説明

光断層像撮影装置

【課題】 被検物の断層画像をスムーズに取得することができる。
【解決手段】 光源と、光源からの光を測定光路と参照光路とに分割するためのスプリッタと、測定光路に配置され,被検物上において光を走査するための光スキャナと、被検物で反射された測定光路からの光と,参照光路からの光と,が合成された光を検出するための検出器と、を備え、検出器からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を撮像する光断層像撮影装置において、測定光路又は参照光路の少なくともいずれかに配置されたポラライザと、装置内部に配置された模型物で反射された測定光路からの光と参照光路からの光とが合成された光によって得られる検出器からの出力信号に基づいてポラライザを制御し、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御手段と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置として、光断層干渉計(Optical Coherence Tomography:OCT)が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
このような装置は、最適化を行い、強い干渉信号が検出できる偏光方向(ポラリゼーション方向)にて撮影を行うことで、感度の高い断層像を撮影できる。偏光保持でないファイバーの場合、外部の温度によって偏光方向が変化する。このため、被検物の撮影を行う際に、被検物に対して光束を出射し、その干渉信号を取得しながら干渉信号の最も高くなるように、偏光素子の調整(ポラライザの調整)を行い、撮影の最適化を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−291252号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、偏光素子の調整を行う場合、偏光素子を所定の回転位置(所定の角度)に移動(回転)をさせ、その干渉信号を取得していく制御を繰り返すため、最適な位置に調整を行うまでに、時間がかかる。そして、偏光素子の調整を行う場合には、被検物に対して光束を出射し、その干渉信号を取得しているため、時間がかかる。例えば、被検物が人である場合には、被検者への負担が大きくなる。
【0006】
本発明は、上記問題点を鑑み、被検物の断層画像をスムーズに取得することができる光断層像撮影装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【0008】
(1) 光源と、光源からの光を測定光路と参照光路とに分割するためのスプリッタと、測定光路に配置され,被検物上において光を走査するための光スキャナと、被検物で反射された測定光路からの光と,参照光路からの光と,が合成された光を検出するための検出器と、を備え、前記検出器からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を撮像する光断層像撮影装置において、測定光の光路又は参照光の光路の少なくともいずれかに配置されたポラライザと、装置内部に配置された模型物で反射された測定光路からの光と参照光路からの光とが合成された光によって得られる前記検出器からの出力信号に基づいてポラライザを制御し、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御手段と、を備えることを特徴とする。
(2) 前記測定光を被検物に導く第1光路と、前記測定光を前記模型物に導く第2光路と、を切換える切換手段を備える(1)の光断層像撮影装置。
(3) 前記第1光路と第2光路とを分岐させる光路分岐部材を備え、第2光路は、前記光路分岐部材から被検物までの第1光路長に対し、前記光路分岐部材から模型物までの第2光路長とが一致するように形成されている(2)の光断層像撮影装置。
(4) 被検物は眼であって、前記模型物は、模型眼である(1)〜(3)のいずれかの光断層像撮影装置。
(5) 時間を計測するための時計手段を有し、前記制御手段は、該時間手段を用いて、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御を定期的に行うことを特徴とする(1)〜(4)の光断層像撮影装置。
(6) 前記模型物は、前記測定光路の光路外に配置され、前記制御手段は、前記光スキャナを制御して、測定光路外の前記模型物に向けて前記測定光を導光すると共に、前記模型物によって反射された測定光を前記検出器側に向けて進行させる(1)〜(5)のいずれかの光断層像撮影装置。
(7) 検出器の位置を調整する位置調整機構を備え、前記制御手段は、検出器からの出力信号に基づいて前記位置調整機構を制御して検出器の位置を調整した後、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御を行うことを特徴とする(1)〜(6)の光断層像撮影装置。
(8) 被検物に向かう測定光を反射し、前記検出器側に向けて進行させる偏光調整用基準物を前記模型物として有する調整光学系を、装置内部に備えることを特徴とする(1)〜(7)の光断層像撮影装置。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、被検物の断層画像をスムーズに取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る光断層像撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、以下の説明においては、光断層像撮影装置の一つである眼底用の光干渉断層計を例にとって説明する。また、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をZ方向(光軸L1方向)、奥行き方向に垂直な平面上の水平方向成分をX方向、鉛直方向成分をY方向として説明する。
【0011】
本装置は、光コヒーレンストモグラフィーデバイス(OCTデバイス)1である。図1において、OCTデバイス1は、干渉光学系(OCT光学系)200と、固視標投影ユニット300と、模型眼ユニット500と、制御部(CPU)70と、を備える。
【0012】
OCT光学系200は、測定光源から発せられた光束を測定光と参照光に分割し、測定光束を被検眼眼底に導き,参照光を参照光学系に導いた後、前記眼底から反射された測定光と参照光との干渉状態を検出器により検出する。
【0013】
OCT光学系200は、測定光学系200aと参照光学系200bを含む。また、OCT光学系200は、参照光と測定光による干渉光を周波数(波長)毎に分光し、分光された干渉光を受光手段(本実施形態においては、1次元受光素子)に受光させる分光光学系800を有する。また、ダイクロイックミラー40は、OCT光学系200の測定光として用いられる波長成分の光を反射し、固視標投影ユニット300に用いられる波長成分の光を透過する特性を有する。
【0014】
まず、ダイクロイックミラー40の反射側に設けられたOCT光学系200の構成について説明する。27はOCT光学系200の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントな光を発するOCT光源であり、例えばSLD光源等が用いられる。OCT光源27には、例えば、中心波長840nmで50nmの帯域を持つ光源が用いられる。26は光分割部材と光結合部材としての役割を兼用するファイバーカップラー(スプリッタ)である。OCT光源27から発せられた光は、導光路としての光ファイバ38aを介して、ファイバーカップラー26によって参照光と測定光とに分割される。測定光は光ファイバ38bを介して被検眼Eへと向かい、参照光は光ファイバ38c(ポラライザ(偏光素子)33)を介して参照ミラー31へと向かう。
【0015】
測定光を被検眼Eへ向けて出射する光路には、測定光を出射する光ファイバ38bの端部39b、コリメータレンズ21、フォーカス用光学部材(フォーカシングレンズ)24、走査部(光スキャナ)23と、反射ミラー25、リレーレンズ22が配置されている。走査部23は、2つのガルバノミラーによって構成され、走査駆動機構51の駆動により、測定光源から発せられた光を眼底(被検物)上で二次元的(XY方向)に走査させるために用いられる。また、本実施形態においては、測定光を被検物に導く第1光路と、測定光を模型物に導く第2光路とを切換える。走査部23は、測定光源から発せられた測定光を模型眼ユニット500へ導くための光学部材として兼用される(詳しくは後述する)。なお、走査部23は、例えば、AOM(音響光学素子)やレゾナントスキャナ等によって構成されていてもよい。
【0016】
ダイクロイックミラー40及び対物レンズ10は、OCT光学系200からのOCT測定光を被検眼眼底へと導光する導光光学系としての役割を有する。
【0017】
フォーカシングレンズ24は、駆動機構24aの駆動によって、光軸方向に移動可能となっており、被検者眼底に対する視度を補正するために用いられる。
【0018】
光ファイバ38bの端部39bから出射した測定光は、コリメータレンズ21によってコリメートされた後、フォーカシングレンズ24を介して、走査部23に達し、2つのガルバノミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、走査部23で反射された測定光は、反射ミラー25で反射される。その後、測定光は、リレーレンズ22を介して、ダイクロイックミラー40で反射された後、対物レンズ10を介して、被検眼眼底に集光される。
【0019】
そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ10を介して、ダイクロイックミラー40で反射し、OCT光学系200に向かい、リレーレンズ22、反射ミラー25、走査部23の2つのガルバノミラー、フォーカシングレンズ24及びコリメータレンズ21を介して、光ファイバ38bの端部39bに入射する。端部39bに入射した測定光は、光ファイバ38b、ファイバーカップラー26、光ファイバ38dを介して、光ファイバ38dの端部84aに達する。
【0020】
一方、参照光を参照ミラー31に向けて出射する光路には、光ファイバ38c、参照光を出射する光ファイバ38cの端部39c、コリメータレンズ29、参照ミラー31が配置されている。光ファイバ38cは、参照光の偏光方向を変化させるため、駆動機構34により回転移動される。すなわち、光ファイバ38c及び駆動機構34は、偏光方向を調整するためのポラライザ33として用いられる。
【0021】
なお、本実施形態のポラライザは、測定光と参照光の偏光方向を一致させるために、測定光と参照光の少なくともいずれかの偏光方向を調整する。ポラライザは、測定光路又は参照光路の少なくともいずれかに配置される。ポラライザとしては、上記構成に限定されず、例えば、光軸を中心に1/2波長板又は1/4波長板の回転角を調整することによって光の偏光方向を変える構成、ファイバーに圧力を加えて変形させることによって光の偏光方向を変える構成、などが考えられる。
【0022】
また、参照ミラー駆動機構50は、参照光との光路長を調整するために参照光路中に配置された参照ミラー31を駆動させる。参照ミラー31は、本実施形態においては、参照光路中に配置され、参照光路長を変化させるべく、光軸方向に移動可能な構成となっている。
【0023】
光ファイバー38cの端部39cから出射した参照光は、コリメータレンズ29で平行光束とされ、参照ミラー31で反射された後、コリメータレンズ29により集光されて光ファイバ38cの端部39cに入射する。端部39cに入射した参照光は、光ファイバ38c、光ファイバ38c(ポラライザ33)を介して、ファイバーカップラー26に達する。
【0024】
そして、光源27から発せられた光によって前述のように生成される参照光と被検眼眼底に照射された測定光による眼底反射光は、ファイバーカップラー26にて合成され干渉光とされた後、光ファイバ38dを通じて端部84aから出射される。周波数毎の干渉信号を得るために干渉光を周波数成分に分光する分光光学系800(スペクトロメータ部)は、コリメータレンズ80、グレーティングミラー(回折格子)81、集光レンズ82、受光素子83を有する。受光素子83は、赤外域に感度を有する一次元素子(ラインセンサ)を用いている。
【0025】
ここで、端部84aから出射された干渉光は、コリメータレンズ80にて平行光とされた後、グレーティングミラー81にて周波数成分に分光される。そして、周波数成分に分光された干渉光は、集光レンズ82を介して、検出器(受光素子)83の受光面に集光する。これにより、受光素子83上で干渉縞のスペクトル情報が記録される。そして、受光素子83からの出力信号に基づいて眼の断層画像を撮像する。すなわち、そのスペクトル情報が制御部70へと入力され、フーリエ変換を用いて解析することで、被験者眼の深さ方向における情報が計測可能となる。ここで、制御部70は、走査部23により測定光を眼底上で所定の横断方向に走査することにより断層像を取得できる。例えば、X方向もしくはY方向に走査することにより、被検眼眼底のXZ面もしくはYZ面における断層像(眼底断層像)を取得できる(なお、本実施形態においては、このように測定光を眼底に対して一次元走査し、断層像を得る方式をBスキャンとする)。なお、取得された眼底断層像は、制御部70に接続されたメモリ72に記憶される。さらに、走査部23の駆動を制御して、測定光をXY方向に二次元的に走査することにより、受光素子83からの出力信号に基づき被検者眼眼底のXY方向に関する二次元動画像や被検眼眼底の三次元画像を取得することも可能である。
【0026】
参照ミラー31は、駆動機構50の駆動によって光軸方向に移動され、被検眼毎の眼軸長の違いに対応できるよう、その移動可能範囲が設定されている。
【0027】
フォーカシングレンズ24は、駆動機構24aの駆動によって光軸方向に移動され、その移動可能範囲が設定されている。
【0028】
光ファイバ38cは、駆動機構34の駆動によって回転移動され、その移動可能範囲が設定されている。光ファイバ38cは、第1移動限界位置(例えば、0°)から第2移動限界位置(例えば、180°)までの回転移動可能である。
【0029】
図2は、ポラライザ33の概略構成図を示す図である。ポラライザ33は、光ファイバー38cと、駆動機構34を有する。駆動機構34によって光ファイバ38cの配置角度が変更され、偏光方向(偏光状態)が変化する。
【0030】
例えば、ポラライザ33の移動は、予め設定された所定の位置(例えば、所定の角度)へ移動されることによって行われる。すなわち、ポラライザ33の移動は、図2のP1(例えば、0°)からP2(例えば、90°)のように移動が行われる。なお、ポラライザ33の初期位置は、例えば、前回の偏光調整の際に、最も干渉信号が強く検出された位置に位置されている。
【0031】
模型眼ユニット500は、装置内部に設けられ、被検物に向かう測定光を反射し、受光素子83側に向けて進行させる偏光調整用基準物を有する調整光学系として用いられる。例えば、模型眼ユニット500は、レンズ510と、眼底部520で構成させる。眼底部520は、光を散乱する散乱板(例えば、すりガラス)で構成されている。模型眼ユニット500におけるレンズ510及び眼底部520は、測定光路(カップラー26〜被検眼)の光路外に配置されている。また、模型眼ユニット500は、眼底部520の散乱面が被検眼眼底と共役な関係となるように配置されている。なお、本実施形態においては、走査部23が模型眼ユニット500の光路をOCT光学系200と略同軸する。
【0032】
OCT光源27から発せられた光は、導光路としての光ファイバ38aを介して、ファイバーカップラー26によって参照光と測定光とに分割される。測定光は光ファイバ38bを介して被検眼Eへと向かう。このとき、走査部23が所定の角度に走査された場合、測定光は被検眼Eへ向かう途中で、走査部23によって反射され、模型眼ユニット500へ向かう。測定光は、レンズ510を介して、眼底部520に集光される。
【0033】
そして、眼底部520の眼底で反射した測定光は、レンズ510を介して、走査部23で反射され、フォーカシングレンズ24及びコリメータレンズ21を介して、光ファイバ38bの端部39bに入射する。端部39bに入射した測定光は、光ファイバ38bを介してファイバーカップラー26に達する。そして、光源27から発せられた光によって前述のように生成される参照光と眼底部520に照射された測定光による眼底反射光は、ファイバーカップラー26にて合成され干渉光とされた後、光ファイバ38dを通じて端部84aから出射される。端部84aから出射された干渉光は、コリメータレンズ80にて平行光とされた後、グレーティングミラー81にて周波数成分に分光される。そして、周波数成分に分光された干渉光は、集光レンズ82を介して、検出器(受光素子)83の受光面に集光する。これにより、模型眼に対する干渉信号を検出することができる。
【0034】
なお、測定光を眼底部520に導く第2光路は、走査部23から被検眼眼底までの第1光路長に対し、走査部23から眼底部520までの第2光路長が一致するように形成されている。ここで、走査部23は、測定光を被検眼眼底に導く第1光路と、第2光路と、を分岐させる光路分岐部材として用いられる。
【0035】
なお、本実施形態において、走査部23から眼底部520までの各光学部材による光の分散量は、好ましくは、走査部23から被検眼Eに達するまでの分散量と同等であることが望ましい。このため、本実施形態においては、予め、走査部23から眼底部520までの分散量と、走査部23から被検眼Eまでの分散量を算出しておき、分散量が同量となるように分散補正がされている。
【0036】
次に、固視標投影ユニット300について説明する。固視標投影ユニット300は、眼Eの視線方向を誘導するための光学系を有する。投影ユニット300は、眼Eに呈示する固視標を有し、複数の方向に眼Eを誘導できる。
【0037】
例えば、固視標投影ユニット300は、可視光を発する可視光源を有し、視標の呈示位置を二次元的に変更させる。これにより、視線方向が変更され、結果的に撮像部位が変更される。例えば、撮影光軸と同方向から固視標が呈示されると、眼底の中心部が撮像部位として設定される。また、撮影光軸に対して固視標が上方に呈示されると、眼底の上部が撮像部位として設定される。すなわち、撮影光軸に対する視標の位置に応じて撮影部位が変更される。
【0038】
固視標投影ユニット300としては、例えば、マトリクス状に配列されたLEDの点灯位置により固視位置を調整する構成、光源からの光を光スキャナを用いて走査させ、光源の点灯制御により固視位置を調整する構成、等、種々の構成が考えられる。また、投影ユニット300は、内部固視灯タイプであってもよいし、外部固視灯タイプであってもよい。
【0039】
また、制御部70には、表示モニタ75、メモリ72、コントロール部74、参照ミラー駆動機構50、フォーカシングレンズ24を光軸方向に移動させるための駆動機構24a、駆動機構34、等が接続されている。
【0040】
本実施形態において、制御部70は、時間を計測し、時間に応じて、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御を定期的に行う。例えば、最適化制御におけるポラライザ調整は撮影時を除くタイミング(時間)で行われる。すなわち、OCT光学系200による断層画像撮像時を除いた撮影の空き時間において、所定の時間間隔(周期)にて、ポラライザ調整が行われる。本実施形態において、OCT光学系200による走査の有無に基づいて、断層画像の撮影中か否かの判定が行われる。
【0041】
例えば、制御部70は、スキャン開始スイッチが操作され、走査開始のトリガ信号を受信すると、撮影中であると判定する。また、制御部70は、スキャン終了スイッチが操作され、走査終了のトリガ信号を受信すると、撮影が終了した判定する。すなわち、制御部70は、装置の電源が入れられた時から走査開始のトリガ信号を受信するまでの時間を撮影が行われていない空き時間として判定する。また、制御部70は、走査終了のトリガ信号を受信した後から次の走査開始のトリガ信号を受信するまでの時間を,撮影が行われていない空き時間として判定する。
【0042】
制御部70は、空き時間と判定した時間内において、所定の時間間隔でポラライザ調整を行う。本実施形態において、例えば、所定の時間間隔は10分が用いられる。すなわち、制御部70は、空き時間において、10分毎に1回の間隔でポラライザ調整を行う。なお、本実施形態においては、10分間に1回の間隔でポラライザ調整を行う構成としたがこれに限定されない。例えば、5分や1時間の時間間隔で行ってもよい。もちろん、検者が任意に所定の時間間隔を設定できる構成としてもよい。
【0043】
以下、ポラライザ調整の制御動作について説明する。図3は、ポラライザ調整の制御動作の流れを示すフローチャートである。
【0044】
制御部70は、ポラライザ調整を行う時間に到達すると、走査部23を制御して、測定光路外の眼底部520に向けて測定光を導光すると共に、眼底部520によって反射された測定光を受光素子83側に向けて進行させる。すなわち、制御部70は、光源27から出射された測定光が走査部23で反射された際に、模型眼ユニット500に導かれるように、走査部23のガルバノミラーを所定の角度に調整する。
【0045】
このとき、2つのガルバノミラーの内、少なくとも1つのガルバノミラーの角度が調整され、測定光が模型眼ユニット500に導かれる。本実施形態においては、走査部23を構成する2つのガルバノミラーの内、X方向の走査を行うためのガルバノミラーの角度を調整することによって、測定光が模型眼ユニット500に導かれる。すなわち、XY方向の走査を行うためのガルバノミラーによって、模型眼ユニット500の光軸がOCT光学系200の光軸と一致するように構成されている。
【0046】
走査部23のガルバノミラーの角度が調整され、光源27から出射された測定光が模型眼ユニット500に導かれるようになると、制御部70は、ポラライザの調整を開始する。制御部70は、装置内部に配置された眼底部520(模型物)で反射された測定光路からの光と参照光路からの光とが合成された光によって得られる受光素子83からの出力信号に基づいてポラライザ33を制御し、測定光と参照光の偏光方向を略一致するように調整する。
【0047】
初めに、制御部70は、ポラライザ33の位置を初期位置より、移動開始位置に移動させる。なお、ポラライザ33の初期位置は、第1移動限界位置から第2移動限界位置までの間の途中の位置に配置されている。なお、ポラライザ調整の際の、ポラライザ33の移動開始位置は、第1移動限界位置又は第2移動限界位置の位置となる。
【0048】
なお、移動開始位置の決定は、ポラライザ調整の制御を開始する以前のポラライザ33の位置から第1移動限界位置又は第2移動限界位置により近い側の位置が選択される。そして、制御部70は、ポラライザ33を途中位置から第1移動限界位置又は第2移動限界位置のどちらかの移動開始位置を選択し、移動させる。もちろん、異なる基準に基づいて、移動開始位置に設定するための移動方向の決定を行ってもよい。
【0049】
例えば、制御部70は、第1移動限界位置を移動開始位置として選択し、ポラライザ33を移動させる。そして、制御部70は、ポラライザ33を第1移動限界位置から第2移動限界位置方向へ移動させる。なお、移動開始位置が第2移動限界位置の場合には、第1移動限界位置方向へ移動させる。制御部70は、眼底部520に測定光を照射し、その反射光と参照光との干渉光(干渉信号)を受光素子83によって検出する。そして、制御部70は、移動位置毎に検出される干渉信号からモニタ75の画面上に画像を順次取得していき、干渉光が強く受光できる位置(測定光と参照光の偏光状態が合う位置)を探索していく。
【0050】
偏光状態が合う位置の探索は、評価値Bを用いて行われる。評価値Bは、離散的に設定されたポラライザ33の移動位置でポラライザ33が停止される度に、その配置位置にて取得される画像を解析することによって、算出される。
【0051】
ここで、評価値Bについて説明する。評価値Bは、信号強度を示す指標として用いられる値である。評価値Bは、B=((画像の平均最大輝度値)−(画像の背景領域の平均輝度値))/(背景領域の輝度値の標準偏差)の式より求められる。制御部70は、受光素子83からの出力信号に基づいて取得される断層画像の輝度分布データを取得する。例えば、図4は、ポラライザ33がある所定の位置に配置されている場合のモニタ75の画面上に表示された画像を示す図である。
【0052】
制御部70は、初めに、深さ方向(Aスキャン方向)に走査する複数の走査線を設定し、各走査線上における輝度分布データを求める。図4においては、画像を10分割し、10本の分割線を走査線としている。図5は、画像の深さ方向における輝度分布の変化を示す図である。
【0053】
ここで、制御部70は、各走査線に対応する輝度分布から輝度値の最大値(以下、最大輝度値と省略する)を算出する。そして、制御部70は、眼底断層像における最大輝度値として、各走査線における最大輝度値の平均値を算出する。そして、制御部70は、眼底断層像における背景領域の平均輝度値として、各走査線における背景領域の輝度値の平均値を算出する。このようにして、算出された評価値Bは、光路長調整、フォーカス調整、ポラライザ調整において利用される。
【0054】
制御部70は、制御部70は、ポラライザ33を所定の角度(角度位置)毎に移動させ、各移動位置における断層画像を順次取得していき、評価値Bを算出していく。そして、制御部70は、ポラライザ33の角度と断層像の評価値Bとを対応付けてメモリ72に記憶する。
【0055】
図6は、ポラライザ33の移動位置ごとにおける評価値Bの算出結果の一例を示す図である。例えば、制御部70は、移動開始位置とは、逆の移動限界位置まで、10°毎にポライザ33を移動させていく。制御部70は、取得されたポラライザ33の位置ごとにおける評価値Bの算出結果から、ピークとなる評価値B(ピーク値)を検出する。そして、制御部70は、評価値Bのピークに対応する角度位置へポラライザ33を移動させる。なお、一般的には、干渉信号がもっとも強く検出されるときのポラライザ33の位置が、評価値Bのピークが検出される位置となる。このようにして、ポラライザ調整が完了される。なお、本実施形態では、10°毎にポラライザ33の移動位置を設定したが構成としたが、これに限定されない。例えば、5°間隔でもよいし、20°間隔で、移動位置を設定してもよい。もちろん、検者が任意に設定できる構成でもよい。
【0056】
以上のようにしてポラライザ調整が行われた後、撮影が行われる。以下、その制御動作について説明する。図7は、本装置における動作の流れを示すフローチャートである。検者は、固視標投影ユニット300の固視標を注視するように被検者に指示した後、図示無き前眼部観察用カメラで撮影される前眼部観察像をモニタ75で見ながら、被検眼の瞳孔中心に測定光軸がくるように、図示無きジョイスティックを用いて、アライメント操作を行う。そして、検者が図無きスキャン開始スイッチを操作すると、制御部70は、OCT光学系200による走査を開始し、断層像がモニタ75に表示する。
【0057】
次いで、最適化を行うことによって、検者が所望する眼底部位が高感度・高解像度で観察できるようにする。本実施形態において、最適化の制御は、光路長調整、フォーカス調整、の制御である。
【0058】
検者は、コントロール部74に配置された最適化開始スイッチ(Optimizeスイッチ)74aを押す。最適化開始スイッチ74aから操作信号が発せられると、制御部70は、最適化制御を開始するためのトリガ信号を発し、最適化を開始する。なお、本実施形態においては、撮影時の最適化としては、光路長調整、フォーカス調整が行われる。
【0059】
ここで、制御部70は、最適化の完了後、検者により、図示無き撮影スイッチが押されると、眼底断層像が撮影され、メモリ72に記憶される。そして、検者が図無きスキャン停止スイッチを操作すると、制御部70は、OCT光学系200による走査を終了し、撮影を終了する。
【0060】
以上のように、模型眼ユニット500を設け、OCT光学系200による断層画像撮像時を除いた撮影の空き時間において、ポラライザ調整が行うことによって、断層像撮影時の検者又は被検者への負担を軽減することができる。また、模型眼500に測定光を導くための導光手段として走査部23を用いることによって、他の部材等を用いることなく容易に模型眼ユニット500へ測定光を導くことができる。
【0061】
なお、本実施形態においては、模型眼として眼底部520がすりガラスで構成されたものを用いて、ポラライザ調整を行ったがこれに限定されない。本実施形態の模型眼は、人眼の偏光特性に近く、干渉信号が検出可能な被検物であればよい。例えば、眼底部520は、低反射ミラー,塗料の塗布されたガラス等を用いてもよい。
【0062】
なお、本実施形態においては、所定の時間間隔毎にポラライザ調整を行う構成としたがこれに限定されない。所定時間が経過し、ポラライザ調整を行う時間となった際に、干渉信号の強度に応じて、ポラライザ調整を行うか否かを決定する構成としてもよい。例えば、ポラライザ調整を行う時間となった際に、干渉信号を検出し、その評価値Bが所定の閾値以下であった場合に、干渉信号が弱いと判定して、ポラライザ調整する構成でもよい。
【0063】
なお、本実施形態においては、断層像撮影時にポラライザ調整を行わない構成としたがこれに限定されない。断層像撮影を行う際に、干渉信号の強度に応じて、ポラライザの再調整を行うか否かを決定する構成としてもよい。例えば、断層像撮影を行う際に、干渉信号を検出し、その評価値Bが所定の閾値以下であった場合に、干渉信号が弱いと判定して、ポラライザの再調整する構成でもよい。
【0064】
なお、本実施形態において、ポラライザ調整を行う前に、模型眼ユニット500を用いて、フォーカス調整を行うとよりよい。例えば、受光素子83から出力される出力信号に基づいて、眼底部520に対する合焦位置にフォーカシングレンズ24を移動させる。具体的には、制御部70は、駆動部24aの駆動を制御し、所定の初期位置から所定のステップでフォーカシングレンズ24を移動させる。そして、制御部70は、各移動位置における断層画像を順次取得していき、合焦位置(眼底断層像のフォーカスが合う位置)を探索していく。以上のように、ポラライザ調整を行う前に、フォーカス調整も行うことによって、より輝度値の高い断層像が取得できる。そして、ポラライザ調整を行う際に、ポラライザの移動位置による干渉信号の強さを判別しやすくなる。このため、より精度よくポラライザ調整を行うことができる。なお、フォーカス調整後、ポラライザ調整が終了した際に、フォーカシングレンズ24を移動前の位置に戻すようにしてもよい。
【0065】
また、本実施形態において、ポラライザ調整を行う前に、模型眼ユニット500を用いて、光路長調整を行うとよりよい。例えば、受光素子83から出力される出力信号に基づいて、眼底部520の断層像が光路長一致位置の近傍に位置されるように測定光路と参照光路の光路差を調整する(例えば、参照ミラー31を移動させる)。なお、光路長一致位置の近傍とは、眼底断層像が高感度で取得される位置であり、例えば、光路長一致位置を基準に±Zmmの撮像範囲に設定された装置は、眼底断層像の表面が、光路長一致位置から±1/2Zmmまでの領域に位置するように光路差を調整する。これにより、相対的に高感度にて眼底断層像が得られる。
【0066】
制御部70は、駆動機構50の駆動を制御し、所定の初期位置から所定のステップで光路差を調整する。そして、制御部70は、各移動位置における断層画像を順次取得していき、眼底部520の断層像が光路長一致位置の近傍に取得される位置を探索していく。
【0067】
以上のように、ポラライザ調整を行う前に、光路長調整も行うことによって、高感度に眼底断層像が取得できる。そして、ポラライザ調整を行う際に、ポラライザの移動位置による干渉信号の強さを判別しやすくなる。このため、より精度よくポラライザ調整を行うことができる。なお、光路長調整後、ポラライザ調整が終了した際に、参照ミラー31を移動前の位置に戻すようにしてもよい。
【0068】
なお、本実施形態において、ポラライザ調整を行う前に、受光素子83の位置調整を行うと、ポラライザ調整の精度を向上できるためよりよい。例えば、受光素子83の位置を調整する位置調整機構83aが設けられ、制御部70は、受光素子83からの出力信号に基づいて、位置調整機構83aを制御して受光素子83の位置を調整した後、測定光と参照光の偏光方向を調整する。具体的には、受光素子83を移動させながら、輝度値がピークを示す位置を探索していく。そして、ピークを示す位置に受光素子83を移動させる。これによって、受光素子83に干渉光が受光されない状態を回避することができ、より精度よくポラライザ調整を行うことができる。
【0069】
なお、本実施形態においては、走査部23によって、光源27から出射された測定光を模型眼ユニット500に導く構成としたがこれに限定されない。測定光学系200aの行路中において、模型眼ユニット500を挿脱可能に設け、光源27の測定光が導かれる構成としてもよい。例えば、図8に示すように、フォーカシングレンズ24の前に、駆動手段540の駆動によって、挿脱可能な反射ミラー530を設ける。そして、反射ミラー530を挿入することによって、光源27から出射された測定光が反射ミラー530によって反射され、模型眼ユニット500に導く。また、OCT光学系200によって断層像撮影を行う際には、測定光学系200aの光路中から反射ミラー530を外す。以上のような構成であってもよい。なお、反射ミラー530から眼底部520までの光路長(第2光路長)は、反射ミラー530から被検眼眼底までの光路長(第1光路)と一致するように形成されている。ここで、反射ミラー530は、第1光路と第2光路とを分岐させる光路分岐部材として用いられる。
【0070】
以上示したように、本実施形態では、測定光を被検物(例えば、被検眼の眼底)に導く第1光路と、測定光を模型物(模型眼の眼底)に導く第2光路と、を切換える構成(例えば、走査部23や反射ミラー530)を設けることによって、被検物の断層撮影と、模型物を用いた偏光調整をスムーズに行うことができる。
【0071】
さらに、本実施形態では、第1光路と第2光路と分岐させる光路分岐部材(走査部23、反射ミラー530、等)が設けられ、光路分岐部材から被検物までの第1光路長に対し、光路分岐部材から模型物までの第2光路長とが一致するように第2光路が形成されている。
【0072】
被検物の位置は、通常、被検物の個体差によって変動するため、本実施形態では、測定光と参照光との光路長差を調整する調整機構(例えば、駆動機構50)が設けられている。この場合、被検物が個体差を持つので、光路分岐部材から模型物までの第2光路長は、所定の被検物までの光路長に合わせて設定される。そこで、第2光路の光路長が第1光路長と一致するように構成されていることにより、調整機構の駆動範囲を必要以上に広くすることなく、通常の駆動範囲を採用できる。
【0073】
なお、本実施形態においては、スキャン開始スイッチ又はスキャン終了スイッチから出力されるトリガ信号に基づいて、撮影中か否かを判定する構成としたがこれに限定されない。撮影時に関連するトリガを用いて判定する構成であればよい。例えば、図示無き顎台にセンサを設け、被検者が顎台に顎をのせたことを検知することによって、撮影中か否かを判定してもよい。また、検者からのジョイスティック等の操作が所定時間であるか無いかに応じて、撮影中か否かの判定をしてもよい。
【0074】
なお、上記説明において、スペクトルメータを用いたスペクトルドメインOCTを例にとって説明したが、これに限定されない。例えば、波長可変光源を備えるSS−OCT(Swept source OCT)であってもよい。
【0075】
また、以上の説明においては、光断層像撮影装置として眼底用の光断層像撮影装置を例にとって説明したが、これに限定されない。被検眼の所定部位の断層画像を撮影する光断層像撮影装置であれば、本発明の適用が可能である。例えば、被検眼前眼部の断層画像を撮影する前眼部光断層像撮影装置においても本発明の適用が可能である。
【0076】
また、本実施形態においては、被検物を眼として、模型物を模型眼とする構成について説明したがこれに限定されない。眼以外の生体(例えば、皮膚、血管)、もしくは生体以外の試料、等の被検物の断層像を撮影する光断層像撮影装置においても、本発明の適用が可能である。模型物は、被検物の偏光特性に合わせて設けられる。
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】本実施形態に係る光断層像撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。
【図2】ポラライザの概略構成図を示す図である。
【図3】ポラライザ調整の制御動作の流れを示すフローチャートである。
【図4】断層画像の輝度分布データを求めるために断層画像上を走査される走査線について説明する図である。
【図5】画像の深さ方向における輝度分布の変化を示す図である。
【図6】ポラライザの移動位置ごとにおける評価値の算出結果の一例を示す図である。
【図7】本装置における動作の流れを示すフローチャートである。
【図8】変容例の構成を示す図である。
【符号の説明】
【0078】
23 走査部
24 フォーカシングレンズ
24a 駆動機構
27 光源
31 参照ミラー
33 ポラライザ
34 駆動機構
50 駆動機構
70 制御部
72 メモリ
75 表示モニタ
200 OCT光学系
300 固視標投影ユニット
500 模型眼ユニット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、光源からの光を測定光路と参照光路とに分割するためのスプリッタと、測定光路に配置され,被検物上において光を走査するための光スキャナと、被検物で反射された測定光路からの光と,参照光路からの光と,が合成された光を検出するための検出器と、を備え、前記検出器からの出力信号に基づいて被検物の断層画像を撮像する光断層像撮影装置において、
測定光の光路又は参照光の光路の少なくともいずれかに配置されたポラライザと、
装置内部に配置された模型物で反射された測定光路からの光と参照光路からの光とが合成された光によって得られる前記検出器からの出力信号に基づいてポラライザを制御し、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御手段と、
を備えることを特徴とする光断層像撮影装置。
【請求項2】
前記測定光を被検物に導く第1光路と、前記測定光を前記模型物に導く第2光路と、を切換える切換手段を備える請求項1の光断層像撮影装置。
【請求項3】
前記第1光路と第2光路とを分岐させる光路分岐部材を備え、第2光路は、前記光路分岐部材から被検物までの第1光路長に対し、前記光路分岐部材から模型物までの第2光路長とが一致するように形成されている請求項2の光断層像撮影装置。
【請求項4】
被検物は眼であって、
前記模型物は、模型眼である請求項1〜3のいずれかの光断層像撮影装置。
【請求項5】
時間を計測するための時計手段を有し、
前記制御手段は、該時間手段を用いて、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御を定期的に行うことを特徴とする請求項1〜4の光断層像撮影装置。
【請求項6】
前記模型物は、前記測定光路の光路外に配置され、
前記制御手段は、前記光スキャナを制御して、測定光路外の前記模型物に向けて前記測定光を導光すると共に、前記模型物によって反射された測定光を前記検出器側に向けて進行させる請求項1〜5のいずれかの光断層像撮影装置。
【請求項7】
検出器の位置を調整する位置調整機構を備え、
前記制御手段は、検出器からの出力信号に基づいて前記位置調整機構を制御して検出器の位置を調整した後、測定光と参照光の偏光方向を調整する制御を行うことを特徴とする請求項1〜6の光断層像撮影装置。
【請求項8】
被検物に向かう測定光を反射し、前記検出器側に向けて進行させる偏光調整用基準物を前記模型物として有する調整光学系を、装置内部に備えることを特徴とする請求項1〜7の光断層像撮影装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2013−76587(P2013−76587A)
【公開日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−215627(P2011−215627)
【出願日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【出願人】(000135184)株式会社ニデック (745)
【Fターム(参考)】