(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を用いて被検眼を光干渉断層撮像することで得られた、前記被検眼の断層データを取得する取得手段と、
前記測定光の光軸と前記被検眼の光軸のずれである偏芯量を取得する偏芯量取得手段と、
取得した前記断層データを用いて断層画像を生成する生成手段と、
を備え、
前記生成手段は、
前記偏芯量を用いて、前記被検眼への前記測定光の入射角度変化量及び前記測定光の光路長変化量を算出する算出手段と、
前記入射角度変化量及び前記光路長変化量を用いて前記断層画像のひずみを補正した断層画像を生成する補正手段と、
を含む、画像生成装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記断層画像の画素位置を、前記入射角度変化量に応じて回転させるとともに、前記光路長変化量に応じて前記被検眼の深さ方向に移動させるように、前記断層データを補正する、請求項１に記載の画像生成装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記偏芯量及び前記測定光の走査角度に関する情報を用いて前記光路長変化量を算出する、請求項１又は２に記載の画像生成装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記光路長変化量をδｚ、前記偏芯量をδｘ、前記走査角度に関する情報をθｉとしたとき、δｚ＝δｘ×ｓｉｎθｉとして前記光路長変化量を算出する、請求項３に記載の画像生成装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記偏芯量及び前記被検眼の深さ方向の距離情報を用いて前記入射角度変化量を算出する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像生成装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記入射角度変化量をδθ、前記偏芯量をδｘ、前記距離情報をｐｖｌとしたとき、δθ＝δｘ／ｐｖｌとして前記入射角度変化量を算出する、請求項５に記載の画像生成装置。
【請求項７】
前記補正手段は、補正された前記断層画像に含まれる前記被検眼の形状を、前記測定光の走査角度に関する情報、及び前記被検眼の深さ方向の距離情報を用いて補正する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像生成装置。
【請求項８】
前記被検眼の前眼部画像を生成する手段を更に含み、
前記偏芯量取得手段は、前記被検眼の前記前眼部画像を用いて前記偏芯量を取得する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像生成装置。
【請求項９】
前記画像生成装置は、前記被検眼を光干渉断層撮像する撮像装置に接続されており、
前記被検眼に対して前記撮像装置の位置合わせを行う、位置合わせ手段を更に備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像生成装置。
【請求項１０】
前記生成手段は、前記補正された断層画像に対して、前記被検眼の曲率分布解析を行う、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像生成装置。
【請求項１１】
前記生成手段は、前記補正された断層画像に対して、前記被検眼の層厚解析を行う、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像生成装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記断層画像として二次元画像及び三次元画像のいずれかを補正する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像生成装置。
【請求項１３】
前記断層画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に備え、
前記表示制御手段は、前記補正手段による補正前後の断層画像、並びに、該補正前後の断層画像に含まれる前記被検眼の形状を、前記走査角度に関する情報及び前記距離情報を用いて補正した後の断層画像のうちの少なくとも二つを切り替えて、又は並列に前記表示手段に表示させる、請求項７に記載の画像生成装置。
【請求項１４】
測定光を用いて被検眼を光干渉断層撮像することで得られた、前記被検眼の断層データを取得する工程と、
前記測定光の光軸と前記被検眼の光軸のずれである偏芯量を取得する工程と、
取得した前記断層データを用いて断層画像を生成する工程と、
を含み、
前記断層画像を生成する工程は、
前記偏芯量を用いて、前記被検眼への前記測定光の入射角度変化量及び前記測定光の光路長変化量を算出する工程と、
前記入射角度変化量及び前記光路長変化量を用いて前記断層画像のひずみを補正した断層画像を生成する工程と、
を含む、画像生成方法。
【請求項１５】
コンピュータによって実行されると、該コンピュータに請求項１４に記載の各工程を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像生成装置、画像生成方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、低コヒーレント光による干渉を利用した光干渉断層撮像法（ＯＣＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を用いる装置（以下、ＯＣＴ装置）が実用化されている。ＯＣＴ装置は、被検査物に入射する光の波長程度の分解能で断層画像を取得できるため、被検査物の断層画像を高解像度に撮像することができる。
【０００３】
ＯＣＴ装置において、光源からの光は、ビームスプリッタなどにより、測定光と参照光とに分けられる。測定光は、測定光路を介して眼などの被検査物に照射される。そして、被検査物からの測定光の戻り光は参照光と合波され、干渉光として検出光路を介して検出器に導かれる。ここで、戻り光とは、被検査物に対する光の照射方向における界面に関する情報等が含まれる反射光や散乱光のことである。ＯＣＴ装置では、戻り光と参照光との干渉光を検出器で検出し、解析することによって被検査物の断層画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４８００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
網膜の断層画像を撮像する際には、一般には、前眼部の中心に撮像装置のアライメントを行って撮像装置と被検眼との光軸を合わせた後に、撮像装置が測定光を被検眼に照射する。しかしながら、例えば白内障眼における水晶体の混濁を避ける場合など、瞳孔周辺部に測定光を照射して撮像する場合も多くある。また、アライメント後に被検眼が意図せず動いてしまい、撮像装置と被検眼の光軸がずれてしまう場合もある。以下において、撮像装置（測定光）の光軸と被検眼（被検査物）の光軸にずれがある状態をアライメント偏芯があるという。
【０００６】
これらのようにアライメント偏芯が生じている場合には、取得した干渉信号に基づいて断層画像を生成すると、アライメント偏芯によって生じる測定光の光路長変化や被検査物である被検眼の眼底への入射角度変化に起因して断層画像にひずみが生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、測定光と被検査物とのアライメント偏芯に起因する断層画像のひずみを軽減することができる、画像生成装置、画像生成方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施態様による画像生成装置は、測定光を用いて被検眼を光干渉断層撮像することで得られた、前記被検眼の断層データを取得する取得手段と、前記測定光の光軸と前記被検眼の光軸のずれである偏芯量を取得する偏芯量取得手段と、取得した前記断層データを用いて断層画像を生成する生成手段とを備え、前記生成手段は、前記偏芯量を用いて、前記被検眼への前記測定光の入射角度変化量及び前記測定光の光路長変化量を算出する算出手段と、前記入射角度変化量及び前記光路長変化量を用いて前記断層画像のひずみを補正した断層画像を生成する補正手段とを含む。
【０００９】
また、本発明の他の実施態様による画像生成方法は、測定光を用いて被検眼を光干渉断層撮像することで得られた、前記被検眼の断層データを取得する工程と、前記測定光の光軸と前記被検眼の光軸のずれである偏芯量を取得する工程と、取得した前記断層データを用いて断層画像を生成する工程とを含み、前記断層画像を生成する工程は、前記偏芯量を用いて、前記被検眼への前記測定光の入射角度変化量及び前記測定光の光路長変化量を算出する工程と、前記入射角度変化量及び前記光路長変化量を用いて前記断層画像のひずみを補正した断層画像を生成する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定光と被検査物とのアライメント偏芯に起因する断層画像のひずみを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１によるＯＣＴ装置の概略的な構成を示す。
【図２】干渉光の強度分布の一例を示す。
【図３】周波数変換した後の干渉信号の一例を示す。
【図４】干渉信号に基づく断層画像の一例を示す。
【図５】被検眼に入射する測定光について説明するための図である。
【図６】測定光の眼底入射角度変化の一例を示す。
【図７】測定光の光路長変化の一例を示す。
【図８】アライメント偏芯の影響を説明するための断層画像を示す。
【図９】アライメント偏芯の影響を説明するための実形状補正後の断層画像を示す。
【図１０】実施例１に係る偏芯補正について説明するための図である。
【図１１】実施例１に係る偏芯補正について説明するための図である。
【図１２】実施例１に係る画像生成処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。
【００１３】
［実施例１］
以下、図１乃至１２を参照して、本実施例に係る画像生成装置、特に、断層画像生成装置を備えた、眼底などの観察に用いられる光干渉断層撮像法を用いるＯＣＴ装置１００について説明する。
【００１４】
（装置構成）
図１を参照して、ＯＣＴ装置１００の構成について説明する。図１は、本実施例に係るＯＣＴ装置１００の概略的な構成を示す。
【００１５】
ＯＣＴ装置１００には、撮像装置１０００、制御部１９、表示部２０、及びポインティングデバイス２５が設けられている。撮像装置１０００には、光源１、光分岐部３、サンプルアーム１００１、参照アーム１００２、及び分光器１００３が設けられている。
【００１６】
光源１は、光（低コヒーレンス光）を発生させるための光源である。本実施例では、光源１として、中心波長８５０ｎｍ、帯域５０ｎｍのＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）光源を用いる。
【００１７】
なお、光源１には、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源も適用することができる。また、光源１には、チタンサファイアレーザなどの超短パルスレーザ光源も適用することができる。このように、光源１は、低コヒーレンス光を発生させることのできるものであればよい。さらに、光源１から発生する光の波長は、特に制限されるものではないが、被検査物に応じて４００ｎｍから２μｍの範囲で選択される。なお、ＯＣＴでは、波長の帯域が広いほど断層画像の縦分解能がよくなる。一般的に中心波長が８５０ｎｍの場合、５０ｎｍの帯域では６μｍの縦分解能、１００ｎｍの帯域では３μｍの縦分解能となる。
【００１８】
導光部２，４，１０，１４は、光ファイバー等で構成される。光源１が発した光束は、導光部２により光分岐部３に導かれる。光分岐部３は、ファイバーカプラなどで構成されることができる。なお、分岐の比率は被検査物に合わせて任意に選択されることができる。
【００１９】
光分岐部３により導光部４側に分岐された光路上には、コリメータレンズ５、光走査部６、フォーカスレンズ７、波長分岐ミラー８、及び対物レンズ９が設けられたサンプルアーム１００１が配置されている。光走査部６には、光軸方向に隣接して配置（タンデム配置）された、互いに直交するＸ，Ｙ方向に測定光をそれぞれ走査するガルバノミラー又は共振ミラー等のＸスキャンミラー及びＹスキャンミラーが適用される。波長分岐ミラー８は、光源１が発した光（波長：λ＝８００〜９００ｎｍ）を透過し、前眼部照明の光（λ＝９４０ｎｍ）を反射する。導光部４に導かれた光は、測定光としてサンプルアーム１００１を通り、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに達する。なお、フォーカスレンズ７は、制御部１９によって制御される不図示のモータ等によって光軸方向に移動可能なように配置されている。
【００２０】
光分岐部３により導光部１０側に分岐された光路上には、コリメータレンズ１１及び参照ミラー１２が設けられた参照アーム１００２が配置されている。参照ミラー１２は、直動ステージ１３上に配置されている。直動ステージ１３を光軸方向に移動し参照ミラー１２の位置を移動させることにより、参照アーム１００２の光路長を調整することができる。参照ミラー１２及び直動ステージ１３は、参照光の光路長を調整する調整手段として機能する。
【００２１】
光分岐部３により導光部１４側に分岐された光路上には、分光器１００３が設けられている。分光器１００３にはレンズ１５、回折格子であるグレーティングやプリズム等で構成される分光部１６、結像レンズ１７、及びＣＭＯＳやＣＣＤ等の光電変換素子を有する撮像部１８が設けられている。被検眼Ｅからの測定光の戻り光及び参照光は光分岐部３において合波されて干渉光となる。干渉光は、光分岐部３に接続された導光部１４により、分光器１００３に導かれる。分光器１００３の撮像部１８は干渉光を検出することで、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの撮像を行う。撮像部１８から出力される干渉信号は制御部１９に伝えられ、制御部１９は干渉信号に基づいて断層画像を生成する。
【００２２】
対物レンズ９の周りには前眼部照明光源２１ａ，２１ｂが配置されている。これらの光源により照明された被検眼Ｅの前眼部からの戻り光は、対物レンズ９を通り、波長分岐ミラー８により反射され、レンズ２２により二次元の撮像部２３の撮像面に結像する。撮像部２３から出力された映像信号は制御部１９に伝えられ、制御部１９は撮像部２３からの出力に基づいて前眼部画像を生成する。
【００２３】
制御部（画像生成装置）１９には、取得部１９１、画像生成部１９２、偏芯量取得部１９３、駆動制御部１９４、記憶部１９５、及び表示制御部１９６が設けられている。また、制御部１９には、光走査部６、直動ステージ１３、及び撮像部１８，２３が接続されている。
【００２４】
取得部（取得手段）１９１は、光走査部６からの走査角度に関する情報や撮像部１８からの干渉信号、撮像部２３からの映像信号等を取得する。画像生成部（生成手段）１９２は、取得部１９１で取得した各種信号から断層画像や前眼部画像を生成する。偏芯量取得部（偏芯量取得手段）１９３は、後述の方法によって、断層撮像時における撮像装置１０００と被検眼Ｅとの光軸の偏芯量を取得する。
【００２５】
駆動制御部（位置合わせ手段）１９４は、光走査部６やフォーカスレンズ７、直動ステージ１３、サンプルアーム１００１を駆動する不図示のステージ等の制御を行う。記憶部１９５は、制御部１９に入力された被検者の情報、制御部１９で生成した各種画像、及び制御部１９を機能させるためのプログラム等を記憶する。表示制御部（表示制御手段）１９６は、制御部１９に接続される表示部２０の表示の制御を行う。
【００２６】
画像生成部１９２には、算出部１９７及び補正部１９８が設けられている。算出部（算出手段）１９７は、偏芯量取得部１９３で取得した偏芯量に基づいて、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに対する測定光の入射角度変化量及び測定光の光路長変化量を算出する。補正部（補正手段）１９８は、入射角度変化量及び光路長変化量に基づいて断層画像を補正する。入射角度変化量及び光路長変化量の算出方法、並びに断層画像の補正方法の詳細は後述する。
【００２７】
なお、制御部１９の各構成要素は、制御部１９のＣＰＵやＭＰＵで実行されるモジュールによって構成することができる。また、制御部１９の各構成要素は、ＡＳＩＣなどの特定の機能を実現する回路等により構成されてもよい。記憶部１９５は、メモリや光学ディスク等の任意の記憶装置・記憶媒体を用いて構成することができる。なお、記憶部１９５は外付けの記憶装置・記憶媒体として制御部１９に接続されていてもよい。
【００２８】
また、制御部１９には、表示部２０及びマウス等のポインティングデバイス２５が接続されている。表示部（表示手段）２０は、制御部１９から出力される各種画像や被検者の情報等を表示する。ポインティングデバイス２５は、ユーザが制御部１９へ入力を行う際の入力手段として機能する。
【００２９】
次に、ＯＣＴ装置１００を用いて被検眼Ｅの眼底Ｅｆにおける網膜の断層画像を撮像するための撮像方法について説明する。
【００３０】
被検眼Ｅを撮像装置１０００の前に配置した後、ＯＣＴ装置１００では、前眼部照明光源２１ａ，２１ｂが発した光により被検眼Ｅの前眼部を照明する。照明された前眼部からの戻り光は、対物レンズ９を通り、波長分岐ミラー８により反射されて、レンズ２２により、撮像部２３の撮像面に結像する。制御部１９の取得部１９１は、撮像部２３から映像信号を取得し、画像生成部１９２は、取得した映像信号をデジタルデータにリアルタイムに変換し、前眼部画像を生成する。
【００３１】
なお、制御部１９は、この被検眼Ｅの前眼部画像のうちの特に虹彩の模様より、被検眼Ｅの偏芯、及びピントの状態を判定することもできる。撮像装置１０００において、撮像部２３の中心とサンプルアーム１００１の光学系の光軸は一致するように調整されている。そのため、撮像部２３で撮像された前眼部画像の瞳孔中心と前眼部画像の中心との偏芯量は被検眼Ｅとサンプルアーム１００１の光学系の偏芯量に相当する。前眼部画像は、表示部２０の表示領域２０ａに表示され、操作者は、前眼部画像により光軸偏芯を確認することができる。
【００３２】
撮像装置１０００におけるサンプルアーム１００１の光学系は、被検眼Ｅに対し、上下左右、さらに光軸方向に位置調整可能なように不図示のステージ上に配置されている。駆動制御部１９４は、通常の断層画像の撮像において、瞳孔中心と測定光の光軸が一致するように、サンプルアーム１００１の光学系の上下左右の位置を調整するとともに、虹彩の模様のコントラストが最も高くなるように、光軸方向の位置調整を行う。以下、駆動制御部１９４による、撮像装置１０００と被検眼Ｅの位置合わせをオートアライメントという。これにより、虹彩と同一面である被検眼Ｅの瞳孔とサンプルアーム１００１の光学系の対物レンズ９との距離（ワーキングディスタンス）は一定に保たれる。
【００３３】
オートアライメントにより偏芯量が所定の値以下になると、ＯＣＴ装置１００は、光源１を点灯し、アライメント用の断層画像の撮像を開始する。光源１からの光は、導光部２により光分岐部３に導かれる。光分岐部３は、導光部２からの光を、導光部４と導光部１０に導かれる光量の比が、例えば１：９になるように分割する。導光部４側に導かれた測定光は、ファイバー端４ａに達する。ファイバー端４ａを点光源として出射された測定光は、コリメータレンズ５により平行光に変換され、光走査部６のＸスキャンミラーにより走査される。平行光とされた測定光は、フォーカスレンズ７及び波長分岐ミラー８を透過し対物レンズ９により被検眼Ｅの瞳孔より眼底Ｅｆに照射され、眼底Ｅｆ上を走査される。
【００３４】
また、光分岐部３より導光部１０に導かれた参照光は、ファイバー端１０ａから出射されコリメータレンズ１１により平行光に変換された後、参照ミラー１２に向かう。参照ミラー１２は、平行光である参照光の光軸と垂直に、また、該光軸の方向に移動可能に直動ステージ１３上に配置されている。これにより、直動ステージ１３によって参照ミラー１２を移動させることで、異なる眼軸長の被検眼Ｅに対しても、参照光の光路と測定光の光路の光路長とを合わせることができる。操作者は、表示部２０上の表示領域２０ｄを、ポインティングデバイス２５を操作してカーソルで指示することにより、参照ミラー１２の位置を調整することができる。なお、参照ミラー１２の位置は、取得された断層画像等に基づいて、制御部１９によって自動的に調整されてもよい。
【００３５】
参照ミラー１２で反射された参照光は、コリメータレンズ１１により導光部１０のファイバー端１０ａに集光され、導光部１０により光分岐部３に導かれる。光分岐部３では、眼底Ｅｆからの測定光の戻り光と参照光とが合波され、干渉光として導光部１４に導かれる。そして、導光部１４に導かれた干渉光は、分光器１００３に入り、導光部１４のファイバー端１４ａから出射され、前述のように、分光部１６により分光され撮像部１８の光電変換素子がライン上に配列する受光領域に結像する。撮像部１８から出力された干渉信号は、制御部１９に入力される。制御部１９は、干渉信号に対しフーリエ変換等を施して、断層画像を生成する。
【００３６】
表示部２０は表示領域２０ｂに生成された断層画像を表示する。操作者は、この断層画像を観察し、断層画像が最も明るくなるようにポインティングデバイス２５を用いてカーソルで表示領域２０ｃのボタンを操作してフォーカス調整を行う。制御部１９の駆動制御部１９４は、当該ボタンの操作に応じて不図示のモータ等を駆動しフォーカスレンズ７を光軸に沿って移動させることで、測定光のフォーカスを変更する。また、同様に、表示領域２０ｂの所望の領域内に関心部位の断層画像が全て入るように表示領域２０ｄのボタンを操作して参照ミラー１２の位置調整（コヒーレンスゲート調整）を行う。駆動制御部１９４は、当該ボタンの走査に応じて、直動ステージ１３を移動させるための不図示のステップピングモータを駆動し、直動ステージ１３を光軸に沿って移動させることで、参照ミラー１２の位置を変更する。表示領域２０ｄが指示されると制御部１９は、直動ステージ１３の位置を指示された方向に移動させるとともに、記憶部１９５に記憶している直動ステージ１３の制御位置情報を移動量に応じて変更する。
【００３７】
直動ステージ１３は、不図示のステッピングモータにより駆動制御されており、直動ステージ１３の位置は、ステッピングモータに指示するステップ数と対応している。例えば、６０ｍｍのストロークを６００００ステップで駆動する場合、１ステップあたりの移動量は１μｍになる。この場合、０から６００００までのステップ数が、直動ステージ１３の０から６０ｍｍまでの位置に対応する。また、直動ステージ１３の基準位置からコリメータレンズ１１までの距離は設計的に精度よく配置されており、基準位置とステージ位置の関係も設計的に明らかであるため、ステップ数に基づいて参照光の光路長を計算することができる。このため、制御部１９は、不図示のステッピングモータのステップ数により、参照光の光路長を検出することができる。
【００３８】
参照ミラー１２の位置が変化することで参照光の光路長が変化する。測定光の光路長と参照光の光路長とがほぼ等しい状態となったときに、測定光の戻り光と参照光は互いに干渉し、干渉光となる。そのため、参照光の光路長を変化させることで、参照光と干渉する測定光の光路長が変わり、被検眼Ｅの光軸方向の撮像位置が変化する。従って、参照ミラー１２の位置を変化させることで、表示領域２０ｂ内の断層画像の表示位置を変化させることができる。記憶部１９５は、常に断層撮像時における参照ミラー１２の位置を記憶する。以上の撮像準備の後、撮像ボタン２０ｅが指示されると、ＯＣＴ装置１００は、断層画像の静止画撮像（断層画像撮像）を行う。記憶部１９５は、撮像された断層画像を記憶する。なお、上記では操作者がフォーカス及びコヒーレンスゲートの調整を指示したが、撮影された断層画像等に基づいて、制御部１９がこれらの調整を自動的に行ってもよい。
【００３９】
次に、制御部１９による断層画像の生成について説明する。導光部１４には、被検眼Ｅの眼底Ｅｆからの測定光の戻り光と、参照ミラー１２から反射された参照光との合波光である干渉光が導かれる。光分岐部３から眼底Ｅｆまでの光路長と、光分岐部３から参照ミラー１２までの光路長の差により、光分岐部３で合波されるとき測定光の戻り光と参照光は、位相差を有する。この位相差は波長により異なるため、撮像部１８の受光領域上に現れる分光強度分布には干渉縞が生じる。また、網膜には複数の層があり、それぞれの層境界からの戻り光はそれぞれ異なる光路長を有するため、干渉縞には、異なる周波数の干渉縞が含まれる。制御部１９は、この強度分布に含まれる干渉縞の周波数とその強度より、反射物体の位置とその位置からの反射・散乱に対応した明るさを求めることができる。
【００４０】
ここで、被検眼Ｅの眼底Ｅｆの或る一点における深さ方向（Ｚ方向）の断層画像を取得するようなスキャン方式をＡスキャンと呼び、得られる断層画像をＡスキャン画像と呼ぶ。また、光走査部６によって、測定光を眼底Ｅｆの所定の横断方向に走査しながらこのようなＡスキャンを繰り返し行うことにより、複数のＡスキャン画像を取得することができる。例えば、測定光を光走査部６によってＸ方向に走査すればＸＺ面における断層画像が得られ、Ｙ方向に走査すればＹＺ面における断層画像が得られる。このように被検眼Ｅの眼底Ｅｆを所定の横断方向に走査する方式をＢスキャンと呼び、得られる断層画像をＢスキャン画像と呼ぶ。
【００４１】
眼底Ｅｆ上の１ラインをスキャンするＢスキャンモードにおいては、駆動制御部１９４が、光走査部６のＸスキャンミラー及びＹスキャンミラーの一つ、例えば、Ｘスキャンミラーだけを駆動しながら、取得部１９１が撮像部１８からの干渉信号を取得する。この際、取得部１９１は、光走査部６から出力されるスキャンミラーの角度を示すデータも取得する。制御部１９は、取得した干渉信号をスキャンミラーの角度とともにデジタルデータに変換する。制御部１９は、さらにスキャンミラーの角度のデータを測定光の被検眼Ｅへの入射角θｉに変換して記憶部１９５に記憶する。スキャンミラーの角度と測定光の入射角θｉは、対応しており、光学系の設計値より求めることができる。なお、入射角θｉは被検眼Ｅに入射する測定光と被検眼Ｅの眼軸とが成す角度に対応する。
【００４２】
図２は、入射角θｉに対応するスキャンミラーの角度における撮像部１８上の干渉光の強度分布の一例を示す。横軸は、撮像部１８上のセンサー位置であり、波長に対応する。縦軸は、信号強度である。ここでは、中心波長λ０、半値幅δλの強度分布に対して、干渉縞による波形が重なっている。
【００４３】
制御部１９は、当該干渉光の波形に対応する干渉信号の波形の強度情報を読み出し、Ａ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換し、記憶部１９５に記憶する。画像生成部１９２は、変換したデジタルデータを高速フーリエ変換などによって波数変換及び周波数変換することで周波数ごとの強度分布を得る。ここで、図３は当該強度分布の一例を示す。図３において、横軸は周波数であり、干渉信号に基づいて生成される断層画像におけるコヒーレンスゲート位置からの距離ｈに対応し、縦軸は強度Ｉを示す。また、図４は、干渉信号を用いて生成した断層画像の一例を示す。
【００４４】
図３に示される強度分布は、図４に示すように、距離ｈ１，ｈ２，ｈ３（コヒーレンスゲート位置からの距離）のところの干渉強度がＩ３，Ｉ１，Ｉ２であることを示す。ここで、コヒーレンスゲート位置とは、上述のように測定光と参照光が干渉を生じる光路長に対応し、参照ミラー１２の位置に対応する。本実施例では、コヒーレンスゲート位置は断層画像の下端に対応する。
【００４５】
制御部１９は、スキャンミラーの角度に対応する入射角θｉを、走査開始時の角度θｓから終了時の角度θｅまで変化させながら、干渉信号の強度を測定する。画像生成部１９２は、干渉信号の強度Ｉ（θｉ，ｈｊ） を、θを横軸、ｈを縦軸にして配置することにより、図４に示すように眼底ＥｆのＢスキャン画像（光学的な距離に基づく画像）を生成することができる。また、制御部１９は、Ｙ方向に測定光をしてＺ−Ｘ方向のＢスキャンを繰り返すことで、三次元の断層信号及び断層画像を生成することができる。なお、制御部１９は、Ｚ−Ｙ方向のＢスキャンをＸ方向に繰り返し行ってもよい。また、断層画像の生成は、上記方法以外の既知の任意の方法によっても行われてよい。
【００４６】
（アライメント偏芯）
図５（ａ）及び（ｂ）は、眼底ＥｆをＢスキャンする場合に眼底Ｅｆに到る測定光の光線の一例を示す。図５（ａ）は被検眼Ｅへのアライメントが理想的な場合の例を示す。図５（ａ）において、互いに一致する被検眼Ｅの光軸及び撮像装置１０００の光軸（測定光の光軸）が一点鎖線で示されている。角膜６１より入射角θｉで被検眼Ｅに入射した光線は、被検眼Ｅの内部の、瞳孔６２の中央部、水晶体６３、及び硝子体６４を通り、眼底６５へ入射角θｉ’で向かい網膜の各層で反射・散乱される。
【００４７】
Ｘスキャンミラーは、被検眼Ｅとサンプルアーム１００１の光学系の距離がオートアライメント機能により適切に保たれている場合に、瞳孔６２と共役となるように設計されている。そのため、Ｘスキャンミラーのスキャン角度が変化しても、光線は常に瞳孔６２の中央部の点Ｐ１を通る。この点Ｐ１をピボットポイントという。ピボットポイントＰ１は、被検眼Ｅの内部に測定光を入射させ且つ網膜上で測定光を走査した場合であっても、測定光が常に通過する位置に対応する。そのため、ピボットポイントＰ１は、被検眼Ｅの内部の網膜上での測定光を走査する場合の被検眼Ｅに対する測定光の入射点に対応する。
【００４８】
また、図５（ａ）には、測定光の光路長が参照光の光路長と同じ距離になる位置、すなわち参照ミラー１２の位置と等価なコヒーレンスゲート位置６６が示されている。干渉信号より求めた距離ｈ１，ｈ２，ｈ３は、このコヒーレンスゲート位置６６と各網膜層との距離に相当する。眼軸長が異なる被検眼Ｅを撮像する場合には、直動ステージ１３を調整して参照ミラー１２の位置を眼軸長に合わせて調整することにより、適切に測定を行うことができる。
【００４９】
一方で、ＯＣＴ撮像においては、被検眼Ｅへのアライメントが完全ではなく、オートアライメントが解除された状態で、瞳孔周辺部から測定光を入射させて撮像する場合がある。例えば、白内障等により、水晶体等の中間透光体に混濁があり、瞳孔中央部の光路が遮られる場合や、網膜への入射角を変化させることで、血管の影によるアーチファクトを避ける場合がこれに相当する。また、網膜への測定光の入射角を垂直に近くすることで、反射による戻り光の光量を増加させる場合にも、意図的にアライメント偏芯を生じさせることがある。これに対し、意図せずにアライメント偏芯が生じる場合としては、被検眼Ｅの固視が不安定で、アライメントが定まらない場合が考えられる。
【００５０】
このような場合においては、以下に述べる被検眼Ｅに対する光学特性の変化が、生成される断層画像の形状に影響を与え、断層画像にひずみが生じることがある。
【００５１】
図５（ｂ）は、撮像装置１０００の被検眼Ｅへのアライメントに平行偏芯が生じている場合を示す。図５（ｂ）において、被検眼Ｅの光軸及び撮像装置１０００の光軸を一点鎖線で示す。図５（ａ）と同様に、入射角θｉで角膜６１より被検眼Ｅに入射した測定光の光線は、瞳孔６２及び水晶体６３の周辺部を通り、硝子体６４を通過した後に眼底６５に向かう。アライメント偏芯量をδｘとすると、このときの点Ｐ２で示すピボットポイントも被検眼Ｅの光軸に対してδｘだけずれた状態になる。また、網膜上にフォーカスを合致させているために網膜上の光束の集光点は変わらない。そのため、各走査における測定光の光線に平行偏芯が生じても網膜への到達点は不変である。一方で、眼底６５への入射角度は、アライメントが理想的な場合とは異なる角度θｉ’’で向かうこととなる。
【００５２】
（アライメント偏芯に起因する入射角度変化）
ここで、図６を参照して、アライメント偏芯による網膜に対する測定光の入射角度の変化について説明する。図６は、測定光が走査されながら被検眼Ｅへ入射する様子を示している。図中には、アライメントが理想的な場合における、中心走査光線Ｒａｙ１、周辺走査光線Ｒａｙ１ｉ、及びピボットポイントＰ１が示されている。同様に、アライメント偏芯が生じた場合における、中心走査光線Ｒａｙ２、周辺走査光線Ｒａｙ２ｉ、及びピボットポイントＰ２も示されている。ここで、中心走査光線とは眼底Ｅｆの中心部を走査する測定光の光線をいい、周辺走査光線とは眼底Ｅｆの周辺部を走査する測定光の光線をいう。なお、図６においては、中心走査光線を破線で示し、周辺走査光線を実線で示し、被検眼Ｅの光軸を一点鎖線で示している。
【００５３】
アライメント偏芯が生じる場合には、被検眼入射前の光線は、中心走査光線（Ｒａｙ１，Ｒａｙ２）であっても、周辺走査光線（Ｒａｙ１ｉ，Ｒａｙ２ｉ）であっても、いずれも同じ量、同じ方向だけ被検眼Ｅに対して平行偏芯することになる。ここで、アライメント偏芯による網膜への入射角度変化量δθを、中心走査光線Ｒａｙ１に対する中心走査光線Ｒａｙ２の被検眼入射後の角度として考える。アライメント偏芯量をδｘとすると、網膜到達点ｆ０及びピボットポイントＰ１，Ｐ２からなる三角形Ｐ１ｆ０Ｐ２より、∠Ｐ１ｆ０Ｐ２＝δθ≒ｔａｎδθ＝δｘ／ｐｖｌ・・・（式１）と表せる。
【００５４】
なお、ｐｖｌはピボットポイントから網膜までの距離であり、断層画像中の網膜位置、参照ミラー１２の位置、及び撮像装置１０００と被検眼Ｅの距離（ワーキングディスタンス）から求めることができる。また、アライメント偏芯量δｘは、撮像部２３に結像し、制御部１９の偏芯量取得部１９３が前眼部画像を解析して算出することができる。従って、入射角度変化量δθは一意に求めることができる。
【００５５】
一方、周辺走査光線Ｒａｙ１ｉに対する周辺走査光線Ｒａｙ２ｉの被検眼入射後の角度を考える。網膜到達点ｆｉ及びピボットポイントＰ１，Ｐ２からなる三角形Ｐ１ｆｉＰ２より、眼球断面を円形ととらえると、幾何学的な円周角の関係から、∠Ｐ１ｆｉＰ２＝∠Ｐ１ｆ０Ｐ２＝δθと見なせる。そのため、アライメント偏芯による網膜への測定光の入射角変化量は、走査方向によらずδθで一定である。さらに、アライメントが理想である場合の網膜への入射角θｉ’と偏芯した場合の角度θｉ’’の関係は、θｉ’’＝θｉ’＋δθである。
【００５６】
（アライメント偏芯に起因する光路長変化）
アライメント偏芯が生じている状態においては、測定光の光路長も変化する。図７（ａ）及び（ｂ）は、アライメント偏芯が生じた場合の測定光の光路長変化を説明するための図である。図７（ａ）は、中心走査光線Ｒａｙ１，Ｒａｙ２におけるアライメント状態の違いを示す。中心走査光線Ｒａｙ１は理想的なアライメント状態での測定光の光線、中心走査光線Ｒａｙ２はアライメント偏芯が生じた状態での測定光の光線である。また、図７（ａ）には、中心走査光線における前側主平面Ｈ０が示されており、前側主平面Ｈ０は被検眼Ｅの光軸に垂直な平面である。この場合、図中のベクトルで示す方向とアライメント偏芯量δｘを持った偏芯により中心走査光線Ｒａｙ１の光路から中心走査光線Ｒａｙ２の光路に測定光の光路が変化しても、前側主平面Ｈ１までの光路長は変化しない。なお、いずれの場合であっても、測定光は、前側主平面入射後、不図示の後側主平面より射出し、同一の光路長で同一の到達点であるｆ０に到達する。
【００５７】
一方、図７（ｂ）は、周辺走査光線Ｒａｙ１ｉ，Ｒａｙ２ｉにおけるアライメント状態の違いを示す。周辺走査光線Ｒａｙ１ｉは理想的なアライメント状態での測定光の光線、周辺走査光線Ｒａｙ２ｉはアライメント偏芯が生じた状態での測定光の光線である。また、図７（ｂ）には、被検眼Ｅへの測定光の入射角θｉが示されている。
【００５８】
ここで、被検眼Ｅの広画角撮像に用いるような、測定光の入射角θｉ（測定光の走査角度に関する情報）が十分に大きい場合を考える。この場合、光学的な近軸理論ではなく、軸外光線までを考慮した光学モデルが適用される。すなわち、入射角θｉの測定光線に対応した前側主平面Ｈｉは、被検眼Ｅの光軸ではなく、周辺走査光線Ｒａｙ１ｉに対して垂直な平面となる。図中のベクトルで示す方向とアライメント偏芯量δｘを持った偏芯により周辺走査光線Ｒａｙ１ｉの光路から周辺走査光線Ｒａｙ２ｉの光路に測定光の光路が変化する場合を考える。この場合には、当該偏芯と前側主平面Ｈｉの方向が異なるため、周辺走査光線Ｒａｙ１ｉ及びＲａｙ２ｉの前側主平面Ｈｉまでの光路長にδｚだけ差が生じる。このとき、幾何学的な関係からδｚ＝δｘ×ｓｉｎθｉ・・・（式２）と表せる。
【００５９】
従って、アライメント偏芯が生じた状態で、眼底周辺部を走査する場合には、眼底Ｅｆの形状とは無関係に、測定光の入射角θｉに応じた光路長変化量δｚが反映された断層画像が撮像される。このため、アライメント偏芯が生じている場合には、光走査部６による測定光の走査で想定されている、眼底Ｅｆへの測定光の入射角度及び測定光の光路長に変化が生じ、当該測定光を用いて生成される断層画像においてひずみが生じる。なお、アライメント偏芯量δｘは前眼部画像から、入射角θｉはスキャンミラーの角度の情報からそれぞれ得られるため、光路長変化量δｚは一意に求めることができる。
【００６０】
次に、図８（ａ）及び（ｂ）を参照して、アライメント偏芯が生じている場合の断層画像のひずみについて説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、アライメント状態の違いによる断層画像への影響を説明する図である。図８（ａ）は、撮像装置１０００のアライメント状態が理想的に被検眼Ｅの光軸と合致している場合の断層画像の一例を示す。図８（ａ）及び（ｂ）は、眼底６５の様子と、比較のために格子グリッドＧを図示している。
【００６１】
一方、図８（ｂ）は、アライメント偏芯が生じている場合の断層画像の一例を示す。この場合、前述した、測定光の眼底６５への入射角変化及び光路長変化の影響を受けて、図８（ａ）に比べて、全体が回転したような画像になる。生成された断層画像は、画像の垂直方向が測定光の入射方向に、垂直距離が光路長に対応しているため、アライメント偏芯が生じると、入射方向が一様に傾き、光路長がＢスキャンに応じて線形に変化する。これらの関係は式１及び式２に対応する。このため、アライメント偏芯が生じると生成される断層画像にひずみが生じることとなる。
【００６２】
（実形状補正）
ところで、図８（ａ）に示した断層画像に示される眼底の形状と実際の眼球における眼底Ｅｆの形状は異なる。具体的には、通常の断層画像はスキャンミラーの角度に対応したデータを平行に並べて生成されるが、実際には、これらの画像データは図５（ａ）で示すように、スキャンの中心（ピボットポイント）を中心とする極座標上に表されるべき画像データである。そこで、眼底形状のより詳細な解析を行う場合には、通常の断層画像生成後に、断層画像中の眼底６５の形状を眼底Ｅｆの実形状に近づけるように断層画像の実形状補正を行うことができる。
【００６３】
実形状補正は、ＸＹ座標でデータを並べて生成された断層画像に含まれるデータを、ピボットポイントを中心とする極座標上に並び替えることで、断層画像を補正する。より具体的には、ピボットポイントＰ１から網膜層までの光学的距離を被検眼Ｅ内の屈折要素の屈折率で除した値、及び眼底Ｅｆにおける測定光の網膜到達点ｆｉ（照射位置）とピボットポイントＰ１とを結ぶ線分と測定光軸との成す角度を求める。その後、求めた値及び角度をパラメータとし、ピボットポイントＰ１を原点とする極座標を用いて断層画像を補正する。
【００６４】
なお、実形状補正はその他の既知の任意の方法によって行われてもよい。例えば、特許文献１は、被検眼Ｅの光学的な情報（屈折要素の屈折率及び入射角に対する走査角の関係等）と光路長とを用いて断層画像を生成するためのデータを求めることにより、実形状に近い被検眼Ｅの断層画像を得ることができる技術を開示している。なお、特許文献１では、被検眼Ｅの眼軸長に対応するピボットポイントから網膜面までの距離ｐｖｌを参照光の光路長に基づいて求めることが記載されているが、眼軸長を別個の装置によって求めてもよい。
【００６５】
図９（ａ）及び（ｂ）は、実形状補正を行った断層画像における、アライメント状態の違いによる影響を説明する図である。図９（ａ）は、撮像装置１０００のアライメント状態が理想的に被検眼Ｅの光軸と合致している場合における、実形状補正後の断層画像の一例を示す。この場合は、断層画像には被検眼Ｅの実形状がより正確に表されている。また、格子グリッドＧは、実際の測定光線の軌跡に対応しており、縦軸線が放射状、横軸線が同心円弧状に変化している。このように、被検眼Ｅの実形状に近い形状の断層画像を生成することで、例えば画像診断等における網膜層の曲率半径、層厚等の解析を適切に行うことができる。
【００６６】
一方、図９（ｂ）は、アライメント偏芯が生じている場合における、実形状補正後の断層画像の一例を示す。この場合には、被検眼Ｅの形状の全体にわたって、ひずみが生じている。この例においては、例えば眼底６５の曲率分布に顕著な変化が生じており、図中の左方の領域では曲率が大きくなり、右方の領域では曲率が小さくなっている。図中の例では、５〜８％程度の変化を示している。また、格子グリッドＧにも同様に歪みが生じており、特に縦軸線が弧を描くように曲がっている。
【００６７】
このような変化は、実際には図５（ｂ）に示すようなアライメント偏芯が生じている状態での測定光の光路になっているのに対し、補正処理は、図５（ａ）に示すようなアライメントが理想的に合致している状態での光路を想定している点に起因する。このように断層画像の形状が歪曲した状態だと、例えば、網膜形状に関する曲率半径の分布の解析に実形状との差異が生じてしまい、正確な解析を行えなくなる。また、網膜形状における層厚の解析を行う場合には、一般的に網膜層の法線方向に沿って測長を行うが、形状の歪曲のために正しく測定できなくなる。
【００６８】
（偏芯補正）
本実施例に係るＯＣＴ装置１００では、アライメント偏芯に起因するこれら断層画像のひずみを低減するために、断層画像に対して偏芯補正を行う。以下、図１０（ａ）乃至１１（ｂ）を参照して、本実施例に係る偏芯補正について説明する。図１０（ａ）乃至（ｄ）は、本実施例に係る偏芯補正によって補正される断層画像の画素の一例を示す。図１１（ａ）及び（ｂ）は、偏芯補正における入射角変化に関する補正を説明するための図である。なお、図１０（ａ）乃至１１（ｂ）において、説明の簡略化のため、断層画像の画素を２４×５として表しているが、断層画像の画素は所望の構成に応じて任意に設定されてよい。
【００６９】
上述のように、アライメント偏芯が生じている場合には、アライメント偏芯に起因して網膜に対する測定光の入射角度変化及び測定光の光路長変化が生じる。このため、本実施例では、アライメント偏芯に起因する網膜に対する測定光の入射角度変化及び測定光の光路長変化に応じて断層画像を補正する。
【００７０】
本実施例では、まず、制御部１９の偏芯量取得部１９３が、アライメント偏芯量δｘを取得する。アライメント偏芯量δｘは、既知の任意の方法で求めることができる。例えば、偏芯量取得部１９３は、前眼部画像に現れる角膜輝点に基づいてアライメント偏芯量δｘを求めてもよいし、前眼部画像における被検眼Ｅの虹彩の模様に基づいてアライメント偏芯量δｘを求めてもよい。また、偏芯量取得部１９３は、電動ステージの移動量に基づいてアライメント偏芯量δｘを求めてよい。
【００７１】
次に、制御部１９の算出部１９７が、上述のように、断層画像中の網膜位置、参照ミラー１２の位置、及び撮像装置１０００と被検眼Ｅの距離（ワーキングディスタンス）に基づいて、ピボットポイントから網膜までの距離ｐｖｌを求める。その後、算出部１９７は、式１に従って、アライメント偏芯量δｘ及びピボットポイントから網膜までの距離ｐｖｌから、アライメント偏芯に起因する網膜に対する測定光の入射角度変化量δθを求める。ここで、眼は球体としてみなせるため、距離ｐｖｌはスキャンミラーの角度とは無関係にＢスキャンに対して一定とすることができる。そのため、入射角度変化量δθは１回のＢスキャンに対して一定とすることができる。
【００７２】
また、算出部１９７は、被検眼Ｅへの測定光の入射角θｉをスキャンミラーの角度の情報から求める。その後、算出部１９７は、式２に従って、アライメント偏芯量δｘ及び被検眼Ｅへの測定光の入射角θｉから、アライメント偏芯に起因する測定光の光路長変化量δｚを求める。ここで、式２からも理解されるように、光路長変化量δｚは、スキャンミラーの角度ごとに異なるため１回のＢスキャンに含まれるＡスキャンごとに求められ、Ａスキャンに対応する画像データの補正に用いられる。
【００７３】
図１０（ａ）は、干渉信号に基づいて生成された断層画像の画素の一例を示す。本実施例に係る偏芯補正では、補正部１９８が、まず、アライメント偏芯に起因する測定光の光路長変化に基づいて、画像生成部１９２が生成した断層画像を補正する。補正部１９８は、被検眼Ｅへの入射角θｉでの測定光によるＡスキャンに対応する断層画像における画素位置を、入射角θｉから求めた光路長変化量δｚに基づいて、断層画像における被検眼Ｅの深さ（奥行き）方向に移動させる。図１０（ｂ）は、アライメント偏芯に起因する測定光の光路長変化量δｚに基づいて補正した断層画像の画素の一例を概略的に示す。
【００７４】
次に、補正部１９８は、光路長変化量δｚに基づいて補正された断層画像を、アライメント偏芯に起因する測定光の眼底Ｅｆへの入射角度変化量δθに基づいて補正する。図１１（ａ）は、アライメントが合致している場合の測定光の中心走査光線Ｒａｙ１と、周辺走査光線Ｒａｙ１ｉと、測定光を用いてＡスキャンされる撮像範囲を示している。図１１（ｂ）は、アライメント偏芯が生じている場合の測定光の中心走査光線Ｒａｙ２と、周辺走査光線Ｒａｙ２ｉと、測定光を用いてＡスキャンされる撮像範囲を示している。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）において矩形の枠により示される撮像範囲を対比すると、アライメント偏芯に起因して測定光の眼底Ｅｆへの入射角度変化が生じることで、各測定光による撮像範囲も入射角度変化量δθだけ回転していることが分かる。
【００７５】
このため、補正部１９８は、光路長変化量δｚに基づいて補正された断層画像の各Ａスキャンに対応する画素位置を、アライメント偏芯に起因する測定光の眼底Ｅｆへの入射角度変化量δθに基づいて回転させる。なお、補正部１９８は、各Ａスキャンに対応する画素位置を回転させる際、各Ａスキャンに対応する画素位置の深さ方向の中央部を中心として当該画素位置を回転させる。図１０（ｃ）は、アライメント偏芯に起因する測定光の眼底Ｅｆへの入射角度変化量δθに基づいて補正した断層画像の画素の一例を概略的に示す。
【００７６】
補正部１９８は、光路長変化量δｚ及び入射角度変化量δθに基づく偏芯補正を行うことで、アライメント偏芯を考慮した、実際の撮像範囲に沿った断層画像を生成することができる。図１０（ｄ）は、偏芯補正後の断層画像の画素の一例を示す。これにより、アライメント偏芯に起因して生じる光路長変化量δｚ及び入射角度変化量δθに基づく断層画像のひずみを軽減することができる。
【００７７】
また、偏芯補正後の断層画像について実形状補正を行うことで、アライメント偏芯に起因する実形状補正での断層画像のひずみを軽減することもできる。
【００７８】
次に、図１２を参照して、本実施例に係る断層画像の生成処理について説明する。図１２は、本実施例に係る断層画像の生成処理のフローを示す。
【００７９】
断層画像の生成処理が開始されると、ステップＳ１２０１において、ＯＣＴ装置１００は、撮像装置１０００と被検眼Ｅの光軸方向の距離（ワーキングディスタンス）を正しくアライメントした状態でＯＣＴ撮像を行い、取得部１９１が断層情報を取得する。ここで、断層情報とは、被検眼ＥをＯＣＴ撮像して取得した干渉信号に基づく、断層画像を生成するための情報をいう。ステップＳ１２０１においては、さらに画像生成部１９２が、取得した断層情報に基づいて断層画像を生成する。
【００８０】
ステップＳ１２０２では、撮像部２３が前眼部像を取得し、画像生成部１９２が。取得部１９１によって取得した撮像部２３の出力に基づいて前眼部画像を生成する。その後、ステップＳ１２０３において、偏芯量取得部１９３が、前眼部画像からアライメント偏芯量δｘを取得する。
【００８１】
ステップＳ１２０４では、取得部１９１が、直動ステージ１３の位置情報を取得することで参照ミラー１２の位置を取得する。ステップＳ１２０５では、算出部１９７が、参照ミラー位置、断層情報における網膜の位置の情報、及び撮像装置１０００と被検眼Ｅの距離（ワーキングディスタンス）から、ピボットポイントから眼底Ｅｆまでの距離ｐｖｌを求める。
【００８２】
次に、ステップＳ１２０６において、算出部１９７が、アライメント偏芯量δｘ及び距離ｐｖｌを用いて式１により、測定光の眼底Ｅｆへの入射角度変化量δθを算出する。
【００８３】
ステップＳ１２０７では、算出部１９７が、スキャンミラーの角度情報を用いて、走査中の被検眼Ｅへの測定光の入射角θｉを求める。その後、ステップＳ１２０８において、算出部１９７が、アライメント偏芯量δｘ及び入射角θｉを用いて式２により、光路長変化量δｚを算出する。
【００８４】
ステップＳ１２０９では、補正部１９８が、入射角度変化量δθ及び光路長変化量δｚを用いて、ステップＳ１２０１で取得した断層情報に対して、偏芯補正処理を行う。入射角度の変化は断層情報に含まれる断層像中の横軸、光路長の変化は縦軸にそれぞれ対応する。補正部１９８は、上述のように入射角度変化量δθ及び光路長変化量δｚに基づいて画素の再配置を行い、アライメント偏芯を考慮した断層画像を生成する。
【００８５】
ステップＳ１２１０では、補正部１９８が偏芯補正を行った断層画像に対して、実形状画像補正を行う。この結果、アライメント偏芯が生じた状態で撮像した場合であっても、眼底Ｅｆの実形状に近い断層画像を生成することができる。
【００８６】
ステップＳ１２１１では、表示制御部１９６が表示部２０を制御し、表示部２０に偏芯補正及び実形状補正を行った断層画像を表示させ、断層画像の生成処理が終了する。操作者は、表示された断層画像に基づいて、目視による画像診断、さらには曲率半径や各層の層厚の解析を行うことができる。
【００８７】
なお、偏芯補正及び実形状補正の処理は、観察や解析の目的に応じて、操作者の操作により任意にＯＮ／ＯＦＦ制御されてもよい。また、表示制御部１９６は、表示部２０に、補正前後の断層画像、偏芯補正のみを行った断層画像、及び実形状補正のみを行った断層画像のうちの少なくとも二つを切り替えて表示させてもよい。また、表示制御部１９６は、表示部２０に、これらの画像を並列に表示させてもよい。この場合には、例えば従来方式による断層画像の表示方法との対応付けを行うことができ、診断を行い易くなるという利点がある。
【００８８】
上記のように、本実施例による制御部１９は、測定光を用いて被検眼Ｅを光干渉断層撮像することで得られた、被検眼Ｅの断層データを取得する取得部１９１と、記測定光の光軸の被検眼Ｅに対する偏芯量を取得する偏芯量取得部１９３を備える。また、制御部１９は、取得した断層データを用いて断層画像を生成する画像生成部１９２を備える。画像生成部１９２は、取得した偏芯量を用いて、被検眼Ｅへの測定光の入射角度変化量δθ及び測定光の光路長変化量δｚを算出する算出部１９７と、入射角度変化量δθ及び光路長変化量δｚを用いて断層データを補正する補正部１９８とを含む。ここで、断層データとは断層画像を生成するためのデータであればよく、被検眼Ｅの干渉信号に関するデータや、干渉信号をフーリエ変換した後のデータ、当該データに何らかの情報処理を施したデータを含む。
【００８９】
補正部１９８は、より具体的には、断層画像の画素位置を、入射角度変化量δθに応じて回転させるとともに、光路長変化量δｚに応じて被検眼Ｅの深さ方向に移動させるように、断層データを補正する。また、算出部１９７は、式１に従ってアライメント偏芯量δｘ及び被検眼Ｅの深さ方向の距離情報である距離ｐｖｌを用いて入射角度変化量δθを算出する。さらに算出部１９７は、式２に従ってアライメント偏芯量δｘ及び測定光の走査角度に関する情報（入射角θｉ）を用いて光路長変化量δｚを算出する。
【００９０】
本実施例による制御部１９では、被検眼Ｅのアライメント状態の情報から、測定光の変化のパラメータを求め、求めたパラメータを用いて断層画像を補正する。これにより、制御部１９は、アライメント偏芯が生じた状態であっても、ひずみの低減された断層画像を生成することができる。
【００９１】
また、補正部１９８は、補正された断層データに含まれる被検眼Ｅの眼底Ｅｆの形状を、測定光の走査角度に関する情報（入射角θｉ）、及び被検査物の深さ方向の距離情報である距離ｐｖｌを用いて補正する。このように、本実施例による制御部１９では、偏芯補正後に実形状補正を行うことにより、アライメント偏芯に起因する実形状補正後の断層画像におけるひずみを軽減することができる。そのため、制御部１９は、より正確な被検眼Ｅの断層画像を生成することができる。また、これに関連して、アライメント偏芯が生じている場合であっても、偏芯補正及び実形状補正された断層画像を用いることで、例えば画像診断等における網膜層の曲率分布解析や層厚解析等を適切に行うことができる。なお、これら解析は画像生成部１９２によって行うことができる。
【００９２】
ここで、網膜層の曲率分布解析や層厚解析は既知の任意の方法によって行われてよい。例えば、網膜層の曲率分布解析では、眼底Ｅｆの最表面について、測定対象位置とその前後のＡスキャン位置の３点を円でフィッティングすることで、測定対象位置の曲率半径を求めることができる。さらに、眼底Ｅｆの最表面について微分を行って曲率半径を求めてもよい。また、網膜層の層厚は、任意のセグメンテーション処理を行って網膜の各層境界を認識し、層の最表面に直交する方向における層厚を求めることができる。
【００９３】
なお、本実施例では、偏芯補正において、光路長変化量δｚを用いて断層画像を補正した後に、入射角度変化量δθを用いて断層画像を補正した。しかしながら、これら補正の順序はこれに限られず、入射角度変化量δθを用いて断層画像を補正した後に光路長変化量δｚを用いて断層画像を補正してもよい。
【００９４】
さらに、本実施例による画像生成処理では、ステップＳ１２０４乃至Ｓ１２０６を経て入射角度変化量δθを求めてから、ステップＳ１２０７及びＳ１２０８を経て光路長変化量δｚを求めた。しかしながら、これらを求める処理の順序はこれに限られない。たとえば、先に光路長変化量δｚを求めるために、ステップＳ１２０３の後にステップＳ１２０７及びＳ１２０８を実行し、その後ステップＳ１２０４乃至Ｓ１２０６を実行して入射角度変化量δθを求めてもよい。
【００９５】
また、本実施例では断層画像全体について偏芯補正を行う構成について記載したが、偏芯補正を行う対象はこれに限られない。例えば、断層画像中の網膜像の部分や病変部位など注目領域のみに対して当該補正を行ってもよい。この場合には、補正を行う対象が限定されるため、計算量を少なくし処理時間を短くすることができる。また、断層画像中の注目部位に関しては、任意のセグメンテーション処理を行って自動的に特定してもよいし、操作者によって特定されてもよい。
【００９６】
さらに、画像生成部１９２によって、偏芯補正後の断層画像の周辺部に余白となる画素を加えて、断層画像全体の形状を整えてもよい。
【００９７】
また、本実施例では、眼軸長に対応する、ピボットポイントから網膜面までの距離ｐｖｌを測定光又は参照光の光路長に基づいて求めているが、眼軸長を測定する別個の装置を用いて、距離ｐｖｌを求めてもよい。
【００９８】
［実施例２］
実施例１においては、眼底Ｅｆの１ラインを走査して取得したＢスキャン画像（二次元データ）について、偏芯補正及び実形状補正を行った。これに関連して、眼底面を二次元的にスキャンして取得した三次元データについてこれら補正を行ってもよい。本実施例では、ＯＣＴ装置において三次元データについて偏芯補正及び実形状補正を行う。なお、本実施例によるＯＣＴ装置の各構成要素は実施例１によるＯＣＴ装置１００と同様であるため、同じ参照符号を用いて説明を省略する。以下、実施例１によるＯＣＴ装置１００との違いを中心に、本実施例によるＯＣＴ装置について説明する。
【００９９】
二次元的にアライメント偏芯の補正を行う場合は、実施例１で説明したＸ方向に加え、Ｙ方向にも同様の処理を行う。具体的には、まず、偏芯量取得部１９３が、Ｘ方向及びＹ方向のアライメント偏芯量についてそれぞれ独立に演算を行い、アライメント偏芯量δｘ及びδｙを取得する。
【０１００】
ここで、入射角度変化量δθをそれぞれ直交する成分に分け、入射角度変化量δθｘ，δθｙとする。この場合、算出部１９７は、入射角度変化量δθｘ，δθｙを、それぞれ独立にアライメント偏芯量δｘ，δｙ、及びピボットポイントから網膜までの距離ｐｖｌを用いて式１から算出する。ここで、距離ｐｖｌは入射角度変化量δθｘ，δθｙそれぞれについて共通である。
【０１０１】
一方で、算出部１９７は、光路長変化量δｚを、被検眼光軸を原点とした極座標系におけるアライメント偏芯量及び測定光入射角度を用いて求める。動径方向のアライメント偏芯量をδｒとすると、δｒ＝√（（δｘ）２＋（δｙ）２）・・・（式３）と表せる。
【０１０２】
また、動径方向の入射角度をθｉｒとし、Ｘ，Ｙスキャンミラーの角度に対応する測定光の入射角度をそれぞれθｉｘ，θｉｙとすると、θｉｒ＝√（（θｉｘ）２＋（θｉｙ）２）・・・（式４）と表せる。これら式３及び４を用いて、式２はδｚ＝δｒ×ｓｉｎθｉｒ・・・（式５）と変換することができ、算出部１９７は式５に従って光路長変化量δｚを算出する。
【０１０３】
補正部１９８は、入射角度変化量δθｘ，δθｙ及び光路長変化量δｚを用いて、実施例１と同様に偏芯補正を行う。これにより、補正部１９８は、アライメント偏芯を考慮した三次元の断層画像を生成することができる。その後、補正部１９８は、偏芯補正を行った三次元の断層画像について実形状補正を行うことにより、眼底Ｅｆの実形状に沿った三次元の断層画像を生成することができる。
【０１０４】
上記実施例では、補正部１９８が偏芯補正及び実形状補正において断層画像を補正するとしたが、補正部１９８は断層画像を構成する断層データを補正することで断層画像を補正できればよい。また、補正前の断層画像自体も、補正後の断層画像を生成するための断層データに含まれるものとする。
【０１０５】
また、上記実施例では、取得部１９１は、撮像装置１０００から干渉信号や撮像部２３の出力信号、光走査部６の走査角度の情報を取得した。しかしながら、取得部１９１がこれらの信号を取得する構成はこれに限られない。例えば、取得部１９１は、制御部１９とＬＡＮ、ＷＡＮ、又はインターネット等を介して接続されるサーバや撮像装置からこれらの信号を取得してもよい。
【０１０６】
上記実施例では、ＯＣＴ装置として、ＳＬＤを光源として用いたスペクトラルドメインＯＣＴ（ＳＤ−ＯＣＴ）装置について述べたが、本発明によるＯＣＴ装置の構成はこれに限られない。例えば、出射光の波長を掃引することができる波長掃引光源を用いた波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ−ＯＣＴ）装置等の他の任意の種類のＯＣＴ装置にも本発明を適用することができる。
【０１０７】
なお、本実施例では、分割手段としてカプラを使用したファイバー光学系を用いているが、コリメータとビームスプリッタを使用した空間光学系を用いてもよい。また、撮像装置１０００の構成は、上記の構成に限られず、撮像装置１０００に含まれる構成の一部を撮像装置１０００と別体の構成としてもよい。
【０１０８】
また、本実施例では、ＯＣＴ装置の干渉光学系としてマイケルソン干渉計の構成を用いているが、干渉光学系の構成はこれに限られない。例えば、ＯＣＴ装置の干渉光学系はマッハツェンダー干渉計の構成を有していてもよい。
【０１０９】
さらに、上述した実施例では、被検査物として被検眼の眼底（網膜）を用いた場合を例示しているが、被検査物はこれに限定されない。検査の対象は、内部に屈折要素を包含する対象物の内に存在する被検査物であれば任意のものであってよい。
【０１１０】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１１１】
以上、実施例を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施例及び変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１９：制御部（画像生成装置）、１９１：取得部（取得手段）、１９２：画像生成部（生成手段）、１９３：偏芯量取得部（偏芯量取得手段）、１９７：算出部（算出手段）、１９８：補正部（補正手段）、１００：ＯＣＴ装置、１０００：撮像装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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