(57)【要約】【課題】高速な撮影で良好な画質の断層画像を取得できる仕組みを提供する。【解決手段】光源１０１からの光を測定光１２１と参照光１２３とに分岐するカプラー１０３と、測定光１２１を測定対象である被検眼Ｅの眼底Ｅｒの２次元領域に照射する接眼光学系１４０と、２次元状に配置された受光素子を含み構成され、被検眼Ｅからの戻り光１２２と参照光１２３とを干渉させることにより得られる干渉光１２４を検出する２次元センサー１６２と、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させる制御を行う制御手段を備える。【選択図】図３
2019201952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を測定光と参照光とに分岐する光分岐手段と、
前記測定光を測定対象の２次元領域に照射する照射手段と、
２次元状に配置された受光素子を含み構成され、前記測定対象からの前記測定光の戻り光と前記参照光とを干渉させることにより得られる干渉光を検出する検出手段と、
前記光源の動作と前記検出手段の動作とを連動させる制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記光源は、出力する前記光の波長を変更可能に構成されており、
前記制御手段は、前記光源から出力する前記光の波長を変更する動作と、前記検出手段の露光動作と、を連動させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記光源から出力する前記光の波長を変更する動作として、前記光の波長を階段状に変更する動作の前記制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、発生させたトリガー信号を用いて、前記光源の動作と前記検出手段の動作とを連動させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記トリガー信号を用いた前記制御により、現在の動作を中断し、改めて当該動作を開始することを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記検出手段の動作に基づき前記トリガー信号を発生させることを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記検出手段が前記干渉光を検出することにより得た干渉信号に基づく干渉画像の輝度情報をリファレンス画像の輝度情報と比較した結果に基づいて、前記光源から出力する前記光の波長を変更する動作の前記制御を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記制御手段によって動作が前記制御された前記検出手段において前記干渉光を検出することにより得た干渉信号を用いて、前記測定対象の断層画像を生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項９】
光源からの光を測定光と参照光とに分岐する光分岐手段と、前記測定光を測定対象の２次元領域に照射する照射手段と、２次元状に配置された受光素子を含み構成され、前記測定対象からの前記測定光の戻り光と前記参照光とを干渉させることにより得られる干渉光を検出する検出手段と、を備える撮影装置の制御方法であって、
前記光源の動作と前記検出手段の動作とを連動させる制御を行うことを特徴とする撮影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を用いて測定対象の撮影を行う撮影装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体等の測定対象における断層画像を非破壊、非侵襲で取得する方法として、光干渉断層撮影法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ，以下、「ＯＣＴ」と呼ぶ）が実用化されている。このＯＣＴの主要な応用先の１つである眼科の分野においては、眼底の断層画像が、緑内障や網膜疾患といった疾病の診断を的確に行うのに有用であり、診断には欠かせないものとなっている。
【０００３】
ＯＣＴは、光源からの光を測定光と参照光とに分岐させた後、測定対象からの測定光の戻り光と参照鏡から反射した参照光とを干渉させ、その干渉光の強度を解析することによって測定対象の断層画像を得るものである。このＯＣＴを用いた光干渉断層撮影装置としては、参照鏡の位置を変えることで測定対象の深さ情報を得るタイムドメインＯＣＴ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：ＴＤ−ＯＣＴ）装置、干渉光を分光し、深さ情報を周波数情報に置き換えて取得するスペクトラルドメインＯＣＴ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ：ＳＤ−ＯＣＴ）装置、先に波長を分光して出力する波長掃引型（波長走査型（波長スキャン型））ＯＣＴ（Ｓｗｅｐｔ  Ｓｏｕｒｃｅ  ＯＣＴ：ＳＳ−ＯＣＴ）装置等が知られている。なお、ＳＤ−ＯＣＴとＳＳ−ＯＣＴは、総称してＦＤ−ＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｄｏｍａｉｎ  ＯＣＴ）とも呼ばれる。
【０００４】
近年では、例えば眼科用のＯＣＴ装置において撮影の高速化が望まれており、例えばＳＳ−ＯＣＴでは、高速化の実現のために波長掃引（波長スキャン）が可能な光源を搭載することで、撮影時間を短縮する開発が行われている。
【０００５】
また、ＯＣＴ装置の撮影の高速化を実現する他の方法として、測定対象に対して測定光を点ではなく２次元領域で照射し、測定対象からの測定光の戻り光を２次元センサーで受光する全視野型ＯＣＴ（Ｆｕｌｌ  Ｆｉｅｌｄ  ＯＣＴ：ＦＦ−ＯＣＴ）がある。このＦＦ−ＯＣＴでは、信号を並行して同時に取得するため、さらなる高速化が期待される。特に、高速な撮影が可能な２次元センサーと上述した波長掃引（波長スキャン）方式を併用した、ＳＳ−ＦＦ−ＯＣＴは、高速化における好適な選択肢の１つである。
【０００６】
このように、測定光を測定対象の２次元領域に照射し、測定対象からの測定光の戻り光を２次元センサーで受光する従来の技術として、例えば、特許文献１や非特許文献１に記載の技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４５９７７４４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】"Ｃｏｍｍｏｎ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆ ａｘｉａｌ ｍｏｔｉｏｎ ａｒｔｉｆａｃｔｓ ｉｎ ｓｗｅｐｔ-ｓｏｕｒｃｅ ＯＣＴ ａｎｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｉｎ Ｆｏｕｒｉｅｒ-ｄｏｍａｉｎ ＯＣＴ"， Ｄｉｅｒｃｋ  Ｈｉｌｌｍａｎｎ  ｅｔ．ａｌ，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，Ｖｏｌ．２０，Ｉｓｓｕｅ  ６（２０１２）ｐｐ．６７６１―６７７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
具体的に、特許文献１には、偏光を分割して受光するように構成され、干渉光のビート信号に基づき画像化を行う技術が記載されているが、この特許文献１の技術は、本質的にはタイムドメイン方式であるため、断層画像の撮影の高速化が難しい。
【００１０】
また、非特許文献１には、波長掃引型（波長スキャン型）の光源と２次元センサーで構成される波長掃引（波長スキャン）方式のＦＦ−ＯＣＴ（ＳＳ−ＦＦ−ＯＣＴ）の技術が記載されている。しかしながら、非特許文献１の技術では、例えば光源の波長掃引開始のタイミングと２次元センサーの露光開始のタイミングがずれる等することによって、画像信号の取得効率が損なわれ、その結果、良好な画質の断層画像を取得することができない場合があった。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、高速な撮影で良好な画質の断層画像を取得できる仕組みを提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の撮影装置は、光源からの光を測定光と参照光とに分岐する光分岐手段と、前記測定光を測定対象の２次元領域に照射する照射手段と、２次元状に配置された受光素子を含み構成され、前記測定対象からの前記測定光の戻り光と前記参照光とを干渉させることにより得られる干渉光を検出する検出手段と、前記光源の動作と前記検出手段の動作とを連動させる制御を行う制御手段と、を有する。
また、本発明は、上述した撮影装置の制御方法を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高速な撮影で良好な画質の断層画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る撮影装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮影装置の外観構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示す光学系の内部構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示し、干渉画像、干渉信号及び断層信号の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示し、図１に示す表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る撮影装置の撮影方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態を示し、ボリュームデータの取得方法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係る撮影装置の単一３次元断層画像の生成方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る撮影装置の３次元断層画像の生成方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態を示し、図３に示す光源と２次元センサーの動作方法の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態の説明は、本質的に、説明的及び例示的なものに過ぎず、いかなる形態でも、本開示及びその用途又は使用を限定することを意図していない。また、以下に記載する本発明の実施形態において示されるコンポーネントの相対的構成、並びに、ステップ、数値表現及び数値は、別段の具体的な記載がない限り、本開示の範囲を限定するものではない。また、当業者によってよく知られている技法、方法及びデバイスは、当業者がこれらの詳細を知る必要がないため、以下に記載する本発明の実施形態においては、これらの詳細な記載を省略している場合がある。
【００１６】
［撮影装置１０の全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る撮影装置１０の機能構成の一例を示すブロック図である。撮影装置１０は、図１に示すように、光学系１００、入力部２００、全体制御部３００、画像生成部４００、表示制御部５００、記憶部６００、及び、表示部７００の各機能構成部を有して構成されている。
【００１７】
光学系１００は、全体制御部３００の制御に基づいて、測定対象Ｔに対して測定光を照射し、測定対象Ｔからの測定光の戻り光を検出等する構成部である。入力部２００は、全体制御部３００等に対して、各種の情報等を入力する構成部である。この入力部２００は、例えば、ユーザーが操作入力を行えるキーボードやマウス等から構成されている。全体制御部３００は、例えば入力部２００から入力された情報等に基づいて、撮影装置１０の動作を統括的に制御等する構成部である。画像生成部４００は、全体制御部３００の制御に基づいて、光学系１００の出力である信号Ｓを処理して画像ＩＭを生成する構成部である。表示制御部５００は、例えば画像生成部４００で生成された画像ＩＭや入力部２００から入力された情報等を表示部７００に表示する制御を行う構成部である。なお、図１に示す例では、全体制御部３００とは別構成で表示制御部５００を設ける例について示しているが、例えば、表示制御部５００の機能を全体制御部３００の中に組み入れて全体制御部３００が表示部７００に対する表示制御を行う形態であってもよい。記憶部６００は、全体制御部３００、画像生成部４００及び表示制御部５００が各種の処理を行う際に必要なプログラムや各種の情報等を記憶している構成部である。また、記憶部６００は、全体制御部３００、画像生成部４００及び表示制御部５００が各種の処理を行うことによって取得した各種の情報等を記憶する構成部である。例えば、記憶部６００は、画像生成部４００で生成された画像ＩＭとともに測定対象Ｔを特定する情報を記憶する。表示部７００は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスを含み構成されている構成部である。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態に係る撮影装置１０の外観構成の一例を示す図である。この図２において、図１に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。撮影装置１０は、図２に示すように、光学ヘッド１１、ステージ部１２、ベース部１３、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１４、顔受け１５、入力部２００、及び、表示部７００の各外観構成部を有して構成されている。また、図２には、３次元空間における位置を定めるためのＸＹＺ座標系を示している。なお、図２に示す例は、図１に示す測定対象Ｔとして、被検者の眼（被検眼）Ｅを適用した例を示し、この場合、撮影装置１０として眼科撮影装置を適用した例となる。
【００１９】
光学ヘッド１１は、図１に示す光学系１００を含む筐体である。ステージ部１２は、例えば図１に示す全体制御部３００の制御に基づいて、光学ヘッド１１を、ベース部１３に対してＸＹＺ方向にモータ等により移動する構成部である。ベース部１３は、ステージ部１２を介して、光学ヘッド１１を支持する構成部である。また、このベース部１３は、顔受け１５も支持する構成部となっている。顔受け１５は、被検者の顔Ｆを固定するための構成部である。
【００２０】
ＰＣ１４は、図１に示す全体制御部３００、画像生成部４００、表示制御部５００及び記憶部６００を含み構成されたコンピュータである。ＰＣ１４は、例えば、図１に示す全体制御部３００、画像生成部４００及び表示制御部５００を、ＣＰＵ等のハードウェアで実現可能なソフトウェアモジュールとして実現することができる。なお、以下に記載する本発明の実施形態では、ＰＣ１４のＣＰＵ（不図示）が記憶部６００に記憶されているプログラムを実行することによって当該ソフトウェアモジュールを実現する例について説明を行うが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、画像生成部４００をＡＳＩＣ等の専用のハードウェアで実現してもよいし、表示制御部を当該ＣＰＵとは異なるＧＰＵ等の専用プロセッサーによって実現してもよい。また、光学ヘッド１１内に設けられている光学系１００とＰＣ１４との接続は、例えばネットワークを介した構成によって実現する形態も、本発明に適用可能である。
【００２１】
次に、図１に示す各構成部の詳細について説明を行う。
【００２２】
＜光学系１００＞
まず、図１に示す光学系１００について説明する。
図３は、図１に示す光学系１００の内部構成の一例を示す図である。なお、図３に示す例も、図２と同様に、図１に示す測定対象Ｔとして被検眼Ｅを適用した例を示す。
【００２３】
光学系１００は、光源１０１、光ファイバー１０２−１〜１０２−３、カプラー１０３、コリメートレンズ１０４、ビームスプリッター１０５、アパーチャ１０７、接眼光学系１４０、参照光学系１５０、及び、受光光学系１６０を有して構成されている。なお、図３には、図示していないが、光学系１００は、被検眼Ｅの眼底Ｅｒの撮影位置を確認するための広画角眼底撮影部、アライメントを容易にするための前眼部観察部、被検眼Ｅに固視位置を提示する固視灯光学系も更に有して構成されている。そして、これらの広画角眼底撮影部、前眼部観察部及び固視灯光学系は、本実施形態においては公知の構成を用いることができ、また、本発明の中心的な構成ではないため、その説明は省略する。
【００２４】
光源１０１は、出力する光の波長を変更可能に構成された波長掃引光源（波長スキャン光源）である。この光源１０１は、全体制御部３００の制御に基づき、例えば、１回のスキャンにおけるスキャンを開始する波長及び波長幅、さらに１秒当たりのスキャン回数であるスキャン速度等のパラメータを変更することが可能である。本実施形態では、毎秒２５スキャンを標準スキャン速度としている。また、本実施形態では、予め、光源１０１の波長ごとの光強度データ（以下、「スペクトルデータ」と呼ぶ）が測定され、記憶部６００に記憶されている。
【００２５】
光源１０１から射出された光は、シングルモードの光ファイバー１０２−１を介して、カプラー１０３に入射する。カプラー１０３は、光源からの光を測定光１２１と参照光１２３とに分岐する光分岐手段である。そして、カプラー１０３で分岐された測定光１２１は、シングルモードの光ファイバー１０２−２を介して、コリメートレンズ１０４に導かれ、その後、アパーチャ１０７を介してビームスプリッター１０５に導かれる。また、カプラー１０３で分岐された参照光１２３は、シングルモードの光ファイバー１０２−３を介して、参照光学系１５０に導かれる。
【００２６】
アパーチャ１０７は、測定光１２１の強度分布が概略均一な領域を切り出すために設けられている。本実施形態においては、測定光１２１がガウシアン分布をしているため、ピーク強度の半分程度以上となる測定光１２１の領域がアパーチャ１０７を通過するように構成されている。さらに、本実施形態においては、アパーチャ１０７は、アパーチャ径が可変に構成されており、眼底Ｅｒを照射する領域を変更することが可能となっている。この構成により、被検眼Ｅが近視や遠視などの場合においても、被検眼Ｅが正視の場合と同様の照射領域となるように、全体制御部３００が制御を行い得る。なお、アパーチャ１０７の制御は、フォーカス調整機構１４１と連動して行い得る。
【００２７】
また、本実施形態においては、コリメートレンズ１０４の焦点距離は、アパーチャ１０７のアパーチャ径が最も大きくなる条件において測定光１２１の強度分布が概略均一となるように選択されている。なお、より高出力の光源１０１を使用することで、ピーク強度に対する強度の低下許容量を厳しくし、より均一な領域を選択して使用してもよい。
【００２８】
測定光１２１は、ビームスプリッター１０５を透過した後、接眼光学系１４０に導かれる。具体的に、接眼光学系１４０に導かれた測定光１２１は、フォーカス調整機構１４１、スキャナ１４２、リレー光学系１４３、スキャナ１４４、接眼レンズ１４５及びアパーチャ１４６を介して、被検眼Ｅに導光され、眼底Ｅｒの２次元領域を照射する。ここで、本実施形態においては、接眼光学系１４０は、測定光１２１を測定対象Ｔである被検眼Ｅ（より詳細には、被検眼Ｅの眼底Ｅｒ）の２次元領域に照射する照射手段である。
【００２９】
被検眼Ｅの眼底Ｅｒで反射した測定光１２１は、測定光の戻り光１２２として、測定光１２１が辿った光路を逆順に辿る。具体的に、測定光の戻り光１２２は、接眼光学系１４０に入射して、アパーチャ１４６、接眼レンズ１４５、スキャナ１４４、リレー光学系１４３、スキャナ１４２及びフォーカス調整機構１４１を介して、ビームスプリッター１０５に導かれる。そして、ビームスプリッター１０５に導かれた戻り光１２２は、ビームスプリッター１０５を介して、受光光学系１６０に入射する。なお、図３では、戻り光１２２として、測定光１２１で照射した眼底Ｅｒの２次元領域のうちの一部で反射した光が２次元センサー１６２に結像されることを模式的に示しているが、実際には、本実施形態では、測定光１２１で照射した眼底Ｅｒの２次元領域で反射した戻り光１２２は全て２次元センサー１６２に結像するように構成されている。
【００３０】
フォーカス調整機構１４１は、ミラー１４１−１及び１４１−２、ステージ１４１−３、並びに、プリズム１４１−４を含み構成されており、眼底Ｅｒと２次元センサー１６２との結像関係を調整する機構である。光源１０１の側からフォーカス調整機構１４１に入射した測定光１２１は、プリズム１４１−４の一方の面で反射された後、ミラー１４１−１及びミラー１４１−２で順次反射され、プリズム１４１−４の他方の面で反射される。このミラー１４１−１及びミラー１４１−２は、図３に示すように、ステージ１４１−３に配置されている。例えば、全体制御部３００が、入力部２００からの入力等に基づき、ステージ１４１−３を図２の矢印に示す方向に動かすことで、測定光１２１の光路長を変更することができるようになっている。
【００３１】
スキャナ１４２及びスキャナ１４４は、例えば、光を反射する反射面の角度が可変なガルバノスキャナである。このスキャナ１４２及びスキャナ１４４は、全体制御部３００の制御によって、それぞれ、測定光１２１による眼底Ｅｒの照射位置を相互に直交するＸ方向（水平方向）及びＹ方向（垂直方向）の２方向に移動（ステアリング）することができる。また、このスキャナ１４２及びスキャナ１４４は、リレー光学系１４３及び接眼レンズ１４５により、被検眼Ｅの瞳Ｐと共役関係となるように配置されている。この構成により、全体制御部３００は、スキャナ１４２及びスキャナ１４４によるステアリングに関わらず、被検眼Ｅに入射する測定光１２１が瞳Ｐの概略同じ領域を通過するように制御することができる。また、この制御により、測定光１２１が被検眼Ｅにおいて部分的に遮られることがなくなり、効率良くステアリングを行うことができる。
【００３２】
アパーチャ１４６は、測定光１２１の被検眼Ｅに近接した集光点の略近傍に配置されており、眼底Ｅｒを好適に照射できるように構成されている。
【００３３】
一方、シングルモードの光ファイバー１０２−３から射出された参照光１２３は、上述したように、参照光学系１５０に導かれる。具体的に、参照光学系１５０に入射した参照光１２３は、コリメートレンズ１５１、アパーチャ１５３、分散補償ガラス１５４及び転送光学素子１５５に導かれる。その後、参照光１２３は、転送光学素子１５５を介して、ビームスプリッター１０５に導かれる。
【００３４】
分散補償ガラス１５４は、被検眼Ｅや光学系１００を構成する光学素子による分散を補償するために用いられる。また、図３に示すように、光ファイバー１０２−３の射出端及びコリメートレンズ１５１は、ステージ１５２に配置されている。例えば、全体制御部３００が、入力部２００からの入力等に基づき、被検者の被検眼Ｅにおける眼軸長の相違等に対応してステージ１５２を光軸方向に駆動することで、コヒーレンスゲート位置を調整することができるようになっている。ここで、コヒーレンスゲート位置とは、測定光１２１と戻り光１２２の光路長に対する参照光１２３の光路長の差が無くなる位置を表す。なお、本実施形態では、参照光１２３の光路長を変更しているが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、測定光１２１と戻り光１２２の光路長と参照光１２３の光路長との光路長差を変更できればよい。
【００３５】
また、本実施形態では、ステージ１５２を動かすことによって光ファイバー１０２−３の射出端及びコリメートレンズ１５１を動かす構成としたが、本発明においてはこの形態に限定されるものではない。例えば、アパーチャ１５３の直前にオプトメータを配置する構成であってもよく、後述する縦トラッキングの動作速度を上げるため、重量の少ない素子をステージ１５２に搭載する構成を採用することが望ましい。
【００３６】
ビームスプリッター１０５は、接眼光学系１４０から入射した戻り光１２２と参照光学系１５０から入射した参照光１２３とを合波して、干渉光１２４を生成する合波手段である。そして、ビームスプリッター１０５で生成された干渉光１２４は、受光光学系１６０に導かれる。
【００３７】
受光光学系１６０に導かれた干渉光１２４は、結像光学系１６１を介して２次元センサー１６２で受光される。２次元センサー１６２は、入射した干渉光１２４を干渉信号として検出する検出手段である。そして、２次元センサー１６２は、検出した干渉信号のデータを内部メモリ１６３に蓄積する。ここで、２次元センサー１６２は、２次元状に配置された複数の受光素子（以下、この受光素子を「画素」と呼ぶ）を含み構成されており、各画素は、露光タイミングに従って入射した干渉光１２４を干渉信号に変換する。
【００３８】
図４は、本発明の実施形態を示し、干渉画像、干渉信号及び断層信号の一例を示す図である。具体的に、図４（ａ）に干渉画像８１０の一例を示し、図４（ｂ）に干渉信号８２０の一例を示し、図４（ｃ）に断層信号８３０の一例を示している。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、２次元センサー１６２の１回の露光により生成される信号は、眼底Ｅｒの正面図に干渉縞が重畳した干渉画像８１０となる。また、図４（ａ）に示す干渉画像８１０の座標８１２は、２次元センサー１６２の各画素に対応しており、インデックスｉ＝１，２，・・・，Ｎを用いて、（Ｘｉ，Ｙｉ）と表される。ここで、Ｎは、干渉画像８１０の総座標数であり、干渉画像８１０の左上が基準座標８１１（Ｘ１，Ｙ１）となっている。
【００４０】
また、図４（ａ）に示す眼底画像である干渉画像８１０の座標８１２（Ｘｉ，Ｙｉ）における１回の波長スキャンの信号は、図４（ｂ）に示す干渉信号８２０となる。また、この図４（ｂ）に示す干渉信号８２０を演算処理することにより、図４（ｃ）に示す断層信号８３０が得られ、複数の断層信号８３０から断層画像が生成される。ここで、図４（ｃ）の横軸に示す断層方向は、被検眼Ｅ（より具体的に本実施形態では、被検眼Ｅの眼底Ｅｒ）の深さ方向（Ｚ方向）に相当する方向である。
【００４１】
人眼は、固視微動等による揺れが存在するため、被検眼Ｅを完全に静止した状態で撮影を行うことは難しい。良好な画質の画像を得るためには、固視微動等の人眼の動きの影響を受けない撮影速度にすることが望ましく、例えば、２次元センサー１６２によって毎秒４０００フレーム以上の撮影速度で撮影を行うことが好ましい。
【００４２】
なお、図５を用いて後述するプレビュー領域９２２におけるユーザーの指定等に基づき、図４（ａ）に示す干渉画像８１０の部分領域８１３のデータが画像生成部４００にリアルタイムに送られ画像化される。この画像は、さらに、表示部７００にリアルタイムに表示される。この構成により膨大なデータ転送が不要となり、ユーザーにリアルタイムにプレビュー画像を提示することができる。また、ユーザーは、このプレビュー画像に基づき、フォーカスや、コヒーレンスゲート位置あるいは上述したステアリングにおいて、コヒーレンスゲート位置等が適切か否かを判断することが可能である。
【００４３】
なお、本実施形態においては、コリメートレンズ１５１とアパーチャ１５３を適切に選択することにより、参照光１２３は、２次元センサー１６２上で、測定光１２１よりも広い領域に結像される構成となっている。この構成により、光学系の調整に求められる精度が緩和され、より安定して撮影を行うことが可能である。
【００４４】
＜全体制御部３００＞
次に、図１に示す全体制御部３００について説明する。
本実施形態においては、全体制御部３００は、上述したように、ＰＣ１４のＣＰＵによって実現されるソフトウェアモジュールとして構成されており、図３に示す光学系１００の各構成部を制御する。さらに、本実施形態においては、全体制御部３００は、撮影装置１０の全体の動作を制御するとともに、各種の選択処理や各種の計測処理、各種の演算処理を行う手段としても機能する。また、全体制御部３００は、撮影装置１０を操作するユーザーの入力を入力部２００を介して受け付けるものとする。具体的に、例えば、全体制御部３００には、入力部２００を介して、被検眼Ｅを特定する患者ＩＤ等の情報、撮影に必要なパラメータ、眼底Ｅｒをスキャンするパターンの選択等が入力される。そして、全体制御部３００は、この入力部２００を介して入力された各種の情報に基づいて、撮影装置１０の各構成部を制御するとともに、得られた信号、画像等のデータを記憶部６００に保存する機能を有する。
【００４５】
＜画像生成部４００＞
次に、図１に示す画像生成部４００について説明する。
画像生成部４００は、光学系１００から出力された信号Ｓに対して様々な処理を行うことによって、被検眼Ｅに関する画像を生成し出力する。
【００４６】
＜表示制御部５００＞
次に、図１に示す表示制御部５００について説明する。
表示制御部５００は、上述したように、全体制御部３００の制御に基づいて、画像生成部４００から取得した画像を表示部７００に表示する制御を行う。
【００４７】
図５は、本発明の実施形態を示し、図１に示す表示部７００に表示される表示画面９００の一例を示す図である。なお、この図５に示す表示画面９００とは別に、全体制御部３００によって入力される患者ＩＤ等の被検眼Ｅの特定情報の入力画面も表示部７００に表示されうるが、この入力画面は、公知の構成を用いることができ、また、本発明の中心的な構成ではないため、その説明は省略する。
【００４８】
図５に示す表示画面９００には、画像の表示領域９１０，９２０，９３０，９４０及び９５０、並びに、ユーザーが操作可能なユーザーインタフェース９０１〜９０８が設けられている。具体的に、ユーザーが操作可能なユーザーインタフェースとして、左右眼の切り替えボタン９０１、アライメント調整部９０２、フォーカス調整スライダーバー９０３、コヒーレンスゲート調整スライダーバー９０４、コヒーレンスゲート自動調整ボタン９０５、表示モードプルダウンメニュー９０６、スキャンモードプルダウンメニュー９０７、及び、撮影ボタン９０８が設けられている。また、表示領域９１０，９２０，９３０，９４０及び９５０に表示される各画像は、画像生成部４００で生成される。
【００４９】
表示領域９１０には、被検眼Ｅの前眼部画像が表示され、光学ヘッド１１と被検眼Ｅとのアライメントを確認することができるようになっている。また、全体制御部３００が測定光１２１の角膜での散乱光を自動で検出し、これを表示領域９１０の前眼部画像上に輝点９１１として強調表示させることで、測定光１２１が被検眼Ｅに入射する瞳孔における位置をユーザーが容易に視認できるようになっている。また、表示領域９１０には、被検眼Ｅの瞳孔の目標位置を提示する目標円９１２が前眼部画像上に重畳表示されており、アライメントが適切かどうかをユーザーが容易に判断できるようになっている。さらに、表示領域９１０には、マーク９１３が前眼部画像上に重畳表示されており、輝点９１１がマーク９１３と重なるようにアライメントすることで、角膜反射の写り込みの少ない眼底画像を取得することができるようになっている。また、被検眼Ｅの瞳孔中心からの距離を表示領域９１０の前眼部画像上に重畳表示し、測定光１２１の入射位置をユーザーが容易に把握できるようにしてもよい。なお、本実施形態の光学系１００は、前眼部観察部と測定光１２１とを分離するダイクロイックミラー（不図示）の反射率を適切に選択し、表示領域９１０に表示される角膜の反射光の輝度値が飽和しないように構成されている。
【００５０】
表示領域９２０には、被検眼Ｅの眼底Ｅｒにおける広域の眼底平面画像がリアルタイムに表示され、また、この眼底平面画像上には断層画像の撮影領域９２１及びプレビュー領域９２２が重畳表示されている。
【００５１】
撮影領域９２１は、ユーザーが入力部２００を用いて指定する、断層画像を撮影する対象となる領域である。また、プレビュー領域９２２は、表示領域９３０及び９４０に、対応するそれぞれの矢印に示す方向の断層画像をプレビュー表示する位置を指定するものであり、ユーザーが入力部２００を用いて指定する。
【００５２】
以下、撮影領域９２１で指定される領域に基づき取得される一連の干渉画像をボリュームデータと呼ぶ。また、１回の波長スキャンで取得される一連の干渉画像を単一ボリュームデータと呼ぶ。この際、ボリュームデータは、複数の単一ボリュームから生成される。なお、以下では、ボリュームデータを取得することを撮影と呼び、単一ボリュームデータを取得することを単一撮影と呼ぶ。
【００５３】
撮影領域９２１とプレビュー領域９２２は、連動して動かすことも独立に動かすこともでき、また、不図示のスイッチにより連動と独立の動作を切り替えることが可能である。また、プレビュー領域９２２は、測定光１２１が眼底Ｅｒを照射する領域（２次元領域）に連動して自動で大きさが変わり、ステアリングを行わない単一撮影でデータが取得できる範囲をユーザーが容易に判別できるようになっている。
【００５４】
表示モードプルダウンメニュー９０６は、表示領域９５０に表示する断層画像の種類を選択することができるものである。例えば、表示モードプルダウンメニュー９０６によって、撮影領域９２１で指定した領域の水平方向や鉛直方向の断層画像の他、３次元断層画像を選択することができる。
【００５５】
表示領域９５０に断層画像が表示された場合には、表示領域９２０の眼底平面画像上に重畳して表示されている十字線を動かすことにより、表示する断層画像の位置を変更することが可能である。本実施形態では、単一ボリュームデータから計算される水平方向（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）の断層画像が表示領域９３０に表示され、垂直方向（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）の断層画像が表示領域９４０に表示される。さらに、プレビュー領域９２２には、矢印が重畳表示されており、断層画像の取得データの方向が容易に判別できるようになっている。さらに、本実施形態では、断層画像の移動や、拡大／縮小、コントラストの調整等を行うことが可能である。
【００５６】
また、表示領域９５０に３次元断層画像が表示された場合には、入力部２００を操作することにより、表示領域９５０上で３次元断層画像の移動や、回転、拡大／縮小、コントラストの調整が行える他、被検眼Ｅの眼底Ｅｒにおける特定の網膜層のみを表示することも可能である。
【００５７】
なお、ここでは、ユーザーからの指示によって表示する画像を変更する場合について説明を行ったが、例えば、診断したい疾病を不図示のメニューから選択（疾病名を選択）することにより、疾病に対して予め優先順位付けられた画像を表示するようにしてもよい。
【００５８】
この図５に示す表示画面９００を用いることによって、画像生成部４００で生成される各画像をユーザーに効率よく提示することができる。また、ユーザーが必要とする画像を簡単な操作で選択することができる。さらに、例えば予め疾病名と表示する画像を対応付けておくことで更に操作が簡単となる。
【００５９】
［撮影装置１０の制御方法（撮影方法）］
図６は、本発明の実施形態に係る撮影装置１０の撮影方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図６には記載していないが、広画角眼底撮影部による眼底Ｅｒの広画角眼底画像の取得が図６に示すフローチャートの処理に先立ち開始され、所定のフレームレートで取得された広画角眼底画像がリアルタイムに表示領域９２０に表示される。
【００６０】
＜ステップＳ１０１（左右眼の選択）＞
顔受け１５に被検者の顔Ｆが固定された状態で、ユーザーが左右眼の切り替えボタン９０１を押下すると、全体制御部３００は、左右眼の切り替えボタン９０１に操作に基づき、撮影対象の被検眼Ｅとして右眼（Ｒ）または左眼（Ｌ）の選択を行う。その後、全体制御部３００は、この左右眼の選択に基づき、予め記憶部６００に記憶されていたデータを用いて光学ヘッド１１を移動させる。なお、この際、全体制御部３００は、前眼部観察部の取得データ等を用いて移動量を算出し、より精度良く光学ヘッド１１を移動させてもよい。
【００６１】
＜ステップＳ１０２（撮影モードの選択）＞
続いて、ユーザーがスキャンモードプルダウンメニュー９０７から撮影モードを指定すると、全体制御部３００は、当該指定に基づき撮影モードを選択する。ここで、撮影モードとしては、例えば、標準スキャン速度で撮影を行う標準撮影モード（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍｏｄｅ）や、網膜Ｅｒの断層方向の分解能を向上させた高分解能モード（Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ）、標準スキャン速度よりも速く撮影を行う高速撮影モード（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｍｏｄｅ）等を選択することができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、ユーザーが撮影モードを指定するものとしたが、診断したい疾病を不図示のメニューから選択（疾病名を選択）することにより、疾病に対して予め優先順位付けられたパラメータで撮影するようにしてもよい。
【００６３】
＜ステップＳ１０３（光源の波長掃引開始）＞
続いて、全体制御部３００は、光源１０１を点灯し、光源１０１から出力する光の波長掃引（波長スキャン）を開始する。具体的に、全体制御部３００は、ステップＳ１０２で選択した撮影モードに基づき、予め記憶部６００に記憶されている光源１０１のスキャン速度や、２次元センサー１６２の撮影領域（ＲＯＩ）等のパラメータを用いて、光源１０１から出力する光の波長スキャンを開始する。
【００６４】
また、全体制御部３００は、プレビュー領域９２２に基づいて部分領域８１３のデータを取得し、画像生成部４００が画像化した画像を表示領域９３０及び９４０に表示させる。
【００６５】
＜ステップＳ１０４（アライメント調整）＞
続いて、ユーザーが入力部２００を介して表示領域９１０に表示された前眼部画像の瞳孔中心をクリックすると、全体制御部３００は、当該クリックの位置に基づき、瞳孔中心が適切にアライメントされるように光学ヘッド１１を移動させる。このとき、全体制御部３００は、測定光１２１の入射位置が角膜頂点からずれるように制御を行い、被検眼Ｅの角膜による測定光１２１の反射光が２次元センサー１６２に到達しないように自動で調整する。
【００６６】
また、ユーザーは、入力部２００を介してアライメント調整部９０２のボタンをクリックすることで、アライメントの微調整を行うことができる。また、表示領域９１０には、上述したように、瞳孔の目標位置を提示する目標円９１２が前眼部画像上に重畳表示されており、アライメントが適切かどうかをユーザーが容易に判断できるようになっている。さらに、表示領域９１０には、上述したように、マーク９１３が前眼部画像上に重畳表示されており、輝点９１１がマーク９１３と重なるようにアライメントすることで、角膜反射の写り込みの少ない眼底画像を取得することができるようになっている。このマーク９１３は、記憶部６００に記憶されたパラメータに基づく位置に表示されており、不図示のスイッチで表示と非表示を切り替えることが可能となっている。
【００６７】
＜ステップＳ１０５（フォーカス調整）＞
続いて、ユーザーが表示領域９２０に表示される広画角眼底画像を参照しながらフォーカス調整スライダーバー９０３を操作すると、全体制御部３００は、ユーザーの操作入力値に基づき、広画角眼底撮影部のフォーカスを調整する。さらに、全体制御部３００は、広画角眼底撮影部のフォーカス調整に連動して、フォーカス調整機構１４１を駆動する。
【００６８】
さらに、全体制御部３００は、フォーカス調整機構１４１の動きに連動して、アパーチャ１０７のアパーチャ径の調整を行う。例えば、被検眼Ｅが近視眼の場合、眼底Ｅｒの照射領域が狭まるため、この場合、アパーチャ１０７のアパーチャ径が大きくなるように調整を行う。また、全体制御部３００は、このアパーチャ１０７のアパーチャ径に連動して、被検眼Ｅへの入射光量が概略一定となるように光源１０１を制御する。本実施形態においては、フォーカス調整機構１４１とアパーチャ１０７との連動は、予め記憶部６００に記憶されたパラメータに基づき行われる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、アパーチャ１０７のアパーチャ径は、手動で調整することも可能な構成となっており、被検眼Ｅの縮瞳等の条件によって眼底Ｅｒの照射領域を変更し、より効率的に撮影を行うことが可能となっている。
【００７０】
アパーチャ１０７のアパーチャ径の調整が自動／手動のいずれの場合においても、プレビュー領域９２２の大きさは測定光１２１が眼底Ｅｒを照射する領域に連動して表示されるため、ユーザーは単一撮影での撮影範囲を容易に視認することが可能である。
【００７１】
なお、フォーカス調整機構１４１は、光路長を変化させるため、後述するステップＳ１０７で実施されるコヒーレンスゲート調整よりも先にフォーカスを調整することで調整が容易となる。また、本ステップとは異なるタイミングでフォーカスが調整された場合、コヒーレンスゲートを連動して調整することが望ましい。
【００７２】
＜ステップＳ１０６（撮影位置選択）＞
続いて、ユーザーが入力部２００を介して所望のプレビュー位置となるよう指定を行うと、全体制御部３００は、当該指定に基づきプレビュー領域９２２の位置の調整を行う。
【００７３】
＜ステップＳ１０７（コヒーレンスゲート調整）＞
続いて、ユーザーがコヒーレンスゲート自動調整ボタン９０５を押下すると、全体制御部３００は、画像の輝度値に基づいてコヒーレンスゲート位置を判断し、ステージ１５２を駆動する。
【００７４】
さらに、ユーザーは、入力部２００を用いてコヒーレンスゲート調整スライダーバー９０４をスライドさせることで、コヒーレンスゲートの微調整を行うことができる。
【００７５】
＜ステップＳ１０８（撮影領域調整）＞
続いて、ユーザーが、表示領域９３０及び９４０に表示の画像を確認しながら、入力部２００から所望の撮影範囲となるように撮影領域９２１の位置と大きさ及びプレビュー領域９２２の位置の指定を行うと、全体制御部３００は、当該指定に基づく調整を行う。
【００７６】
＜ステップＳ１０９（撮影開始）＞
続いて、ユーザーが撮影ボタン９０８を押下すると、全体制御部３００は、撮影領域９２１に基づき、被検眼Ｅの断層画像の撮影等を開始する。撮影領域９２１がプレビュー領域９２２よりも狭く指定されている場合、全体制御部３００は、撮影領域９２１とプレビュー領域９２２の中心が一致するようにステアリングし、単一撮影を行って単一ボリュームデータを取得する。また、撮影領域９２１がプレビュー領域９２２よりも広く指定されている場合、全体制御部３００は、撮影領域９２１におけるボリュームデータが取得できるように、撮影順序を自動で判断する。
【００７７】
図７は、本発明の実施形態を示し、ボリュームデータの取得方法を説明するための図である。この図７において、図５に示す構成と同様の構成については同じ符号を付している。
【００７８】
全体制御部３００は、ステップＳ１０９の撮影開始後、例えば図７（ａ）に示すように、プレビュー領域９２２を非表示とし、撮影領域９２１におけるボリュームデータが取得されるように自動でステアリングと単一撮影を交互に繰り返す。ここで、ステアリングは、上述したように、全体制御部３００の制御によって、スキャナ１４２及びスキャナ１４４が、それぞれ、測定光１２１による眼底Ｅｒの照射位置をＸ方向（水平方向）及びＹ方向（垂直方向）の２方向に移動することである。この際、全体制御部３００は、記憶部６００に予め記憶されているパラメータに基づき、ステアリングの移動量や単一ボリュームデータ間の重なり合いの量を設定し、撮影領域９２１を包含するように制御する。ここで、包含するとは、得られるボリュームデータが撮影領域９２１で指定される領域よりも広いことを意味する。このため、ユーザーが意図した領域を確実に撮影することが可能である。本実施形態においては、単一撮影を行う際のステアリング量等のパラメータは、単一ボリュームデータと関連付けられて記憶部６００に記憶されている。
【００７９】
さらに、全体制御部３００は、撮影ボタン９０８が押下された直後、撮影領域９２１の概略中央の単一撮影を行い、部分領域８１３における断層画像をリファレンス断層画像として記憶部６００に記憶する。以降の単一撮影では、全体制御部３００は、既に撮影した単一ボリュームデータに隣接するように順次単一撮影を行う。また、全体制御部３００は、部分領域８１３の断層画像をリファレンス断層画像と比較した結果に基づいて、次の隣接する撮影位置へステアリングする前に自動で、フォーカスとコヒーレンスゲート位置を調整する。また、全体制御部３００は、フォーカスまたはコヒーレンスゲート位置が大幅にずれていると判断した場合、フォーカスまたはコヒーレンスゲート位置を調整して再撮影を行うように構成してもよい。この構成により、常に最適なフォーカス及びコヒーレンスゲート位置での単一撮影を行うことが可能となる。
【００８０】
なお、図７（ａ）では、アパーチャ１０７のアパーチャ形状が矩形である場合を示したが、例えば、図７（ｂ）に示すように、アパーチャ１０７のアパーチャ形状が円形である場合にも、同様の撮影手順が適用可能である。即ち、全体制御部３００は、記憶部６００に予め記憶されたパラメータに基づいて、ステアリングの移動量や単一ボリュームデータ間の重なり合いの量を設定し、撮影領域９２１を包含するように制御する。
【００８１】
なお、図７（ａ）に示すアパーチャ形状が矩形の場合、撮影時のステアリングの移動量や単一ボリューム間の重なり合いの量が容易に設定できる。一方、図７（ｂ）に示すアパーチャ形状が円形の場合、シングルモードの光ファイバー１０２−２から射出するガウシアンビームを有効に利用することが可能である。
【００８２】
また、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、単一撮影が終了した領域を撮影済み領域９２３として示している。この撮影済み領域９２３は、例えば、表示領域９２０において半透明のカラーで表示され、ユーザーが単一撮影済みの領域かどうかを容易に判断することができるようになっている。
【００８３】
また、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、単一撮影を行っている領域を撮影中領域９２４として示している。この撮影中領域９２４は、例えば、撮影済み領域９２３とは異なるカラーで区別し得る態様で表示される。
【００８４】
さらに、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、まだ単一撮影が行われていない領域を未撮影領域９２５として示している。この未撮影領域９２５は、例えば、撮影済み領域９２３及び撮影中領域９２４とは異なるカラーで区別し得る態様で表示される。
【００８５】
さらに、図７（ａ）及び図７（ｂ）の表示領域９２０において、単一撮影に失敗した領域や、再撮影を行った領域について、撮影済み領域９２３、撮影中領域９２４及び未撮影領域９２５とは異なるカラー等で区別し得る態様で表示するようにしてもよい。
【００８６】
以上説明した図７（ａ）及び図７（ｂ）の表示領域９２０における表示により、ユーザーは、撮影の進行状況を容易に把握することが可能である。なお、本実施形態では、カラー表示により各領域を区別する例について説明を行ったが、異なる表示方法、例えばテキストの重畳表示等により各領域を区別する方法を用いてもよい。
【００８７】
また、全体制御部３００は、ステップＳ１０９の撮影開始後、記憶部６００に記憶されたリファレンス広画角眼底画像とリアルタイムに取得される広画角眼底画像とに基づいて、被検眼Ｅの動きを検出し、その動きを補正するトラッキングを行う。例えば、全体制御部３００は、広画角眼底画像の一部が取得される度に、位相限定相関法を用いて被検眼Ｅの移動量を算出し、眼底Ｅｒの概略同じ位置を撮影するように、スキャナ１４２及び１４４を駆動制御するトラッキングを行う。このトラッキングは、Ｘ方向及びＹ方向におけるトラッキングに相当し、ここでは、横トラッキングと呼ぶ。この構成により、広画角眼底画像のフレームレートよりも高速な横トラッキングを実現することが可能である。
【００８８】
さらに、全体制御部３００は、断層画像の輝度値に基づいて、コヒーレンスゲート位置を自動で検出し、ステージ１５２を駆動制御するトラッキングを行うようにしてもよい。このトラッキングは、Ｚ方向におけるトラッキングに相当し、ここでは、縦トラッキングと呼ぶ。
【００８９】
＜ステップＳ１１０（撮影終了判断）＞
続いて、全体制御部３００は、ユーザーから入力部２００を介して撮影終了の指示があったか否かに応じて、撮影を終了するか否かを判断する。この判断の結果、撮影を終了しない場合には（Ｓ１１０／ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の処理を再度行う。なお、この際、例えば、左右眼の選択（Ｓ１０１）や撮影モードの選択（Ｓ１０２）を省略する設定等がされている場合には、ステップＳ１０３に戻り、ステップＳ１０３以降の処理を再度行うようにしてもよい。
【００９０】
ステップＳ１１０の判断の結果、撮影を終了する場合には（Ｓ１１０／ＹＥＳ）、撮影を終了する処理を行った後、図６のフローチャートの処理を終了する。
【００９１】
［撮影装置１０の制御方法（３次元断層画像の生成方法）］
図６のステップＳ１１０における撮影終了の後、全体制御部３００は、２次元センサー１６２の内部メモリ１６３に格納されたボリュームデータを画像生成部４００に転送する。そして、画像生成部４００は、単一ボリュームデータから単一３次元断層画像を生成し、次に、複数の単一３次元断層画像の位置合わせ及び貼り合わせ等を行って、３次元断層画像を生成する。
【００９２】
まず、図８を用いて単一３次元断層画像の生成方法について説明する。
図８は、本発明の実施形態に係る撮影装置１０の単一３次元断層画像の生成方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００９３】
＜ステップＳ２０１（位置合わせ）＞
まず、画像生成部４００は、単一ボリュームデータにおける一連の干渉画像の位置合わせを行う。この際、画像生成部４００は、光源１０１のスペクトルデータにおいて最も強度が高い波長で取得された干渉画像をリファレンス画像とし、干渉画像の相関計算を行って干渉画像間の位置合わせを行う。
【００９４】
＜ステップＳ２０２（座標（Ｘｉ，Ｙｉ）における干渉信号の取得）＞
続いて、画像生成部４００は、図４（ａ）に示す座標８１２（Ｘｉ，Ｙｉ）における干渉信号を取得する。
【００９５】
＜ステップＳ２０３（スペクトル処理）＞
続いて、画像生成部４００は、ステップＳ２０２で取得した干渉信号のスペクトル処理を行う。具体的に、画像生成部４００は、まず、スペクトルデータに適切な倍率をかけ、干渉信号から引き算する。また、本実施形態では、等波長間隔で干渉信号が取得されるため、画像生成部４００は、等波数間隔の干渉信号となるようにリスケーリングを行う。さらに、画像生成部４００は、予め測定し記憶部６００に記憶されているパラメータに基づいて、干渉信号の分散補正を行う。
【００９６】
＜ステップＳ２０４（窓関数処理）＞
続いて、画像生成部４００は、ステップＳ２０３でスペクトル処理を行った干渉信号に、窓関数としてハニング関数を掛け算する。なお、ステップＳ２０４の処理に用いる窓関数としては、ここで例示したハニング関数に限らず、例えば、矩形関数やテューキー関数等を用いることも可能である。
【００９７】
＜ステップＳ２０５（ＦＦＴ演算）＞
続いて、画像生成部４００は、ステップＳ２０４で窓関数処理を行った干渉信号をＦＦＴ演算し、断層信号を取得する。このステップＳ２０５で取得される断層信号の一例としては、図４（ｃ）に示す断層信号８３０が挙げられる。
【００９８】
＜ステップＳ２０６（記憶）＞
続いて、画像生成部４００は、ステップＳ２０５で取得した断層信号のデータを記憶部６００に記憶する。
【００９９】
＜ステップＳ２０７（次の座標の計算の必要可否判断）＞
続いて、例えば画像生成部４００（或いは全体制御部３００）は、インデックスｉが座標の総数Ｎよりも小さいか否かを判断する。
【０１００】
＜ステップＳ２０８（次の座標の設定）＞
ステップＳ２０７の判断の結果、インデックスｉが座標の総数Ｎよりも小さい場合には（Ｓ２０７／ＹＥＳ）、未だ計算処理を行っていない座標が存在すると判断し、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８に進むと、例えば画像生成部４００（或いは全体制御部３００）は、次のインデックスを設定する（ｉ＋＋）。その後、ステップＳ２０２に戻り、ステップＳ２０２以降の処理を再度行う。
【０１０１】
一方、ステップＳ２０７の判断の結果、インデックスｉが座標の総数Ｎよりも小さくない場合には（Ｓ２０７／ＮＯ）、全ての座標について計算処理を行ったと判断し、図８のフローチャートの処理を終了する。
【０１０２】
この図８のフローチャートの処理を行うことにより、単一３次元断層画像を生成することができる。
【０１０３】
次に、図９を用いて３次元断層画像の生成方法について説明する。
図９は、本発明の実施形態に係る撮影装置１０の３次元断層画像の生成方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１０４】
＜ステップＳ３０１（位置合わせ）＞
まず、画像生成部４００は、記憶部６００に記憶されたステアリング量や、重なり合いの量等のパラメータに基づいて、複数の単一３次元断層画像の位置合わせを行う。具体的に、画像生成部４００は、ステアリング量から隣り合う単一３次元断層画像を特定し、重なり合うと見込まれる領域に基づいて相関計算を行い、単一３次元断層画像の位置を決定する。
【０１０５】
＜ステップＳ３０２（貼り合わせ）＞
続いて、画像生成部４００は、ステップＳ３０１で決定した位置に基づいて、重なり合う領域については平均化処理を行い、単一３次元断層画像の貼り合わせを行う。その後、図９のフローチャートの処理を終了する。
【０１０６】
この図９のフローチャートの処理を行うことにより、３次元断層画像を生成することができる。そして、生成された３次元断層画像は、表示制御部５００の制御によって、撮影領域９２１で指定される大きさに基づいてトリミングされ、表示部７００に表示される。
【０１０７】
［光源１０１と２次元センサー１６２の動作］
次に、図１０に示すタイミングチャートを用いて、図３に示す光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法について説明する。
図１０は、本発明の実施形態を示し、図３に示す光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法の一例を示すタイミングチャートである。
【０１０８】
本実施形態では、ステアリングによる複数の単一撮影や、重ねあわせ処理による信号対雑音比の向上のため、被検眼Ｅの眼底Ｅｒの同一カ所について複数回の単一撮影を行う。また、コヒーレンスゲート位置の調整を行った場合の再撮影の場合等も含まれる。
【０１０９】
＜第１実施例＞
まず、図３に示す光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法における第１実施例について説明する。
【０１１０】
図１０（１ａ）〜（１ｃ）は、本実施形態の第１実施例における光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法の時系列動作を示すタイミングチャートである。具体的に、図１０（１ａ）は、全体制御部３００が発生させるトリガー信号のタイミングを示し、図１０（１ｂ）は、光源１０１の波長スキャン動作のタイミングを示し、図１０（１ｃ）は、２次元センサー１６２の露光動作のタイミングを示している。
【０１１１】
第１実施例では、全体制御部３００は、図１０（ａ）に示すトリガー信号１００１を基準として用いて、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動（同期）させる制御を行う。具体的に、全体制御部３００は、図１０（１ｂ）に示す光源１０１から出力する光の波長を変更する動作と、図１０（１ｃ）に示す２次元センサー１６２の露光動作と、を連動させる制御を行う。この際、全体制御部３００は、光源１０１から出力する光の波長を変更する動作として、図１０（１ｃ）に示すように、光の波長を階段状に変更する動作の制御を行う。
【０１１２】
第１実施例の処理について、以下に詳しく説明する。
全体制御部３００は、図１０（１ａ）に示すトリガー信号１００１の立ち上がりを検出する。そして、全体制御部３００は、当該検出及び予め設定されたパラメータに基づき、図１０（１ｂ）に示すように、光源１０１のスキャン開始波長１０１０から単一波長区間１０１１を切り替えて階段状に光源１０１の波長スキャンを行う。この図１０（１ｂ）に示すように波長スキャンを階段状にすることで、２次元センサー１６２の露光動作のタイミングの間は単一波長での信号とすることができるため、分解能を向上させることが可能である。
【０１１３】
２次元センサー１６２は、グローバルシャッターで動作し、図１０（１ｃ）に示す露光区間１０８１の間隔で動作する。全体制御部３００は、トリガー信号１００１に基づき、２次元センサー１６２に対して、露光区間１０８０に示す現在の露光動作を中断し、露光区間１０８１で改めて露光動作を開始させる。この制御によれば、露光が不十分なデータが、画像生成部４００で生成する画像（断層画像等）から取り除かれ、良好な画質の断層画像等を取得することが可能である。
【０１１４】
全体制御部３００は、光源１０１に対して、所定の波長ステップ数で波長スキャンを行った後、スキャン開始波長１０１０に戻す制御を行う。図１０（１ａ）〜図１０（１ｃ）において、区間１０３０が１回の波長スキャンに該当する。また、フライバック区間１０２０は、波長スキャンを行うために光源１０１の内部で使用されているスキャナ（不図示）が初期位置に戻るための動作区間である。このフライバック区間１０２０においては、全体制御部３００は、光源１０１を消灯するように制御する。そして、この場合、光源１０１が消灯しているため、フライバック区間１０２０では、２次元センサー１６２において眼底Ｅｒが写らない露光区間１０８３となる。この制御によれば、無効なデータが、画像生成部４００で生成する画像（断層画像等）から取り除かれ、良好な画質の断層画像等を取得することが可能である。
【０１１５】
さらに、全体制御部３００は、フライバック区間１０２０で、上述したステアリングが行われるように制御を行う。この制御によれば、効率の良い高速の撮影を行うことが可能である。また、全体制御部３００は、フライバック区間１０２０で、部分領域８１３の断層画像に基づきコヒーレンスゲート位置の調整等を行ってもよく、この場合、さらに効率の良い高速の撮影を行うことが可能である。
【０１１６】
＜第２実施例＞
次に、図３に示す光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法における第２実施例について説明する。なお、以下に記載する第２実施例の説明において、上述した第１実施例と共通する事項については説明を省略し、上述した第１実施例と異なる事項について説明を行う。
【０１１７】
図１０（２ａ）〜（２ｃ）は、本実施形態の第２実施例における光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法の時系列動作を示すタイミングチャートである。具体的に、図１０（２ａ）は、２次元センサー１６２の露光動作のタイミングを示し、図１０（２ｂ）は、２次元センサー１６２が発生する露光タイミング信号を示し、図１０（２ｃ）は、光源１０１の波長スキャン動作のタイミングを示している。
【０１１８】
上述した第１実施例では、全体制御部３００は、自らの処理で発生させたトリガー信号１００１を基準として、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させる制御を行うものであった。これに対して、第２実施例は、図１０（２ｂ）に示す２次元センサー１６２の露光タイミング信号を基準として、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させる制御を行うものである。この第２実施例では、全体制御部３００は、２次元センサー１６２が発生する露光タイミング信号を基準として（即ち、２次元センサー１６２の露光動作に基づいて）、トリガー信号１００１を発生させる態様を採りうる。
【０１１９】
第２実施例の処理について、以下に詳しく説明する。
２次元センサー１６２は、光を信号に変換する１回の露光ごとに、露光タイミング信号１００５を発生する。全体制御部３００は、光源１０１に対して、所定の回数の露光タイミング信号１００５ごとに、波長スキャンを開始させる。また、第２実施例の場合、全体制御部３００は、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させるため、光源１０１に対して、フライバック区間１０２０とは別に待機区間１０２１の間も消灯の状態を維持するように駆動させる。この制御により、光源１０１は、待機区間１０２１が経過した後の単一波長区間１０１２（単一波長区間１０１１と同一の波長）から階段状に光源１０１の波長スキャンを行う。そして、この制御により、光源１０１の単一波長区間１０１２の動作は、２次元センサー１６２の露光区間１０８１の動作と連動したものとなる。この制御によれば、２次元センサー１６２の露光動作を中断することなく、光源１０１の動作と連動させることができるため、効率の良い高速の撮影を行うことが可能である。
【０１２０】
＜第３実施例＞
次に、図３に示す光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法における第３実施例について説明する。なお、以下に記載する第３実施例の説明において、上述した第１実施例及び第２実施例と共通する事項については説明を省略し、上述した第１実施例及び第２実施例と異なる事項について説明を行う。
【０１２１】
図１０（３ａ）〜（３ｂ）は、本実施形態の第３実施例における光源１０１と２次元センサー１６２の動作方法の時系列動作を示すタイミングチャートである。具体的に、図１０（３ａ）は、２次元センサー１６２の露光動作のタイミングを示し、図１０（３ｂ）は、光源１０１の波長スキャン動作のタイミングを示している。
【０１２２】
上述した第１実施例及び第２実施例では、それぞれトリガー信号１００１及び露光タイミング信号１００５を用いて、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させる制御を行うものであった。これに対して、第３実施例は、トリガー信号１００１や露光タイミング信号１００５を用いずに、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させる制御を行うものである。この第３実施例では、全体制御部３００は、２次元センサー１６２が干渉光１２４を検出して得た干渉信号に基づく干渉画像の輝度情報をリファレンス画像の輝度情報と比較した結果に基づいて、光源１０１から出力する光の波長を変更する動作の制御を行う。
【０１２３】
第３実施例の処理について、以下に詳しく説明する。
本実施形態では、撮影において、部分領域８１３の干渉画像が、リアルタイムに画像生成部４００から全体制御部３００に送られる。この際、全体制御部３００は、受信した部分領域８１３の干渉画像から、部分領域８１３の干渉画像の輝度情報（以下、「部分輝度情報」と呼ぶ）を取得する。ここで、本実施形態では、部分輝度情報として、部分領域８１３の干渉画像の平均輝度を用いる。
【０１２４】
そして、全体制御部３００は、取得した部分輝度情報をリファレンス部分輝度情報と比較して、図１０（３ａ）に示す、部分輝度情報が低い露光区間１０８５を検出する。ここで、リファレンス部分輝度情報とは、予め取得され記憶部６００に記憶された波長ごとの干渉画像（リファレンス画像）の平均輝度である。
【０１２５】
露光タイミングが不適切な場合、図１０（３ａ）に示す露光区間１０８６は、異なる複数の波長の干渉信号となるため、分解能が低下する。そのため、全体制御部３００は、１回の波長スキャン終了時の露光区間１０８７、及び、露光区間１０８５に基づき、調整区間１０２２を設定する。第３実施例の場合、全体制御部３００は、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させるため、光源１０１に対して、フライバック区間１０２０とは別に調整区間１０２２の間も消灯の状態を維持するように駆動させる。この制御により、光源１０１は、調整区間１０２２が経過した後の単一波長区間１０１３（単一波長区間１０１１と同一の波長）から階段状に光源１０１の波長スキャンを行う。そして、この制御により、光源１０１の単一波長区間１０１３の動作は、２次元センサー１６２の露光区間１０８８の動作と連動したものとなる。この制御によれば、２次元センサー１６２の露光動作を中断することなく、光源１０１の動作と連動させることができるため、効率の良い高速の撮影を行うことが可能である。
【０１２６】
上述したように、本発明の実施形態に係る撮影装置１０は、光源１０１からの光を測定光１２１と参照光１２３とに分岐するカプラー１０３（光分岐手段）と、測定光１２１を測定対象Ｔである被検眼Ｅ（より詳細には、被検眼Ｅの眼底Ｅｒ）の２次元領域に照射する接眼光学系１４０（照射手段）と、２次元状に配置された受光素子を含み構成され、被検眼Ｅからの戻り光１２２と参照光１２３とを干渉させることにより得られる干渉光１２４を検出する２次元センサー１６２（検出手段）と、光源１０１の動作と２次元センサー１６２の動作とを連動させる制御を行う全体制御部３００（制御手段）とを有して構成されている。
かかる構成よれば、高速な撮影で良好な画質の断層画像を取得することができる。
【０１２７】
（その他の実施形態）
上述した本発明の実施形態では、測定対象Ｔとして被検眼Ｅを適用した例について説明を行ったが、本発明においては、この被検眼Ｅに限定されるものではない。本発明においては、光源１０１を用いて断層画像を撮影できる対象であれば、被検眼Ｅ以外の他の対象も、測定対象Ｔとして適用可能である。即ち、本発明においては、撮影装置１０は、眼科撮影装置に限定されるものではない。
【０１２８】
本発明は、上述の実施形態の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。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１２９】
１０：撮影装置、１００：光学系、１０１：光源１０１、１０２−１〜１０２−３：光ファイバー、１０３：カプラー、１０４：コリメートレンズ、１０５：ビームスプリッター、１０７：アパーチャ、１４０：接眼光学系、１５０：参照光学系、１６０：受光光学系、２００：入力部、３００：全体制御部、４００：画像生成部、５００：表示制御部、６００：記憶部、７００：表示部、Ｔ：測定対象、Ｅ：被検眼、Ｅｒ：眼底
【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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