部から構成される。
【００８８】
本形態の特徴的構成である補間手段である補間処理部は、読出部で読み出された光干渉計測データを補間する。なお、その他の構成に関しては第１の実施形態で例示した構成と同一であるため、以降の説明では同一の構成要素に関しては同じ参照番号を付記して説明する。該補間処理部は、読出制御部からの指示に応じて補間処理を行う。第２の実施の形態における補間処理は、２つのデータを入力として、生成するデータの位置に応じた２つのデータの重み付け補間を行う単純な構成であればよい。
【００８９】
読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からの計測深度の情報に基づいて読出部を制御する。ゾーンフォーカス制御部２０４から受け取った計測深度の情報から光干渉計測データの読出間隔を算出し、その算出結果に基づいて読出部と補間処理部とを制御する。
以上の構成を有する光干渉計測データ読出部により、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出を制御することが可能となる。なお、光干渉計測データの読出間隔の算出方法に関しては後述する。
【００９０】
図９（ａ）〜９（ｃ）は、本発明の特徴を説明する第２の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図である。第２の実施の形態におけるゾーンフォーカスは、計測光の光軸方向（断層深さ方向）に対して等間隔に分割する。
なお、これら図中において、太い実線９０１は参照光と計測光の光路長が一致しているコヒーレンスゲート、細い実線９０２は診断に必要な必要計測深度を示している。破線は各計測領域の境界を示している。
また、計測光９０３、９０４、９０５は分割数に応じてそれぞれＮＡが異なる光を示している。
【００９１】
図９（ａ）は必要計測深度を計測光の光軸方向に対して３分割、図９（ｂ）は４分割、図９（ｃ）は５分割した場合のゾーンフォーカスの例を各々示している。
ゾーンフォーカスの各層をコヒーレンスゲート９０１から近い順にＺｎと便宜的に名称をつけることにする。なお、図９（ａ）〜９（ｃ）で定義したＺｎの各層が第２の実施の形態における光干渉計測データの読出の制御単位となる。
図９（ａ）では、領域を３分割し、計測光９０３を計３回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の各層の範囲は、ともに必要計測深度９０２の１／３である。
【００９２】
図９（ｂ）では、領域を４分割し、計測光９０４を計４回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚｎはともに必要計測深度９０２の１／４である。
図９（ｃ）では、領域を５分割し、計測光９０５を計５回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚｎはともに必要計測深度９０２の１／５である。
以上のようなゾーンフォーカスに基づいて、第２の実施の形態における計測深度に基づいた光干渉計測データの読み出しを制御する。続いて、図９（ｃ）のゾーンフォーカスの例を用いて、光干渉計測データの読出制御の詳細について説明する。
【００９３】
図１０（ａ）および１０（ｂ）は、本発明の特徴を説明する第２の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図である。
図１０（ａ）、図１０（ｂ）ともに分割数を５として、図１０（ａ）は補間処理を行う場合の光干渉計測データの読出方法、図１０（ｂ）は補間処理を行わない読出方法を示している。
【００９４】
必要計測深度を分割数Ｄとなるゾーンフォーカスで等分割すると、各層Ｚｎの最大深度ｎｄｎは下記の式で得られる。又、計測深度は０〜ＤをパラメータとするＺで示される。
【数９】
【００９５】
式２によれば、各層の最大深度ｎｄｎにおける光干渉計測データの波数間隔（周波数）は次式で定まる。
【数１０】
【００９６】
サンプリング定理に従い、光干渉計測データの読出間隔Ｓは次式を満足すれば良い。
【数１１】
第２の実施の形態における光干渉計測データの読み出しは、式１１に基づいて計測深度に応じた制御を行う。
【００９７】
図１０（ａ）、１０（ｂ）ともに分割数が５、計測位置Ｚｎが１〜５であるため、式１１によれば光干渉計測データの読出間隔は全てが自然数とはならない。
計測位置Ｚｎが１の場合では、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋの５倍となる。従って、図１０（ａ）のように計測データの５つに１つだけデータを読み出せばよい。全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／５に低減することが可能となる。
【００９８】
次に、計測位置Ｚｎが２の場合では、読出間隔Ｓが２．５となって自然数ではない、すなわち小数以下のＳとなることから、単純なデータ単位での制御では対応できなくなる。
図１０（ａ）では、逐次読出間隔Ｓで読み出しを行って、読出位置が小数を含む２．５となった位置でのみ隣接する２つのデータの読み出しを行って、光干渉計測データ読出部（第１の実施形態の光干渉計測データ読出部２０７に対応）における補間処理部によってその位置のデータを補間生成する。すなわち、補間処理部は、読出間隔Ｓが少数を含む値となり読出データ位置が自然数にて示し得ない場合には、読出データ位置を挟んで隣接する２つのデータを読み出すように読出手段を制御し、これらデータによる補間操作を実行する。これにより全データを読み出す場合に比べてデータサイズを３／５に低減することが可能となる。
【００９９】
図１０（ｂ）では、式１１を満足して光干渉計測データを読み出せばよいため、少数を切り捨てて読出間隔Ｓを２として、計測データの２つに１つだけデータを読み出す。これにより全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／２に低減することが可能となる。この場合には、前述した補間処理部は補間処理を行う必要はない。
【０１００】
計測位置Ｚｎが３、４の場合、読出間隔Ｓはそれぞれ、５／３（≒１．６７）、５／４（＝１．２５）となって２より小さい値となるため、補間するために隣接２データを読み出すと結果全データを読み出すこととなる。この場合、光干渉計測データ読出部の補間処理部では補間処理を行わずに全データを読み出してＦＦＴ処理部２０８へ出力する。すなわち、読出間隔Ｓが２より小さい場合には、補間処理を行う意義が存在しなくなることから、読出制御手段は補間処理部による補間処理を停止させ、以降の処理の実行を行う。
以上のように、補間処理を加えることで、ゾーンフォーカスに依存することなく、計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御することが可能となる。
【０１０１】
図１１は、本発明の特徴を説明する、第２の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、図１０で示した計測光の計測深度に応じた読出方法を実現することを目的としている。
ステップ１１０１では、前述した光干渉計測データ読出部２０７における読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からこれから計測を行う計測深度の情報を取得する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、計測深度に応じて接眼光学系３０４を制御するため計測深度の情報を管理している。
【０１０２】
ステップ１１０２では、該読出制御部は、受け取った計測深度の情報に基づいて、図１０で示した光干渉計測データの読出間隔を算出する。このとき、読出間隔を図１０で前述したように少数を含む値に設定するか、または少数を切り捨てて自然数に設定するかは、任意に設定できるようにすればよい。
ステップ１１０３では、該読出制御部は、ステップ１１０２で算出した読出間隔に基づいて、得られているデータが読み出すデータかどうかを判断する。読み出すデータである場合には、ステップ１１０４へ処理を移行する。読み出すデータでない場合には、ステップ１１０８へ処理を移行する。
ステップ１１０４では、該読出制御部は、ステップ１１０２で算出した読出間隔に基づいて読み出しを行う際に、読出位置が自然数であるかどうかを判断する。読出位置が自然数である場合には、ステップ１１０５へ処理を移行する。読出位置が自然数ではない場合には、ステップ１１０６へ処理を移行する。
ステップ１１０５では、該読出制御部は、同じ光干渉計測データ読出部２０７の構成である読出部を制御して光干渉計測データを出力させる。
【０１０３】
ステップ１１０６では、該読出制御部は、この読出部を制御して、読出位置に隣接する２つのデータを読み出させ、さらに同じ光干渉計測データ読出部の構成である補間処理部へ出力させる。同時に該補間処理部へ補間指示を伝える。
ステップ１１０７では、該補間処理部はステップ１１０６で読み出された２つのデータに対して、データ位置に対して重み付け補間を行う。
ステップ１１０８では、光干渉計測データの全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断する。全データの読出制御を行っている場合には、一連の光干渉計測データ読出処理を終了する。まだ読出制御が終っていない場合にはステップ１１０３へ処理を移行して繰り返しデータの読み出しを行う。
以上の処理により、第２の実施の形態における光干渉計測データの読み出しが可能となる。
【０１０４】
なお、本実施形態におけるゾーンフォーカスでは、説明を簡単にするために式９または図９（ａ）〜９（ｃ）のように計測光の光軸方向の計測範囲を等分割した。本実施形態の構成によれば、読出制御は等分割の場合に限定されず、必要計測深度に対して計測深度の情報を得ることが可能であれば、任意に分割した場合においても同等に制御を行うことができる。
本実施形態によれば、光干渉計測データ読出部２０７に補間処理部を備えることで、ゾーンフォーカスに依存することなく、計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御することが可能となる。また、計測精度を損なうことなく処理に係る光干渉計測データを削減できる。
【０１０５】
（第３の実施の形態）
本発明を実現する第３の実施の形態を図に従って説明する。
第１および第２の実施の形態では、ゾーンフォーカス機能を備えるＳＤ−ＯＣＴにおいて、計測光の計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御して、光干渉断層画像の取得処理に係るデータサイズを低減した。
第３の実施形態の特徴は、光干渉計測データの読み出しを制御することにより、必要な計測深度以上の光干渉計測データを削減することにある。第３の実施の形態における光干渉計測データの読出制御はゾーンフォーカスをもたないＳＤ−ＯＣＴにも適用可能である。
上記特徴を中心に、本実施の形態を説明する。
【０１０６】
図１２は、本発明の特徴を説明する第３の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図である。
図１２では、ＮＡが小さく、被写界深度の深い計測光１２０４で光干渉断層画像を取得する場合の、ＳＤ−ＯＣＴのスキャンの方法を示している。なお、太い実線１２０１は参照光と計測光の光路長が一致しているコヒーレンスゲート、細い実線１２０２は診断に必要な必要計測深度、そして一点鎖線１２０３は撮像素子の画素数で計測可能な最大計測深度を示している。
なお、同図には、被検眼における黄班付近の光干渉断層像２００５も例示する。
【０１０７】
図１２の場合、診断に必要となる必要計測深度１２０２を、計測光１２０４の最大計測深度が大きく上回っており、このままスキャンを行った場合、必要な計測深度１２０２以上に深い位置の情報も得られることになる。
最大計測深度１２０３に対する必要計測深度１２０２を知ることができれば、計測深度と計測される干渉光波形の周波数との特性に基づいて、干渉光の計測データのうち有効な周波数を把握することができる。それに従って光干渉計測データの読出間隔Ｓを設定することで、必要計測深度よりも深い位置の情報を削減することができる。
必要計測深度１２０２を知るためには、実際の光干渉断層画像を取得するためのスキャンの前に、被写界深度の深い計測光を用いてプレスキャンを行えばよい。
【０１０８】
なお、図１２の説明ではＮＡが小さく、被写界深度の深い計測光１２０４を使用したゾーンフォーカス機能をもたないＳＤ−ＯＣＴの場合を示したが、ゾーンフォーカス機能を有するＳＤ−ＯＣＴにも適用できるのはいうまでもない。
また、ゾーンフォーカス機能を有するＳＤ−ＯＣＴの場合、事前に必要計測深度１２０２を把握することで、必要計測深度１２０２に対する必要なゾーンフォーカスの分割数および各計測領域の幅を任意に設定することができる。
以上のように、光干渉断層画像を取得するスキャンの前に、必要計測深度１２０２を把握することで、光干渉計測データの読出制御を適用することができ、必要計測深度よりも深い位置の不要な情報をデータの読み出しと共に破棄することが可能となる。
【０１０９】
続いて、第３の実施の形態における光干渉計測データの読出制御のフローについて説明する。
本形態における光干渉断層画像取得処理の全体の流れを示すメインフローチャートにおける一連の処理では、計測前に必要計測深度を取得してキャリブレーションを行うことで、光干渉計測データの読み出しと同時に余剰な情報を破棄して、診断に好ましい光干渉断層画像を得ている。
より詳細には、第１の実施の形態における図７のフローチャートと比べて、第４の実施の形態では、計測前のキャリブレーションを行うステップが加わる。
【０１１０】
当該ステップでは、光干渉断層画像を取得する計測処理の前（具体的にはステップ７０２）にキャリブレーションを行う。詳細に関しては後述する。
なお、ステップ２１０２では、第３の実施の形態における光干渉計測データの読出制御を行う。詳細に関しては後述する。
以上の処理により、第３の実施の形態における光干渉断層画像が取得される。
【０１１１】
図１３は、本発明の特徴を説明する、第３の実施の形態における計測前のキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、実際の光干渉断層画像を取得するスキャンの前に、プレスキャンを行って必要計測深度を把握し、基底となる光干渉計測データの読出制御を事前に行うことを目的としている。
ステップ１３０１では、被写界深度の深い計測光を用いてプレスキャンを行う。プレスキャンは、１回のＡスキャンであればよい。
【０１１２】
眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、一般に計測対象は網膜であり、診断に必要な断層像として網膜の最下層に位置する色素上皮層までが要求される。この色素上皮層は多くの場合、光干渉断層画像上でほぼ平坦であるため、１回の計測の間は必要計測深度が一定と見なせる。そのため、１回のＡスキャンを行うことで必要計測深度を算出することが可能である。
なおＡスキャンを複数回（粗いＢスキャン）行うことにより必要計測深度を算出してもよい。
【０１１３】
ステップ１３０２では、ステップ１３０１のプレスキャンで得られた計測データから必要計測深度を算出する。一般に網膜の光干渉断層画像では、計測光に対して色素上皮層が最も強い反射を示すため、信号強度の強い位置を指標にして必要計測深度を算出すればよい。また、プレスキャンとして粗いＢスキャンを行った場合には、そのうち最大の深度を指標にして必要計測深度として算出すればよい。
ステップ１３０３では、ステップ１３０２で得られた必要計測深度に応じて、図１２で説明したような基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行う。これにより、必要計測深度以上の断層深さの情報をデータ読出と共に破棄することができる。
【０１１４】
ステップ１３０４では、ゾーンフォーカス機能を使用するか判断する。ゾーンフォーカスを使用して計測を行う場合には、ステップ１３０５へ処理を移行する。ゾーンフォーカス機能を使用しない、またはゾーンフォーカス機能をもたない場合には、一連のキャリブレーション処理を終了する。
ステップ１３０５では、ゾーンフォーカスにおける計測光の光軸方向の分割を行って、ゾーンフォーカスの設定を行う。
以上の処理により、第３の実施の形態における、光干渉計測データ読出制御の基底設定が可能となる。
【０１１５】
本実施形態によれば、光干渉断層画像の取得の前に、プレスキャンを用いたキャリブレーションを行うことで、光干渉計測データ読出制御の基底となる事前設定が可能となる。これにより、必要計測深度よりも深い不要な情報を、データの読み出しと同時に破棄することができ、光干渉断層画像の取得に係る光干渉計測データのサイズを低減することができる。
【０１１６】
（第４の実施の形態）
本発明を実現する第４の実施の形態を図に従って説明する。
第１、第２および第３の実施の形態では、いずれも波数変換処理のなされた光干渉計測データを前提として、光干渉断層画像の取得処理に係るデータサイズを低減した。
波長と波数は反比例の関係にあることを利用すれば、波数軸上に再配列された光干渉計測データに対して行った読出制御を、波数軸上に再配列する前の波長ごとに計測された計測データにおいても適用することが可能である。
第４の実施形態の特徴は、波数変換前の、回折格子により波長ごとに分光された干渉光の計測データに対して読出制御を行うことにある。これにより、光干渉断層画像の取得の処理に係るデータサイズの削減を、波数変換処理の前にまたは同時に行うことが可能となる。
上記特徴を中心に、本実施の形態を説明する。
【０１１７】
第４の実施の形態におけるＯＣＴシステムの機能ブロックは、第１の実施形態で述べた波数変換が必要ないことから、図２に示した波数変換部２０６がなくなり、これに対応して光干渉計測データ読出部２０７の機能が異なる。
すなわち、本形態におけるＳＤ−ＯＣＴ機能を有するＯＣＴは、図２に示す計測光を照射する照射部２０３、照射部の光学系を制御するゾーンフォーカス制御部２０４、干渉光を計測する計測部２０５、第４の実施の形態における光干渉計測データ読出部（２０７）、干渉光の計測データを光干渉断層データに変換するＦＦＴ処理部２０８、および外部処理装置としての画像処理装置２０２との信号の伝達を行う際に用いられるＩ／Ｆ２０９から構成される。
本形態における光干渉計測データ読出部（２０７）は、波長ごとに分光された計測データに対して、計測光の計測深度に応じて光干渉計測データ読出制御を行うデータ読出部である。詳細については後述する。
以上の構成を有するＯＣＴシステムにより、波数変換前の光干渉計測データに対しても、第１、第２、第３で説明した読出制御と同等の制御が可能となる。
【０１１８】
第４の実施の形態における光干渉計測データ読出部（２０７）は、光干渉計測データを読み出す読出部、補間を行う補間処理部、読出制御情報を格納する読出テーブル、および計測深度に応じて読出部と補間処理部とを制御する読出制御部から構成される。
読出部は、波長ごとに分光された光干渉計測データを次処理に出力する。また、該読出部は、読出制御部からの指示によって出力の有無を切り換える。
【０１１９】
補間処理部は、該読出部から受け取ったデータに対して、読出制御部からの指示に応じて補間処理を行う。該補間処理部は、波数変換を考慮した補間処理を行い、波数変換処理のなされた光干渉計測データを用意する。
読出テーブルは、波長ごとに分光された光干渉計測データを読み出す場合に必要な読出制御情報を格納する。
【０１２０】
ＦＦＴ処理を行うためには、一般に、波数変換のなされた光干渉計測データを使用する。波数変換処理ではまず、波長と波数が反比例の関係にあることから、波長ごとに計測されたデータに対して、波長の逆数を演算してデータを再配列させている。波長軸上で撮像素子の画素ごとに等間隔に計測されたデータも、波数で再配列させた場合には等間隔のデータ配列ではなくなってしまうため、補間処理によって波数においても等間隔のデータとしている。
この際の補間処理には、一般の補間の方法を使用し、線形補間処理や、Ｓｐｌｉｎｅ曲線による補間など多くの方法が知られていてどれを用いても構わないが、補間アルゴリズムによって補間に必要なデータ数が異なる。
そのため使用する補間アルゴリズムによって、波長ごとに分光された光干渉計測データの読出制御方法が異なる。前述した読出テーブルは、計測深度に応じた光干渉計測データの読出制御の情報とともに補間処理に必要とするデータ数の情報を、使用する補間アルゴリズムに対応付けて読出制御情報として記憶している。
なお、使用する補間のアルゴリズムに関しては、計測前に任意に設定が可能であればよい。
【０１２１】
読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からの計測深度の情報から、読出テーブルに格納された読出制御情報を参照して、読出部と補間処理部とを制御する。
以上の構成を有するデータ読出部により、波長ごとに分光された光干渉計測データに対しても、計測光の計測深度に基づいてデータの読み出しを制御することが可能となる。続いて、光干渉計測データの読出制御のフローについて説明する。
【０１２２】
第４の実施の形態における光干渉断層画像取得処理の全体の流れを示すメインフローチャートの一連の処理は、波長ごとに配列された光干渉計測データに対して適切な読出制御を行い、診断に好ましい光干渉断層画像を得ることを目的としている。
第１の実施の形態における図７のフローチャートと比べて、第４の実施の形態では、波数変換を行うステップ７０４が不要となる。
なお、光干渉計測データ読出のステップ７０５では、第４の実施の形態における、波数変換のステップ７０４がなくなったことに応じて、波長ごとに配列された光干渉計測データの読出制御を行う。詳細は後述する。
以上の処理により、第４の実施の形態における光干渉断層画像が取得される。続いて、第４の実施の形態における光干渉計測データの読出のステップで行われる制御のフローを説明する。
【０１２３】
図１４は、本発明の特徴を説明する、第４の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、波長ごとに分光された光干渉計測データに対して計測光の計測深度に応じた読出方法を実現することを目的としている。
ステップ１４０１では、光干渉計測データ読出部（２０７）における読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からこれから計測を行う計測深度の情報を取得する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、計測深度に応じて接眼光学系３０４を制御するため計測深度の情報を管理している。
【０１２４】
ステップ１４０２では、該読出制御部は、同様に光干渉計測データ読出部（２０７）を構成する読出テーブルを参照して読出制御情報を取得する。
ステップ１４０３では、該読出制御部は、受け取った計測深度の情報と読出制御情報に基づいて、光干渉計測データのうち読み出すデータを把握する。
【０１２５】
ステップ１４０４では、該読出制御部は、ステップ１４０３で把握した読出情報に基づいて、得られているデータが読み出すデータかどうかを判断する。読み出すデータである場合には、ステップ１４０５へ処理を移行する。読み出すデータでない場合には、ステップ１４０９へ処理を移行する。
ステップ１４０５では、該読出制御部はステップ１４０３で把握した読出データの情報に基づいて、読み出すデータが補間処理の対象のデータかどうかを判断する。補間対象データの場合には、ステップ１４０６へ処理を移行する。補間対象データではない場合には、ステップ１４０８へ処理を移行する。
ステップ１４０６では、該読出制御部は、同様に光干渉計測データ読出部を構成する読出部を制御して、補間に必要な複数データを読み出させ、補間処理部へ出力させる。該読出制御部は、同時に補間処理部へ補間指示を伝える。
【０１２６】
ステップ１４０７では、該補間処理部は、読出制御部からの指示に従って読出部から受け取った複数データから補間処理を行う。
ステップ１４０８では、該読出制御部は、読出部を制御して光干渉計測データを出力させる。
ステップ１４０９では、光干渉計測データの全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断する。全データの読出制御を行っている場合には、一連の光干渉計測データ読出処理を終了する。まだ読出制御が終っていない場合にはステップ１４０４へ処理を移行して繰り返しデータの読み出しを行う。
以上の処理により、第４の実施の形態における、波長ごとに配列された光干渉計測データの読出制御が可能となる。
【０１２７】
本実施形態によれば、波数変換に必要とされる補間の情報を記憶した読出テーブルを用意することで、波長ごとに配列された光干渉計測データに対しても本発明の読出制御を適用することが可能となり、データ読出と同時に波数変換をも行うことが可能となる。
なお、本実施の形態において、読出テーブルに波数変換に必要な情報を含めずに光干渉計測データの読出制御のみを行って、別途波数変換処理部にて波数変換を行う構成としてもよい。
従来、波長ごとに配列された計測データに対して補間を行い、波数軸での全波数帯域に渡るデータを生成して再配列させていた波数変換に比べて、必要な波数のデータに必要な波長データのみを読み出して補間を行うことで波数変換に係る処理負荷も軽減できる。
これにより、光干渉断層画像診断に係る処理時間をさらに短縮することが可能となる。
【０１２８】
（第５の実施の形態）
また、本発明の目的は、以下によって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを格納した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１２９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１３０】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれたとする。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１３１】
（その他の実施の形態）
上記各実施形態における様々な技術を適宜組み合わせて新たなシステムを構成することは当業者であれば容易に相当し得るものであるので、このような様々な組み合わせによるシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。
第１から第４までの実施の形態では、ＳＤ−ＯＣＴを使用したシステムにおいて適用する例を説明してきた。本発明は、前述したように、光スペクトル情報から断層情報を得るＦＤ−ＯＣＴにおいて計測深度と干渉光との特性を応用して光干渉計測データの読出制御を行うものであり、この特性はＳＤ−ＯＣＴに限られるものではない。波長掃引可能な光源を使用するＳＳ−ＯＣＴにおいても、本発明を適用して、計測光の光軸方向に計測領域を分割して、計測深度ごとの光干渉計測データを得ることは可能であり、従ってＳＳ−ＯＣＴを用いたシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。
さらには、上記各実施形態における様々な技術を適宜組み合わせて新たなシステムを構成することは当業者であれば容易に相当し得るものであるので、このような様々な組み合わせによるシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。
【符号の説明】
【０１３２】
８０１ ・・・ 計測光の計測深度の情報を取得するステップ
８０２ ・・・ データを読み出す間隔を算出するステップ
８０３ ・・・ 読み出すデータかどうかを判断するステップ
８０４ ・・・ データを読み出すステップ
８０５ ・・・ 全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断するステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉を利用して断層画像を取得する光干渉計測データ読出方法、光干渉断層診断装置および光干渉断層診断システムに関する。特に、眼科診療等に用いられる干渉光学系を有する光干渉断層撮像装置において、計測制度を劣化させることなく光干渉断層診断に係るデータサイズを低減するのに好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
光干渉断層診断装置（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、以下ＯＣＴと記述）において、取得する光干渉断層画像の高画質化（高解像化や高階調化、高ダイナミックレンジなど）に関する技術がこれまでにも多く提案なされている。
ＯＣＴは、特に眼科用医療機器としての応用が進み、網膜の専門外来では診断に欠かせない機器として期待が高まっている。
特に、近年は、被検眼網膜の深さ方向の分解能とともに深さ方向に直交する面方向（網膜面方向）の分解能の向上が要求されるようになってきている。網膜面方向の分解能を向上させることで、これまで観察できなかった病変の観察や、さらなる病変の早期発見などが期待できるためである。
ＯＣＴの網膜面方向の分解能を向上させるために、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ、以下ＮＡと記述）の高い光学系を使用し、ゾーンフォーカス機能を備えるＯＣＴの技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている技術によれば、ＮＡの高い光学系を使用して、フォーカス位置を段階的に変化させて計測を行うゾーンフォーカスで網膜の光干渉断層画像を計測することが可能である。
【０００３】
また、ＯＣＴは被検眼網膜を内部（網膜を構成する各層）からの計測光の反射情報を干渉光として計測するため、計測光の侵入深さが深くなるともに反射光強度が低下し、干渉情報が低下してしまうという特性が潜在的に存在する。これにより光干渉断層画像のダイナミックレンジの低下につながる。
画質の均一な光干渉断層画像を得るために、ＯＣＴにおいて計測光の計測深度に応じて調整を行う技術が特許文献２に開示されている。特許文献２に開示されている技術によれば、干渉光を時間的に走査して断層像の計測を行うＴｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴにおいて、計測深度に応じて光源の光強度を制御することで断層像の全体で明るさの一様な光干渉断層画像を得ることが可能となる。
以上のように、ＯＣＴの光干渉断層画像の高画質化を実現するための技術は、これまでにも多くの提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０１２５０
【特許文献２】特開２００５−０８３９５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述した先行技術においては、以下の問題を解決することができなかった。
光干渉断層画像の高画質化、特に高解像化や高階調化は計測データを著しく増大させる。また診断対象とする範囲の拡大、すなわち光干渉断層画像の計測範囲を拡大する要求も、計測データの増大につながる。
【０００６】
計測データの増大は、光干渉断層画像診断において、計測や計測データの処理、画像構成など各種処理に要する時間の増大を引き起こし、結果、計測から診断までのリアルタイム性の劣化が生じてしまう。
すなわち、光干渉断層画像の高画質化とともに、診断に係る時間を短縮する手段を講じる必要があるが、従来技術では上記課題には対応できなかった。
なお、診断に係る時間を短縮するとともに光干渉断層診断の正確性を欠くことのないよう、計測精度の劣化や光干渉診断画像の画質劣化を引き起こしてはならない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、光干渉計測データの処理において、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出を制御することによって、計測精度を劣化させることなく光干渉断層診断に係るデータサイズを低減して電子的な処理時間を短縮する光干渉計測データ読出方法、光干渉断層診断装置および光干渉断層診断システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明による光干渉計測データ読出方法は以下のような構成になる。
すなわち、光干渉を利用して光スペクトル情報から断層像を計測する光干渉断層診断における光干渉計測データの読出方法であって、光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得工程と、
前記計測深度情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定工程と、前記決定工程で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御工程と、前記読出制御工程の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するため本発明による光干渉断層診断装置は以下のような構成になる。
すなわち、光干渉を利用して光スペクトル情報から断層像を計測する光干渉断層診断装置であって、光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得手段と、前記計測深度情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定手段と、前記決定手段で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御手段と、前記読出制御手段の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出手段とを備えることを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するため本発明による光干渉断層診断システムは以下のような構成になる。
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層情報を計測する光干渉断層計測装置と計測された断層情報から光干渉断層画像を構成してユーザに提示する画像処理装置から構成される光干渉断層診断システムであって、光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得手段と、前記計測深度情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定手段と、前記決定手段で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御手段と、前記読出制御手段の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出手段と、前記読出手段により読み出された前記光干渉計測データを前記画像処理装置へ出力する出力手段と、を備える光干渉断層計測装置と、前記光干渉断層計測装置の出力情報を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された前記光干渉計測データから光干渉断層画像を生成する画像生成手段と、前記光干渉断層画像を表示する表示手段とを備える前記画像処理装置とから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成によれば、光干渉計測データの処理において、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出を制御することによって、計測精度を劣化させることなく光干渉断層診断に係るデータサイズを低減して電子的な処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態におけるＯＣＴを用いた光干渉断層診断システムの装置構成図
【図２】第１の実施の形態におけるＯＣＴシステムの機能ブロック図
【図３】第１の実施の形態におけるＯＣＴの内部装置構成の一例を示す概念図
【図４】第１の実施の形態におけるＯＣＴの計測深度を説明する概念図
【図５】第１の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図
【図６】第１の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図
【図７】第１の実施の形態における全体の処理の流れを示すメインフローチャート
【図８】第１の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャート
【図９】第２の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図
【図１０】第２の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図
【図１１】第２の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャート
【図１２】第３の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図
【図１３】第３の実施の形態における計測前キャリブレーションの流れを示すフローチャート
【図１４】第４の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
本発明を実現する第１の実施の形態を図に従って説明する。
図１は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるＯＣＴを用いた光干渉断層診断システムの装置構成の全体図である。
本実施の形態における光干渉断層診断システムとしての画像処理システムは、光干渉断層診断装置であるＯＣＴ１０１、コントローラ１０２、画像処理装置１０３から構成されている。
ＯＣＴは試料の断層像を高解像度に計測することができ、ＯＣＴを用いた光干渉断層診断システムとして、近年、眼科をはじめとして医療機器への応用が進められている。
眼科用の医療機器では、前眼部撮影機、眼底カメラ、共焦点レーザー走査検眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ： ＳＬＯ）などの機器が知られている。
【００１５】
これらの従来の機器に対して、ＯＣＴは網膜内部の断層像を計測できるため、眼部や網膜の表層には表れにくい黄班変性、黄班円孔などの網膜内部の病変を診断する上で非常に有利である。また、網膜の断層画像を３次元で取得することにより、病変の拡大や網膜を構成する各層の状態、特に緑内障の原因である視神経細胞層の観察など、従来の機器ではできない診断が可能となる。
医療システムには、各種病変の早期発見や正確な診断のために、よりいっそうの光干渉断層画像の高解像化や高階調化、３次元化を要求されることが推測される。その一方では、医師と被検者の負担を軽減するという観点から計測から診断までのリアルタイム性が強く望まれている。
【００１６】
そのため、システムは光干渉断層画像の高解像化や高階調化、３次元化によるデータの増大化の一方で、処理に係る時間を短縮する必要がある。
ＯＣＴの計測時間に着目すると、ＯＣＴには異なる計測原理に基づいた幾つかの方式が知られており、個々の方式で計測速度が異なる。
ＯＣＴには干渉光を時間的に走査して被検体奥行き方向の計測を行うＴｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ（ＴＤ−ＯＣＴ）、干渉光の光スペクトル情報を利用して同方向の計測を行うＦｏｕｒｉｅｒ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ（ＦＤ−ＯＣＴ）に大きく分類される。
【００１７】
さらにＦＤ−ＯＣＴでは、干渉光を分光して光スペクトル情報を得るＳｐｅｃｔｒａｌ−Ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）と、波長掃引可能な光源を使用して計測光の波長掃引により光スペクトル情報を得るＳｗｅｐｔ−Ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）の２方式が知られている。
各方式を比較した場合、一般に、機械的な走査を必要とするＴＤ−ＯＣＴに対して、それを必要とせず断層深さ方向の情報を一括して取得できるＦＤ−ＯＣＴは、高速な計測が可能であることが知られている。なお、ＳＤ−ＯＣＴとＳＳ−ＯＣＴでは計測速度は比肩する。
【００１８】
次に、診断に係る電子的な処理において処理時間を短縮する方法に着目すると、演算能力に優れる高性能画像処理装置を使用するなどの方法が考えられるが、一般的にコストは増大するため、新たな工夫が必要であると予想される。
ＯＣＴの特性を利用して処理に係るデータサイズを削減することができれば、計測精度を劣化させることなく診断に好ましい光干渉断層画像を得るとともに、処理に係る時間を短縮でき、コストの増大を抑えることが可能となる。
【００１９】
ＯＣＴ１０１は、計測光を被検体に照射する照射手段と干渉光を計測する計測手段、そして画像処理装置１０３へ光干渉断層データを出力する出力手段を備える。眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合には照射手段に被検眼を観察するための接眼光学系を備え、さらにＳＤ−ＯＣＴの場合には計測手段に干渉光を波長で分光する分光器を備える。また、ＯＣＴ１０１はコントローラ１０２と通信を行う機能を有しており、コントローラ１０２からの計測開始、停止などの命令と応答のやりとりを行う。
コントローラ１０２と接続された画像処理装置１０３は、ＯＣＴ１０１から入力された光干渉断層データに基づいて光干渉断層画像を構成して、診断のための各種補正を行う画像構成手段と、光干渉断層画像を表示する表示手段を有する。画像処理装置１０３はコントローラ１０２を介してＯＣＴ１０１と通信を行う。画像処理装置１０３からの計測開始の命令を受信したＯＣＴ１０１は、照射手段と計測手段により被検体の断層を計測する。
【００２０】
コントローラ１０２は、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ， 以下ＦＦＴと記述）、波数変換、本実施の形態の特徴である光干渉計測データの読出処理や、伝送フォーマット変換などの機能を備えている。
なお、図１では画像処理装置１０３とコントローラ１０２を別々のハードウェア構成としているが、コントローラ１０２と画像処理装置１０３がそれぞれ有する機能を集め、専用の画像処理装置を構成することも可能である。
【００２１】
また、図１ではＯＣＴ１０１とコントローラ１０２を別々のハードウェア構成としているが、ＯＣＴ１０１とコントローラ１０２の機能の全てまたは一部を一体化する構成でも構わない。以降の説明では機能的な観点から、ＯＣＴ１０１とコントローラ１０２とがそれぞれ有する機能を組み合わせたものをＯＣＴとして説明する。
また、図中で各々の装置は有線で接続されているが、これらの一部またはそのすべてを無線で接続する形態としても構わない。
【００２２】
図２は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるＯＣＴシステムの機能ブロック図である。
ＯＣＴ２０１は、ＳＤ−ＯＣＴ機能を有する。該ＯＣＴ２０１は、計測光を照射する照射部２０３、照射部の光学系を制御するゾーンフォーカス制御部２０４、干渉光を計測する計測部２０５、波長ごとに整列した干渉光の計測データを波数軸に従い再配列する波数変換部２０６、本発明の特徴となる光干渉計測データ読出部２０７、干渉光の計測データを光干渉断層データに変換するＦＦＴ処理部２０８、および外部処理装置としての画像処理装置２０２との間での信号の伝送のためのＩ／Ｆ２０９を有する。なお、ここで示すＯＣＴ２０１は、図１に示すＯＣＴ１０１とコントローラ１０２の一部とに対応する。
【００２３】
画像処理装置２０２は、ＯＣＴ２０１から受信した光干渉断層データに基づいて光干渉断層画像の構成と表示を行う。該画像処理装置２０２は、ＯＣＴ２０１との間での信号の伝送のためのＩ／Ｆ２１０、光干渉断層データから光干渉断層画像を構成する画像構成部２１１、および光干渉断層画像を表示する表示部２１２を有する。該画像処理装置２０２には、一般にパソコンやワークステーション等の高性能な演算処理機能やグラフィック表示機能を有する装置を用いる。なお、ここで示す画像処理装置２０２は図１に示す画像処理装置１０３とコントローラ１０２の一部とに対応する。
【００２４】
図１で述べた照射手段に対応する照射部２０３は、被検眼に対して計測光である低コヒーレント光を照射する。該照射部２０３は、低コヒーレント光を発する光源、被検眼の網膜上に計測光を照射する接眼光学系、計測光を網膜上に走査する走査手段、および被検眼の光学分散を補償する分散補償光学系を有する。ここで、光源は計測対象に照射する計測光を生成する計測光生成手段を構成し、計測光の生成工程を担う。また、接眼光学系は、計測光の光束径を制御して計測に適切なスポット径とする光束径制御手段を構成し、走査手段は、後述するゾーンフォーカス制御部により計測光の集光位置を制御する集光位置制御手段を構成する。光束径制御手段は計測光となる光束の径を制御する工程を、集光位置制御手段は眼底上の計測光の集光位置を制御する工程を各々担う。眼科用医療機器としてのＳＤ−ＯＣＴでは、低コヒーレント光源として近赤外領域に中心波長（例えば８３０ｎｍ、１３１０ｎｍなど）を有す光を発するＳｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ（以下、ＳＬＤと記述）が一般的に使用される。しかし、その他にも、Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＳＥ）など低コヒーレント光を発することが可能な光源であればこれを用いることとしてもよい。
【００２５】
ゾーンフォーカス制御部２０４は、ＯＣＴのゾーンフォーカシングのために照射部２０３の接眼光学系を制御する。一般にゾーンフォーカスは、接眼光学系においてＮＡとフォーカス位置を制御することにより機能する。
【００２６】
図１で述べた計測手段に対応する計測部２０５は、参照光と被検眼からの反射光とを干渉させた干渉光を計測する。該計測部２０５は、干渉光を作成する干渉計と干渉光を分光する分光器、そして干渉光を計測する撮像素子を有する。
撮像素子には、一般的に、近赤外領域に感度をもつＣＣＤセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が使用される。
【００２７】
波数変換部２０６は、計測部２０５により、分光器で波長ごとに分光されて計測される干渉光の計測データを波数軸に再配列する。該波数変換部２０６は、干渉光の計測データから、断層の情報を取得するＦＦＴ処理に備えて波数空間に変更する。
光干渉計測データ読出部２０７は、計測光の計測深度に応じて干渉光の計測データの読出を制御する。詳細については後述する。
ＦＦＴ処理部２０８は、干渉光の計測データに対してＦＦＴ処理を行い、光干渉断層データに変換する。ＦＦＴ処理により、被検眼の計測情報（反射位置と信号強度）を構成する光干渉断層データが得られる。
【００２８】
Ｉ／Ｆ２０９は、ＦＦＴ処理部２０８により生成された光干渉断層データを画像処理装置１０３に伝送するために用いられる。Ｉ／Ｆ２０９は、画像処理装置２０２のＩ／Ｆ２１０と共に、ＯＣＴ２０１と画像処理装置２０２との間のデータ通信を行うインターフェースとして機能する。当該Ｉ／Ｆ２１０としては、リアルタイム性が求められ、かつ大容量の伝送が可能な通信規格に適合するものを採用することが望ましい。データの通信方式は、有線方式（例えばＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＨＤＭＩ（登録商標）、光伝送など）であっても無線方式（例えばＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）、無線ＬＡＮ、ミリ波通信など）であってもよい。
【００２９】
Ｉ／Ｆ２１０は、画像処理装置側のＩ／Ｆである。ＯＣＴ２０１内のＩ／Ｆ２０９と同様の機能を有し、Ｉ／Ｆ２０９と連携してデータの送受信を行う。従って、Ｉ／Ｆ２０９は本発明において読み出し手段により読み出された光干渉計測データを出力情報として画像処理装置へ出力する出力手段を構成し、Ｉ／Ｆ２１０は出力手段より送られた出力情報を画像処理装置に入力する入力手段を構成する。
画像生成手段である画像構成部２１１は、受け取った光干渉断層データがもつ被検眼の計測情報（反射位置と信号強度）から、被検眼網膜の光干渉断層画像を構成する。また、得られた光干渉断層画像に対して、輝度の調整や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種補正処理を適用して、より診断に好ましい情報を再構成する。
表示手段である表示部２１２は、画像構成部２１１で構成された光干渉断層画像を表示する。
【００３０】
以上の構成を有するＯＣＴシステムにより、被検眼網膜の光干渉断層画像を取得して、表示することができる。かつ、ＯＣＴの特性を利用して処理に係るデータサイズを削減でき、計測精度を劣化させることなく診断に好ましい光干渉断層画像を得るとともに処理に係る時間を短縮することが可能となる。
なお、図２に示す形態では、ＦＦＴ処理部２０８をＯＣＴ２０１内に配置してＯＣＴ２０１の機能としたが、これを画像処理装置２０２の機能とする場合には、転送処理に係るデータサイズを低減できるため、Ｉ／Ｆ２０９―Ｉ／Ｆ２１０間の転送時間を短縮できる。
【００３１】
光干渉断層画像取得のプロセスは、まず、照射部２０３により被検眼に対して計測光が照射され、計測部２０５で得られた光干渉計測データに対して波数変換部２０６で波数変換処理を行い、光干渉計測データ読出部２０７が有効なデータを次処理のＦＦＴ処理部２０８へ出力する。ＦＦＴ処理部２０８では、光干渉計測データに基づいて被検眼網膜の断層情報を生成する。得られた光干渉断層データはＩ／Ｆ２０９を介して画像処理装置１０３へ送信される。画像処理装置１０３では、受け取った光干渉断層データに基づいて光干渉断層画像を構成し、被検眼の計測結果を表示部２１２で表示する。
以上の処理プロセスにより、診断に好ましい光干渉診断画像をユーザ（医師）に提示することが可能となる。
【００３２】
なお、画像処理装置１０３（２０２）に適用可能なコンピュータのハードウェアとして以下の構成が例示できる
即ち、画像処理装置１０３が所謂ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有し、ＣＰＵによって、これらＲＡＭやＲＯＭに格納されているプログラムやデータを用いて、コンピュータ全体の制御を行う。同時に、ＣＰＵは本コンピュータを適用した画像処理装置１０３が行う処理を実行する。
【００３３】
ＲＡＭは、外部記憶装置からロードされたプログラムやデータ、あるいはＩ／Ｆ３０７を介して外部（本実施形態の場合ＯＣＴ２０１）から受信したデータ等を一時的に記憶するためのエリアを有する。またＣＰＵが各種の処理を実行する際に用いるワークエリアも有する。このＲＡＭは、各種のエリアを適宜、各種処理に対して提供することができる。
ＲＯＭは、本コンピュータの設定データやブートプログラム等を格納する。
当該コンピュータは、キーボードやマウスなどにより構成される操作部も有しており、本コンピュータの操作者が操作することで、ＣＰＵに対して各種の指示を入力することができる。
【００３４】
表示部２１２は、ＣＲＴや液晶モニタ等により構成されており、ＣＰＵや不図示のグラフィックスボードによる処理結果を画像や文字で操作者へ表示することができる。
前述した外部記憶装置は、ハードディスクドライブ装置に代表される大容量情報記憶装置であり、ここにはＯＳ（オペレーティングシステム）や、画像処理装置１０３が行う各処理をＣＰＵに実行させるためのプログラムおよびデータが格納されている。これらのプログラムやデータは、ＣＰＵによる制御に従って適宜ＲＡＭにロードされ、ＣＰＵによる処理の対象となる。
【００３５】
ここで述べたコンピュータにおけるＩ／Ｆは、図２に示したＩ／Ｆ２１０に相当するものである。ＯＣＴ２０１とのデータ通信を行うため、主にＯＣＴ２０１からの光干渉断層データを受信する受信インターフェースとして機能する。
ＯＣＴ２０１に配されるハードウェアの構成として以下のものが例示される。
即ち、計測部２０５に相当するハードウェア、ゾーンフォーカス制御部２０４に相当するハードウェア、ＣＰＵ、ＲAM、ＲＯＭ、ＬＳＩなどが考えられる。
【００３６】
ＲＡＭは、ＯＣＴ２０１におけるＣＰＵが各種の処理を行うために用いるワークエリアや、Ｉ／Ｆ２０９を介して外部装置である画像処理装置１０３から受信したデータを一時的に格納するためのエリア等を有する。
ＲＯＭは、ＯＣＴ２０１が行う後述の各処理をＯＣＴ２０１におけるＣＰＵに実行させるためのプログラムやＯＣＴ２０１の光学的または電気的設定に関するデータなどが格納されている。
さらに、ＯＣＴ２０１を直接操作するボタンなどに相当するハードウェアも配置される。
なお、ＯＣＴ２０１におけるＣＰＵは、ＯＣＴ２０１の初期設定をはじめ各種デバイスの制御を行うプログラムの実行を行う。
また、該ハードウェアとしてのＩ／Ｆは、図２に示したＩ／Ｆ２０９に相当するものである。
【００３７】
ＬＳＩは、図２に示した波数変換部２０６やＦＦＴ処理部２０８に相当するハードウェアである。ここでは専用集積回路であるＡＳＩＣを想定しているが、信号処理プロセッサであるＤＳＰによってソフト的に機能を記述し実現する構成でもよい。
【００３８】
図３は、被検眼３０５を計測するＯＣＴ２０１の内部装置構成の一例を示す概念図である。
ＯＣＴ２０１は、低コヒーレント光源３０１を有する。眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、低コヒーレント光源３０１には、近赤外領域に中心波長（例えば８３０ｎｍ）を持ち、一定の波長幅（例えば５０ｎｍ）を有する光を発するＳＬＤが使用される。ＯＣＴの原理によれば、波長幅は計測光の光軸方向の分解能に、また波長は光軸方向に直交する平面方向の分解能に寄与することが知られている。中心波長は、被検体によって、より具体的には被検体の散乱と吸収の波長依存特性によって決定される。生体を構成する水の光吸収は８３０ｎｍ付近で極小となることが知られており、従って生体、特に硝子体をもつ眼球に対してはこの波長付近の光を使用することでより深い光の浸達が得られる。眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、一般的に、水の吸収の少ない、また緻密な網膜層構造を解像するために高解像が得られやすい８３０ｎｍを中心波長として使用する。
【００３９】
ビームスプリッタ３０２は、低コヒーレント光源より発せられた光を、ミラー３０６へ照射する参照光３１２と被検眼３０５へ照射する計測光３１１とに分離する。また、該ビームスプリッタ３０２は、参照光３１２と、被検眼からの戻り光３１３との光を干渉させて干渉光３１４を生成する干渉計としての機能を併せ持つ。
【００４０】
スキャナ３０３は、計測光３１１を、光軸に直交する平面方向（ＸＹ方向）に、網膜上を走査する。スキャナ３０３は、ガルバノミラーやＭＥＭＳスキャナなどのデバイスであり、単独で、または１軸ごとの走査を組み合わせて、Ｘ方向とＹ方向の２軸を走査可能なデバイスが使用される。なお、計測光３１１の中心は、スキャナ３０３の回転中心と一致するように調整されている。
【００４１】
接眼光学系３０４は、計測光３１１を被検眼の網膜に集光する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、接眼光学系３０４を制御することにより計測光３１１のＮＡおよびフォーカス位置を調整して、ゾーンフォーカシングを機能させる。
【００４２】
ミラー３０６は、参照光３１２を反射する。ＳＤ−ＯＣＴは、参照光３１２と、計測光３１１（とその戻り光３１３）との光路差に応じて断層情報を得るものである。なお、参照光３１２と、計測光３１１（とその戻り光３１３）との光路長が一致する、被検眼網膜上の位置を特別にコヒーレンスゲートと呼ぶ。
また、参照光３１２の光路上に、計測光３１１（とその戻り光３１３）の光路上に存在する光学的分散と同等の分散を有する不図示の分散補償光学系を備えることで、計測精度を向上させることができる。
【００４３】
回折格子３０７は、干渉光３１４を、光源３０１が有する中心波長および波長幅と同じ条件で分光する。
撮像光学系３０８は、回折格子３０７により分光された干渉光を撮像素子３０９に結像する。
撮像素子３０９は、干渉光を計測する。該撮像素子３０９には、近赤外領域に感度を有するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどが使用される。
ここで、光干渉断層画像の構成について説明する。
【００４４】
ＯＣＴでは、一般的に、計測光の光軸方向（ｚ軸方向）のスキャンをＡスキャン、Ａスキャンを計測光の光軸方向に直交する１方向（ｘまたはｙ軸方向）に複数回行うスキャンをＢスキャンと呼ぶ。１回のＢスキャンにより、１枚の２次元光干渉断層画像を得ることができる。
被検眼の黄班部に対して１回のＢスキャンを行うことにより一の断層画像が得られる。
３次元の光干渉断層画像を得るには、Ｂスキャンを計測光の光軸方向に直交するもう１方向（ｙまたはｘ軸方向）に対してもスキャンを行う。
ここで、３次元の断層画像を得るのに、例えば、ｘ、ｙ、ｚの各軸方向の解像度を、それぞれ１０２４、１０２４、２０４８として、１画素の階調を１０ｂｉｔで計測する場合、その計測データサイズの総計は２．５ＧＢにも及ぶ（１Ｋ＝１０２４換算）。
【００４５】
医療機器としてより診断に好ましい光干渉断層画像を提示するために、高解像化、高階調化の要求は今後もますます高まり、光干渉計測データのサイズがこれ以上に増大することが予想される。
本発明は、上記のように高解像化や高階調化、３次元化の要求に伴って増大化する光干渉計測データに対して、処理に係るデータサイズを低減する光干渉計測データの読出方法の一つである。続いて本発明を実現するための機能構成や利用するＯＣＴの特性を説明する。
【００４６】
ここで、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態における光干渉計測データ読出部について詳述する。
第１の実施の形態における光干渉計測データ読出部２０７は、光干渉計測データを読み出す読出部、および計測深度に応じて該読出部の読出を制御する読出制御部を有する。
読出部は、波数変換部２０６により波数変換処理がなされた光干渉計測データを次処理へ出力する。また、該読出部は、読出制御部からの指示によって出力の有無を切り換える。
【００４７】
読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からの計測深度の情報に基づいて読出部を制御する。また、該読出制御部は、受け取った計測深度の情報から、光干渉計測データの読出間隔を算出し、その算出結果に基づいて読出部を制御する。以上述べたように、本形態で決定手段として機能する読出制御部は前述した光束径制御手段により制御された光束径及び／または集光位置制御手段により制御された集光位置、の制御情報に基づいて、計測深度が把握される。
【００４８】
以上の構成を有する光干渉計測データ読出部２０７により、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出しを制御することが可能となる。光干渉計測データの読出間隔の算出方法に関しては後述する。
【００４９】
開口数（ＮＡ）と被写界深度（ＤＯＦ）は相反する関係をもち、開口数（ＮＡ）の高いレンズを用いて計測することにより、光軸に直交する平面方向の解像度の高い光干渉断層画像画像が得られる。
ＯＣＴの一つの特徴として、計測光の光軸方向の分解能が光学系のＮＡとは無関係であることが知られている。すなわち、ＯＣＴにおける光軸方向の分解能は、計測光の低コヒーレント光源の中心波長と波長幅によって規定される。
即ち、ＮＡの高い計測光を使用することで、光軸方向に対して分解能が向上することはないが、干渉光を高感度に計測することができ、かつ光軸に直交する平面方向の解像度の高い計測が可能となる。このため、光軸方向の計測範囲を分割して計測する（ゾーンフォーカス）ことにより、光軸方向と光軸に直交する平面方向ともに解像度と感度の高い光干渉断層画像が得られる。
【００５０】
ここで、第１の実施の形態で用いるＯＣＴのゾーンフォーカスの原理について説明する。
なお、説明のために本実施の形態では、計測光のコヒーレンスゲート９０１からの網膜の断層深さ方向の距離を計測深度と呼ぶ。
【００５１】
ゾーンフォーカス機能をもたないＳＤ−ＯＣＴでは、ＮＡが低く且つ被写界深度が深い計測光を用い、その際計測光の最大計測深度が必要計測深度を満足する計測光をスキャンすることで、光干渉断層画像を取得する。
ＮＡが高く、被写界深度の浅い計測光９０４で光干渉断層画像を取得する場合のゾーンフォーカスでは、高ＮＡ計測光を、計測光の光軸方向（網膜の断層深さ方向）を分割してスキャンを行うことで、光軸方向、光軸に直交する平面方向ともに解像度の高い光干渉断層画像が得られる。 ゾーンフォーカス機能を有するＳＤ−ＯＣＴでは、計測光を光軸方向に分割した場合に得られる分割域各々が計測範囲（最少計測深度から最大計測深度までの範囲）を満たす計測光を、各分割域でスキャンすることで、３次元で解像度の高い光干渉断層画像を取得する。
【００５２】
図４（ａ）および４（ｂ）は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるＯＣＴの計測深度を説明する概念図である。
図４（ａ）では光の反射を規定するブラッグの反射条件を、図４（ｂ）ではブラッグの反射条件とＳＤ−ＯＣＴで使用する波長域との関係を、示している。
図４（ａ）を用い、光の反射を規定するブラッグの反射条件を簡単に説明する。
【００５３】
光を反射する物質４０１は、ＯＣＴでは被検体に相当する。特に眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、被検眼網膜の各層にあたる。
光４０２は、被検体４０１の表面で反射する。
光４０３は、被検体４０１の内部に侵入して次の境界で反射する。
被検体４０１の厚さをｄ、屈折率をｎ、として、光４０２と光４０３とは被検体４０１に対して垂直に入射するとした場合、次式に従って光４０２と光４０３とは反射時に強め合う干渉を起こす。
【００５４】
【数１】
ここで、ｍは自然数である。この条件を満たす光の波数の間隔を次式で算出することができる。
【００５５】
【数２】
式２によれば、被検体４０１の厚さｄに対して、干渉を起こす光の波数の間隔Δkが一意に決まることを示している。なお、被検体４０１の厚さｄは計測光の計測範囲と置き換えることができる。
【００５６】
図４（ｂ）では、式２の条件とＳＤ−ＯＣＴで使用する低コヒーレント光源の波長域との関係を説明する。
低コヒーレント光は、前述のように近赤外領域に中心波長を有し、かつ一定の波長幅をもつ光であり、換言すれば一定の波数帯域ΔＫＢ（k1〜k2）を有している。ＳＤ−ＯＣＴでは、この一定の波数帯域ΔＫＢで、式２を満たす光を計測するため次式が成り立つ。
【００５７】
【数３】
ここで、ｍは自然数（前述のmとは無関係）で、１から撮像素子が計測可能な数までの値を示す。撮像素子が計測可能な波の数は、撮像素子の画素数をＮとすればサンプリング定理に従ってＮ／２になる。
【００５８】
式３から、波数帯域ΔＫＢをもつ計測光の計測深度ｎｄを算出する事ができ、次式で得られる。
【数４】
【００５９】
また、波数帯域ΔＫＢをもつ計測光の最大計測深度ｎｄｍａｘは、ｍがＮ／２の時に次式で得ることができる。
【数５】
ここで、δＫは撮像素子の波数分解能を示す値で、波数帯域ΔＫＢを撮像素子の画素数Ｎで割ったものである。
【００６０】
ここで、本発明の第１の実施の形態におけるＯＣＴでは、計測深度と干渉光との間に以下の関係が成立する。
すなわち、前述したように、式２によれば干渉を起こす光の波数の間隔Δｋは計測深度ｄに応じて一意に決まり、計測深度ｄが深くなると波数間隔Δｋは狭くなる。
従って、計測深度ｄが浅い場合には波数間隔Δｋが広くなり、干渉光の計測データ波形は周波数の低い信号で構成される。計測深度ｄが深い場合には波数間隔Δｋは狭くなり、計測される干渉光は高い周波数の信号で構成される。
【００６１】
以上の計測深度と干渉光の関係を利用することで、計測光の計測深度に基づいた光干渉計測データの読出制御が可能となる。続いて、第１の形態におけるゾーンフォーカスと読出制御の方法に関して説明する。
【００６２】
図５（ａ）、５（ｂ）および５（ｃ）は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図である。第１の実施の形態におけるゾーンフォーカスは、計測光の光軸方向に対して計測領域を２ｎの幅で分割する。
なお、太い実線５０１は参照光と計測光の光路長が一致しているコヒーレンスゲート、細い実線５０２は診断に必要な必要計測深度を示している。
また、計測光５０３、５０４、５０５はそれぞれ、分割数に応じたＮＡが異なる光を示している。
【００６３】
図５（ａ）は必要計測深度を計測光の光軸方向に対して２１で分割、図５（ｂ）は２２で分割、図５（ｃ）は２３で分割した場合のゾーンフォーカスの例を示している。
ゾーンフォーカスの各計測領域をコヒーレンスゲート５０１から近い順にＺｎと（nは20〜2（分割数））と便宜的に名称をつけることにする。なお、図５（ａ）〜５（ｃ）で定義したＺｎの各計測領域が本実施の形態における光干渉計測データの読み出しの制御単位となる。
図５（ａ）では、領域を２分割し、計測光５０３を計２回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ０、Ｚ１の各計測領域の範囲は、ともに必要計測深度５０２の１／２である。
【００６４】
図５（ｂ）では、領域を４分割し、計測光５０４を計４回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ０、Ｚ１の範囲はともに必要計測深度５０２の１／４となり、Ｚ２の範囲は必要計測深度５０２の１／２とする。
【００６５】
図５（ｃ）では、領域を８分割し、計測光５０５を計８回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ０、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の範囲は、それぞれ必要計測深度５０２の１／８、１／８、１／４、１／２とする。
なお、説明では、光干渉断層画像を取得する間、計測光の計測幅（被写界深度）を変更することなく同じ計測光を分割数と同じ数だけスキャンする例で説明したが、ゾーンフォーカスの計測領域ごとに計測幅を計測領域Ｚｎごとに制御してもよい。これにより分割数と同じ数のスキャン回数が必要であったのに対して、スキャン回数を減らすことができる。
【００６６】
例えば、計測幅を計測領域Ｚｎの幅に一致するように制御することで、スキャン回数はＺｎの数だけとすることができる（分割数が２２の場合、スキャン回数は３回）。
以上のようにゾーンフォーカスを行うことで、第１の実施の形態における計測深度に基づいた光干渉計測データの読出を制御することが可能となる。続いて、図５（ｂ）のゾーンフォーカスの例を用いて、光干渉計測データの読出制御の詳細について説明する。
【００６７】
図６は、本発明の特徴を説明する第１の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図である。
図６における（ａ）は計測深度の浅いＺ０での光干渉計測データの読出方法、図６における（ｂ）は計測深度が中間のＺ１での読出方法、図６における（ｃ）は計測深度の深いＺ２での読出方法を、それぞれ示している。
前述したように、式２によれば計測深度ｄが深くなると波数間隔Δｋは狭くなることから、ゾーンフォーカスの各計測領域Ｚｎにおいてもその最大深度で光干渉計測データの周波数が高くなるため、各計測領域Ｚｎの最大深度の干渉信号を計測できる必要がある。
【００６８】
必要計測深度を分割数２Ｄとなるゾーンフォーカスで分割すると、各層Ｚｎの最大深度ｎｄｎは下記の式で得られる。又、計測深度は０〜ＤをパラメータとするＺで示される。
【数６】
【００６９】
式２によれば、各層の最大深度ｎｄｎにおける光干渉計測データの波数間隔（周波数）は次式で定まる。
【数７】
【００７０】
サンプリング定理に従い、光干渉計測データの読出間隔Ｓは次式を満足すれば良い。
【数８】
第１の実施の形態における光干渉計測データの読み出しは式８に基づいて、計測深度に応じて制御を行う。
【００７１】
図６の（ａ）では、分割数が４（Ｄは２）、計測位置Ｚｎが０の場合を示している。この場合、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋの４倍となる。従って、図６の（ａ）のように光干渉計測データの４つに１つだけデータを読み出せばよい。全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／４に低減することが可能となる。
図６の（ｂ）では、分割数が４（Ｄは２）、計測位置Ｚｎが１の場合を示している。この場合、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋの２倍となる。従って、図６の（ｂ）のように光干渉計測データの２つに１つだけデータを読み出せばよい。全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／２に低減することが可能となる。
【００７２】
図６の（ｃ）では、分割数が４（Ｄは２）、計測位置Ｚｎが２の場合を示している。この場合、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋに一致する。従って、図６の（ｃ）のように光干渉計測データの全データを読み出す必要がある。
以上のように、図６の例では、光干渉計測データのサイズを、全データ読出の場合と比べて、全体で３／８の低減が可能となる。
このようにＳＤ−ＯＣＴにおける計測深度と干渉光の特性に基づいて、計測深度に応じて光干渉計測データの読出を制御することで、計測精度を損なうことなく処理に係る光干渉計測データを削減でき、かつ診断に好ましい光干渉診断画像の提示が可能となる。
【００７３】
続いて、第１の実施の形態における光干渉計測データの読出制御のフローについて説明する。
【００７４】
図７は、本発明の特徴を説明する、第１の実施の形態における光干渉断層画像取得処理の全体の流れを示すメインフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、ゾーンフォーカス機能を備えるＳＤ−ＯＣＴにおいて、診断に好ましい光干渉断層画像を得ることを目的としている。
ステップ７０１では、コヒーレンスゲートを被検眼網膜の表層近くに調整する。一般的に、ＳＤ−ＯＣＴではコヒーレンスゲートに近いほど干渉信号の感度が高いことが知られている。網膜表層にできるだけ近い位置にコヒーレンスゲートを調整することで、感度高く計測でき、ダイナミックレンジの高い光干渉断層画像が得られる。コヒーレンスゲートの調整方法に関しては既知の手法によればよい。なお、第１の実施の形態におけるＳＤ−ＯＣＴでは、コヒーレンゲートは診断開始（計測開始）時にのみ調整を行い、少なくとも１回のＢスキャンが行われるまでは固定される。以上の工程は本発明における設定工程における一工程に対応し、計測対象の断層画像を取得する前に基底となる光干渉計測データの読出制御の実施する工程となる。
【００７５】
ステップ７０２では、ゾーンフォーカス機能を備えるＳＤ−ＯＣＴにおいて、計測を行う位置を設定する。コヒーレンスゲートから逐次計測深度を深くして、スキャンを繰り返して光干渉計測データの取得をおこなう。なお、本発明の適用は逐次計測深度を深くしてスキャンを行う例に限るものではなく、必要計測深度から逐次浅くしてスキャンを行っても良いし、診断または画像認識処理などの理由で注目層がある場合には、その位置を先にスキャンする構成であってもよい。該ステップにおいて行われる操作は設定工程における他の工程に対応し、計測された断層情報である光干渉計測データに基づいて必要な計測深度を把握し、該必要な計測深度に基づいて先の基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行う。
また、各計測領域において計測光の計測幅（被写界深度）を変更する場合には、ゾーンフォーカス制御部２０４は接眼光学系３０４を制御することにより計測光３１１の計測幅を調整する。
【００７６】
ステップ７０３では、光干渉計測データを取得する。ＳＤ−ＯＣＴ２０１の照射部２０３が計測光を被検眼に照射して、参照光と被検眼からの計測光（戻り光）との干渉光を計測部２０５が計測する。
ステップ７０４では、ステップ７０３で取得された光干渉計測データは、回折格子３０７により波長ごとに分光されたデータとなっているため、ステップ７０６のＦＦＴ処理に備えて波数のデータに変換する。波数変換の処理に関しては既知の手法によればよい。
ステップ７０５では、第１の実施の形態における光干渉計測データの読出制御を行う。計測深度に応じて有効なデータを読み出して、以後の処理に係るデータサイズを削減する。詳細に関しては後述する。
【００７７】
ステップ７０６では、ステップ７０５で読み出された光干渉計測データに関して、ＦＦＴ処理を行う。光干渉計測データに対してＦＦＴ処理を施すことにより、計測情報（計測深度と信号強度）を含む光干渉断層データ、すなわち光断層情報が得られる。
ステップ７０７では、ゾーンフォーカスの全ての計測領域を計測して、全領域に渡って断層像の計測を行ったかを判断する。全領域に渡って断層像の計測が完了している場合にはステップ７０８へ処理を移行する。そうでない場合にはステップ７０２へ処理を移行して、計測処理を繰り返す。
【００７８】
ステップ７０８では、これまでの処理により得られた光干渉断層データから断層画像を構成する。また得られた光干渉断層画像に対して、輝度の調整や歪補正、注目領域の切り出しなどの各種補正処理を適用してより診断に好ましい画像や情報に整える。これらの画像構成の処理に関しては既知の手法によればよい。
ステップ７０９では、ステップ７０８で構成された光干渉断層画像をユーザ（主に医師）に提示して、一連の光干渉断層画像の取得処理を終了する。
以上の処理により、診断に好ましい光干渉断層画像を得ることができる。
【００７９】
図８は、本発明の特徴を説明する、第１の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、図６で示した計測光の計測深度に応じた読出方法を実現することを目的としている。
ステップ８０１では、光干渉計測データ読出部２０７における読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からこれから計測を行う計測深度の情報を取得する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、計測深度に応じて接眼光学系３０４を制御するため計測深度の情報を管理している。当該ステップは、本発明における光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得工程に対応する。
【００８０】
ステップ８０２では、該読出制御部は受け取った計測深度の情報に基づいて、式８や図６で示した光干渉計測データの読出間隔を算出する。
ステップ８０３では、該読出制御部はステップ８０２で算出した読出間隔に基づいて、得られているデータが読み出すデータかどうかを判断する。読み出すデータである場合には、ステップ８０４へ処理を移行する。読み出すデータでない場合には、ステップ８０５へ処理を移行する。これらステップ８０３および８０４は、本発明における計測深度情報に基づいて光干渉計測データの内の読み出すデータを決定する決定工程に対応する。
【００８１】
ステップ８０４では、読出制御部は、同様に光干渉計測データ読出部２０７に配置される読出部を制御して光干渉計測データを出力させる。当該ステップは、先の決定工程で決定された読出データの読み出しを実行させる読出し制御工程に対応し、さらに実際に光干渉計測データを出力する操作を行うことで読出工程にも対応する。
ステップ８０５では、光干渉計測データの全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断する。全データの読出制御行っている場合には、一連の光干渉計測データ読出処理を終了する。まだ読出制御が終っていない場合にはステップ８０３へ処理を移行して繰り返しデータの読み出しを行う。
【００８２】
以上の処理により、第１の実施の形態における光干渉計測データの読み出しが可能となる。また、以上の書く工程からなるデータの読み出しを行う光干渉計測データ読出部は、上述した取得工程、決定工程、読出制御工程及び読出工程を実行する取得手段、決定手段、読出制御手段、及び読出手段なる構成として機能する領域を有する。
【００８３】
本実施形態によれば、ＳＤ−ＯＣＴの計測深度と計測される干渉光波形の周波数との特性を利用して、計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御する手段を備えることにより、より具体的には計測深度が深くなるに従って読出間隔を狭くすることにより、光干渉断層画像処理に係るデータサイズを低減することができる。これにより、処理時間を短縮でき、ひいては断層画像の取得から診断までのリアルタイム性を向上させることができる。
【００８４】
また、ゾーンフォーカスの計測領域の分割数を２Ｎ（Ｎは自然数）として、データ読出の制御単位としての計測位置も２Ｎとしたことで全読出データの個数は２Ｎとなる。ＦＦＴ処理部２０８では入力として２Ｎのデータが必要であり、従来では計測した全データに対して補間などを行うことで２Ｎのデータに変換して入力していたのに対して、本実施形態で示した読出制御を行うことでその処理を削減できる。
【００８５】
（第２の実施の形態）
本発明を実現する第２の実施の形態を図に従って説明する。
第１の実施の形態では、ゾーンフォーカスの計測範囲の分割数を２Ｎとして、データ読出の制御単位としての計測位置も２Ｎと固定したことで全読出データの個数は２Ｎとなるように光干渉計測データの読み出しを制御した。この場合、データの読出間隔が必ずデータ間隔の自然数倍となるため制御が容易である一方でゾーンフォーカス各計測領域の幅に依存した制御となってしまう。
【００８６】
第２の実施の形態における特徴は、ゾーンフォーカスの計測領域に依存しない制御を行うことにある。これによりＳＤ−ＯＣＴの計測条件を吸収するとともに、光干渉断層画像の取得に係るデータを削減することが可能となる。
上記特徴を中心に、本実施の形態を説明する。
なお、本実施の形態におけるＯＣＴの機能ブロックは、第１の実施の形態における機能ブロック（図２）と同様であるため説明は省略する。
【００８７】
図１６は、本発明の特徴を説明する、第２の実施の形態における光干渉計測データ読出部の機能ブロック図である。
第２の実施の形態における光干渉計測データ読出部（第１の実施形態における光干渉計測データ読出部２０７に対応）は、光干渉計測データを読み出す読出部、読出データの補間を行う補間処理部、および計測深度に応じて読出部と補間処理部とを制御する読出制御部から構成される。
【００８８】
本形態の特徴的構成である補間手段である補間処理部は、読出部で読み出された光干渉計測データを補間する。なお、その他の構成に関しては第１の実施形態で例示した構成と同一であるため、以降の説明では同一の構成要素に関しては同じ参照番号を付記して説明する。該補間処理部は、読出制御部からの指示に応じて補間処理を行う。第２の実施の形態における補間処理は、２つのデータを入力として、生成するデータの位置に応じた２つのデータの重み付け補間を行う単純な構成であればよい。
【００８９】
読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からの計測深度の情報に基づいて読出部を制御する。ゾーンフォーカス制御部２０４から受け取った計測深度の情報から光干渉計測データの読出間隔を算出し、その算出結果に基づいて読出部と補間処理部とを制御する。
以上の構成を有する光干渉計測データ読出部により、計測光の計測深度に基づいて光干渉計測データの読出を制御することが可能となる。なお、光干渉計測データの読出間隔の算出方法に関しては後述する。
【００９０】
図９（ａ）〜９（ｃ）は、本発明の特徴を説明する第２の実施の形態におけるゾーンフォーカスを説明する概念図である。第２の実施の形態におけるゾーンフォーカスは、計測光の光軸方向（断層深さ方向）に対して等間隔に分割する。
なお、これら図中において、太い実線９０１は参照光と計測光の光路長が一致しているコヒーレンスゲート、細い実線９０２は診断に必要な必要計測深度を示している。破線は各計測領域の境界を示している。
また、計測光９０３、９０４、９０５は分割数に応じてそれぞれＮＡが異なる光を示している。
【００９１】
図９（ａ）は必要計測深度を計測光の光軸方向に対して３分割、図９（ｂ）は４分割、図９（ｃ）は５分割した場合のゾーンフォーカスの例を各々示している。
ゾーンフォーカスの各層をコヒーレンスゲート９０１から近い順にＺｎと便宜的に名称をつけることにする。なお、図９（ａ）〜９（ｃ）で定義したＺｎの各層が第２の実施の形態における光干渉計測データの読出の制御単位となる。
図９（ａ）では、領域を３分割し、計測光９０３を計３回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の各層の範囲は、ともに必要計測深度９０２の１／３である。
【００９２】
図９（ｂ）では、領域を４分割し、計測光９０４を計４回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚｎはともに必要計測深度９０２の１／４である。
図９（ｃ）では、領域を５分割し、計測光９０５を計５回スキャンすることにより光干渉断層画像を得ることを示している。Ｚｎはともに必要計測深度９０２の１／５である。
以上のようなゾーンフォーカスに基づいて、第２の実施の形態における計測深度に基づいた光干渉計測データの読み出しを制御する。続いて、図９（ｃ）のゾーンフォーカスの例を用いて、光干渉計測データの読出制御の詳細について説明する。
【００９３】
図１０（ａ）および１０（ｂ）は、本発明の特徴を説明する第２の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図である。
図１０（ａ）、図１０（ｂ）ともに分割数を５として、図１０（ａ）は補間処理を行う場合の光干渉計測データの読出方法、図１０（ｂ）は補間処理を行わない読出方法を示している。
【００９４】
必要計測深度を分割数Ｄとなるゾーンフォーカスで等分割すると、各層Ｚｎの最大深度ｎｄｎは下記の式で得られる。又、計測深度は０〜ＤをパラメータとするＺで示される。
【数９】
【００９５】
式２によれば、各層の最大深度ｎｄｎにおける光干渉計測データの波数間隔（周波数）は次式で定まる。
【数１０】
【００９６】
サンプリング定理に従い、光干渉計測データの読出間隔Ｓは次式を満足すれば良い。
【数１１】
第２の実施の形態における光干渉計測データの読み出しは、式１１に基づいて計測深度に応じた制御を行う。
【００９７】
図１０（ａ）、１０（ｂ）ともに分割数が５、計測位置Ｚｎが１〜５であるため、式１１によれば光干渉計測データの読出間隔は全てが自然数とはならない。
計測位置Ｚｎが１の場合では、式８によれば光干渉計測データの読出間隔Ｓは撮像素子の波数分解能δｋの５倍となる。従って、図１０（ａ）のように計測データの５つに１つだけデータを読み出せばよい。全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／５に低減することが可能となる。
【００９８】
次に、計測位置Ｚｎが２の場合では、読出間隔Ｓが２．５となって自然数ではない、すなわち小数以下のＳとなることから、単純なデータ単位での制御では対応できなくなる。
図１０（ａ）では、逐次読出間隔Ｓで読み出しを行って、読出位置が小数を含む２．５となった位置でのみ隣接する２つのデータの読み出しを行って、光干渉計測データ読出部（第１の実施形態の光干渉計測データ読出部２０７に対応）における補間処理部によってその位置のデータを補間生成する。すなわち、補間処理部は、読出間隔Ｓが少数を含む値となり読出データ位置が自然数にて示し得ない場合には、読出データ位置を挟んで隣接する２つのデータを読み出すように読出手段を制御し、これらデータによる補間操作を実行する。これにより全データを読み出す場合に比べてデータサイズを３／５に低減することが可能となる。
【００９９】
図１０（ｂ）では、式１１を満足して光干渉計測データを読み出せばよいため、少数を切り捨てて読出間隔Ｓを２として、計測データの２つに１つだけデータを読み出す。これにより全データを読み出す場合に比べてデータサイズを１／２に低減することが可能となる。この場合には、前述した補間処理部は補間処理を行う必要はない。
【０１００】
計測位置Ｚｎが３、４の場合、読出間隔Ｓはそれぞれ、５／３（≒１．６７）、５／４（＝１．２５）となって２より小さい値となるため、補間するために隣接２データを読み出すと結果全データを読み出すこととなる。この場合、光干渉計測データ読出部の補間処理部では補間処理を行わずに全データを読み出してＦＦＴ処理部２０８へ出力する。すなわち、読出間隔Ｓが２より小さい場合には、補間処理を行う意義が存在しなくなることから、読出制御手段は補間処理部による補間処理を停止させ、以降の処理の実行を行う。
以上のように、補間処理を加えることで、ゾーンフォーカスに依存することなく、計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御することが可能となる。
【０１０１】
図１１は、本発明の特徴を説明する、第２の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、図１０で示した計測光の計測深度に応じた読出方法を実現することを目的としている。
ステップ１１０１では、前述した光干渉計測データ読出部２０７における読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からこれから計測を行う計測深度の情報を取得する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、計測深度に応じて接眼光学系３０４を制御するため計測深度の情報を管理している。
【０１０２】
ステップ１１０２では、該読出制御部は、受け取った計測深度の情報に基づいて、図１０で示した光干渉計測データの読出間隔を算出する。このとき、読出間隔を図１０で前述したように少数を含む値に設定するか、または少数を切り捨てて自然数に設定するかは、任意に設定できるようにすればよい。
ステップ１１０３では、該読出制御部は、ステップ１１０２で算出した読出間隔に基づいて、得られているデータが読み出すデータかどうかを判断する。読み出すデータである場合には、ステップ１１０４へ処理を移行する。読み出すデータでない場合には、ステップ１１０８へ処理を移行する。
ステップ１１０４では、該読出制御部は、ステップ１１０２で算出した読出間隔に基づいて読み出しを行う際に、読出位置が自然数であるかどうかを判断する。読出位置が自然数である場合には、ステップ１１０５へ処理を移行する。読出位置が自然数ではない場合には、ステップ１１０６へ処理を移行する。
ステップ１１０５では、該読出制御部は、同じ光干渉計測データ読出部２０７の構成である読出部を制御して光干渉計測データを出力させる。
【０１０３】
ステップ１１０６では、該読出制御部は、この読出部を制御して、読出位置に隣接する２つのデータを読み出させ、さらに同じ光干渉計測データ読出部の構成である補間処理部へ出力させる。同時に該補間処理部へ補間指示を伝える。
ステップ１１０７では、該補間処理部はステップ１１０６で読み出された２つのデータに対して、データ位置に対して重み付け補間を行う。
ステップ１１０８では、光干渉計測データの全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断する。全データの読出制御を行っている場合には、一連の光干渉計測データ読出処理を終了する。まだ読出制御が終っていない場合にはステップ１１０３へ処理を移行して繰り返しデータの読み出しを行う。
以上の処理により、第２の実施の形態における光干渉計測データの読み出しが可能となる。
【０１０４】
なお、本実施形態におけるゾーンフォーカスでは、説明を簡単にするために式９または図９（ａ）〜９（ｃ）のように計測光の光軸方向の計測範囲を等分割した。本実施形態の構成によれば、読出制御は等分割の場合に限定されず、必要計測深度に対して計測深度の情報を得ることが可能であれば、任意に分割した場合においても同等に制御を行うことができる。
本実施形態によれば、光干渉計測データ読出部２０７に補間処理部を備えることで、ゾーンフォーカスに依存することなく、計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御することが可能となる。また、計測精度を損なうことなく処理に係る光干渉計測データを削減できる。
【０１０５】
（第３の実施の形態）
本発明を実現する第３の実施の形態を図に従って説明する。
第１および第２の実施の形態では、ゾーンフォーカス機能を備えるＳＤ−ＯＣＴにおいて、計測光の計測深度に応じて光干渉計測データの読み出しを制御して、光干渉断層画像の取得処理に係るデータサイズを低減した。
第３の実施形態の特徴は、光干渉計測データの読み出しを制御することにより、必要な計測深度以上の光干渉計測データを削減することにある。第３の実施の形態における光干渉計測データの読出制御はゾーンフォーカスをもたないＳＤ−ＯＣＴにも適用可能である。
上記特徴を中心に、本実施の形態を説明する。
【０１０６】
図１２は、本発明の特徴を説明する第３の実施の形態における光干渉計測データの読出方法を説明する概念図である。
図１２では、ＮＡが小さく、被写界深度の深い計測光１２０４で光干渉断層画像を取得する場合の、ＳＤ−ＯＣＴのスキャンの方法を示している。なお、太い実線１２０１は参照光と計測光の光路長が一致しているコヒーレンスゲート、細い実線１２０２は診断に必要な必要計測深度、そして一点鎖線１２０３は撮像素子の画素数で計測可能な最大計測深度を示している。
なお、同図には、被検眼における黄班付近の光干渉断層像２００５も例示する。
【０１０７】
図１２の場合、診断に必要となる必要計測深度１２０２を、計測光１２０４の最大計測深度が大きく上回っており、このままスキャンを行った場合、必要な計測深度１２０２以上に深い位置の情報も得られることになる。
最大計測深度１２０３に対する必要計測深度１２０２を知ることができれば、計測深度と計測される干渉光波形の周波数との特性に基づいて、干渉光の計測データのうち有効な周波数を把握することができる。それに従って光干渉計測データの読出間隔Ｓを設定することで、必要計測深度よりも深い位置の情報を削減することができる。
必要計測深度１２０２を知るためには、実際の光干渉断層画像を取得するためのスキャンの前に、被写界深度の深い計測光を用いてプレスキャンを行えばよい。
【０１０８】
なお、図１２の説明ではＮＡが小さく、被写界深度の深い計測光１２０４を使用したゾーンフォーカス機能をもたないＳＤ−ＯＣＴの場合を示したが、ゾーンフォーカス機能を有するＳＤ−ＯＣＴにも適用できるのはいうまでもない。
また、ゾーンフォーカス機能を有するＳＤ−ＯＣＴの場合、事前に必要計測深度１２０２を把握することで、必要計測深度１２０２に対する必要なゾーンフォーカスの分割数および各計測領域の幅を任意に設定することができる。
以上のように、光干渉断層画像を取得するスキャンの前に、必要計測深度１２０２を把握することで、光干渉計測データの読出制御を適用することができ、必要計測深度よりも深い位置の不要な情報をデータの読み出しと共に破棄することが可能となる。
【０１０９】
続いて、第３の実施の形態における光干渉計測データの読出制御のフローについて説明する。
本形態における光干渉断層画像取得処理の全体の流れを示すメインフローチャートにおける一連の処理では、計測前に必要計測深度を取得してキャリブレーションを行うことで、光干渉計測データの読み出しと同時に余剰な情報を破棄して、診断に好ましい光干渉断層画像を得ている。
より詳細には、第１の実施の形態における図７のフローチャートと比べて、第４の実施の形態では、計測前のキャリブレーションを行うステップが加わる。
【０１１０】
当該ステップでは、光干渉断層画像を取得する計測処理の前（具体的にはステップ７０２）にキャリブレーションを行う。詳細に関しては後述する。
なお、ステップ２１０２では、第３の実施の形態における光干渉計測データの読出制御を行う。詳細に関しては後述する。
以上の処理により、第３の実施の形態における光干渉断層画像が取得される。
【０１１１】
図１３は、本発明の特徴を説明する、第３の実施の形態における計測前のキャリブレーションの流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、実際の光干渉断層画像を取得するスキャンの前に、プレスキャンを行って必要計測深度を把握し、基底となる光干渉計測データの読出制御を事前に行うことを目的としている。
ステップ１３０１では、被写界深度の深い計測光を用いてプレスキャンを行う。プレスキャンは、１回のＡスキャンであればよい。
【０１１２】
眼科用医療機器としてのＯＣＴの場合、一般に計測対象は網膜であり、診断に必要な断層像として網膜の最下層に位置する色素上皮層までが要求される。この色素上皮層は多くの場合、光干渉断層画像上でほぼ平坦であるため、１回の計測の間は必要計測深度が一定と見なせる。そのため、１回のＡスキャンを行うことで必要計測深度を算出することが可能である。
なおＡスキャンを複数回（粗いＢスキャン）行うことにより必要計測深度を算出してもよい。
【０１１３】
ステップ１３０２では、ステップ１３０１のプレスキャンで得られた計測データから必要計測深度を算出する。一般に網膜の光干渉断層画像では、計測光に対して色素上皮層が最も強い反射を示すため、信号強度の強い位置を指標にして必要計測深度を算出すればよい。また、プレスキャンとして粗いＢスキャンを行った場合には、そのうち最大の深度を指標にして必要計測深度として算出すればよい。
ステップ１３０３では、ステップ１３０２で得られた必要計測深度に応じて、図１２で説明したような基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行う。これにより、必要計測深度以上の断層深さの情報をデータ読出と共に破棄することができる。
【０１１４】
ステップ１３０４では、ゾーンフォーカス機能を使用するか判断する。ゾーンフォーカスを使用して計測を行う場合には、ステップ１３０５へ処理を移行する。ゾーンフォーカス機能を使用しない、またはゾーンフォーカス機能をもたない場合には、一連のキャリブレーション処理を終了する。
ステップ１３０５では、ゾーンフォーカスにおける計測光の光軸方向の分割を行って、ゾーンフォーカスの設定を行う。
以上の処理により、第３の実施の形態における、光干渉計測データ読出制御の基底設定が可能となる。
【０１１５】
本実施形態によれば、光干渉断層画像の取得の前に、プレスキャンを用いたキャリブレーションを行うことで、光干渉計測データ読出制御の基底となる事前設定が可能となる。これにより、必要計測深度よりも深い不要な情報を、データの読み出しと同時に破棄することができ、光干渉断層画像の取得に係る光干渉計測データのサイズを低減することができる。
【０１１６】
（第４の実施の形態）
本発明を実現する第４の実施の形態を図に従って説明する。
第１、第２および第３の実施の形態では、いずれも波数変換処理のなされた光干渉計測データを前提として、光干渉断層画像の取得処理に係るデータサイズを低減した。
波長と波数は反比例の関係にあることを利用すれば、波数軸上に再配列された光干渉計測データに対して行った読出制御を、波数軸上に再配列する前の波長ごとに計測された計測データにおいても適用することが可能である。
第４の実施形態の特徴は、波数変換前の、回折格子により波長ごとに分光された干渉光の計測データに対して読出制御を行うことにある。これにより、光干渉断層画像の取得の処理に係るデータサイズの削減を、波数変換処理の前にまたは同時に行うことが可能となる。
上記特徴を中心に、本実施の形態を説明する。
【０１１７】
第４の実施の形態におけるＯＣＴシステムの機能ブロックは、第１の実施形態で述べた波数変換が必要ないことから、図２に示した波数変換部２０６がなくなり、これに対応して光干渉計測データ読出部２０７の機能が異なる。
すなわち、本形態におけるＳＤ−ＯＣＴ機能を有するＯＣＴは、図２に示す計測光を照射する照射部２０３、照射部の光学系を制御するゾーンフォーカス制御部２０４、干渉光を計測する計測部２０５、第４の実施の形態における光干渉計測データ読出部（２０７）、干渉光の計測データを光干渉断層データに変換するＦＦＴ処理部２０８、および外部処理装置としての画像処理装置２０２との信号の伝達を行う際に用いられるＩ／Ｆ２０９から構成される。
本形態における光干渉計測データ読出部（２０７）は、波長ごとに分光された計測データに対して、計測光の計測深度に応じて光干渉計測データ読出制御を行うデータ読出部である。詳細については後述する。
以上の構成を有するＯＣＴシステムにより、波数変換前の光干渉計測データに対しても、第１、第２、第３で説明した読出制御と同等の制御が可能となる。
【０１１８】
第４の実施の形態における光干渉計測データ読出部（２０７）は、光干渉計測データを読み出す読出部、補間を行う補間処理部、読出制御情報を格納する読出テーブル、および計測深度に応じて読出部と補間処理部とを制御する読出制御部から構成される。
読出部は、波長ごとに分光された光干渉計測データを次処理に出力する。また、該読出部は、読出制御部からの指示によって出力の有無を切り換える。
【０１１９】
補間処理部は、該読出部から受け取ったデータに対して、読出制御部からの指示に応じて補間処理を行う。該補間処理部は、波数変換を考慮した補間処理を行い、波数変換処理のなされた光干渉計測データを用意する。
読出テーブルは、波長ごとに分光された光干渉計測データを読み出す場合に必要な読出制御情報を格納する。
【０１２０】
ＦＦＴ処理を行うためには、一般に、波数変換のなされた光干渉計測データを使用する。波数変換処理ではまず、波長と波数が反比例の関係にあることから、波長ごとに計測されたデータに対して、波長の逆数を演算してデータを再配列させている。波長軸上で撮像素子の画素ごとに等間隔に計測されたデータも、波数で再配列させた場合には等間隔のデータ配列ではなくなってしまうため、補間処理によって波数においても等間隔のデータとしている。
この際の補間処理には、一般の補間の方法を使用し、線形補間処理や、Ｓｐｌｉｎｅ曲線による補間など多くの方法が知られていてどれを用いても構わないが、補間アルゴリズムによって補間に必要なデータ数が異なる。
そのため使用する補間アルゴリズムによって、波長ごとに分光された光干渉計測データの読出制御方法が異なる。前述した読出テーブルは、計測深度に応じた光干渉計測データの読出制御の情報とともに補間処理に必要とするデータ数の情報を、使用する補間アルゴリズムに対応付けて読出制御情報として記憶している。
なお、使用する補間のアルゴリズムに関しては、計測前に任意に設定が可能であればよい。
【０１２１】
読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からの計測深度の情報から、読出テーブルに格納された読出制御情報を参照して、読出部と補間処理部とを制御する。
以上の構成を有するデータ読出部により、波長ごとに分光された光干渉計測データに対しても、計測光の計測深度に基づいてデータの読み出しを制御することが可能となる。続いて、光干渉計測データの読出制御のフローについて説明する。
【０１２２】
第４の実施の形態における光干渉断層画像取得処理の全体の流れを示すメインフローチャートの一連の処理は、波長ごとに配列された光干渉計測データに対して適切な読出制御を行い、診断に好ましい光干渉断層画像を得ることを目的としている。
第１の実施の形態における図７のフローチャートと比べて、第４の実施の形態では、波数変換を行うステップ７０４が不要となる。
なお、光干渉計測データ読出のステップ７０５では、第４の実施の形態における、波数変換のステップ７０４がなくなったことに応じて、波長ごとに配列された光干渉計測データの読出制御を行う。詳細は後述する。
以上の処理により、第４の実施の形態における光干渉断層画像が取得される。続いて、第４の実施の形態における光干渉計測データの読出のステップで行われる制御のフローを説明する。
【０１２３】
図１４は、本発明の特徴を説明する、第４の実施の形態における光干渉計測データの読出処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの一連の処理は、波長ごとに分光された光干渉計測データに対して計測光の計測深度に応じた読出方法を実現することを目的としている。
ステップ１４０１では、光干渉計測データ読出部（２０７）における読出制御部は、ゾーンフォーカス制御部２０４からこれから計測を行う計測深度の情報を取得する。ゾーンフォーカス制御部２０４は、計測深度に応じて接眼光学系３０４を制御するため計測深度の情報を管理している。
【０１２４】
ステップ１４０２では、該読出制御部は、同様に光干渉計測データ読出部（２０７）を構成する読出テーブルを参照して読出制御情報を取得する。
ステップ１４０３では、該読出制御部は、受け取った計測深度の情報と読出制御情報に基づいて、光干渉計測データのうち読み出すデータを把握する。
【０１２５】
ステップ１４０４では、該読出制御部は、ステップ１４０３で把握した読出情報に基づいて、得られているデータが読み出すデータかどうかを判断する。読み出すデータである場合には、ステップ１４０５へ処理を移行する。読み出すデータでない場合には、ステップ１４０９へ処理を移行する。
ステップ１４０５では、該読出制御部はステップ１４０３で把握した読出データの情報に基づいて、読み出すデータが補間処理の対象のデータかどうかを判断する。補間対象データの場合には、ステップ１４０６へ処理を移行する。補間対象データではない場合には、ステップ１４０８へ処理を移行する。
ステップ１４０６では、該読出制御部は、同様に光干渉計測データ読出部を構成する読出部を制御して、補間に必要な複数データを読み出させ、補間処理部へ出力させる。該読出制御部は、同時に補間処理部へ補間指示を伝える。
【０１２６】
ステップ１４０７では、該補間処理部は、読出制御部からの指示に従って読出部から受け取った複数データから補間処理を行う。
ステップ１４０８では、該読出制御部は、読出部を制御して光干渉計測データを出力させる。
ステップ１４０９では、光干渉計測データの全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断する。全データの読出制御を行っている場合には、一連の光干渉計測データ読出処理を終了する。まだ読出制御が終っていない場合にはステップ１４０４へ処理を移行して繰り返しデータの読み出しを行う。
以上の処理により、第４の実施の形態における、波長ごとに配列された光干渉計測データの読出制御が可能となる。
【０１２７】
本実施形態によれば、波数変換に必要とされる補間の情報を記憶した読出テーブルを用意することで、波長ごとに配列された光干渉計測データに対しても本発明の読出制御を適用することが可能となり、データ読出と同時に波数変換をも行うことが可能となる。
なお、本実施の形態において、読出テーブルに波数変換に必要な情報を含めずに光干渉計測データの読出制御のみを行って、別途波数変換処理部にて波数変換を行う構成としてもよい。
従来、波長ごとに配列された計測データに対して補間を行い、波数軸での全波数帯域に渡るデータを生成して再配列させていた波数変換に比べて、必要な波数のデータに必要な波長データのみを読み出して補間を行うことで波数変換に係る処理負荷も軽減できる。
これにより、光干渉断層画像診断に係る処理時間をさらに短縮することが可能となる。
【０１２８】
（第５の実施の形態）
また、本発明の目的は、以下によって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを格納した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１２９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１３０】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれたとする。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１３１】
（その他の実施の形態）
上記各実施形態における様々な技術を適宜組み合わせて新たなシステムを構成することは当業者であれば容易に相当し得るものであるので、このような様々な組み合わせによるシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。
第１から第４までの実施の形態では、ＳＤ−ＯＣＴを使用したシステムにおいて適用する例を説明してきた。本発明は、前述したように、光スペクトル情報から断層情報を得るＦＤ−ＯＣＴにおいて計測深度と干渉光との特性を応用して光干渉計測データの読出制御を行うものであり、この特性はＳＤ−ＯＣＴに限られるものではない。波長掃引可能な光源を使用するＳＳ−ＯＣＴにおいても、本発明を適用して、計測光の光軸方向に計測領域を分割して、計測深度ごとの光干渉計測データを得ることは可能であり、従ってＳＳ−ＯＣＴを用いたシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。
さらには、上記各実施形態における様々な技術を適宜組み合わせて新たなシステムを構成することは当業者であれば容易に相当し得るものであるので、このような様々な組み合わせによるシステムもまた、本発明の範疇に属するものである。
【符号の説明】
【０１３２】
８０１ ・・・ 計測光の計測深度の情報を取得するステップ
８０２ ・・・ データを読み出す間隔を算出するステップ
８０３ ・・・ 読み出すデータかどうかを判断するステップ
８０４ ・・・ データを読み出すステップ
８０５ ・・・ 全データに対して読出制御を行ったかどうかを判断するステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層画像を構成する光干渉断層診断における光干渉計測データの読出方法であって、
光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得工程と、
前記計測深度の情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定工程と、
前記決定工程で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御工程と、
前記読出制御工程の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出工程と、を備えることを特徴とする光干渉計測データ読出方法。
【請求項２】
前記決定工程において、前記計測深度に基づいて前記読出しデータを読み出す読出間隔を算出することにより読み出ずデータが決定され、前記計測深度が深くなるに従って前記読出間隔を狭くすることを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項３】
計測対象に照射する計測光を生成する計測光生成工程と、
前記計測光の光束径を制御する光束径制御工程と、
前記計測光の集光位置を制御する集光位置制御工程と、をさらに備え、
前記光干渉計測データの計測の間、前記集光位置制御工程により前記計測光の集光位置を制御しながら前記光干渉計測データを計測することを特徴とする請求項１或いは２の何れか一項に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項４】
前記決定工程は、前記光束径制御工程における光束径および／または前記集光位置制御工程における集光位置の制御情報に基づいて前記計測深度を把握することを特徴とする請求項３に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項５】
前記読出制御工程は前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度を分割数2Dで分割する工程を備え、
前記光干渉計測データの前記読出間隔Ｓは、前記分割数を２D、前記分割された各々の計測領域の計測深度をＺ（０〜Ｄ）とすると
【数１】
に従って算出されることを特徴とする請求項３に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項６】
前記読出制御工程は前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度をＤで分割する工程を備え、
前記光干渉計測データの前記読出間隔Ｓは、前記分割数をD、前記分割された各々の計測領域の計測深度をＺ（０〜Ｄ）とすると
【数２】
に従って算出されることを特徴とする請求項３に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項７】
前記読出制御工程は、前記分割工程において、前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度を、各々の計測領域の幅が同じになるように等分割することを特徴とする請求項６に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項８】
前記読出間隔Ｓが少数を含む値となった場合に、少数以下を切り捨てることにより前記光干渉計測データの読出制御を行うことを特徴とする請求項６または７の何れか一項に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項９】
前記読出工程によって読み出された前記光干渉計測データを補間する補間工程をさらに備え、
前記読出制御工程において前記読出間隔Ｓが小数を含む値となって読み出すデータ位置が自然数でない場合に、前記読み出すデータ位置を挟んで隣接する２つのデータを読み出すとともに、前記補間工程において前記読み出すデータ位置に基づいて前記隣接する２つのデータ間の補間をすることを特徴とする請求項６または７の何れか一項に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１０】
前記読出間隔Ｓが２よりも小さい値となった場合に、前記読出制御工程は前記補間工程を停止させることを特徴とする請求項９に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１１】
前記計測対象に断層像を取得する前に、基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行う設定工程をさらに備え、
前記設定工程は、少なくとも１回の断層情報の計測を行い、前記計測された断層情報に基づいて必要な計測深度を把握して、前記把握した必要計測深度に基づいて前記基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１２】
前記設定工程は、前記光束径制御手段と前記集光位置制御手段により、前記計測光を被写界深度の深い光に制御して、前記断層像を計測する前の少なくとも１回の断層情報の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１３】
前記読出工程において、波長ごとに分光されて計測された干渉光の計測データに対して波数変換の処理を施すことによって得られたデータに対して、読み出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１４】
前記読出工程において、波長ごとに分光されて計測された干渉光の計測データに対して読出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１５】
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層画像を構成する光干渉断層診断装置であって、
光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得手段と、
前記計測深度の情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定手段と、
前記決定手段で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御手段と、
前記読出制御手段の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出手段と、を備えることを特徴とする光干渉診断装置。
【請求項１６】
計測対象に照射する計測光を生成する計測光生成手段と、
前記計測光の光束径を制御する光束径制御手段と、
前記計測光の集光位置を制御する集光位置制御手段と、をさらに備え、
前記光干渉計測データの計測の間、前記集光位置制御手段により前記計測光の集光位置を制御しながら前記光干渉計測データを計測することを特徴とする請求項１５に記載の光干渉断層計測装置。
【請求項１７】
前記読出制御手段は前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度を所定の分割数に分割する分割手段をさらに備え、
前記読出制御手段が前記光干渉計測データを読み出すために設定する前記光干渉計測データの読出間隔Ｓは、前記所定の分割数および前記分割された各々の計測領域の計測深度に基づいて算出されることを特徴とする請求項１５に記載の光干渉断層診断装置。
【請求項１８】
前記読出手段によって読み出された前記光干渉計測データを補間する補間手段をさらに備え、
前記読出制御手段が設定する前記読出間隔Ｓが小数を含む値となる場合に、前記補間手段は前記読出手段が読み出すデータの位置を挟んで隣接する２つのデータを読み出すとともに、前記補間手段は前記読み出すデータ位置に基づいて前記隣接する２つのデータ間の補間を行うことを特徴とする請求項１７に記載の光干渉断層診断装置。
【請求項１９】
前記読出手段は、波長ごとに分光されて計測された前記光干渉計測データに波数変換の処理を施してえられたデータ、或いは波長ごとに分光されて計測された前記光干渉計測データの何れかに対して読出しを行うことを特徴とする請求項１５に記載の光干渉断層診断装置。
【請求項２０】
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層情報を計測する光干渉断層計測装置と計測された断層情報から光干渉断層画像を構成してユーザに提示する画像処理装置から構成される光干渉断層診断システムであって、
請求項１５乃至１９の何れか一項に記載された光干渉断層計測装置、及び
前記光干渉断層計測装置の出力情報を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記光干渉計測データから光干渉断層画像を生成する画像生成手段と、
前記光干渉断層画像を表示する表示手段と、を備える前記画像処理装置、
を備えることを特徴とする光干渉断層診断システム。
【請求項１】
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層画像を構成する光干渉断層診断における光干渉計測データの読出方法であって、
光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得工程と、
前記計測深度の情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定工程と、
前記決定工程で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御工程と、
前記読出制御工程の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出工程と、を備えることを特徴とする光干渉計測データ読出方法。
【請求項２】
前記決定工程において、前記計測深度に基づいて前記読出しデータを読み出す読出間隔を算出することにより読み出ずデータが決定され、前記計測深度が深くなるに従って前記読出間隔を狭くすることを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項３】
計測対象に照射する計測光を生成する計測光生成工程と、
前記計測光の光束径を制御する光束径制御工程と、
前記計測光の集光位置を制御する集光位置制御工程と、をさらに備え、
前記光干渉計測データの計測の間、前記集光位置制御工程により前記計測光の集光位置を制御しながら前記光干渉計測データを計測することを特徴とする請求項１或いは２の何れか一項に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項４】
前記決定工程は、前記光束径制御工程における光束径および／または前記集光位置制御工程における集光位置の制御情報に基づいて前記計測深度を把握することを特徴とする請求項３に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項５】
前記読出制御工程は前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度を分割数2Dで分割する工程を備え、
前記光干渉計測データの前記読出間隔Ｓは、前記分割数を２D、前記分割された各々の計測領域の計測深度をＺ（０〜Ｄ）とすると
【数１】
に従って算出されることを特徴とする請求項３に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項６】
前記読出制御工程は前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度をＤで分割する工程を備え、
前記光干渉計測データの前記読出間隔Ｓは、前記分割数をD、前記分割された各々の計測領域の計測深度をＺ（０〜Ｄ）とすると
【数２】
に従って算出されることを特徴とする請求項３に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項７】
前記読出制御工程は、前記分割工程において、前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度を、各々の計測領域の幅が同じになるように等分割することを特徴とする請求項６に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項８】
前記読出間隔Ｓが少数を含む値となった場合に、少数以下を切り捨てることにより前記光干渉計測データの読出制御を行うことを特徴とする請求項６または７の何れか一項に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項９】
前記読出工程によって読み出された前記光干渉計測データを補間する補間工程をさらに備え、
前記読出制御工程において前記読出間隔Ｓが小数を含む値となって読み出すデータ位置が自然数でない場合に、前記読み出すデータ位置を挟んで隣接する２つのデータを読み出すとともに、前記補間工程において前記読み出すデータ位置に基づいて前記隣接する２つのデータ間の補間をすることを特徴とする請求項６または７の何れか一項に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１０】
前記読出間隔Ｓが２よりも小さい値となった場合に、前記読出制御工程は前記補間工程を停止させることを特徴とする請求項９に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１１】
前記計測対象に断層像を取得する前に、基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行う設定工程をさらに備え、
前記設定工程は、少なくとも１回の断層情報の計測を行い、前記計測された断層情報に基づいて必要な計測深度を把握して、前記把握した必要計測深度に基づいて前記基底となる光干渉計測データの読出制御の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１２】
前記設定工程は、前記光束径制御手段と前記集光位置制御手段により、前記計測光を被写界深度の深い光に制御して、前記断層像を計測する前の少なくとも１回の断層情報の計測を行うことを特徴とする請求項１１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１３】
前記読出工程において、波長ごとに分光されて計測された干渉光の計測データに対して波数変換の処理を施すことによって得られたデータに対して、読み出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１４】
前記読出工程において、波長ごとに分光されて計測された干渉光の計測データに対して読出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の光干渉計測データ読出方法。
【請求項１５】
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層画像を構成する光干渉断層診断装置であって、
光干渉計測データの計測深度の情報を取得する取得手段と、
前記計測深度の情報に基づいて、光干渉計測データの内、読み出すデータを決める決定手段と、
前記決定手段で決定された読出データを読み出すように制御する読出制御手段と、
前記読出制御手段の制御に基づいて光干渉計測データを読み出す読出手段と、を備えることを特徴とする光干渉診断装置。
【請求項１６】
計測対象に照射する計測光を生成する計測光生成手段と、
前記計測光の光束径を制御する光束径制御手段と、
前記計測光の集光位置を制御する集光位置制御手段と、をさらに備え、
前記光干渉計測データの計測の間、前記集光位置制御手段により前記計測光の集光位置を制御しながら前記光干渉計測データを計測することを特徴とする請求項１５に記載の光干渉断層計測装置。
【請求項１７】
前記読出制御手段は前記計測対象の断層像を計測するのに必要な計測深度を所定の分割数に分割する分割手段をさらに備え、
前記読出制御手段が前記光干渉計測データを読み出すために設定する前記光干渉計測データの読出間隔Ｓは、前記所定の分割数および前記分割された各々の計測領域の計測深度に基づいて算出されることを特徴とする請求項１５に記載の光干渉断層診断装置。
【請求項１８】
前記読出手段によって読み出された前記光干渉計測データを補間する補間手段をさらに備え、
前記読出制御手段が設定する前記読出間隔Ｓが小数を含む値となる場合に、前記補間手段は前記読出手段が読み出すデータの位置を挟んで隣接する２つのデータを読み出すとともに、前記補間手段は前記読み出すデータ位置に基づいて前記隣接する２つのデータ間の補間を行うことを特徴とする請求項１７に記載の光干渉断層診断装置。
【請求項１９】
前記読出手段は、波長ごとに分光されて計測された前記光干渉計測データに波数変換の処理を施してえられたデータ、或いは波長ごとに分光されて計測された前記光干渉計測データの何れかに対して読出しを行うことを特徴とする請求項１５に記載の光干渉断層診断装置。
【請求項２０】
光干渉を利用して光スペクトル情報から断層情報を計測する光干渉断層計測装置と計測された断層情報から光干渉断層画像を構成してユーザに提示する画像処理装置から構成される光干渉断層診断システムであって、
請求項１５乃至１９の何れか一項に記載された光干渉断層計測装置、及び
前記光干渉断層計測装置の出力情報を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された前記光干渉計測データから光干渉断層画像を生成する画像生成手段と、
前記光干渉断層画像を表示する表示手段と、を備える前記画像処理装置、
を備えることを特徴とする光干渉断層診断システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２１７９４（Ｐ２０１２−２１７９４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７６８３（Ｐ２０１０−１５７６８３）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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