(57)【要約】フーリエドメイン光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）装置が提供される。本発明によるＯＣＴ撮影装置は自動位置合わせプロセスを行なうことができる。自動位置合わせプロセスでは、撮影装置の分光計の少なくとも一つの光学部品を自動的に調整することにより、分光計を撮影セッション中に調整する。自動位置合わせプロセスの他に、ＯＣＴスペクトルをバックグランドスペクトルに関して、そしてノイズ特性に関して正規化することにより、更に正確かつ明瞭なＯＣＴ画像を実現する。
2009523564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を光源アームから受信し、前記光をサンプリングアーム及び基準アームに供給するように接続され、反射光を前記サンプリングアーム及び基準アームから受信し、合成干渉信号を検出器アームに供給するように接続される結合器と、
光を前記光源アームに供給するように接続される広帯域光源と、
光を前記基準アームから受信し、光を前記基準アームに戻す方向に反射するように接続される光遅延ラインと、
光を前記サンプリングアームから受信し、当該光をサンプルに振り向け、前記サンプルからの反射光を捕捉し、前記サンプルからの前記反射光を前記サンプリングアームに戻して結合させるように接続され、光が前記サンプリングアームに戻る方向に反射されることがない位置合わせ位置を含むＸＹスキャン手段と、
前記合成干渉信号を前記検出器アームから受信してスペクトルデータを供給するように接続され、少なくとも一つの制御可能な部品を含む分光計と、
前記ＸＹスキャン手段が前記位置合わせ位置にあって前記分光計を調整している状態で、採取したスペクトルデータに応じて前記少なくとも一つの制御可能な部品を調整するコントローラと、を備えることを特徴とするＯＣＴ撮影装置。
【請求項２】
前記分光計は、
前記合成干渉信号を前記検出器アームから受信するように接続される折り返しミラーと、
反射干渉信号を前記折り返しミラーから受信するように接続される透過型格子と、
回折光を前記透過型格子から受信するように接続されるラインスキャンカメラと、を含むことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記分光計は更に、前記干渉信号を前記折り返しミラーに振り向けるように接続されるコリメータレンズと、そして前記透過型格子からの回折信号を前記ラインスキャンカメラに振り向けるように接続される集光レンズと、を含むことを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つの制御可能な部品は折り返しミラーであり、折り返しミラーは、
ミラーと、
前記ミラーとフレームとの間に接続されるアクチュエータであって、その長さを電気信号に応じて調整するように構成されるアクチュエータと、
前記ミラーと前記フレームとの間に接続されるスペーサであって、前記アクチュエータが調整されるときに前記ミラーが前記スペーサを中心として回転する構成のスペーサと、を含むことを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項５】
前記分光計は反射型回折格子を含み、前記少なくとも一つの制御可能な部品は反射型回折格子であることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項４記載の撮影装置。
【請求項７】
前記ミラーを前記アクチュエータ及び前記スペーサにぴったり密着させて保持するように接続されるバネをさらに含むことを特徴とする請求項４記載の撮影装置。
【請求項８】
前記コントローラは電気信号を、前記ラインスキャンカメラの第１集合の検出器によって測定される強度と、前記ラインスキャンカメラの第２集合の検出器によって測定される強度との差に応じて供給し、前記第２集合の検出器は、前記第１集合の検出器の間に分散配置され、かつ前記第１集合の検出器から横方向にずれることを特徴とする請求項４記載の撮影装置。
【請求項９】
コンピュータをさらに備え、前記コンピュータはソフトウェアを実行することにより、
データを前記分光計から受信し、
前記コントローラを組み込み、
ＯＣＴ画像を調整する、ことを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項１０】
ＯＣＴ撮影装置の自動調整を行なう方法であって、
ＸＹスキャン手段を調整して光がサンプリングアームに向かって反射されないようにするステップと、
基準アームに向かって反射される光を分光計に結合させるステップと、
前記分光計のラインスキャンカメラにおける強度を測定するステップと、
前記分光計の光学部品を調整して前記分光計を位置合わせするステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記分光計は、
光を波長に依存するラインに回折させ、
前記ライン上の位置の関数として前記光を検出し、
波長の関数としての光強度を示す電気信号を供給することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記分光計は、光を透過型格子に振り向けるミラーを含み、前記光学部品を調整するステップは前記ミラーを調整するステップを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記ミラーを調整するステップは、前記透過型格子に対する前記ミラーの位置を調整するように接続される圧電アクチュエータに電圧を供給するステップを含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記ミラーを調整するステップは、前記ラインカメラの前記第１集合の検出器によって測定される合計強度と、前記ラインカメラの前記第２集合の検出器によって測定される合計強度との差を導出するステップと、前記圧電アクチュエータに掛かる電圧を前記差に応じて調整するステップとを含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第２集合の検出器は、前記第１集合の検出器の間に分散配置され、かつ前記第１集合の検出器から横方向にずれることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）画像を供給する方法であって：
複数のバックグランドスペクトルを取得するステップと、
前記複数のバックグランドスペクトルを平均して一つのバックグランドスペクトルを計算するステップと、
前記複数のバックグランドスペクトルの各バックグランドスペクトルを、平均処理後のバックグランドスペクトルによって正規化して、複数の正規化バックグランドスペクトルを算定ステップと、
前記複数の正規化バックグランドスペクトルの各正規化バックグランドスペクトルをフーリエ変換によって処理し、処理済みの前記複数の正規化バックグランドスペクトルを平均してバックグランドノイズスペクトルを算定するステップと、
Ａ−スキャン信号をＸＹスキャンの各ポイントに関して取得するステップと、
前記Ａ−スキャン信号をバックグランドスペクトルによって正規化するステップと、
正規化された前記Ａ−スキャン信号をフーリエ変換によって処理するステップと、
処理済みの前記Ａ−スキャン信号を前記バックグランドノイズスペクトルによって正規化してＯＣＴ画像を計算するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記バックグランドスペクトルを取得するステップは、
ＸＹスキャン光学系を調整して、光がサンプルアームに向かって反射されることがないようにするステップと、
光を基準アームからのみ分光計中に受信するステップと、
前記光の強度を波長の関数として前記分光計において測定するステップと、を含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
分光計を位置合わせするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記分光計を位置合わせするステップは、
前記ＸＹスキャン光学系を調整して、光がサンプルアームに向かって反射されることがないようにするステップと、
光を基準アームからのみ分光計中に受信するステップと、
前記分光計の部品をラインスキャンカメラによって測定される光強度に応じて調整することにより前記分光計を位置合わせするステップと、を含むことを特徴とする請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００６年１月１９日出願のＹｏｎｇｈｕａ  Ｚｈａｏ及びＪａｙ  Ｗｅｉによる米国仮特許出願第６０／７６０，０５０号の優先権を主張するものであり、この米国仮特許出願を本明細書において参照することにより当該仮特許出願の内容全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、フーリエドメイン光コヒーレンス断層撮影装置及び当該装置の動作に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＭＩＴ（マサチューセッツ工科大学）が１９９１年に開発した光コヒーレンス断層撮影（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＯＣＴ）法は、特に眼科用途において重要な医療用撮影法となっている。ＯＣＴ法（光コヒーレンス断層撮影法）は、縦方向スキャン（軸方向スキャン、Ａ−スキャンまたはＺ−スキャンとも表記される）から得られる光干渉スペクトルを横方向スキャン（ＸＹ−スキャンとも表記される）から得られる光干渉スペクトルと合成する方法を利用する。ＸＹスキャンは、ラインスキャン、円形スキャン、ラスタースキャン、または他のいずれかのパターンを含む、いずれかの横方向スキャンパターンで行なうことができる。ＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）画像は、ＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）装置がＡ−スキャン及びＸＹ−スキャンを行なっている間に、光干渉信号を用いて構成される。ほとんどのＯＣＴ撮影装置では、複数回のＡ−スキャンを一連のＸＹ座標に関して行なう。別の表現をすると、１回のＡ−スキャンをＸＹ−スキャンの各ポイントに関して行なって完全なＯＣＴ画像を作成する。その結果、撮影速度は主として、Ａ−スキャン速度によって決まる。
【０００４】
図１は、ＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）装置１００を示し、ＯＣＴ撮影装置は光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）法を利用することができる。図１に示すように、光源１０１は光を結合器１０２を通ってサンプルアーム１０３及び基準アーム１０４に供給する。基準アーム１０４は既知の長さを有し、そして光を反射して結合器１０２に戻す。サンプルアーム１０３は光を、眼球を含むいずれかの注目オブジェクトとすることができるサンプル１０６に照射する。サンプルアーム１０３からの反射光、及び基準アーム１０４からの反射光は結合器１０２で合成され、そして合成信号を検出器１０５に結合させる。
【０００５】
図２は、サンプル１０６に対して実行することができるスキャンの種々のタイプを示している。サンプルアーム１０３は、光をサンプル１０６に照射して横方向にスキャンすることにより、ＸＹスキャンを行なう光学系を含むことができる。基準アーム１０４の長さを機械的に変化させることによりＡ−スキャンを行なうことができる、またはＡ−スキャンは、検出器１０５で利用される回折作用の結果として行なうことができる。ＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）により得られる眼の画像は、サンプルアーム１０３からの光、及び基準アーム１０４からの光が検出器１０５で干渉することにより測定される。
【０００６】
ＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）法は、タイムドメインＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）またはフーリエドメイン（または、スペクトルドメイン）ＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）に分けることができる。タイムドメインＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）では、Ａ−スキャンは普通、基準アーム１０４の機械スキャン方式の装置によって行なわれる。機械スキャン方式には限界があるので、タイムドメインＯＣＴにおけるＡ−スキャン速度は通常、５ｋＨｚ未満である。スキャン速度を更に速くすると、電子信号帯域を相対的に広くする必要があるという要求を満たすことができないので、信号対雑音比が悪化する。しかしながら、フーリエドメインＯＣＴでは、Ａ−スキャンは普通、検出器１０５の分光計によって行なわれる。フーリエドメインＯＣＴ分光計は通常、回折格子に接続されるラインスキャンカメラを含む。従って、ラインスキャンカメラは、波長とともに変化する光干渉信号を受信する。次に、ＯＣＴ画像は、フーリエ変換を、ラインスキャンカメラで受信した信号に対して行なった後に構成することができる。ラインスキャンカメラは非常に高いスキャン速度（通常、２５ｋＨｚ超）を有することができるので、フーリエドメインＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）によって、タイムドメインＯＣＴよりもずっと速い撮影速度を実現することができる。更に、フーリエドメインＯＣＴによって、同じＡ−スキャン速度において、タイムドメインＯＣＴよりもずっと大きい信号対雑音比を実現することもできるが、これは、ラインスキャンカメラの各検出素子の積分時間が、タイムドメインＯＣＴ分光計で利用される通常の検出器とは違って長いからである。その結果、フーリエドメイン法は新世代のＯＣＴ（光コヒーレンス断層画像）計測の分野において普及してきている。
【０００７】
従って、フーリエドメインＯＣＴ（光コヒーレンス断層撮影）における検出器１０５は通常、非常に精度の高い光学系及び機械系を有する高効率かつ高分解能の分光計を含む。フーリエドメインＯＣ分光計の検出器１０５の集光ビームは通常、ラインスキャンカメラの検出器アレイとマイクロメートルの精度で位置合わせされる必要があるので、振動及び温度のような全ての環境変化に対する撮影装置１００の感度が非常に高くなる。ＯＣＴ（光コヒーレンス断層画像）計測装置は臨床現場において利用されることになり、この場合、これらの計測装置は携帯型であるので、環境条件を制御するためには実用的ではない、またはコストが非常に高く付く。このような状況では、ＯＣＴ撮影装置の調整状態を維持することが制約的問題となり得る。従って、分光計を常に調整して環境変化に対応した補正を行なうだけでなく、ＯＣＴ撮影装置を診療所の中をあちこち移動させることによる影響を無くす必要がある。
【０００８】
更に、フーリエドメインＯＣＴ撮影では通常、バックグランドノイズが一定ではなく、１／ｆノイズ及び他の要素が原因でスキャン深さに沿って（すなわち、Ａ−スキャンに沿って）変化する。補正されない画像には、非常に大きなバックグランドノイズが、相対的に浅い深さ位置に現われ得る。更に、バックグランドノイズは通常、深さ位置に対して線形関係及び他の簡単な関係を示し、そして各分光計に固有の局所的因子が作用することによってシステムごとに変化し得る。或るシステムでは、このようなノイズレベルは、ＯＣＴ画像自体と混同され得る固定のバックグランドノイズパターンとして現われる。
【０００９】
更に、基本的なフーリエドメインＯＣＴ撮影装置は、他の不具合を示すＤＣ信号システムである。信号純度は、光源１０１のスペクトルから得られるＤＣバックグランドレベルの影響を受ける恐れがある。更に、ＤＣバックグランドは環境変化によって時間とともに変化する恐れがあり、このような状況によって更に、ＯＣＴ画像を改善することが、非常に困難な解決課題になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、上述の原因を効果的に取り除くＯＣＴ分光計及び撮影システムが必要になる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、自動調整及び自動校正を実現するフーリエドメインＯＣＴ撮影装置が開示される。或る実施形態では、自動調整は、検出器の一つ以上の光学素子を調整することにより行なわれ、そして自動校正は、ベースラインスペクトルとしてデータ処理において利用することができるブランクのスペクトルを周期的に採取することにより行なわれる。
【００１２】
本発明の或る実施形態によるＯＣＴ撮影装置は、光を光源アームから受信し、前記光をサンプリングアーム及び基準アームに供給するように接続され、反射光を前記サンプリングアーム及び基準アームから受信し、合成干渉信号を検出器アームに供給するように接続される結合器と、光を前記光源アームに供給するように接続される広帯域光源と、光を前記基準アームから受信し、光を前記基準アームに戻す方向に反射するように接続される光遅延ラインと、光を前記サンプリングアームから受信し、当該光をサンプルに振り向け、前記サンプルからの反射光を捕捉し、前記サンプルからの前記反射光を前記サンプリングアームに戻して結合させるように接続され、光が前記サンプリングアームに戻る方向に反射されることがない位置合わせ位置を含むＸＹスキャン手段と、前記合成干渉信号を前記検出器アームから受信してスペクトルデータを供給するように接続され、少なくとも一つの制御可能な部品を含む分光計と、前記ＸＹスキャン手段が前記位置合わせ位置にあって前記分光計を調整している状態で、採取したスペクトルデータに応じて前記少なくとも一つの制御可能な部品を調整するコントローラと、を含むことができる。
【００１３】
或る実施形態では、前記分光計は、前記合成干渉信号を前記検出器アームから受信するように接続される折り返しミラーと、反射干渉信号を前記折り返しミラーから受信するように接続される透過型格子と、回折光を前記透過型格子から受信するように接続されるラインスキャンカメラと、を含む。
【００１４】
或る実施形態では、前記少なくとも一つの制御可能な部品は折り返しミラーであり、折り返しミラーは、ミラーと、前記ミラーとフレームとの間に接続されるアクチュエータであって、その長さを電気信号に応じて調整するように構成されるアクチュエータと、前記ミラーと前記フレームとの間に接続されるスペーサであって、前記アクチュエータが調整されるときに前記ミラーが前記スペーサを中心として回転する構成のスペーサと、を含む。或る実施形態では、バネを接続して、前記ミラーを前記アクチュエータ及び前記スペーサにぴったり密着させて保持する。
【００１５】
或る実施形態では、前記コントローラは電気信号を、前記ラインスキャンカメラの第１集合の検出器によって測定される強度と、前記ラインスキャンカメラの第２集合の検出器によって測定される強度との差に応じて供給し、前記第２集合の検出器は、前記第１集合の検出器の間に分散配置され、かつ前記第１集合の検出器から横方向にずれる。
【００１６】
撮影装置は更にコンピュータをさらに含み、前記コンピュータはソフトウェアを実行することにより、データを前記分光計から受信し、前記コントローラを組み込み、ＯＣＴ画像を調整する。
【００１７】
ＯＣＴ撮影装置の自動調整を行なう方法では、ＸＹスキャン手段を調整して光がサンプリングアームに向かって反射されないようにするステップと、基準アームに向かって反射される光を分光計に結合させるステップと、前記分光計のラインスキャンカメラにおける強度を測定するステップと、前記分光計の光学部品を調整して前記分光計を位置合わせするステップと、を含むことができる。前記分光計は、光を波長に依存するラインに回折させ、前記ライン上の位置の関数として前記光を検出し、波長の関数としての光強度を示す電気信号を供給する。或る実施形態では、前記分光計は、光を透過型格子に振り向けるミラーを含み、前記光学部品を調整するステップは前記ミラーを調整するステップを含む。或る実施形態では、前記ミラーを調整するステップは、前記透過型格子に対する前記ミラーの位置を調整するように接続される圧電アクチュエータに電圧を供給するステップを含む。
【００１８】
本発明の或る実施形態による光コヒーレンス断層撮影（ＯＣＴ）画像を供給する方法では、複数のバックグランドスペクトルを取得するステップと、前記複数のバックグランドスペクトルを平均して一つのバックグランドスペクトルを計算するステップと、前記複数のバックグランドスペクトルの各バックグランドスペクトルを、平均処理後のバックグランドスペクトルによって正規化して、複数の正規化バックグランドスペクトルを算定ステップと、前記複数の正規化バックグランドスペクトルの各正規化バックグランドスペクトルをフーリエ変換によって処理し、処理済みの前記複数の正規化バックグランドスペクトルを平均してバックグランドノイズスペクトルを算定するステップと、Ａ−スキャン信号をＸＹスキャンの各ポイントに関して取得するステップと、前記Ａ−スキャン信号をバックグランドスペクトルによって正規化するステップと、正規化された前記Ａ−スキャン信号をフーリエ変換によって処理するステップと、処理済みの前記Ａ−スキャン信号を前記バックグランドノイズスペクトルによって正規化してＯＣＴ画像を計算するステップと、を含む。前記バックグランドスペクトルを取得するステップは、ＸＹスキャン光学系を調整して、光がサンプルアームに向かって反射されることがないようにするステップと、光を基準アームからのみ分光計中に受信するステップと、前記光の強度を波長の関数として前記分光計において測定するステップと、を含むことができる。更に、ＯＣＴ画像を取得する前に、分光計を位置合わせしてもよい。
【００１９】
本発明のこれらの実施形態、及び他の実施形態について、次の図を参照しながら以下に更に議論する。これまでの概要説明及び以下の詳細説明はともに一例として捉えられ、かつ例示に過ぎず、請求する本発明を制限するものではないことを理解されたい。
【００２０】
これらの図では、同じ参照番号が付された構成要素は同じ、または同様の機能を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図３は、本発明の或る実施形態によるフーリエドメインＯＣＴ撮影装置３００を示している。図３に示すように、フーリエドメインＯＣＴ撮影装置３００は、光を光源アーム３０８に供給するように接続される広帯域光源３０１を含む。光源アーム３０８は、光を結合器３０２に供給するように接続される。結合器３０２は光を分離してサンプリングアーム３０９及び基準アーム３１０に導く。サンプリングアーム３０９はＸＹスキャン手段３０３を含み、ＸＹスキャン手段３０３は光を、眼とすることができる注目オブジェクトに結合させる。基準アーム３１０は、調整可能な光遅延ライン３０４を含む。基準アーム３１０及びサンプリングアーム３０９に向かって反射される光は、結合器３０２において合成され、そして検出器アーム３１１に結合される。検出器アーム３１１は分光計３０５を含む。更に、分光計３０５はデータ取得電子機器３０６に接続され、データ取得電子機器３０６は、ホストコンピュータ３０７に接続することができる。更に、或る実施形態では、ＸＹスキャン手段３０３の光学系、及び調整可能な光遅延ライン３０４は、データ取得手段３０６によって、またはホストコンピュータ３０７によって制御することができる。
【００２２】
広帯域光源３０１は、例えば約８４０ｎｍの波長、及び約５０ｎｍの帯域を持つ超高輝度発光ダイオード（ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：ＳＬＥＤ）とすることができる。次に、広帯域光源３０１からの光はシングルモードファイバに結合させ、次に結合器３０２に結合させることができる。或る実施形態では、結合器３０２は２Ｘ２  ３ｄＢファイバ結合器とすることができ、そして光源アーム３０８のシングルモードファイバはファイバ結合器の光源アームに接続することができる。３ｄＢ結合器はビームスプリッターのように機能し、ビームスプリッターは光源アーム３０８からの入射光を分離して２つのアーム、すなわち基準アーム３１０及びサンプリングアーム３０９に導き、基準アーム３１０は調整可能な光遅延ライン３０４を含み、そしてサンプリングアーム３０９は、ＸＹスキャン装置３０３及び網膜、角膜、または他のサンプルのような分析対象オブジェクトを含む。
【００２３】
図１３は、本発明の或る実施形態において利用することができるＸＹスキャン手段３０３の一の実施形態を示している。図１３に示すＸＹスキャン手段３０３の実施形態は、コリメータレンズ１３０１と、Ｘスキャンミラー１３０２と、Ｙスキャンミラー１３０３と、中継レンズ１３０４と、そして接眼レンズ１３０５と、を含む。ＸＹスキャン手段３０３は光を注目オブジェクトに振り向け、注目オブジェクトは図１３では、眼球１３０６によって表わされる。Ｘスキャンミラー１３０２を回転させてビームをＸ方向に振り向けて眼球１３０６に到達させる。Ｙスキャンミラー１３０３も回転させることによりビームをＹ方向に振り向けて眼球１３０６に到達させる。更に示すように、眼球１３０６から反射される光は、サンプリングアーム３０９に戻るように振り向けられる。図１３に更に示すように、Ｙスキャンミラー１３０３を回転させることにより或る方向に光を振り向けることができ、この場合、光を、サンプリングアーム３０９に戻るように反射することはできない。Ｘミラー１３０２及びＹミラー１３０３の回転は電気的に制御することができる。
【００２４】
ＸＹスキャン手段３０３の中の光を、分析対象オブジェクトに集光して、最大の後方反射、及び／又は散乱を実現し、後方反射、及び／又は散乱を受けた光は、ＸＹスキャン手段３０３によって再度収集され、次にサンプリングアーム３０９のシングルモードファイバに戻るように結合する。光はまた、調整可能な光遅延ライン３１０によって後方反射されて基準アーム３１０のファイバに結合する。２つの後方反射光信号、すなわちサンプリングアーム３０９からの一方の信号、及び基準アーム３１０からの他方の信号を結合器３０２において混合して干渉信号を生成する。干渉信号は検出器アーム３１１に結合し、検出器アーム３１１は分光計３０５に接続される。通常、分光計３０５に入射する光は、回折格子を通ってラインスキャンカメラに入射する。
【００２５】
分光計３０５は、光強度を波長の関数として示す電子信号アレイを供給し、電子信号アレイは干渉信号のスペクトルを提供する。分光計３０５からの出力信号は、或る実施形態ではフレームグラバーとすることができるデータ取得装置３０６が取得し、次にホストコンピュータ３０７に転送されて処理され、ＯＣＴ画像の構成が行なわれる。
【００２６】
調整可能な光遅延ライン３０４に沿った位置は通常、分光計３０５において測定される光干渉信号を分光計３０５によって分解することができる位置に調整される。通常、スペクトルは、サンプリングアーム３０９と基準アーム３１０との合計光路長差が、ＯＣＴ撮影装置３００が達成する最大スキャン深度よりも浅い場合に、分光計３０５において分解することができる。
【００２７】
図４は、本発明の或る実施形態による例示としての分光計３０５を示している。一般的に、入力ファイバ４０１からの光は、回折格子４０４のような回折素子に入射し、そしてラインスキャンカメラ４０６に振り向けられる。図４に詳細に示す実施形態では、分光計３０５は光を入力ファイバ４０１から受信する。コリメートレンズ４０２はファイバ４０１からの光をコリメートし、そしてコリメート光を折り返しミラー４０３に振り向ける。折り返しミラー４０３は光を透過型格子４０４に向かって反射する。次に、光を集光レンズ４０５によってラインスキャンカメラ４０６に集光する。ラインスキャンカメラ４０６に入射する光はライン光であり、ラインにおける位置が波長によって変わる。従って、各ピクセル（または検出素子）で検出される信号はＯＣＴ信号の特定波長での強度を示す。
【００２８】
図４は、格子４０４が透過型格子、反射型格子、または波長の関数として分散させた光を使用することができる他の分散素子である様子を示している。高い効率を実現するために、分光計３０５の光学設計は、入力ファイバ４０１からの光が、ラインスキャンカメラ４０６のできるだけ多くのＣＣＤ素子で撮像されるように最適化する必要がある。通常のラインスキャンカメラのピクセルサイズは小さい（通常、１０μｍｘ１０μｍ）ので、分光計４０５は温度、機械振動のような環境条件、及び他の条件に対する感度が非常に高い。分光計３０５が調整されている状態を維持する操作は非常に大きな工数を要する作業であり、そしてＯＣＴ撮影装置が動作している間に周期的に行なう必要がある。このような調整状態を維持することが、フーリエドメインＯＣＴを臨床用途に使用することを非常に難しくしている。この制約を解決するために、本発明の或る実施形態では、能動的自動調整（ａｃｔｉｖｅ  ａｕｔｏ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を取り入れることにより、ＯＣＴ撮影装置３００は中断のない動作を継続することができる。
【００２９】
図５は、ラインスキャンカメラ４０６の一の実施形態を示している。図５に示すように、ラインスキャンカメラ４０６は光検出器５０１及び５０２から成るアレイを含み、これらの光検出器は、いずれかの光検出器とすることができ、そして或る実施形態では電荷結合素子（ＣＣＤ）である。一般的に、検出器５０１及び５０２は単一ラインに沿って配置される。検出器５０１及び５０２の数によってカメラの分解能が決まる。ラインスキャンカメラはどのような個数の検出器も含むことができ、例えば１０２４または２０４８個の検出器を含むことができる。
【００３０】
格子４０４からのビームは、波長の関数としてラインに沿って、検出器５０１及び５０２の幾何学的配置に対して水平方向に広がる（すなわち、検出器５０１及び５０２は水平方向に配置される）。ビームが位置合わせ状態から外れた状態になる現象は、３つの態様によって：すなわち、垂直方向の位置合わせずれが生じることにより（すなわち、ビームが水平に対して直交する方向にずれる）、水平方向の位置合わせずれが生じることにより（すなわち、ビームが水平方向にずれる）、または回転方向の位置合わせずれが生じることにより（ビームのラインが、検出器５０１及び５０２の並ぶラインに対して回転する）生じる。
【００３１】
分光計３０５に対する調整は種々の方法により行なうことができる。例えば、回転方向の位置合わせは、格子４０４を回転させて、横方向ビームを、カメラ３０５の検出器５０１及び５０２から成るアレイによって定義される水平方向に対して回転させることにより行なうことができる。更に、水平方向の位置合わせは、格子４０４を調整してビームを水平に検出器５０１及び５０２の上をシフトさせることにより行なうことができる。垂直方向の位置合わせは、ミラー４０３の向きを調整して、波長の全てに対応する光ビームを偏向させて検出器５０１及び５０２に最適に入射させることにより行なうことができる。分光計３０５の或る実施形態では、格子４０４からのビームの回転方向の位置合わせ、水平方向の位置合わせ、及び垂直方向の位置合わせの設定は、周期的なメンテナンス調整として行なわれ、そしてこれらの設定は撮影装置が動作している間は次のメンテナンス周期になるまで一定に保持される。これらの位置合わせの各々では、ビームを位置合わせしてカメラ３０５で受信する電力を、既知の条件を利用して最大にする。既知の条件は、例えば基準アーム３１０に向かって反射される光のみを分光計３０５に振り向けることにより得ることができる。
【００３２】
しかしながら、上に議論したように、分光計３０５の調整状態は、使用条件及び環境条件とともにずれる。従って、本発明による或るＯＣＴ計測では、水平方向の位置合わせ、垂直方向の位置合わせ、または回転方向の位置合わせの内の一つ以上の位置合わせは、撮影セッションの間に、または直前に自動位置合わせステップにおいて行なわれる。撮影セッションは一つの期間であり、この期間の間は、ＯＣＴ画像、またはＯＣＴ画像の一部分がＯＣＴ撮影装置３００によって取得される。
【００３３】
或る実施形態では、ビームを垂直方向に位置合わせする自動位置合わせステップは、各撮影セッションの開始時から始まる。ビームを水平方向に自動微調整する操作は行なう必要はない、というのは、水平方向の小さな位置合わせずれは、数ピクセル程度の小さなスペクトルシフトを意味するだけであり、スペクトルシフトはコンピュータ３０７で動作するソフトウェアによって無視する、または補正することができるからである。普通、ラインスキャンカメラ４０６には１０００個よりも多くのピクセルが含まれるので、このような小さなスペクトルシフトは、ＯＣＴ撮影装置の性能に大きな影響を与えることはないはずである。更に、自動回転方向位置合わせは行なわなくてもよい。自動位置合わせは通常、並進移動による位置合わせよりもずっと堅牢である（すなわち、環境条件の影響を受け難い）。更に、回転方向位置合わせが若干ずれる場合、検出器５０１及び５０２が占める垂直方向の範囲が若干影響を受けるだけであるので性能にはほとんど影響しないはずである。通常、検出器５０１及び５０２は約１０μｍの高さの幅であり、そして垂直方向自動位置合わせは約１０μｍの高さの幅で行なわれるので、ビームの端部が約５ミクロン未満だけシフトする回転方向の位置合わせずれは性能にほとんど影響することがない。
【００３４】
ビームの垂直方向シフトは、性能に大きな影響を及ぼし得る。更に、垂直方向の位置合わせずれは、極めて普通に発生し、そして計測器を調整して変化する環境条件に合わせ、そして計測器を診療所の中をあちこち移動させるので非常に起こり易い。
【００３５】
一つの自動位置合わせ方法では、分光計３０５の光学系を調整して、ラインスキャンカメラ４０２で受ける合計光電力を最大にする。合計電力は、検出器５０１及び５０２の全てからの信号を合計することにより計算することができる。しかしながら、この手順は、サンプリングアーム３０９からの反射電力が無視することができない大きさになり、かつ経時的に、そしてオブジェクトごとに変化する場合に信頼性が悪くなる恐れがある。ラインスキャンカメラ４０２で受ける合計電力を利用する位置合わせアルゴリズムは、分光計３０５への実際の入力電力が固定されないので非常に難しいアルゴリズムになる。
【００３６】
図６は、本発明の或る実施形態による自動位置合わせ手順を示している。図６は、図３に示すＸＹスキャン手段３０３の撮像フィールド６００を示している。動作状態では、注目オブジェクトを撮像フィールド６００内に配置する。撮影中、ＸＹスキャン手段３０３は光を正常スキャンモード６０１で振り向け、この場合、光は撮像フィールド６００の中の注目オブジェクトによってサンプリングアーム３０９に戻るように反射される。しかしながら、位置合わせプロセスが行なわれている状態では、ＸＹスキャン手段３０３の光学系を設定して、サンプリングアーム３０９の中のビームを位置合わせモード６０２で振り向け、このモードでは、光ビームを撮像フィールド６００の外側に振り向けている。その結果、光が反射されてサンプリングアーム３０９に戻るということはなく、そして注目オブジェクトによって変わることがない基準アーム３１０からの反射光を利用して分光計３０５を調整することができる。
【００３７】
図７Ａ及び７Ｂは、分光計３０５の中で利用することができる折り返しミラー４０３の一の実施形態を示している。図７Ａ及び７Ｂに示す折り返しミラー４０３の実施形態は、ミラー７０１及び装着プレート７０２を含む。装着プレート７０２及びミラー７０１は圧電アクチュエータ７０３の反対側端部に接続される。更に、装着プレート７０２及びミラー７０１は支持ボール７０４によって分離される。圧電アクチュエータ７０３の長さは、アクチュエータ７０３に掛かる電圧とともに変化する。従って、ミラー７０１を傾斜させてコリメータレンズ４０２（図４）からの光を、ラインスキャンカメラ４０６に対して位置が変わるように振り向けることができる。従って、ラインスキャンカメラ４０６に入射するビームは、圧電アクチュエータ７０３に掛かる電圧を変えることにより調整することができる。図７Ａ及び７Ｂに示すように、ミラーコントローラ７０５を圧電アクチュエータ７０３に電気的に接続して、圧電アクチュエータ７０３に掛かる電圧を制御し、この電圧によって、装着プレート７０２に対するミラー７０１の向きを制御する。
【００３８】
ラインスキャンカメラ４０６で受ける合計光電力は、検出器５０１及び５０２の各々からの信号を合計することにより計算することができる。圧電アクチュエータ７０３に掛かる電圧を調整することにより、合計光電力を最大にすることができる。自動調整動作が行なわれている間は、分光計３０５への入力電力を一定に保持する必要がある。電力が、サンプリングアーム３０９から戻ってくる光に絶対に影響されることがないようにするために、ＸＹスキャン装置３０３を位置合わせスキャンモード６０２に設定して、ＸＹスキャンビームが撮像フィールドから図６に示すように外れるようにする必要がある。正常スキャンが行なわれている状態では、ＸＹスキャンビームは普通、撮像フィールド６００の内側に位置する。自動位置合わせが行なわれている状態では、ＸＹスキャンビームは、非常に大きなずれ量をＸＹスキャン装置３０３に与えることにより、撮像フィールド６００の外側に位置するようになる。サンプリングアーム３０９に向かって光が反射されることがなくなる、というのは、スキャンビームが、非反射材料であると考えることができるフィールドアパーチャに振り向けられるからである。その結果、基準アーム３１０から戻ってくるように反射される光のみが分光計３０５に到達して、一定電力のビームが分光計３０５に自動調整手順が行なわれている間に入射することになる。
【００３９】
或る実施形態では、ミラーコントロール７０５をデータ取得手段３０６（図３）に直接接続することができる。或る実施形態では、ミラーコントロール７０５はホストコンピュータ３０７に接続することができる。上に議論したように、分光計３０５の自動調整は、サンプリングアーム３０９のＸＹスキャン手段３０３の光学系を利用して、位置合わせモード６０２で行なうことができる。当該時点では、反射されて基準アーム３１０に導かれ、かつサンプリングアーム３０９からの光を含まない光は分光計３０５に振り向けられる。
【００４０】
図５に示すように、ラインスキャンカメラ４０６の或る実施形態は、ラインスキャンカメラ４０６の検出器５０１は検出器５０２から垂直方向にわずかにずれるように構成される。ビームの位置合わせずれが発生すると、検出器５０１と検出器５０２との間の光電力の差が顕著になる。或る実施形態では、最適化アルゴリズムでは、折り返しミラー４０３を調整して、検出器５０１及び５０２によって測定される光電力差を最小にする。
【００４１】
このアルゴリズムは普通、高速に動作する、というのは、折り返しミラー４０３を調整すべき方向が、検出器５０１によって測定される合計光電力と、検出器５０２によって測定される合計光電力との差の符号によって変わるからである。ラインスキャンカメラ４０６に入射するビームが位置合わせされているかどうかを示す指標は、検出器５０１によって測定される合計強度と、検出器５０２によって測定される合計強度との差である。ビームの位置が非常に高くなる場合には、検出器５０２によって測定される合計強度が、検出器５０１によって測定される合計強度よりもずっと大きくなる。逆の現象は、ビームの位置が非常に低くなる場合に観察される。
【００４２】
圧電アクチュエータ７０３に掛かる電圧が、検出器５０２によって測定される合計強度と、検出器５０１によって測定される合計強度との差が閾値を下回るようになるまで変化する（アクチュエータ７０３の長さを調整する）構成のフィードバックループを用いることができる。このフィードバックループはデータ取得手段３０６の中で、ホストコンピュータ３０７の中で、またはミラーコントロール７０５の中で用いることができる。従って、異なる電圧を圧電アクチュエータ７０３に印加することにより、圧電アクチュエータ７０３の実際の長さを変えることができる。その結果、折り返しミラー４０３の垂直角が圧電アクチュエータ７０３に掛かる電圧に従って調整され、次にラインスキャンカメラ４０６への集光ビームを上下にマイクロメートルのスケールで動かして、検出器５０１及び５０２の位置に一致させることができる。
【００４３】
図８は、折り返しミラー４０３の別の実施形態を示している。図８に示すように、折り返しミラー４０３は、支持手段８０２に装着されるミラー８０３を含む。ミラー８０３及び支持手段８０２はフレーム８０１内に装着され、フレーム８０１は、分光計３０５のフレーム全体の一部分とすることができる。フレーム８０１は縁部分８１０を含む。スペーサ８０６を支持手段８０２と、支持手段８０２の一方の側の縁部分８１０との間に設けるとともに、圧電アクチュエータ８０４が支持手段８０２と、支持手段８０２の対向側の縁部分８１０とを分離する。或る実施形態では、スペーサ８０６は一つ以上の球形軸受けを含むが、円筒形スペーサまたは他のスペーサを利用することができる。スペーサ８０６によって、支持手段８０２はスペーサ８０６を中心として回転することができる。支持手段８０２は圧電アクチュエータ８０４にぴったり合うように接触する。図８に示す実施形態では圧縮状態になっているバネ８０７を、ミラー８０３の反対側の支持手段８０２とフレーム８０１との間に設ける。バネ８０７は、支持手段８０２をスペーサ８０６及び圧電アクチュエータ８０４に固く押し付ける。或る実施形態では、調整ネジ８０５を支持手段８０２と圧電アクチュエータ８０４との間に設ける。或る実施形態では、調整ネジ８０５は、支持手段８０２ではなく、縁部分８１０を貫通する。調整ネジ８０５は、初期位置合わせ手段または粗位置合わせ手段となり、この手段は、ＯＣＴ撮影装置３００を利用するときに設定することができる。
【００４４】
図８に示すように、アクチュエータ８０４に掛かる電圧を供給することにより調整することができる長さを持つ圧電アクチュエータ８０４は、ミラー８０３の向きを調整して、ラインスキャンカメラ４０６に入射する光ビームに対する調整を可能にする。圧電アクチュエータ８０４（または、上述の圧電アクチュエータ７０３）は、例えばニュージャージー州ニュートン市に本拠を置くＴｈｏｒＬａｂｓから入手することができる積層型圧電素子とすることができる。或る実施形態では、圧電アクチュエータ８０４は、アクチュエータ８０４に約１００Ｖの電圧が印加されると、アクチュエータの最大長にまで伸張する。アクチュエータ８０４は、電気的に制御することができる長さを持ついずれのデバイスとすることもできる、例えばリニアモータ、ステッピングモータ、または超音波モータのようないずれかのタイプの並進ステージ（垂直方向に）とすることができ、並進ステージは、入力ファイバ、またはラインスキャンカメラ、またはコリメータレンズ、或いは集光レンズの垂直方向位置を調整することができる。反射型格子を、透過型格子の代わりに使用するシステムでは、自動位置合わせアクチュエータを、格子マウントによって配置することもできる。
【００４５】
アクチュエータ８０４はミラーコントロール８０８に電気的に接続され、ミラーコントロール８０８は信号を信号源８０９から受信する。信号源８０９はデータ取得手段３０６またはホストコンピュータ３０７とすることができる。上に記載したように、アクチュエータ８０４の長さは、ラインカメラ４０６の検出器５０１及び５０２からの信号に従って、ビームがカメラ４０６に位置合わせされるまで調整される。或る実施形態では、アクチュエータ８０４の長さは、検出器５０１に入射する合計強度と、検出器５０２に入射する合計強度との差に応じて調整される。
【００４６】
自動位置合わせについて、折り返しミラー４０３を調整可能な部品として使用して説明してきたが、ビームがスキャンカメラ４０６に入射する位置に影響を与えることができる部品であれば、いずれの部品を利用することもできる。例えば、カメラ４０６の位置、集光レンズ４０５の向き、または透過型格子４０４の向きを利用することができる。反射型格子を透過型格子の代わりに利用するシステムでは、反射型格子の向きを調整可能な要素として利用して、自動位置合わせを行なうことができる。
【００４７】
従って、本発明の或る実施形態によれば、自動位置合わせステップを各ＯＣＴ撮影セッションの始点に付け加える。この自動位置合わせステップが行なわれている状態で、ＸＹスキャン手段３０３を位置合わせスキャンモード６０２に設定し、このモードでは、反射ビームはサンプリングアーム３０９に導かれない。次に、ホストコンピュータ３０７はラインスキャンカメラ３０５からのデータ取得を実行し、そしてラインスキャンカメラ３０５の検出器５０１及び５０２で受ける光電力を計算する。次に、コンピュータ３０７は、ミラーコントロール７０５または８０８に指示して折り返しミラー４０３の向きを調整させることにより、検出器５０１における合計電力と検出器５０２における合計電力との差を最小にする。上に議論したように、本発明の或る実施形態では、ミラー４０３を調整して合計電力を最大にし、そして或る実施形態では、分光計３０５の他の部品を調整して、セッションの前に光ビームをラインスキャンカメラ４０６に位置合わせする。この手順はＯＣＴセッション（すなわち、注目オブジェクトの一つ以上のＯＣＴ画像を撮影するセッション）が行なわれている間に周期的に実行することができるが、自動位置合わせプロセスは、ＯＣＴセッションが行なわれている間のどの時点でも実行することができる。
【００４８】
一旦、垂直方向の位置合わせが行なわれると、ラインスキャンカメラ４０６の一方の側からラインスキャンカメラ４０６の他方の側に亘って測定される電力の差は、回転方向の、または水平方向の位置合わせずれを示唆する。或る実施形態では、回転方向自動位置合わせ、水平方向自動位置合わせ、または両方の自動位置合わせは、ラインスキャンカメラ４０６の左右の検出器によって測定される入射電力の差を利用して行なうことができる。或る実施形態では、右側の検出器によって測定される電力からの、左側の検出器によって測定される電力の大きな差を利用して、オペレータに手動位置合わせが必要であることを通知することができる。
【００４９】
位置合わせの問題の他に、ＯＣＴ撮影には、ノイズ及び歪みの問題が生じる。詳細には、未補正のフーリエドメインＯＣＴ画像には固定のバックグランドノイズパターンが現われる可能性があり、バックグランドノイズパターンを考慮に入れない場合には、バックグランドノイズパターンによって、結果として得られるＯＣＴ画像に歪みが容易に生じてしまう。更に、ＯＣＴスペクトルは、広帯域光源３０１のスペクトル分布に関して正規化する必要がある。本発明によるＯＣＴ撮影の或る実施形態では、バックグランドノイズパターンはバックグランドスペクトルを差し引くことにより除去することができる。或る実施形態では、バックグランドスペクトルは、ＸＹスキャン手段３０３を所定の位置に配置して光がサンプリングアーム３０９に反射しないようにしている状態での基準アーム３１０からのスペクトル信号である。上に議論したように、ＯＣＴスペクトルは、サンプリングアーム３０９及び基準アーム３１０からの信号の合成信号であり、この合成信号は干渉信号である。基準アーム３１０及びサンプリングアーム３０９からの反射信号を合成することにより、ＤＣのようなスペクトル信号をＡＣ信号（干渉信号）に変換し、ＡＣ信号によって、ＯＣＴ画像を明瞭にし、そして分解能が種々の深さ位置に亘って一貫性を持ち易くなる。
【００５０】
図９は、標準的なＯＣＴ画像のノイズ特性を示している。図９に示すように、１／ｆノイズはＡ−スキャン深さが浅くなるとともに大きくなる。更に、単純にベースラインスペクトルを差し引くことにより、ＯＣＴスペクトルの１／ｆノイズを大幅に低減することはできない。
【００５１】
バックグランドスペクトルを求め、そしてＯＣＴスペクトルから差し引くことができるが、バックグランドスペクトルは環境変化によって、特にＯＣＴ計測に際する温度変化によって経時的に変化する可能性がある。分光計を自動的に調整する場合でも、スペクトルは異なる時点で異なる可能性がある。ＯＣＴスペクトルから差し引くスペクトルが現在のバックグランドスペクトルではない場合、不均一なバックグランドノイズの影響、及び他の有害な影響が再び現われ、そしてＯＣＴ画像に歪みを生じるように作用し得る。
【００５２】
従って、本発明の或る実施形態によれば、バックグランドスペクトルは頻繁に更新される。図１０は、ＯＣＴ画像スキャンを本発明の或る実施形態に従って行なう手順の一例を示している。図１０に示すように、ＸＹスキャンの各シーケンスは、ＸＹスキャン光学系３０３の撮像フィールドの外に位置する空白ポイント１００１から始まる。所定回数のＡ−スキャンを空白ポイント１００１で撮影する。次に、正常なＯＣＴ  ＸＹスキャン６０１を行なう。図１０は、正常なＯＣＴ  ＸＹスキャン６０１をラインスキャンパターンとして示しているが、ＸＹスキャンは、円形パターン、ラスターパターン、グリッドパターン、または他のいずれかのパターンのような他のいずれかのタイプのスキャンパターンとすることができる。正常なＸＹスキャン６０１を完了した後、ＯＣＴ撮影装置はＸＹスキャン３０３を空白ポイント１００１に戻して新規のスキャンシーケンスを始める。
【００５３】
空白期間中、ＸＹスキャン手段３０３がビームを空白ポイント１００１に導くと、ラインスキャンカメラ３０５からのデータが取得され、そしてバックグランドスペクトルとして保存される。通常、多数のバックグランドスペクトルが取得される。バックグランドスペクトルは基準アーム３１０からのみのデータを含む、というのは、ビームが空白ポイント１００１に位置している状態では、光はサンプリングアーム３０９に戻るように反射されることがないからである。バックグランドスペクトルは、スキャンシーケンスごとに（または、ＯＣＴ画像フレームごとに）更新されるので、バックグランドスペクトルは、通常、ＯＣＴ画像フレームレート（通常、＞５Ｈｚ）よりも遅い環境変化の影響を含む真のバックグランドスペクトルを表わす。バックグランドスペクトルは、多くのバックグランドスペクトルを平均することにより計算することができ、これにより、信号対雑音比が大きくなる。更に、コンピュータ３０７は、ラインスキャンカメラ４０６で受ける電力をモニタリングして、分光計３０５が調整されているかどうか、または自動位置合わせステップを実行する必要があるかどうかを判断することもできる。
【００５４】
図１１は、本発明の或る実施形態によるＯＣＴ撮影セッション１１００を示している。撮影セッション１１００はスタートアップブロック１１０１から始まる。スタートアップブロック１１０１では、ＯＣＴ撮影装置の電源をオンにし、光源３０１を作動させ、コンピュータ３０７の電源をオンにし、そして適切なソフトウェアを読み込む。一旦、ＯＣＴ撮影装置３００の電源が完全にオンになると、自動位置合わせシーケンスを開始する。図１１に示すように、ステップ１１０２では、コンピュータ３０７はＸＹスキャン手段３０３に、位置合わせスキャンモード６０２に入るように指示する。ステップ１１０３では、データをラインスキャンカメラ４０６から取得する。ステップ１１０４では、ＯＣＴ撮影装置３００は、上に議論したように、検出器アーム３１１からのビームがラインスキャンカメラ４０６の検出器５０１及び５０２に位置合わせされているかどうかを判断する。位置合わせが未だ最適ではない場合、折り返しミラー４０３のような光学部品をステップ１１０５で調整し、そしてプロセスはステップ１１０３に戻る。位置合わせが最適である（例えば、最大強度が検出器５０１及び５０２で観測される）場合、ＯＣＴ撮影装置３００はプロセスを進めてＯＣＴ画像を取得する。
【００５５】
図１１に示すように、ステップ１１０６では、ＸＹスキャン手段３０３がビームを空白ポイント１００１に移動させる。ステップ１１０７では、多数のバックグランドスペクトルを、ビームを空白ポイント１００１に照射して測定する。当該位置では、光がサンプリングアーム３０９に反射されることはなく、かつ基準アーム３１０に反射される光のみが分光計３０５において測定される。どのような数の個々のスペクトルもステップ１１０７で測定することができ、例えば１６個のスペクトルを測定することができる。
【００５６】
一旦、バックグランドスペクトルが測定されると、ＯＣＴ  ＸＹスキャンをステップ１１０７で行なって、ＯＣＴスペクトルを取得する。次に、ＸＹスキャン３０３を設定して正常なＸＹスキャンを撮像フィールド６００内で行なう。結合器３０２内でサンプリングアーム３０９からの反射信号、及び基準アーム３１０からの反射信号を合成することにより形成される干渉信号であるＯＣＴスペクトルを処理してＯＣＴ画像を取得する。
【００５７】
図１２は、ＯＣＴ画像を取得するためのＯＣＴスペクトルのデジタル処理プロセス１２００を示し、ＯＣＴ画像は図１１のＯＣＴスキャンステップ１１０８で形成することができる。図１２のブロック１２０１は、撮影セッション１１０１のステップ１１０７で測定されるバックグランドスペクトルである。上に議論したように、どのような個数のスペクトルも測定することができる。ブロック１２０２では、バックグランドスペクトルの全てを平均して平均バックグランドスペクトルを算定する。
【００５８】
しかしながら、ＯＣＴスペクトルを、平均バックグランドスペクトルを差し引くことにより正規化することによって、１／ｆノイズを除去することはできない。正規化されたＯＣＴスペクトルのバックグランドノイズは、１／ｆノイズのために依然として不均一である。１／ｆノイズの問題を解決するために、バックグランドスペクトル自体の処理を行なう。図１２に更に示すように、平均バックグランドスペクトルを、複数のバックグランドスペクトルの各々から演算１２０３により減算する。次に、正規化された複数のバックグランドスペクトルの各々をステップ１２０４でフーリエ変換により処理し、そして結果として得られる処理済みスペクトルを平均してバックグランドノイズをステップ１２０５で求める。処理済みバックグランドスペクトルの平均、すなわちステップ１２０５におけるバックグランドノイズは、深さ位置の関数としてのバックグランドノイズを表わす。正常なスキャン期間において測定され、平均バックグランドスペクトルを減算することにより正規化され、フーリエ変換により処理され、そしてバックグランドノイズを差し引くことにより再度正規化されるＯＣＴスペクトルは均一なバックグランドノイズを呈することができ、結果として、異なる深さ位置においてより一定な画像強度が生じる。
【００５９】
上に議論したように、ＸＹスキャンは、ビームを、或るパターンを形成する一連の位置に位置決めし、そしてＯＣＴスペクトルを各位置で測定することにより行なわれる。この処置はステップ１２０６で行なわれる。各ＯＣＴスペクトルに関して、すなわちそれ自体が、スキャンを構成する一つのＡ−スキャンで得られる各スペクトルに関して、ブロック１２０２の平均バックグランドスペクトルを演算１２０７により減算し、ＯＣＴスペクトルをフーリエ変換によりブロック１２０８において処理し、そしてバックグランドノイズを演算１２０９により差し引いて、ＯＣＴ画像スペクトルを算定する。ＸＹスキャンを形成する全てのＯＣＴスペクトルをＯＣＴ画像１２１０において集め、ＯＣＴ画像を形成する。
【００６０】
一旦、ステップ１１０８においてＯＣＴスキャンを行ない、そして処理すると、ＯＣＴ撮影装置は、ＯＣＴ画像が完成したかどうかをステップ１１０９で判断する。ＯＣＴ画像が完成した場合、画像をステップ１１１２で表示し、そしてＯＣＴ撮影装置は処理をステップ１１１３に進め、このステップでは、システムの電源をオフにするステップ１１１４に進む、または新規のセッションを開始する。画像が完成しない場合、ＯＣＴ撮影装置は処理をステップ１１１０に進める。ステップ１１１０では、位置合わせを、ラインスキャンカメラ４０６で受け、かつステップ１１０７で取得されるバックグランドスペクトルによって導出される合計電力が、再位置合わせを必要とするレベルに低下したかどうかを判断することによりチェックする。合計電力が、再位置合わせを必要とするレベルに低下した場合、ＯＣＴ撮影装置は処理をステップ１１１１に進め、このステップでは、オペレータに警告を発し、次に自動位置合わせがステップ１１０２で始まる。合計電力が、再位置合わせを必要とするレベルに低下しなかった場合、ＯＣＴ撮影装置は処理をステップ１１０６に進め、このステップでは、新規のＸＹスキャンプロセスを開始する。
【００６１】
上に説明した実施形態は例示に過ぎず、決して制限的な意味で解釈されるべきではない。この技術分野の当業者であれば、非常に多くの変更を説明したシステムに加え得ることが理解できるであろう。これらの変更は本開示の範囲に含まれるべきものである。従って、本発明は以下の請求項によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ＯＣＴ技術を示す。
【図２】ＯＣＴ技術におけるＸＹスキャン及びＡスキャンを示す。
【図３】本発明の或る実施形態によるフーリエドメインＯＣＴ撮影装置を示す。
【図４】本発明の或る実施形態によるフーリエドメインＯＣＴ撮影装置において利用することができる分光計の一の実施形態を示す。
【図５】図４に示す分光計において利用することができるラインスキャンカメラを示す。
【図６】位置合わせ中に利用することができるプロセスを示す。
【図７】Ａ及びＢは、図４に示す分光計において利用することができる自動調整可能な部品を示す。
【図８】図４に示す分光計において利用することができる自動調整可能な折り返しミラーを示す。
【図９】ＯＣＴ画像におけるノイズ分布を示す。
【図１０】本発明の或る実施形態によるＯＣＴ撮影プロセスを示す。
【図１１】本発明の或る実施形態によるＯＣＴ撮影セッションを実行するフロー図を示す。
【図１２】本発明の或る実施形態によるＯＣＴ撮影セッションにおける信号処理を示す。
【図１３】本発明の或る実施形態において利用することができるＸＹスキャン光学系を示す。
【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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【図１３】
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【国際調査報告】
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