JP2017047110A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
射出する光の波長を掃引する光源部から射出された光を眼底に照射する照射光と参照光とに分岐し、前記照射光が照射された前記眼底からの反射光と前記参照光とを干渉する干渉部と、
前記眼底において前記照射光を走査する走査部と、
前記干渉部により干渉して得た干渉光を検出する検出部と、
前記検出部が前記干渉光を検出して得たアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、
前記光源部から射出された光のうち一部の光が通る光路が第一光路と前記第一光路に対して光路長差を有する第二光路とに分岐された干渉計として構成され、前記変換部が前記アナログ信号をサンプリングするクロックを生成するクロック発生部と、
前記生成されたクロックにより前記変換部がサンプリングした前記アナログ信号を変換して得た前記デジタル信号に基づいて、前記眼底の断層像を取得する断層像取得部と、を有する撮像装置であって、
前記走査部は、前記眼底において前記照射光を走査する角度が空気中で換算して47度以上となるように構成されており、
前記変換部は、n個(nは2以上の整数)のA/D変換器を含み、前記干渉計の周波数に対応するクロックから得たn個のクロックの位相を互いに位相差が生じるように変更し、前記n個のクロックを用いて生成された前記干渉計の周波数のn倍の周波数のクロックにより前記アナログ信号をサンプリングするように構成されている。
図1は、本実施形態における光干渉断層撮像法を用いた撮像装置(OCT装置)の構成例を示す図である。OCT装置は、射出される光周波数が掃引される光源部10と、干渉光を生成するOCT干渉部20と、干渉光を検出する検出部30と、干渉光に基づいて、被検体100の眼底の情報を取得する情報取得部40と、を有している。なお、情報取得部40は、眼底の断層像を取得(生成)する断層像取得部(画像生成部)としても機能する。さらに、OCT装置は、測定アーム50と参照アーム60を有している。
前述のごとく、眼底検査においては広角に撮像したいという要望がある。これを実現するために求められるOCT装置の照射光で走査する範囲(走査角度)について図3の簡単な人眼のモデルを用いて説明する。図3は、眼球を球体として仮定したときの模式図である。眼底の眼球の瞳孔中心にほぼ沿った視軸上に黄斑があり、黄斑から少し離れた位置に視神経乳頭がある。この黄斑と視神経乳頭は、眼底において特に重要な部位である。広角にとは、すなわち、黄斑と視神経乳頭およびその周辺を同一の走査で一度に撮像するということである。
a=T×cos(θ/2) ・・・式1
a+b=T ・・・式2
このように、瞳孔中心から黄斑までの距離と瞳孔中心から黄斑から離れた位置までの距離とは、bだけ異なる。このbは角度θが大きくなればなるほど、大きくなるため、広画角の眼底検査用のOCT装置では、瞳孔中心から黄斑までの光路長と瞳孔中心から黄斑から離れた周辺の位置までの距離とが大きく異なってしまう。成人の眼軸長Tは個人差が大きく、95%の人が含まれる眼軸長Tの範囲は21mm以上28mm以下である。ここでは、眼軸長Tの値として、その範囲の最大値である28mmを用い、眼球内の振れ角θが33.4度の場合、式1、2からbは約1.2mmとなる。
次に、所望の深さ範囲を実現するためのkクロックについて、図6を用いて説明する。図6中の符号は、図1と対応している。kクロック発生部には、例えば、分岐比95:5などのカプラ90により光源から射出される光の一部を分岐し、分岐された光が入射される。その分岐光は、カプラ81によりさらに2つの光路に分岐させ、分岐された光路は第一光路と第二光路として構成される。第一光路と第二光路とは、光路長差82を設けて再びカプラ83で干渉させる。以上がkクロック干渉計である。ここで発生するkクロック干渉信号は、光周波数の時間変化に伴って正弦波となり、かつ光周波数の変化に伴い、この正弦波の周期も時間変化する。図5(b)に示したこの正弦波のゼロクロス点またはピーク点は等波数間隔であるので、これらの点をクロック位置としてサンプリングを行えば波数空間のOCT干渉信号が取得できるのである。
しかしながら、このような長いコヒーレンス長の光を発生可能な波長掃引光源は製造が困難かつ非常に高価であり、一般的な眼科機器には不適である。従って、本実施形態に関わるSS−OCT装置では、インターリーブ動作によるサンプリングを行う。インターリーブとは、n個(nは2以上の整数)のA/D変換器を含む変換部32を用いて1つの信号をサンプリングする技術である。一般にA/D変換は、図8(a)に示すようにクロックの立ち上がりエッジまたは立下りエッジのどちらか一方のみで信号を取得している。インターリーブでは、図8(b)に示すように、例えば、位相反転回路などを用いて位相を180度ずらした2つのクロックを2つのA/D変換器に与え、立ち上がりエッジと立下りエッジの両方のエッジで信号を取得することで2倍のサンプリング速度を実現している。すなわち、図10のように、変換部32は、kクロック干渉計の周波数に対応するクロックをn個のA/D変換器に対応するn個のクロックに分割し、分割されたn個のクロックを用いてkクロック干渉計の周波数のn倍の周波数のクロックを生成するように構成されている。なお、図10は、本実施形態に係るインターリーブの回路構成と、干渉信号及びkクロックの様子を表す模式図である。従って、本実施形態においては、kクロックの光路長差82は、空気中で断層像の深さ範囲の2倍の11mm以上とすれば、断層像の深さ範囲を空気中で5.5mm以上(眼球内で4.0mm以上)とすることができる。
また、本実施形態に係る撮像装置は、走査する角度の異なる複数の撮像モードを選択する選択部を更に有することが好ましい。このとき、制御部は、選択された撮像モードによって、走査する角度を変更するように走査部を制御する。例えば、黄斑と視神経乳頭とを両方含む断層像として撮像する撮像モード(広画角撮像モード)では走査する角度が47度以上である第1の角度とし、黄斑と視神経乳頭とのいずれか一方を撮像する撮像モード(狭画角撮像モード)では、47度未満である第2の角度まで変更可能とする。
Claims (14)
- 射出する光の波長を掃引する光源部から射出された光を眼底に照射する照射光と参照光とに分岐し、前記照射光が照射された前記眼底からの反射光と前記参照光とを干渉する干渉部と、
前記眼底において前記照射光を走査する走査部と、
前記干渉部により干渉して得た干渉光を検出する検出部と、
前記検出部が前記干渉光を検出して得たアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、
前記光源部から射出された光のうち一部の光が通る光路が第一光路と前記第一光路に対して光路長差を有する第二光路とに分岐された干渉計として構成され、前記変換部が前記アナログ信号をサンプリングするクロックを生成するクロック発生部と、
前記生成されたクロックにより前記変換部がサンプリングした前記アナログ信号を変換して得た前記デジタル信号に基づいて、前記眼底の断層像を取得する断層像取得部と、を有する撮像装置であって、
前記走査部は、前記眼底において前記照射光を走査する角度が空気中で換算して47度以上となるように構成されており、
前記変換部は、n個(nは2以上の整数)のA/D変換器を含み、前記干渉計の周波数に対応するクロックから得たn個のクロックの位相を互いに位相差が生じるように変更し、前記n個のクロックを用いて生成された前記干渉計の周波数のn倍の周波数のクロックにより前記アナログ信号をサンプリングするように構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記クロック発生部は、前記干渉計の周波数に対応するクロックを差動信号として生成するように構成されており、
前記変換部は、前記生成された差動信号を受け、前記受けた差動信号から得たクロックを用いて前記n個のクロックを生成し、前記生成されたn個のクロックを用いて前記n倍の周波数のクロックを生成するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記変換部は、前記断層像の深さ範囲に応じて使用するA/D変換器の数を切り替えることにより、前記アナログ信号をサンプリングするクロックを切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記走査する角度を47度以上である第1の角度と47度未満である第2の角度とで変更するように前記走査部を制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記眼底の黄斑と視神経乳頭とのいずれか一つを撮像する狭画角撮像モードを含む複数の撮像モードのうちいずれかの撮影モードを選択する選択部を更に有し、
前記制御部は、前記狭画角撮像モードが選択された場合、前記第2の角度で前記照射光が走査されるように前記走査部を制御することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記複数の撮像モードは、前記眼底の黄斑と視神経乳頭とを撮像する広画角撮像モードを更に含み、
前記制御部は、前記広画角撮像モードが選択された場合、前記第1の角度で前記照射光が走査されるように前記走査部を制御することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記変換部は、前記広画角撮像モードが選択された場合には前記断層像の深さ範囲が4.0mm以上である第1の範囲になるように、前記狭画角撮像モードが選択された場合には前記断層像の深さ範囲が4.0mm未満である第2の範囲になるように、前記n倍の周波数のクロックを切り替えることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- 前記複数の撮像モードは、前記眼底の硝子体を観察するための硝子体観察モードを含み、
前記制御部は、前記硝子体観察モードが選択された場合、前記第2の角度で前記照射光が走査されるように前記走査部を制御し、
前記変換部は、前記断層像の深さ範囲が4.0mm以上である範囲になるように、前記n倍の周波数のクロックを切り替えることを特徴とする請求項6又は7に記載の撮像装置。 - 前記変換部は、前記断層像の深さ範囲が4.0mm以上である第1の範囲と前記深さ範囲が4.0mm未満である第2の範囲とが切り替わるように、前記n倍の周波数のクロックを切り替えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記断層像取得部は、前記n倍の周波数のクロックにより前記変換部がサンプリングした得たデータを間引き、前記間引かれたデータをフーリエ変換することにより、前記断層像の深さ範囲が狭い断層像を取得することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 射出する光の波長を掃引する光源部から射出された光を眼底に照射する照射光と参照光とに分岐し、前記照射光が照射された前記眼底からの反射光と前記参照光とを干渉する干渉部と、
前記干渉部により干渉して得た干渉光を検出する検出部と、
前記検出部が前記干渉光を検出して得たアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、
前記光源部から射出された光のうち一部の光が通る光路が第一光路と前記第一光路に対して光路長差を有する第二光路とに分岐された干渉計として構成され、前記変換部が前記アナログ信号をサンプリングするクロックを生成するクロック発生部と、
前記生成されたクロックにより前記変換部がサンプリングした前記アナログ信号を変換して得た前記デジタル信号に基づいて、前記眼底の断層像を取得する断層像取得部と、を有する撮像装置であって、
前記変換部は、n個(nは2以上の整数)のA/D変換器を含み、前記干渉計の周波数に対応するクロックから得たn個のクロックの位相を互いに位相差が生じるように変更し、前記n個のクロックを用いて生成された前記干渉計の周波数のn倍の周波数のクロックにより前記アナログ信号をサンプリングするように構成されていることを特徴とする撮像装置。 - 前記クロック発生部は、前記干渉計の周波数に対応するクロックを差動信号として生成するように構成されており、
前記変換部は、前記生成された差動信号を受け、前記受けた差動信号から得たクロックを用いて前記n個のクロックを生成し、前記生成されたn個のクロックを用いて前記n倍の周波数のクロックを生成するように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。 - 前記変換部は、前記位相差が180度になるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 射出する光の波長を掃引する光源部から射出された光を眼底に照射する照射光と参照光とに分岐し、前記照射光が照射された前記眼底からの反射光と前記参照光とを干渉する干渉部と、
前記干渉部により干渉して得た干渉光を検出する検出部と、
前記検出部が前記干渉光を検出して得たアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、
前記光源部から射出された光のうち一部の光が通る光路が第一光路と前記第一光路に対して光路長差を有する第二光路とに分岐された干渉計として構成され、前記変換部が前記アナログ信号をサンプリングするクロックを生成するクロック発生部と、
前記生成されたクロックにより前記変換部がサンプリングした前記アナログ信号を変換して得た前記デジタル信号に基づいて、前記眼底の断層像を取得する断層像取得部と、を有する撮像装置であって、
前記クロック発生部は、前記生成されたクロックを差動信号として生成するように構成されており、
前記変換部は、前記生成された差動信号を受け、前記受けた差動信号から得たクロックによりサンプリングした前記アナログ信号を前記デジタル信号に変更するように構成されていることを特徴とする撮像装置。
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