技术领域
本发明涉及一种光学相干断层成像设备和该光学相关断层 成像设备的控制方法。
背景技术
当前，已知一种基于使用多波长光波相干的OCT(光学相 干断层成像技术)的光学相干断层成像设备。例如，将这类设备 用于内视镜以获得内脏信息和用于眼科设备以获得视网膜信 息。这些设备对于人体的应用领域变得越来越广泛。应用于眼 的光学相干断层成像设备正成为视网膜专科门诊必不可少的眼 科设备。
这类光学相干断层成像设备是如下的设备，其中该设置通 过利用作为低相干光的测量光照射样本、并且将来自样本的背 向散射光用于干涉系统来进行测量。利用测量光照射样本上的 一个点，可以获得样本上该点处的深度方向的图像信息。另外， 在样本上扫描测量光的同时进行测量，可以获得样本的断层图 像。在将该设备应用于眼底时，通过在眼的眼底上扫描测量光， 可以以高分辨率拍摄被检眼的眼底的断层图像。为此，这些设 备被广泛用于视网膜的眼科诊断等。
光学相干断层成像设备通常使用如下摄像方法，该摄像方 法用于通过在作为测量对象的眼底上沿水平方向或垂直方向反 复进行扫描，来获得多个断层图像。例如，可以通过在眼底的 同一区域进行多次扫描以获得该同一区域的多个眼底断层图 像、并且对所获得的图像进行平均化处理，来获得一个高质量 眼底断层图像。还可以通过在平移扫描位置的同时进行多次扫 描，来获得眼底的三维图像。然而，当以这样的方式进行多次 扫描时，完成摄像操作需要一定时间。为此，眼在该操作期间 可能运动。
与此相对，根据日本特开2008-29467所公开的眼科摄像设 备，公开了如下方法(眼底追踪)，该方法用于顺次拍摄被检眼 的正面图像，通过使用所获得的多个正面图像检测眼运动，并 且根据所检测到的眼运动校正扫描位置。如上所述，对于光学 相干断层成像设备来说，重要的是进行用于降低眼运动的影响 的处理。
另一方面，对于光学相干断层成像设备来说，重要的是保 持被检眼和设备主体之间的位置关系恒定。为了获得高质量眼 底断层图像，需要使光学相干断层成像设备的摄像光轴与被检 眼的瞳孔位置一致，并且需要调整摄像光学系统和被检眼之间 的相对位置以使得摄像光落在瞳孔内。
与此相对，根据日本特许4354601所公开的眼科设备，公开 了一种用于自动调整被检眼和光学储存部之间的相对位置关系 的自动对准机构。
发明内容
本发明目的在于：即使在根据眼运动进行追踪时，也能够 获得被检眼的运动所导致的失真得以降低的断层图像。
根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备， 包括：图像获得单元，用于在不同时间获得被检眼的多个图像； 断层图像获得单元，用于基于通过来自经由扫描单元利用测量 光所照射的所述被检眼的返回光和与所述测量光相对应的参考 光之间的干涉所获得的干涉光，来获得所述被检眼的多个断层 图像；用于基于所述多个图像、利用所述扫描单元对所述被检 眼进行追踪的单元；以及控制单元，用于对进行所述追踪的所 述单元的操作进行控制，以在所述扫描单元所进行的一次扫描 和下一次扫描之间的间隔内对扫描位置进行校正。
根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备， 用于基于通过来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的 返回光和与所述测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干 涉光，来获得所述被检眼的断层图像，所述光学相干断层成像 设备包括：用于在获得所述被检眼的多个断层图像的情况下、 在利用所述扫描单元所进行的副扫描期间进行追踪的单元；以 及控制单元，用于对进行所述追踪的所述单元的操作进行控制， 以在所述扫描单元所进行的主扫描期间停止所述追踪。
根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备 的控制方法，其中，所述光学相干断层成像设备用于基于通过 来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光和与所 述测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干涉光，来获得 所述被检眼的多个断层图像，所述控制方法包括以下步骤：获 得步骤，用于在不同时间获得所述被检眼的多个图像；以及控 制步骤，用于对如下单元的操作进行控制，以在所述扫描单元 所进行的一次扫描和下一次扫描之间的间隔内对扫描位置进行 校正，其中该单元是用于基于所述多个图像、利用所述扫描单 元对所述被检眼进行追踪的单元。
根据本发明的一个方面，提供一种光学相干断层成像设备 的控制方法，其中，所述光学相干断层成像设备用于基于通过 来自经由扫描单元利用测量光所照射的被检眼的返回光和与所 述测量光相对应的参考光之间的干涉所获得的干涉光，来获得 所述被检眼的断层图像，所述控制方法包括以下步骤：在获得 所述被检眼的多个断层图像的情况下，在所述扫描单元所进行 的副扫描期间进行追踪；以及对进行所述追踪的步骤中的操作 进行控制，以在所述扫描单元所进行的主扫描期间停止所述追 踪。
通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特 征将变得明显。
附图说明
图1是示出光学相干断层成像设备的结构的例子的图；
图2是示出自动对准操作的例子的流程图；
图3是示出眼底追踪操作的例子的流程图；
图4是示出适当对准状态下所拍摄的断层图像的例子的图；
图5是示出发生了眼运动的状态下所拍摄的断层图像的例 子的图；
图6是示出自动对准操作期间所拍摄的断层图像的例子的 图；
图7是示出自动对准操作期间所拍摄的多个断层图像的例 子的图；
图8是示出根据图7中的多个断层图像所生成的虚拟断层图 像的例子的图；
图9是示出自动对准控制的例子的流程图；
图10是示出不进行眼底追踪控制的情况下的扫描图案的例 子的图；
图11是示出通过图10中的扫描所获得的断层图像的例子的 图；
图12A和12B是示出眼底追踪控制的例子的流程图；以及
图13是示出眼底追踪控制时的扫描图案的例子的图。
具体实施方式
现在将参考附图详细说明本发明的典型实施例。应该注意， 除非另外特别说明，否则这些实施例所述的各组件的相对配置、 数字表达式和数值并没有限制本发明的范围。
本发明的目的在于：即使在根据眼运动进行追踪时，也能 够获得被检眼的运动所导致的失真得以降低的断层图像。
在为了拍摄被检眼的断层图像而在该眼上扫描测量光期间 进行上述扫描位置校正(眼底追踪)或自动对准时，断层图像可 能发生失真。
例如，当在拍摄断层图像期间启动自动对准时，由于自动 对准所引起的摄像光轴的偏心，因而断层图像上的视网膜可能 倾斜或者上下移动。特别地，当该设备进行多次扫描以获得多 个断层图像时，视网膜在特定断层图像上可能处于水平位置， 而视网膜在其它断层图像上可能倾斜。当该设备拍摄了倾斜不 同的多个断层图像时，各个断层图像之间的倾斜的差在根据这 多个断层图像所生成的三维图像上表现为视网膜形状的失真。
当在拍摄断层图像期间使眼底追踪进行动作时，断层图像 还可能由于利用眼底追踪的扫描位置的校正而失真。在利用眼 底追踪的校正的间隔短于获得被检眼上的一个点处的深度方向 的信息所需的时间(A扫描获得时间)的情况下，由于在各扫描点 处适当校正扫描位置以获得一个断层图像，因而在断层图像中 不会发生失真。然而，难以使得利用眼底追踪的校正的间隔短 于A扫描获得时间。例如，该设备在眼底追踪时通常使用眼底 的正面图像，并且难以使得校正间隔短于用于获得正面图像的 间隔。通常，用于获得正面图像的间隔约为几十ms，这长于A 扫描获得间隔(通常为几十μs)。这使得在进行被检眼上的扫描 时，难以针对各点都进行利用眼底追踪的校正。为此，该设备 对于特定大小的各扫描范围以预定间隔进行该校正。假定该设 备以预定间隔校正了扫描位置。在这种情况下，该设备一次校 正预定间隔期间所检测到的眼运动。结果，在进行被检眼上的 扫描时，扫描位置以预定间隔急剧变化。扫描位置的急剧变化 在所拍摄断层图像上以预定间隔表现为断层移位(失真)。
断层图像上的上述失真妨碍医生进行图像诊断。另外，医 生可能将断层图像上的该失真错误地识别为病变部。这可能导 致误诊断。此外，断层图像上的失真可能对光学相干断层成像 设备的视网膜层边界的自动识别功能产生不利影响。对视网膜 层边界的误识别将会导致显示基于误识别结果的视网膜层厚度 的测量值等。这可能导致误诊断。
当获得被检眼的多个断层图像时，优选对用于追踪该眼的 单元进行控制。这使得可以获得眼运动所引起的失真得以降低 的断层图像。例如，用于追踪被检眼的单元优选进行动作，以 使得在获得多个断层图像其中之一之后，等到获得下一断层图 像时，校正下一断层图像的获得位置。以下在各实施例中具体 说明该操作。
第一实施例
光学相干断层成像设备的示意性结构
参考图1说明根据第一实施例的光学相干断层成像设备的 示意性结构。光学相干断层成像设备基于通过来自测量光经由 扫描单元所照射的被检眼的返回光和与该测量光相对应的参考 光之间的干涉所获得的干涉光，来获得该被检眼的断层图像。 光学相干断层成像设备包括光学头单元100、分光器200和控制 单元300。下面顺次说明光学头单元100、分光器200和控制单元 300的结构。
光学头单元100和分光器200的结构
光学头单元100由用于拍摄被检眼E的前眼部Ea及其眼底 Er的二维图像和断层图像的测量光学系统构成。下面说明光学 头单元100的内部结构。将物镜101-1配置成对着眼E。在该透镜 的光轴上，用作光路分离单元的第一分色镜102和第二分色镜 103对光路进行分离。也就是说，第一分色镜102和第二分色镜 103针对各波长带将光路分成OCT光学系统的测量光路L1、眼 底观察光路/固视灯光路L2和前眼观察光路L3。
第三分色镜118还针对各波长带将光路L2分支成向着眼底 观察用的APD(雪崩光电二极管)115的光路和向着固视灯116 的光路。在这种情况下，附图标记101-2、111和112表示透镜。 用于固视灯和眼底观察的聚焦调节的马达(未示出)驱动透镜 111。APD115在眼底观察用照明光(未示出)的波长(更具体地 780nm)附近具有灵敏度。另一方面，固视灯116生成可见光以 促使被检者进行固视。
将用于在眼E的眼底Er上扫描从眼底观察用照明光源(未示 出)所发射的光的X扫描器117-1(用于主扫描方向)和Y扫描器 117-2(用于与主扫描方向交叉的副扫描方向)设置在光路L2上。 将透镜101-2设置成使其焦点位置位于X扫描器117-1和Y扫描 器117-2之间的中心位置附近。X扫描器117-1由谐振镜构成，但 也可以由多棱镜构成。X扫描器117-1和Y扫描器117-2之间的中 心位置附近的位置与眼E的瞳孔的位置光学共轭。APD(雪崩光 电二极管)115是用于检测由眼底Er散射/反射的光的单个检测 器。第三分色镜118是其上设置有穿孔镜或中空镜的棱镜，并且 将照明光和来自眼底Er的返回光分离开。
将透镜141和前眼观察用的红外线CCD142设置在光路L3 上。红外线CCD142在前眼观察用照明光(未示出)的波长(更具 体地，970nm)附近具有灵敏度。如上所述，光路L1形成OCT 光学系统，并且用于拍摄眼的眼底Er的断层图像。更具体地， 使用该光路获得用于形成断层图像的干涉信号。
将透镜101-3、镜121、以及用作用以在眼的眼底Er上扫描 光的扫描单元的X扫描器122-1和Y扫描器122-2设置在光路L1 上。另外，将X扫描器122-1和Y扫描器122-2设置成使得X扫描 器122-1和Y扫描器122-2之间的中心位置附近的位置成为透镜 101-3的焦点位置。此外，X扫描器122-1和Y扫描器122-2之间的 中心位置附近的位置与眼E的瞳孔的位置光学共轭。根据该结 构，以扫描单元用作物点的光路在透镜101-1和透镜101-3之间 变得大致平行。这可以使得即使在X扫描器122-1和Y扫描器 122-2进行扫描时，光在第一分色镜102上的入射角与光在第二 分色镜103上的入射角也一致。
测量光源130是用于使测量光入射到测量光路的光源。在本 实施例中，将测量光源130设置在光纤一端，并且与眼E的眼底 Er光学共轭。附图标记123和124表示透镜。在透镜123和124中， 通过马达(未示出)驱动透镜123以进行聚焦调节。通过调整从光 纤一端的测量光源130所发射的光来进行聚焦调节，从而使光聚 焦在眼底Er。将用作聚焦调节单元的透镜123设置在测量光源 130与用作扫描单元的X扫描器122-1和Y扫描器122-2之间。这 使得无需使用大于透镜101-3的透镜或者无需移动光纤125-2。
该聚焦调节使得可以在眼E的眼底Er上形成测量光源130 的图像，并且使来自眼E的眼底Er的返回光经由测量光源130高 效地返回至光纤125-2。
注意，图1中的X扫描器122-1和Y扫描器122-2之间的光路 在附图面上延伸。然而，实际上，该光路在与附图面垂直的方 向上延伸。光学头单元100还包括头驱动单元140。头驱动单元 140由三个马达(未示出)构成，并且被配置成使光学头单元100 在相对于眼E的三维(X,Y，Z)方向上移动。这使得可以使光学头 单元100对准眼E。
接着说明从测量光源130开始的光路以及参考光学系统和 分光器200的结构。测量光源130、光学耦合器125、光纤125-1～ 125-4、透镜151、色散补偿玻璃152、镜153和分光器200构成迈 克尔逊(Michelson)干涉仪。光纤125-1～125-4是与光学耦合器 125一体连接的单模光纤。
将从测量光源130发射的光分割成经由光纤125-1和光学耦 合器125传播至光纤125-2的测量光以及经由光纤125-1和光学 耦合器125传播至光纤125-3的参考光。测量光通过上述OCT光 学系统光路入射到作为观察对象的眼E的眼底Er，并且通过视 网膜的反射和散射、经由同一光路到达光学耦合器125。
另一方面，参考光经由光纤125-3、透镜151和被插入以使 测量光的色散与参考光的色散一致的色散补偿玻璃152而到达 镜153，并且通过镜153进行反射。参考光沿同一光路返回，并 且到达光学耦合器125。光学耦合器125对测量光和参考光进行 合成以形成干涉光。当测量光的光路长度与参考光的光路长度 大致相同时，发生干涉。马达和驱动机构(未示出)以能够在光 轴方向上调整镜153的位置的方式来保持镜153，从而使得根据 眼E而改变的测量光的光路长度与参考光的光路长度一致。经 由光纤125-4将干涉光引导至分光器200。
分光器200包括透镜201、衍射光栅202、透镜203和线传感 器204。经由透镜201，使得从光纤125-4出射的干涉光变得大致 平行，然后通过衍射光栅202进行分光。透镜203使光在线传感 器204上形成图像。
接着说明光源130周围的结构。光源130是作为代表性的低 相干光源的SLD(超发光二极管)。中心波长为855nm，并且波 长带宽约为100nm。在这种情况下，带宽是影响所获得的断层 图像在光轴方向上的分辨率的重要参数。另外，在这种情况下， 选择SLD作为光源。然而，还可以使用ASE(放大自发辐射)等， 只要其可以发射低相干光即可。考虑到是对被检眼的测量，红 外光的波长适合被设置为中心波长。另外，中心波长对所获得 的断层图像在水平方向上的分辨率有影响，因此中心波长优选 尽可能短。由于这两个原因，将中心波长设置成855nm。
尽管本实施例使用迈克尔逊干涉仪作为干涉仪，但也可以 使用马赫-泽德(Mach-Zehnder)干涉仪。当测量光和参考光之间 的光量差较大时，优选使用马赫-泽德干涉仪，并且当光量差相 对较小时，优选使用迈克尔逊干涉仪。
控制单元300的结构
将控制单元300连接至光学头单元100和分光器200的各个 单元。更具体地，控制单元300被连接至光学头单元100中的红 外线CCD142，并且用于生成眼E的前眼部Ea的观察图像。控制 单元300还被连接至光学头单元100中的APD115，并且用于生 成眼E的眼底Er的观察图像。另外，控制单元300被连接至光学 头单元100中的头驱动单元140，并且用于相对于眼E三维地驱 动光学头单元100。
将控制单元300连接至分光器200的线传感器204。这使得可 以获得分光器200进行波长分解后的测量信号，并且可以基于该 测量信号来生成眼E的断层图像。
被连接至控制单元300的监视器301可以显示所生成的眼E 的前眼部观察图像、眼底观察图像和断层图像。
眼E的对准方法
接着参考图2的流程图来说明使用根据本实施例的光学相 干断层成像设备的眼E的对准方法。首先，在摄像操作之前， 检查者使被检者坐在设备前面。
在步骤S201，控制单元300在接受了检查者的开关操作(未 示出)时，开始自动对准。在步骤S202，控制单元300用作前眼 部图像获得单元，并且在开始自动对准时，周期性从红外线CCD 142获得前眼部图像并对其进行分析。更具体地，控制单元300 检测输入的前眼部图像中的瞳孔区域。
在步骤S203，控制单元300计算所检测到的瞳孔区域的中 心位置。在步骤S204，控制单元300用作位置偏移量计算单元， 并且计算所检测到的瞳孔区域的中心位置和相对于前眼部图像 的中心位置的移位量(位置偏移量)。将本实施例的光学相干断 层成像设备配置成使前眼部图像的中心与物镜101-1的光轴一 致。步骤S204所计算出的移位量表示眼E和该测量光轴之间的 位置偏移量。
在步骤S205，控制单元300根据步骤S204所计算出的位置 偏移量，指示头驱动单元140移动光学头单元100。在步骤S206， 头驱动单元140驱动三个马达(未示出)，以使光学头单元100的 位置在相对于眼E的三维(X,Y，Z)方向上移动。作为移动的结 果，将安装在光学头单元100上的物镜101-1的光轴的位置校正 成接近眼E的前眼部Ea的瞳孔中心位置。
在步骤S207，控制单元300在光学头单元100的移动之后判 断从红外线CCD142是否新输入了前眼部图像。如果控制单元 300判断为新输入了前眼部图像(步骤S207为“是”)，则处理返回 到步骤S202。如果控制单元300判断为没有新输入前眼部图像 (步骤S207为“否”)，则设备终止该处理。
通过这一系列自动对准操作，物镜101-1的光轴位置始终移 动以追踪眼E的前眼部Ea的瞳孔中心位置。即使眼E的视线方向 改变，该自动对准操作在视线改变之后，也使物镜101-1的光轴 追踪前眼部Ea的瞳孔中心(前眼追踪)。这使得可以在不被瞳孔 遮挡的情况下，利用从测量光源130所发射的测量光束来照射眼 底Er，由此稳定地拍摄断层图像。
为了记录眼E的眼底Er的断层图像，设备继续进行该一系 列的自动对准操作，直到在扫描眼E的眼底Er上开始扫描测量 光为止。
尽管本实施例基于红外线CCD所拍摄的前眼部图像来进行 光学系统相对于被检眼的自动对准，但也可以通过使用其它技 术来执行该操作。例如，在眼的前眼部上投影对准用的指标并 检测反射光，这样可以进行三维(X,Y，Z)方向上的自动对准。
眼底追踪方法
接着参考图3的流程图来说明如下的眼底追踪方法，其中该 眼底追踪方法用于在为了观察眼E的状态而利用测量光照射眼 E的眼底Er时，对伴随着眼E的运动而发生的测量光照射位置的 偏移进行校正。
在步骤S301，控制单元300在开始上述自动对准操作之后， 开始通过光路L2获得眼底Er的二维观察图像。更具体地，控制 单元300开始获得从APD115输入的来自眼底Er的反射光。X扫 描器117-1和Y扫描器117-2在眼底Er上二维地连续扫描来自眼 底Er的反射光。对从APD115所输入的反射光进行周期性合成， 这可以周期性获得眼底Er的观察图像。
在步骤S302，控制单元300基于周期性获得的眼底观察图 像，开始眼底追踪操作。在步骤S303，控制单元300通过使用 包括先前获得的眼底观察图像和当前获得的眼底观察图像的两 个眼底观察图像，来计算眼底Er的移动量。更具体地，控制单 元300通过计算眼底观察图像上的关注区域在二维(X,Y)方向 的移位量，来计算眼底Er在二维(X,Y)方向的移动量。
在步骤S304，控制单元300根据所计算出的眼底Er的移动 量，来控制X扫描器122-1和Y扫描器122-2，由此对扫描位置进 行校正以使得始终能够利用沿光路L1的测量光来照射眼底Er 上的同一区域。
在步骤S305，控制单元300判断是否新获得了眼底Er的二维 观察图像。如果控制单元300判断为新获得了眼底Er的二维观察 图像(步骤S305为“是”)，则处理返回到步骤S303。如果控制单 元300判断为没有新获得眼底Er的二维观察图像(步骤S305为 “否”)，则设备终止该处理。
通过这一系列眼底追踪操作，从测量光源130施加至眼底 Er的测量光始终移动以追踪被检眼的眼底Er的运动。这使得能 够稳定地拍摄断层图像。设备持续进行该一系列的眼底追踪操 作，直到结束眼E的检查为止。
尽管本实施例通过使用利用点扫描型SLO所获得的眼底观 察图像进行眼底追踪，但也可以通过使用其它技术来执行该操 作。例如，可以通过使用利用可以在宽范围照射眼底的红外光 和红外线CCD的组合所获得的二维眼底观察图像来进行眼底追 踪。另外，可以通过使用通过向眼底投影根据光源所形成的任 意图案所获得的反射光来进行眼底追踪。
断层图像的拍摄方法
接着说明通过使用本实施例的光学相干断层成像设备拍摄 断层图像的方法。
检查者通过操作控制单元300上的开关(未示出)来开始摄 像操作。根据用于开始摄像的指示，控制单元300基于从线传感 器204周期性输出的干涉光，开始生成记录用的断层图像。
在这种情况下，从线传感器204输出的干涉光是通过衍射光 栅202分光得到的各频率的信号。控制单元300对来自线传感器 204的信号进行FFT(快速傅立叶变换)处理，以生成眼底Er上的 特定点处的深度方向的信息。将眼底Er上的特定点处的深度方 向的信息的生成称为A扫描。
可以通过驱动/控制X扫描器122-1和Y扫描器122-2至少之 一，在眼底Er上任意地扫描应用于眼底Er的测量光。可以通过 使用X扫描器122-1和Y扫描器122-2，在被检眼上扫描测量光。
控制单元300通过将在任意轨迹上的一次扫描期间所获得 的一系列多个A扫描图像组合在一个二维图像上，来生成眼底 Er上的该轨迹的断层图像。
另外，控制单元300通过驱动/控制X扫描器122-1和Y扫描 器122-2至少之一，使上述任意轨迹上的扫描重复多次。使同一 轨迹上的扫描重复多次，这可以获得眼底Er上的任意轨迹的多 个断层图像。例如，控制单元300通过仅驱动X扫描器122-1来 重复执行X方向上的扫描，以生成眼底Er上的同一扫描线的多 个断层图像。控制单元300还可以通过利用同时驱动X扫描器 122-1和Y扫描器122-2重复执行圆形扫描，来生成眼底Er上的同 一圆形的多个断层图像。控制单元300通过对这多个断层图像进 行平均化处理来生成高质量断层图像，并且将该图像显示在监 视器301上。
另一方面，控制单元300可以通过驱动/控制X扫描器122-1 和Y扫描器122-2至少之一，在扫描位置沿X方向和Y方向偏移的 同时，进行多次上述任意轨迹上的扫描。在扫描位置沿Y方向 偏移的同时以预定间隔进行多次X方向上的扫描，这将生成覆 盖眼底Er上的整个矩形区域的多个断层图像。控制单元300通过 组合这多个断层图像来生成眼底Er的三维信息，并且将该图像 显示在监视器301上。
可以通过按下扫描图案选择按钮(未示出)，来任意地切换X 扫描器122-1和Y扫描器122-2的扫描图案。
拍摄断层图像期间的自动对准控制
在像上述那样进行多次扫描以拍摄多个断层图像时，进行 这些扫描所需的时间长于进行一次扫描所需的时间。假定根据 本实施例的光学相干断层成像设备可以在扫描位置沿Y方向一 次偏移0.078mm的同时，在眼底Er上沿X方向重复128次10mm 的扫描。进行128次该扫描可以获得128个断层图像并且生成眼 底Er上的10mm×10mm的范围内的三维信息。在根据本实施例 的光学相干断层成像设备中，一个断层图像由总共1024个A扫 描图像构成。进行一次A扫描所需的时间是14.3μs。因此，需 要1024×14.3μs=14.6ms来获得一个断层图像，因此需要14.6 ms/每图像×128=1.87秒来获得所有128个断层图像。
可以将人眼运动分成三种类型(扫视、漂移和震颤)。这些 眼运动是无意识运动的一种类型，并且即使例如被检者将他/ 她的眼睛注视固视灯等，也难以完全抑制这些眼运动。另外， 这种运动的发生周期短于1.87秒的摄像周期，并且在设备进行 所有128次扫描期间，这种眼运动通常发生多次。
然而，由于这些眼运动所导致的瞳孔位置的变化并不会对 所拍摄断层图像产生大的影响。图4示出在眼E的前眼部Ea的瞳 孔中心与物镜101-1的光轴一致的状态下所拍摄的断层图像的 例子。图5示出在瞳孔中心在X方向上相对于物镜101-1的光轴 偏移了约1mm的状态下所拍摄的断层图像的例子。尽管图5所 示的眼底Er的断层图像与图4的断层图像相比是在视网膜R沿X 方向偏移的状态下所拍摄的，但断层图像本身不会有大的失真。 另外，可以通过上述眼底追踪来校正X方向上的这种偏移。
另一方面，当伴随眼运动进行自动对准时，所拍摄断层图 像受到极大影响。图6示出在针对图5所示的状态为了使瞳孔中 心与物镜101-1的光轴一致而进行自动对准的情况下所拍摄的 断层图像的例子。显然，与图4的断层图像相比，不仅存在X方 向上的偏移，还存在视网膜R的较大倾斜。眼底追踪无法校正 视网膜R的这种倾斜。另外，如果在所有128次扫描期间均进行 自动对准，则如图7所示，在用于拍摄128个断层图像的处理期 间，视网膜R的倾斜极大改变。这种倾斜变化尤其在通过重构 多个断层图像所生成的三维图像中会导致显著问题。图8示出用 于重构图7所示的128个断层图像并且显示由此得到的与主扫描 方向垂直的虚拟断层图像的例子。显而易见，在该虚拟断层图 像中，视网膜R的形状发生极大变化。视网膜R的倾斜的变化可 能会妨碍根据视网膜R的形态诊断眼疾的眼科医生进行诊断， 并且可能导致误诊断。
根据本实施例的光学相干断层成像设备进行如下处理，其 中该处理用于在执行用以拍摄多个断层图像的扫描期间临时停 止自动对准的动作。下面参考图9的流程图说明设备的该操作。 首先，在摄像操作之前，检查者使被检者坐在设备前面。注意， 控制单元300驱动/控制用作扫描单元的X扫描器122-1和Y扫描 器122-2中的至少一个，并且可以在观察扫描和记录扫描之间进 行切换，其中，观察扫描用于获得观察被检眼的状态用的观察 用断层图像，并且记录扫描用于获得记录该眼的状态用的记录 用断层图像。
在步骤S901，控制单元300在接受了检查者的开关操作(未 示出)时开始自动对准。在步骤S902，控制单元300开始获得观 察对准状态用的眼底Er的观察用断层图像。
在步骤S903，控制单元300将所获得的观察用断层图像显 示在监视器301上。检查者可以通过参考监视器301上所显示的 观察用断层图像，来判断该对准状态是否适当。如果检查者判 断为对准状态适当，则他/她通过操作控制单元300的开关(未示 出)，来发出用于开始拍摄断层图像的指示。
在步骤S904，控制单元300响应于检查者对开关(未示出) 的操作，开始拍摄要记录的断层图像。在步骤S905，在接收到 用于开始摄像的指示时，控制单元300在记录用的摄像之前，停 止自动对准的动作。
在步骤S906，控制单元300开始用于生成记录用的断层图 像的扫描。更具体地，控制单元300通过驱动/控制X扫描器122-1 和Y扫描器122-2至少之一，多次执行任意轨迹上的扫描。
在步骤S907，控制单元300在完成所有扫描时，重新开始 自动对准的动作。在步骤S908，控制单元300生成与多次扫描 相对应的多个断层图像。在步骤S909，控制单元300将步骤S908 所生成的多个断层图像记录在记录介质(未示出)中。利用上述 操作，该设备终止图9的流程图的处理。
在本实施例中，设备在紧挨在开始用于获得记录用的断层 图像的扫描之前，停止自动对准。然而，该设备也可以在上述 时刻之前停止自动对准。更具体地，该设备可以在判断为自动 对准大致使被检眼的瞳孔位置与光学系统的光轴一致的时刻停 止自动对准。
注意，该设备还可以包括接受用于获得多个断层图像的信 号的接受单元，并且可以被配置成在接受了该信号时开始处理。
如上所述，根据本实施例的光学相干断层成像设备可以通 过至少在生成记录用的断层图像时停止自动对准的动作，来获 得失真较少的良好断层图像。
拍摄断层图像期间的眼底追踪控制
即使当设备在用于获得一个断层图像的扫描期间进行眼底 追踪时，对所拍摄断层图像也存在较大的影响。如上所述，根 据本实施例的光学相干断层成像设备需要14.6ms来获得一个 断层图像。因此，当拍摄多个断层图像时，设备以约为14.6ms 的周期在眼底Er上进行多次扫描。该周期依赖于形成一个断层 图像所需的A扫描的次数和获得一次A扫描所需的时间。另一方 面，在根据本实施例的光学相干断层成像设备中，利用眼底追 踪的扫描位置的校正周期为33.3ms。该周期依赖于计算校正用 的位置偏移量所使用的眼底Er的观察图像的获得间隔。
如上所述，在断层图像的获得间隔不同于眼底观察图像的 获得间隔的情况下，如图10所示，该设备在为了获得一个断层 图像而在眼底Er上进行扫描期间，进行利用眼底追踪的扫描位 置的校正Ci(i=1～3)。另外，在眼底追踪中，尽管扫描位置的 校正间隔较长，但实际进行校正所需的时间非常短。因此，利 用眼底追踪的扫描位置的校正是如下操作，其中该操作用于根 据校正间隔内所进行的所有眼运动即时对位置进行校正。为此， 在设备在为了获得一个断层图像而在眼底Er上进行扫描期间进 行利用眼底追踪的扫描位置校正的情况下，如图11所示，出现 视网膜层之间的间隙G。视网膜层之间的间隙G可能会妨碍根据 视网膜的形态诊断眼疾的眼科医生进行诊断，并且可能导致误 诊断。
与此相对，根据本实施例的光学相干断层成像设备在拍摄 多个断层图像时，在用于获得各断层图像的各次扫描之间的间 隔内进行利用眼底追踪的扫描位置的校正，而在每次扫描期间 停止该校正。参考图12A和12B的流程图说明该操作。首先，在 摄像操作之前，检查者使被检者坐在设备前面。注意，控制单 元300驱动/控制用作扫描单元的X扫描器122-1和Y扫描器122-2 中的至少一个，并且可以切换并执行用于获得观察被检眼的状 态用的观察用断层图像的观察扫描以及用于获得记录该眼的状 态用的记录用断层图像的记录扫描。
在步骤S1201，控制单元300在接受了检查者的开关操作(未 示出)时，开始自动对准。然后，该设备开始获得用于观察对准 状态的眼底Er的观察用断层图像。在步骤S1202，控制单元300 将所获得的观察用断层图像显示在监视器301上。检查者可以通 过参考显示在监视器301上的观察用断层图像，来判断对准状态 是否适当。
在步骤S1203，控制单元300在检查者判断为对准状态适当 的情况下，响应于控制单元300接收到检查者对开关(未示出) 的操作来开始拍摄记录用断层图像。注意，该设备可以在步骤 S1201～S1203中进行基于眼底追踪的扫描位置的校正以调整 相干门。
在步骤S1204，控制单元300通过驱动/控制用作扫描单元的 X扫描器122-1和Y扫描器122-2中的至少一个，来开始任意轨迹 上的一次扫描。
在步骤S1205，控制单元300用作眼底图像获得单元，并且 判断是否获得了所拍摄的眼底图像。如果控制单元300判断为获 得了眼底图像(步骤S1205为“是”)，则处理进入步骤S1206。相 反，如果控制单元300判断为没有获得眼底图像(步骤S1205为 “否”)，则处理进入步骤S1208。
在步骤S1206，控制单元300用作移动量计算单元，并且根 据已获得的眼底图像和新获得的眼底图像，计算眼底Er的移动 量。
在步骤S1207，控制单元300将表示当前所执行的一次扫描 期间检测到眼底Er的移动的信息和表示所检测到的眼底Er的移 动量的信息存储在存储器(未示出)中。然后，处理进入步骤 S1208。在步骤S1208，控制单元300终止该次扫描。
在步骤S1209，控制单元300根据存储在存储器(未示出)中 的信息，判断在该次扫描的执行期间是否检测到了眼底Er的移 动。如果控制单元300判断为检测到眼底Er的移动(步骤S1209 为“是”)，则处理进入步骤S1210。如果控制单元300判断为没有 检测到眼底Er的移动(步骤S1209为“否”)，则处理进入步骤 S1212。
在步骤S1210，控制单元300从存储器(未示出)中读出所计 算出的移动量。在步骤S1211，控制单元300在通过使扫描位置 偏移了眼底Er的移动量来校正扫描位置时，计算下一扫描开始 位置，并且将下一扫描位置移动至偏移后的扫描开始位置。
在步骤S1212，控制单元300通过驱动/控制用作扫描单元的 X扫描器122-1和Y扫描器122-2中的至少一个，将扫描位置移动 至下一扫描开始位置。
在步骤S1213，控制单元300判断是否完成了全部一系列扫 描。如果控制单元300判断为完成了一系列扫描(步骤S1213为 “是”)，则处理进入步骤S1214。相反，如果控制单元300判断为 没有完成一系列扫描(步骤S1213为“否”)，则处理返回到步骤 S1204以重复这一系列眼底追踪操作。
在步骤S1214，控制单元300生成与一系列的多次扫描相对 应的多个记录用断层图像。在步骤S1215，控制单元300将步骤 S1214所生成的记录用断层图像显示在监视器301上。利用上述 操作，该设备终止图12A和12B的流程图的处理。这样，该设备 在一次扫描期间停止扫描位置的校正，并且在一次扫描和下一 次扫描之间的间隔内进行扫描位置的校正。
参考图13说明扫描的例子，其中在图13中，该设备在根据 图12A和12B的流程图进行眼底追踪的同时，进行眼底Er上的多 次扫描。设Di(i=1～3)是检测到眼底Er的移动的时刻，并且设 Ci(i=1～3)是基于所计算出的移动量来校正扫描位置的时刻。 如图13所示，该设备将伴随着D1处所检测到的眼底Er的移动的 扫描位置的校正延迟至C1所表示的下一次扫描的开始时刻。同 样，该设备将伴随着D2和D3处所检测到的眼底Er的移动的扫描 位置的校正分别延迟至C2和C3所表示的时点。以这样的方式进 行控制，使得被检眼的眼底Er上的各次扫描在没有任何中断的 情况下连续进行到最后。这可以降低在所拍摄的记录用断层图 像上出现像图11所示的视网膜层之间的间隙G的可能性。注意， 由于不对扫描位置进行校正，因而在通过检测到眼底Er的移动 的D1、D2和D3处的各次扫描所获得的断层图像上不太可能出 现视网膜层之间的间隙G。然而，由于眼底Er在扫描期间移动， 因而所获得的断层图像可能稍有失真。因此，该设备可以去除 通过D1、D2和D3处的各次扫描所获得的断层图像，或者可以 通过再次在各扫描位置进行相同扫描来再次拍摄断层图像。这 使得可以获得失真极小的断层图像。
在图12A和12B的流程图的处理中，该设备可以并行执行图 9的步骤S905和S907所述的自动对准的停止处理和重新开始处 理。也就是说，在步骤S1203的处理和步骤S1204的处理之间， 该设备还可以执行步骤S905所述的对准停止处理，并且在步骤 S1213的处理和步骤S1214的处理之间，还可以执行步骤S907所 述的对准重新开始处理。如上所述，该设备可以执行图9的与自 动对准相关联的处理和图12A和12B的基于眼底追踪的扫描位 置的校正处理中的至少一个。
尽管本实施例仅在获得记录用断层图像时才进行控制以在 各次扫描之间(特定扫描和下一次扫描之间)进行扫描位置的校 正，但该设备也可以在获得观察用断层图像时执行相同的控制。 在这种情况下，即使在观察用断层图像中，也可以降低视网膜 层的失真。另外，在获得观察用断层图像时，代替在各次扫描 之间(特定扫描和下一次扫描之间)的间隔内进行扫描位置的校 正，该设备可以在检测到眼底Er的移动时进行扫描位置的校正。 将观察用断层图像显示为实时观察运动图像，并且该观察用断 层图像的显示周期非常短。此外，由于观察用断层图像没有用 于诊断，因而可以允许视网膜层的一定程度的失真。
如上所述，根据本实施例的光学相干断层成像设备在执行 扫描期间，停止如下动作中的至少一个：拍摄被检眼用的光学 系统相对于该眼的对准；以及利用该眼的眼底追踪的扫描位置 的校正。这使得可以获得失真极小的断层图像。
其它实施例
还可以读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述 实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等装置) 和通过下面的方法来实现本发明的各方面，其中，系统或设备 的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进 行上述实施例的功能来进行上述方法的各步骤。为此，例如通 过网络或通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计 算机可读存储介质)将该程序提供给计算机。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解， 本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围 符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。