DE112013005234T5 - Optische Bildmessvorrichtung - Google Patents

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine optische Bildmessvorrichtung bereitgestellt, die dazu geeignet ist, Bilder mit einer hohen lateralen Auflösung und einer globalen Schärfe zu erfassen. Eine optische Bildmessvorrichtung einer Ausführungsform weist ein optisches System, einen Bilderzeugungsabschnitt, eine Steuereinrichtung und einen Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes auf. Das optische System weist einen Scanner, der eine Bestrahlungsposition von Signallicht auf einem Objekt ändert, und einen Fokuspositionsänderungsabschnitt auf, der eine Fokusposition des Signallichts ändert. Das optische System erfasst Interferenzlicht von vom Objekt zurückkehrenden Licht des jeweiligen Signallichts und Referenzlicht. Der Bilderzeugungsabschnitt erzeugt ein Querschnittsbild auf der Basis von Erfassungsergebnissen mehrerer Interferenzlichtstrahlen, die mehreren Bestrahlungspositionen des Signallichts entsprechen. Die Steuereinrichtung steuert das optische System, um das Signallicht auf die mehreren Bestrahlungspositionen wiederholt aufzustrahlen, während die Fokusposition geändert wird. Der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes erzeugt ein zusammengesetztes Querschnittsbild basierend auf zwei oder mehr Querschnittsbildern, die durch den Bilderzeugungsabschnitt auf der Basis von Ergebnissen der wiederholten Bestrahlung des Signallichts erzeugt werden.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Bildmesstechnik zum Erfassen von Bildern eines Objekts unter Verwendung der optischen Kohärenztomografie (OCT).
• Technischer Hintergrund
• In den letzten Jahren hat OCT zunehmend Beachtung gefunden, durch die Bilder, die eine Oberflächen- und/oder innere Morphologie von Objekten darstellen, unter Verwendung von Lichtstrahlen von Laserlichtquellen und dergleichen erzeugt werden. Anders als Röntgen-CT ist OCT für den menschlichen Körper nichtinvasiv, so dass erwartet wird, dass OCT insbesondere im medizinischen und biologischen Bereich Anwendung findet. Beispielsweise werden in der Ophthalmologie Vorrichtungen zum Erzeugen von Bildern des Augenhintergrundes (Fundus), der Hornhaut, usw. in der Praxis angewendet.
• Patentdokument 1 beschreibt eine Vorrichtung, die eine sogenannte ”Fourier Domain OCT”-Technik verwendet. Insbesondere strahlt diese Vorrichtung einen Lichtstrahl mit geringer Kohärenz auf ein Objekt, überlagert dessen reflektiertes Licht und Referenzlicht, um Interferenzlicht zu erzeugen, bestimmt eine spektrale Intensitätsverteilung des Interferenzlichts und wendet eine Fourier-Transformation darauf an, um eine Morphologie des Objekts in einer Tiefenrichtung (z-Richtung) abzubilden. Außerdem weist diese Vorrichtung einen Galvanospiegel zum Scannen von Lichtstrahlen (Signallicht) in einer Richtung (x-Richtung) senkrecht zur z-Richtung auf, und erzeugt ein Bild eines gewünschten Messzielbereichs des Objekts. Ein durch diese Vorrichtung erzeugtes Bild ist ein zweidimensionales Querschnittsbild entlang der Tiefenrichtung (z-Richtung) und der Scanrichtung (x-Richtung) des Lichtstrahls. Eine solche Technik wird insbesondere als Spectral Domain bezeichnet. Patentdokument 2 beschreibt ebenfalls eine OCT-Vorrichtung des Spectral-Domain-Typs.
• Patentdokument 3 beschreibt eine OCT-Vorrichtung, die Wellenlängen von Licht scannt, das auf ein Objekt aufgestrahlt wird (Wellenlängen-Sweeping), durch Überlagern von reflektierten Lichtstrahlen der jeweiligen Wellenlängen auf Referenzlicht erhaltenes Interferenzlicht erfasst, um eine spektrale Intensitätsverteilung zu erhalten, und eine Fourier-Transformation darauf anwendet, um eine Morphologie des Objektes abzubilden. Eine solche OCT-Technik wird als Swept Source oder dergleichen bezeichnet. Ein Swept-Source-Typ ist eine Art Fourier-Domain-Typ. Patentdokument 4 beschreibt eine Konfiguration, in der OCT in der Ophthalmologie angewendet wird.
• OCT-Vorrichtungen haben Vorteile dahingehend, dass hochauflösende Bilder, Querschnittsbilder und dreidimensionale Bilder erhalten werden können, und dergleichen.
• Dokumente des Stands der Technik
• [Patentdokumente]
• [Patentdokument 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. H11-325849
• [Patentdokument 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2007-101250
• [Patentdokument 3] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2007-24677
• [Patentdokument 4] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-73099
• Kurzbeschreibung der Erfindung
• Durch die Erfindung zu lösendes Problem
• Herkömmliche OCT-Vorrichtungen weisen optische Systeme mit einer großen numerischen Apertur (NA) auf, um die laterale Auflösung zu verbessern. Ein großer Wert der numerischen Apertur ergibt jedoch eine flache Abbildungstiefe oder Tiefenschärfe, wodurch leicht Bokeh (Trübung) in Bildern verursacht wird. D. h., die laterale Auflösung und die Schärfe des gesamten Bildes stehen in einer Kompromissbeziehung, und mit Hilfe herkömmlicher Technik ist es schwierig, gleichzeitig geeignete Werte für diese beiden Parameter zu erzielen.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Technik bereitzustellen, die dazu geeignet ist, Bilder mit einer hohen lateralen Auflösung und einer globalen Schärfe zu erhalten.
• Mittel zum Lösen des Problems
• Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird durch die vorliegende Erfindung eine in Anspruch 1 beschriebene optische Bildmessvorrichtung bereitgestellt, mit: einem optischen System mit einem Scanner, der dafür konfiguriert ist, eine Bestrahlungsposition von Signallicht auf einem Objekt zu ändern, und einem Fokuspositionsänderungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, die Fokusposition des Signallichts zu ändern, und dafür konfiguriert ist, Interferenzlicht von vom Objekt zurückkehrenden Licht des entsprechenden Signallichts und Referenzlicht zu erfassen; einem Bilderzeugungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, ein Querschnittsbild auf der Basis der Erfassungsergebnisse mehrerer Interferenzlichtstrahlen zu erzeugen, die mehreren Bestrahlungspositionen des Signallichts entsprechen; einer Steuereinrichtung, die dafür konfiguriert ist, das optische System zu steuern, um das Signallicht auf die mehreren Bestrahlungspositionen wiederholt aufzustrahlen, während die Fokusposition geändert wird; und einem Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes, der dafür konfiguriert ist, ein zusammengesetztes Querschnittsbild basierend auf zwei oder mehr Querschnittsbildern zu erzeugen, die durch den Bilderzeugungsabschnitt auf der Basis von Ergebnissen der wiederholten Bestrahlung des Signallichts erzeugt werden.
• Die in Anspruch 2 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Teilbildspezifizierungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, ein Teilbild zu spezifizieren, das einen Bildbereich aufweist, der einer entsprechenden Fokusposition für jedes der zwei oder mehr Querschnittsbilder entspricht, und die spezifizierten zwei oder mehr Teilbilder zusammensetzt, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.
• Die in Anspruch 3 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Positionseinstellungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, die zwei oder mehr Teilbilder zu analysieren, um die Relativpositionen zwischen den zwei oder mehr Teilbildern einzustellen, und die zwei oder mehr Teilbilder zusammensetzt, deren Relativpositionen eingestellt worden sind, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.
• Die in Anspruch 4 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Positionseinstellungsabschnitt einen Abschnitt zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs aufweist, der dafür konfiguriert ist, jedes der zwei oder mehr Teilbilder zu analysieren, um einen einer charakteristischen Stelle des Objekts entsprechenden charakteristischen Bildbereich zu spezifizieren, und die Relativpositionen zwischen den zwei oder mehr Teilbildern basierend auf den spezifizierten charakteristischen Bildbereichen einstellt.
• Die in Anspruch 5 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Versatzerfassungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, einen Versatz zwischen dem optischen System und dem Objekt während der wiederholten Bestrahlung des Signallichts zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung auf der Basis des erfassten Versatzes eine erneute wiederholte Bestrahlung des Signallichts ausführt, und wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes das zusammengesetzte Querschnittsbild basierend auf zwei oder mehr neuen Querschnittsbildern erzeugt, die auf der Basis von Ergebnissen der erneuten wiederholten Bestrahlung des Signallichts erzeugt werden.
• Die in Anspruch 6 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Versatzerfassungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, während der wiederholten Bestrahlung des Signallichts einen Versatz zwischen dem optischen System und dem Objekt zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung einen Mitteilungsabschnitt zum Ausgeben von Mitteilungsinformationen basierend auf dem erfassten Versatz aufweist.
• Die in Anspruch 7 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Wiederholungsbestimmungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, die Anzahl der Wiederholungen bei der wiederholten Bestrahlung des Signallichts basierend auf einer im Voraus erhaltenen Dicke einer vorgegebenen Schicht des Objekts zu bestimmen.
• Die in Anspruch 8 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach Anspruch 7, ferner mit einem Schichtdickenberechnungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, ein Querschnittsbild zu analysieren, das vor der wiederholten Bestrahlung des Signallichts erhalten wird, um die Dicke der vorgegebenen Schicht zu berechnen.
• Die in Anspruch 9 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das optische System einen Abschnitt zum Ändern der numerischen Apertur aufweist, der dafür konfiguriert ist, eine numerische Apertur zu ändern, und ferner einen Abschnitt zum Bestimmen der numerischen Apertur aufweist, der dafür konfiguriert ist, einen Wert der numerischen Apertur zu bestimmen, so dass die Abbildungstiefe (Fokaltiefe) kleiner wird als die Dicke der vorgegebenen Schicht, wobei die Steuereinrichtung den Abschnitt zum Ändern der numerischen Apertur steuert, um die numerische Apertur auf den vorgegebenen Wert einzustellen.
• Die in Anspruch 10 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung die Fokusposition für jede Wiederholung der Bestrahlung des Signallichts auf die mehreren Bestrahlungspositionen schrittweise ändert, wenn die wiederholte Bestrahlung des Signallichts ausgeführt wird, und wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes das zusammengesetzte Querschnittsbild basierend auf einem rechteckigen Teilbild erzeugt, das einen Bildbereich enthält, der einer entsprechenden Fokusposition in jedem Querschnittsbild entspricht.
• Die in Anspruch 11 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung die Fokusposition kontinuierlich ändert, wenn die wiederholte Bestrahlung des Signallichts ausgeführt wird, und wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes das zusammengesetzte Querschnittsbild auf der Basis eines parallelogrammförmigen Teilbildes erzeugt, das einen Bildbereich aufweist, der einer entsprechenden Fokusposition in jedem Querschnittsbild entspricht.
• Die in Anspruch 12 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Teilbilderzeugungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, jedes der zwei oder mehr Querschnittsbilder zuzuschneiden, um ein Teilbild zu erzeugen, und einen Zusammensetzungsprozessor, der dafür konfiguriert ist, eine Kachelungsverarbeitung der zwei oder mehr Teilbilder auszuführen, die von den zwei oder mehr Querschnittsbildern erhalten werden, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.
• Die in Anspruch 13 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht der optischen Bildmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Gewichtungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, eine Gewichtung von Pixeln jedes der zwei oder mehr Querschnittsbilder auszuführen, und einen Zusammensetzungsprozessor, der dafür konfiguriert ist, eine Überlagerungsverarbeitung der zwei oder mehrere Querschnittsbilder mit den gewichteten Pixeln auszuführen, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.
• Wirkung der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Bilder mit einer hohen lateralen Auflösung und einer globalen Schärfe zu erfassen.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• 1 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Konfigurationsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 2 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Konfigurationsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm zum Darstellen eines Konfigurationsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 4 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Konfigurationsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 5 zeigt eine schematische Darstellung zum Erläutern einer Konfiguration einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 6 zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer Konfiguration einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 7A zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer Konfiguration einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 7B zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer Konfiguration einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 8 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer Verarbeitung einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 9 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Betriebsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Ausführungsform;
• 10 zeigt ein schematisches Blockdiagramm zum Darstellen eines Konfigurationsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation;
• 11 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Betriebsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation;
• 12A zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Betriebsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation;
• 12B zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Betriebsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation;
• 13 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Betriebsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation;
• 14 zeigt ein schematisches Blockdiagramm zum Darstellen eines Konfigurationsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation;
• 15A zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Betriebsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation; und
• 15B zeigt ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Betriebsbeispiels einer optischen Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) gemäß einer Modifikation.
• Technik zum Implementieren der Erfindung
• Nachstehend werden Beispiele von Ausführungsformen erfindungsgemäßer optischer Bildmessvorrichtungen unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Die erfindungsgemäßen optischen Bildmessvorrichtungen erzeugen Querschnittsbilder und/oder dreidimensionale Bilder von Objekten. In der vorliegenden Beschreibung werden durch OCT erfasste Bilder manchmal als OCT-Bilder bezeichnet. Außerdem werden Messverfahren zum Erzeugen von OCT-Bildern manchmal als OCT (Messung) bezeichnet. Die Inhalte, die in den in der vorliegenden Beschreibung zitierten Dokumenten dargestellt sind, können auf die folgenden Ausführungsformen angewendet werden. Ferner können verschiedene Konfigurationen, die in Verbindung mit den folgenden Ausführungsformen und Modifikationen beschrieben sind, auf eine beliebige Weise kombiniert werden.
• In den folgenden Ausführungsformen wird vorausgesetzt, dass ein Objekt ein Auge (Augenhintergrund) ist, und es werden Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtungen beschrieben, die Fourier-Domain-OCT anwenden, um eine OCT für einen Augenhintergrund auszuführen. Insbesondere sind Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtungen von Ausführungsformen in der Lage, OCT-Bilder eines Augenhintergrundes mittels Spectral-Domain-OCT zu erhalten und Augenhintergrundbilder zu erhalten. Konfigurationen der vorliegenden Erfindung können auf optische Bildmessvorrichtungen eines beliebigen von einem Spectral-Domain-Typ verschiedenen Typs (zum Beispiel Swept-Source-OCT) angewendet werden. Die folgenden Ausführungsformen beschreiben Vorrichtungen als Kombinationen von OCT-Vorrichtungen und Netzhautkameras, es können jedoch von Netzhautkameras verschiedene ophthalmologische Abbildungsvorrichtungen (wie beispielsweise SLO, Spaltlampenmikroskop, ophthalmologisches Operationsmikroskop usw.) mit OCT-Vorrichtungen kombiniert werden, die Konfigurationen von Ausführungsformen haben. Konfigurationen von Ausführungsformen können auch zu Einzelfunktions-OCT-Vorrichtungen integriert werden.
• Konfigurationen
• Wie in 1 und in 2 dargestellt ist, weist eine Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung (optische Bildmessvorrichtung) 1 eine Netzhautkameraeinheit 2, eine OCT-Einheit 100 und eine Rechen- und Steuereinheit 200 auf. Die Netzhautkameraeinheit 2 weist nahezu das gleiche optische System wie eine herkömmliche Netzhautkamera auf. Die OCT-Einheit 100 weist optische Systeme zum Erfassen von Augenhintergrund-OCT-Bildern auf. Die Rechen- und Steuereinheit 200 weist einen Computer auf, der verschiedene Rechenverarbeitungen, Steuerverarbeitungen usw. ausführt.
• Netzhautkameraeinheit
• Die in 1 dargestellte Netzhautkameraeinheit 2 weist optische Systeme zum Erhalten zweidimensionaler Bilder (Augenhintergrundbilder) auf, die eine Oberflächenmorphologie eines Augenhintergrundes Ef eines Auges E darstellen. Augenhintergrundbilder sind beispielsweise Beobachtungsbilder, fotografierte Bilder usw. Das Beobachtungsbild ist beispielsweise ein monochromatisches Bewegtbild, das mit einer vorgegebenen Rahmenrate unter Verwendung von Nah-Infrarotlicht erzeugt wird. Das fotografierte Bild kann beispielsweise ein Farbbild sein, das durch Blitzlicht im sichtbaren Wellenlängenbereich aufgenommen wird, oder ein monochromatisches Standbild, das unter Verwendung von Nah-Infrarotlicht oder sichtbarem Licht als Beleuchtungslicht aufgenommen wird. Die Netzhautkameraeinheit 2 kann außerdem andersartige Bilder aufnehmen, wie beispielsweise Fluoreszenzangiographiebilder, Indocyaningrün-Fluoreszenzbilder und Autofluoreszenzbilder.
• Die Netzhautkameraeinheit 2 weist eine Kinnstütze und eine Stirnhalterung zum Stützen des Gesichts einer Person auf. Darüber hinaus weist die Netzhautkameraeinheit 2 ein optisches Beleuchtungssystem 10 und ein optisches Abbildungssystem 30 auf. Das optische Beleuchtungssystem 10 strahlt Beleuchtungslicht auf den Augenhintergrund Ef auf. Das optische Abbildungssystem 30 führt vom Augenhintergrund reflektiertes Licht des Beleuchtungslichts zu Abbildungsvorrichtungen (CCD-Bildsensoren 35, 38 (die manchmal einfach als CCD bezeichnet werden)).
• Eine Beobachtungslichtquelle 11 des optischen Beleuchtungssystems 10 weist beispielsweise eine Halogenlampe auf. Licht (Beobachtungsbeleuchtungslicht), das von der Beobachtungslichtquelle 11 ausgegeben wird, wird durch einen Reflexionsspiegel 12 mit einer gekrümmten Reflexionsfläche reflektiert, durchlauft eine Kondensorlinse 13 und wird Nah-Infrarotlicht, nachdem es ein Sperrfilter 14 für sichtbares Licht durchlaufen hat. Außerdem wird das Beobachtungsbeleuchtungslicht in der Nähe einer Abbildungslichtquelle 15 konvergent ausgerichtet, durch einen Spiegel 16 reflektiert und durchläuft Relaislinsen 17 und 18, eine Blende 19 und eine Relaislinse 20. Dann wird das Beobachtungsbeleuchtungslicht auf einem peripheren Teil (Bereich um einen Öffnungsabschnitt herum) eines Blendenspiegels 21 reflektiert, durch einen dichroitischen Spiegel 46 transmittiert und durch eine Objektivlinse 22 gebrochen, wodurch der Augenhintergrund Ef beleuchtet wird. Es kann eine LED (Leuchtdiode) als Beobachtungslichtquelle verwendet werden.
• Das durch den Augenhintergrund reflektierte Licht des Beobachtungsbeleuchtungslichts wird durch die Objektivlinse 22 gebrochen, durch den dichroitischen Spiegel 46 transmittiert, durchläuft den im Mittenbereich des Blendenspiegels 21 ausgebildeten Öffnungsabschnitt, wird durch einen dichroitischen Spiegel 55 transmittiert, durchlauft eine Fokussierungslinse 31 und wird durch einen Spiegel 32 reflektiert. Außerdem wird das durch den Augenhintergrund reflektierte Licht durch einen halbdurchlässigen Spiegel 39A transmittiert, durch einen dichroitischen Spiegel 33 reflektiert und erzeugt durch eine Kondensorlinse 34 ein Bild auf einer Lichtempfangsfläche der CCD 35. Die CCD 35 erfasst das vom Augenhintergrund reflektierte Licht beispielsweise mit einer vorgegebenen Rahmenrate. Ein Bild (Beobachtungsbild), das auf dem vom Augenhintergrund reflektierten Licht basiert, das durch die CCD 35 erfasst wird, wird auf einer Displayeinrichtung 3 dargestellt. Wenn das optische Abbildungssystem 30 auf einen vorderen Augenabschnitt fokussiert wird, wird das Beobachtungsbild des vorderen Augenabschnitts des Auges E dargestellt.
• Die Abbildungslichtquelle 15 weist beispielsweise eine Xenonlampe auf. Von der Abbildungslichtquelle 15 ausgegebenes Licht (Abbildungsbeleuchtungslicht) wird über den gleichen Weg auf den Augenhintergrund Ef aufgestrahlt wie das Beobachtungsbeleuchtungslicht. Das vom Augenhintergrund reflektierte Licht des Abbildungsbeleuchtungslichts wird über den gleichen Weg zum dichroitischen Spiegel 33 geführt wie das Beobachtungsbeleuchtungslicht, durch den dichroitischen Spiegel 33 transmittiert, durch einen Spiegel 36 reflektiert und bildet durch eine Kondensorlinse 37 ein Bild auf der Lichtempfangsfläche der CCD 38. Ein Bild (fotografiertes Bild), das auf dem durch die CCD 38 erfassten, vom Augenhintergrund reflektierten Licht basiert, wird auf der Displayeinrichtung 3 dargestellt. Die Displayeinrichtung 3 zum Darstellen des Beobachtungsbildes und die Displayeinrichtung 3 zum Darstellen des fotografierten Bildes können gleich oder verschieden sein. Wenn eine ähnliche Fotografie durch Beleuchten des Auges E mit Infrarotlicht durchgeführt wird, wird das durch Infrarotlicht fotografierte Bild dargestellt. Eine LED kann als die Abbildungslichtquelle verwendet werden.
• Ein LCD-Display (Flüssigkristallanzeige) 39 stellt Fixierungsziele, Zielvorgaben für eine Sehschärfemessung usw. dar. Das Fixierungsziel ist ein visuelles Ziel (Index) zum Fixieren des Auges E und wird bei der Augenhintergrundfotografie, OCT, usw. verwendet.
• Ein Teil des vom LCD-Display 39 ausgegebenen Lichts wird durch den halbdurchlässigen Spiegel 39A reflektiert, durch den Spiegel 32 reflektiert, durchlauft die Fokussierungslinse 31 und den dichroitischen Spiegel 55, durchlauft den Öffnungsabschnitt des Blendenspiegels 21, wird durch den dichroitischen Spiegel 46 transmittiert, durch die Objektivlinse 22 gebrochen und auf den Augenhintergrund Ef projiziert.
• Durch Ändern einer Anzeigeposition des Fixierungsziel auf dem Bildschirm des LCD-Displays 39 kann eine Fixierungsposition des Auges E geändert werden. Beispiele für Fixierungspositionen des Auges E sind eine Position zum Erfassen eines an der Makula zentrierten Bildes, eine Position zum Erfassen eines am Sehnervkopf zentrierten Bildes, eine Position zum Erfassen eines am Augenhintergrund (an einer Stelle zwischen Makula und Papille) zentrierten Bildes, usw., wie bei herkömmlichen Netzhautkameras. Die Anzeigepositionen der Fixierungsziele können beliebig geändert werden.
• Wie bei herkömmlichen Netzhautkameras weist die Netzhautkameraeinheit 2 ein optisches Ausrichtungssystem 50 und ein optisches Fokussierungssystem 60 auf. Das optische Ausrichtungssystem 50 erzeugt ein Ziel (Index, Ausrichtungsziel) zum Anpassen der Position des optischen Systems bezüglich des Auges E (das heißt, zum Ausführen einer Ausrichtung). Das optische Fokussierungssystem 60 erzeugt ein Ziel (Index, geteiltes Ziel (Split-Target)) für eine Fokussierung auf den Augenhintergrund Ef.
• Von einer LED 51 des optischen Ausrichtungssystems 50 ausgegebenes Licht (Ausrichtungslicht) durchläuft Blenden 52 und 53 und die Relaislinse 54, wird durch den dichroitischen Spiegel 55 reflektiert, durchlauft den Öffnungsabschnitt des Blendenspiegels 21, wird durch den dichroitischen Spiegel 46 transmittiert und wird durch die Objektivlinse 22 auf die Hornhaut des Auges E projiziert.
• Von der Hornhaut reflektiertes Licht des Ausrichtungslichts durchlauft die Objektivlinse 22, den dichroitischen Spiegel 46 und den Öffnungsabschnitt, und dann wird ein Teil des von der Hornhaut reflektierten Lichts durch den dichroitischen Spiegel 55 transmittiert, durchläuft die Fokussierungslinse 31, wird durch den Spiegel 32 reflektiert, durch den halbdurchlässigen Spiegel 39A transmittiert, durch den dichroitischen Spiegel 33 reflektiert und durch die Kondensorlinse 34 auf die Lichtempfangsfläche der CCD 35 projiziert. Ein durch die CCD 35 aufgenommenes Bild (Ausrichtungsziel, Ausrichtungsindex) wird zusammen mit dem Beobachtungsbild auf der Displayeinrichtung 3 dargestellt. Der Benutzer führt eine Ausrichtung durch Ausführen von Operationen wie bei herkömmlichen Netzhautkameras aus. Die Ausrichtung kann derart ausgeführt werden, dass die Rechen- und Steuereinheit 200 die Position des Ausrichtungsziels analysiert und das optische System bewegt (automatische Ausrichtung).
• Um die Fokussierungseinstellung vorzunehmen, wird die Reflexionsfläche einer Reflexionsstange 67 schräg in einem optischen Weg des optischen Beleuchtungssystems 10 angeordnet. Von einer LED 61 des optischen Fokussierungssystems 60 ausgegebenes Licht (Fokussierungslicht) durchlauft eine Relaislinse 62, wird durch eine Split-Target-Platte 63 in zwei Lichtströme aufgeteilt, durchläuft eine Zweilochblende 64, wird durch einen Spiegel 65 reflektiert, erzeugt durch eine Kondensorlinse 66 ein Bild auf der Reflexionsfläche der Reflexionsstange 67 und wird dann reflektiert. Ferner durchlauft das Fokussierungslicht die Relaislinse 20, wird am Blendenspiegel 21 reflektiert, wird durch den dichroitischen Spiegel 46 transmittiert, durch die Objektivlinse 22 gebrochen und auf den Augenhintergrund Ef projiziert.
• Vom Augenhintergrund reflektiertes Licht des Fokussierungslichts durchläuft den gleichen Weg wie das von der Hornhaut reflektierte Licht des Ausrichtungslichts und wird durch die CCD 35 erfasst. Ein durch die CCD 35 aufgenommenes Bild (Split-Target, Split-Index) wird auf der Displayeinrichtung 3 zusammen mit dem Beobachtungsbild dargestellt. Die Rechen- und Steuereinheit 200 analysiert ähnlich wie bei der herkömmlichen Technik die Position des Split-Target und bewegt die Fokussierungslinse 31 und das optische Fokussierungssystem 60 zum Ausführen eines Fokussierungsvorgangs (automatische Fokussierung). Die Fokussierung kann manuell ausgeführt werden, während das Split-Target beobachtet wird.
• Der dichroitische Spiegel 46 koppelt den optischen Weg für eine Augenhintergrundfotografie und den optischen Weg für OCT. Der dichroitische Spiegel 46 reflektiert Licht von Wellenlängenbändern für OCT und transmittiert das Licht für die Augenhintergrundfotografie. Der optische Weg für OCT weist eine Kollimatorlinseneinheit 40, einen Abschnitt 41 zum Ändern der optischen Weglänge, einen Galvanoscanner 42, eine Fokussierungslinse 43, einen Spiegel 44 und eine Relaislinse 45 auf. Im optischen Weg für OCT angeordnete Komponenten und in der OCT-Einheit 100 angeordnete Komponenten bilden ein Beispiel eines ”optischen Systems”.
• Die Kollimatorlinseneinheit 40 wandelt von einer Lichtleitfaser 107 emittiertes Licht (Signallicht LS) in einen parallelen Lichtstrom um. Außerdem koppelt die Kollimatorlinseneinheit 40 vom Auge E zurückkehrendes Licht des Signallichts LS erneut in die optische Faser 107 ein. Die Kollimatorlinseneinheit 40 weist einen Abschnitt 40A zum Ändern der numerischen Apertur auf, der einen Strahldurchmesser des parallelen Lichtstroms variiert, um die numerische Apertur (NA) für OCT zu andern. Der Abschnitt 40A zum Ändern der numerischen Apertur kann als eine Einheit mit mehreren Linsen mit verschiedenen Stärken konfiguriert sein, die selektiv im optischen Weg angeordnet werden können, oder als eine Einheit mit einer oder mehreren Linsen, die in Richtung der optischen Achse beweglich sind. Eine Änderung des Strahldurchmessers des Signallichts LS bewirkt eine Änderung der numerischen Apertur für OCT.
• Der Abschnitt 41 zum Ändern des optischen Weges ist in der durch einen in 1 dargestellten Pfeil angezeigten Richtung bewegbar, um die optische Weglänge für OCT zu andern. Die Änderung der optischen Weglänge kann zum Korrigieren der optischen Weglänge gemäß der axialen Länge des Auges E, zum Einstellen des Interferenzzustand usw. verwendet werden. Der Abschnitt 41 zum Ändern der optischen Weglänge weist beispielsweise ein Prisma und einen Mechanismus zum Bewegen des Prismas auf.
• Der Galvanoscanner 42 ändert die Ausbreitungsrichtung von Licht (Signallicht LS), das entlang des optischen Weges für OCT geführt wird. Daher wird der Augenhintergrund Ef durch das Signallicht LS gescannt. Der Galvanoscanner 42 weist einen Galvanospiegel zum Scannen von Signallicht LS in der x-Richtung, einen Galvanospiegel zum Scannen in der y-Richtung und einen Mechanismus zum unabhängigen Antreiben dieser Komponenten auf. Dadurch kann das Signallicht LS in beliebigen Richtungen auf der xy-Ebene gescannt werden.
• Die Fokussierungslinse 43 ist in Richtungen beweglich, die durch einen Pfeil in 1 dargestellt sind, und ändert die Fokusposition für OCT.
• OCT-Einheit
• Nachstehend wird ein Konfigurationsbeispiel der OCT-Einheit 100 unter Bezug auf 2 erläutert. Die OCT-Einheit 100 weist ein optisches System zum Erhalten von OCT-Bildern des Augenhintergrundes Ef auf. Dieses optische System hat eine Konfiguration, die einer herkömmlichen Spectral-Domain OCT-Vorrichtung ähnlich ist. D. h., dieses optische System ist dafür konfiguriert, Licht mit geringer Kohärenz in Signallicht und Referenzlicht zu teilen, das vom Augenhintergrund Ef zurückkehrende Signallicht dem Referenzlicht zu überlagern, das einen optischen Referenzweg zurückgelegt hat, um Interferenzlicht zu erzeugen, und Spektralkomponenten des Interferenzlichts zu erfassen. Das Ergebnis der Erfassung (Erfassungssignal) wird an die Rechen- und Steuereinheit 200 übertragen.
• Wenn Swept-Source-OCT angewendet wird, wird anstatt der Lichtquelle mit geringer Kohärenz eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge (Wavelength Sweeping) verwendet, während ein optisches Element zum spektralen Zerlegen von Interferenzlicht nicht vorgesehen ist. Im Allgemeinen kann eine beliebige bekannte Technik gemäß dem OCT-Typ für eine Konfiguration der OCT-Einheit 100 verwendet werden.
• Eine Lichtquelleneinheit 101 gibt breitbandiges Licht L0 mit einer geringen Kohärenz aus. Das Licht L0 mit einer geringen Kohärenz enthält beispielsweise ein Wellenlängenband im nahen Infrarot (etwa 800–900 nm) und hat eine zeitliche Kohärenzlänge von einigen zehn Mikrometern. Es ist möglich, Wellenlängenbänder, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, wie beispielsweise Licht im nahen Infrarot mit einer Mittenwellenlänge von etwa 1040–1060 nm, als das Licht L0 mit einer geringen Kohärenz zu verwenden.
• Die Lichtquelleneinheit 101 weist eine Lichtemissionseinrichtung, wie beispielsweise eine SLD (Superlumineszenzdiode), eine LED, einen SOA (Semiconductor Optical Amplifier) usw. auf Das von der Lichtquelleneinheit 101 ausgegebene Licht L0 mit einer geringen Kohärenz wird über eine Lichtleitfaser 102 einem Faserkoppler 103 zugeführt und in Signallicht LS und Referenzlicht LR geteilt.
• Das Referenzlicht LR wird über eine Lichtleitfaser 104 einem optischen Dämpfungsglied 105 zugeführt. Unter Verwendung einer beliebigen bekannten Technik steuert die Rechen- und Steuereinheit 200 das optische Dämpfungsglied 105 zum automatischen Einstellen der Lichtmenge (Lichtintensität) des durch die Lichtleitfaser 104 geführten Referenzlichts LR. Das Referenzlicht LR, dessen Lichtmenge durch das optische Dämpfungsglied 105 eingestellt worden ist, wird durch die Lichtleitfaser 104 geleitet und erreicht eine Polarisationssteuerungseinrichtung 106. Die Polarisationssteuerungseinrichtung 106 übt beispielsweise eine Belastung auf die in einer Schleifenform ausgebildete Lichtleitfaser 104 aus, um Polarisationszustände des in der Lichtleitfaser 104 geführten Referenzlichts LR einzustellen. Die Konfiguration der Polarisationssteuerungseinrichtung 106 ist aber nicht hierauf beschränkt, sondern es kann eine beliebige bekannte Technik verwendet werden. Das Referenzlicht LR, dessen Polarisationszustand durch die Polarisationssteuerungseinrichtung 106 eingestellt worden ist, wird einem optischen Koppler 109 zugeführt.
• Das durch den Faserkoppler 103 erzeugte Signallicht LS wird durch die Lichtleitfaser 107 geführt und durch die Kollimatorlinseneinheit 40 in einen parallelen Lichtstrom umgewandelt. Außerdem durchläuft das Signallicht LS den Abschnitt 41 zum Ändern der optischen Weglänge, den Galvanoscanner 42, die Fokussierungslinse 43, den Spiegel 44 und die Relaislinse 45 und erreicht den dichroitischen Spiegel 46. Außerdem wird das Signallicht LS durch den dichroitischen Spiegel 46 reflektiert, durch die Objektivlinse 22 gebrochen und auf den Augenhintergrund Ef projiziert. Das Signallicht LS wird an verschiedenen Tiefenpositionen des Augenhintergrundes Ef gestreut (reflektiert). Vom Augenhintergrund Ef zurückgestreutes Licht (zurückkehrendes Licht) des Signallichts LS lauft entlang der gleichen Strecke, aber in der entgegengesetzten Richtung zurück zum Faserkoppler 103 und erreicht den Faserkoppler 109 über eine Lichtleitfaser 108.
• Der Faserkoppler 109 überlagert das zurückgestreute Licht des Signallichts LS und das Referenzlicht LR, das die Lichtleitfaser 104 durchlaufen hat. Das dadurch erzeugte Interferenzlicht LC wird durch eine Lichtleitfaser 110 geführt und vom Austrittsende 111 ausgegeben. Außerdem wird das Interferenzlicht LC durch eine Kollimatorlinse 112 in einen parallelen Lichtstrom umgewandelt, durch ein Beugungsgitter 113 spektral geteilt (spektral zerlegt), durch eine Kondensorlinse 114 konvergent ausgerichtet und auf eine Lichtempfangsfläche einer CCD (Bildsensor) 115 projiziert. Obwohl das in 2 dargestellte Beugungsgitter 113 ein Gitter des Transmissionstyps ist, können beliebige andersartige spektral zerlegende Elemente (beispielsweise des Reflexionstyps) verwendet werden.
• Die CCD 115 ist beispielsweise ein Zeilensensor, erfasst die jeweiligen spektralen Komponenten des spektral zerlegten Interferenzlichts LC und wandelt die Komponenten in elektrische Ladungen um. Die CCD 115 akkumuliert die elektrische Ladungen, erzeugt Erfassungssignale und überträgt die Erfassungssignale an die Rechen- und Steuereinheit 200.
• Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform ein Interferometer des Michelson-Typs verwendet wird, kann nach Erfordernis ein beliebiger Interferometertyp verwendet werden, wie beispielsweise ein Interferometer des Mach-Zehnder-Typs. Anstelle der CCD können andersartige Bildsensoren verwendet werden, wie beispielsweise CMOS-(Complementary Metal Oxide Semiconductor) Bildsensoren.
• Rechen- und Steuereinheit
• Nachstehend wird eine Konfiguration der Rechen- und Steuereinheit 200 beschrieben. Die Rechen- und Steuereinheit 200 analysiert Erfassungssignale, die von der CCD 115 zugeführt werden, um OCT-Bilder des Augenhintergrundes Ef zu erzeugen. Die Rechenverarbeitung dafür kann die gleiche sein wie bei einer herkömmlichen Spectral-Domain-OCT-Vorrichtung.
• Die Rechen- und Steuereinheit 200 steuert jede Komponente unter der Netzhautkameraeinheit 2, der Displayeinrichtung 3 und der OCT-Einheit 100. Beispielsweise stellt die Rechen- und Steuereinheit 200 OCT-Bilder des Augenhintergrundes Ef auf der Displayeinrichtung 3 dar.
• Als Steuerungen der Netzhautkameraeinheit 2 führt die Rechen- und Steuereinheit 200 aus: Operationssteuerungen der Beobachtungslichtquelle 101, der Abbildungslichtquelle 103 und der LEDs 51 und 61, eine Operationssteuerung der LCD 39, Bewegungssteuerungen der Fokussierungslinsen 31 und 43, eine Bewegungssteuerung des Reflexionsstabes 67, eine Bewegungssteuerung des optischen Fokussierungssystems 60, eine Operationssteuerung des Abschnitts 40A zum Ändern der numerischen Apertur, eine Bewegungssteuerung des Abschnitts 41 zum Ändern des optischen Weges, eine Operationssteuerung des Galvanoscanner 42, usw.
• Als Steuerungen der OCT-Einheit 100 führt die Rechen- und Steuereinheit 200 aus: eine Operationssteuerung der Lichtquelleneinheit 101, eine Operationssteuerung des optischen Dämpfüngsgliedes 105, eine Operationssteuerung der Polarisationssteuerungseinrichtung 106, eine Operationssteuerung der CCD 115, usw.
• Die Rechen- und Steuereinheit 200 weist einen Mikroprozessor, einen RAM, einen ROM, eine Festplatte, eine Kommunikationsschnittstelle, usw. auf, ähnlich wie herkömmliche Computer. Speichermedien, wie beispielsweise eine Festplatte, speichern Computerprogramme zum Steuern der Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1. Die Rechen- und Steuereinheit 200 kann verschiedene Leiterplatten aufweisen, wie beispielsweise Leiterplatten für die OCT-Bilderzeugung. Die Rechen- und Steuereinheit 200 kann Bedieneinrichtungen (Eingabeeinrichtungen) aufweisen, wie beispielsweise eine Tastatur, eine Maus und/oder eine Displayeinrichtung, wie beispielsweise ein LCD-Display.
• Die Netzhautkameraeinheit 2, die Displayeinrichtung 3, die OCT-Einheit 100 und die Rechen- und Steuereinheit 200 können integral ausgebildet sein (d. h., in einem einzelnen Gehäuse angeordnet sein) oder getrennt in zwei oder mehr Gehäusen angeordnet sein.
• Steuersystem
• Nachstehend wird eine Konfiguration eines Steuersystems der Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1 unter Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
• Steuereinrichtung
• Eine Steuereinrichtung 210 bildet den zentralen Teil des Steuersystems der Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1. Die Steuereinrichtung 210 weist beispielsweise den Mikroprozessor, den RAM, den ROM, das Festplattenlaufwerk und die Kommunikationsschnittstelle usw. auf. Die Steuereinrichtung 210 weist eine Hauptsteuerungseinrichtung 211 und einen Speicher 212 auf.
• Hauptsteuerungseinrichtung
• Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 führt verschiedene Steuerungen aus, wie vorstehend beschrieben wurde. Insbesondere steuert die Hauptsteuerungseinrichtung 211 einen Fokusantrieb 31A, einen Abschnitt 40A zum Ändern der numerischen Apertur, einen Abschnitt 41 zum Ändern der optischen Weglänge, einen Galvanoscanner 42 und einen Fokusantrieb 43A in der Netzhautkameraeinheit 2. Außerdem steuert die Hauptsteuerungseinrichtung 211 die Lichtquelleneinheit 101, das optische Dämpfungsglied 105 und die Polarisationssteuerungseinrichtung 106 in der OCT-Einheit 100.
• Der Fokusantrieb 31A bewegt die Fokussierungslinse 31 in Richtung der optischen Achse. Dadurch wird eine Fokusposition des optischen Abbildungssystems 30 verändert. Der Fokusantrieb 43A bewegt die Fokussierungslinse 43 unter der Steuerung der Hauptsteuerungseinrichtung 211 entlang einer optischen Achse. Dadurch wird eine Fokusposition des optischen OCT-Systems verändert. Diese Fokusposition regelt die Lichtmenge des über die Kollimatorlinseneinheit 40 in die Lichtleitfaser 107 eintretenden Signallichts LS. Daher wird eine optimale Fokusposition durch Anordnen der Fokussierungslinse 43 an einer Stelle realisiert, wo ein Faserende der Lichtleitfaser 107 auf der Seite der Kollimatorlinseneinheit 40 mit dem Augenhintergrund Ef optisch konjugiert. Jeder der Fokusantriebe 31A und 43A weist einen Aktuator auf, wie beispielsweise einen Schrittmotor, und einen Mechanismus, der durch diesen Aktuator erzeugte Antriebskraft zur Fokussierungslinse 31 oder 43 überträgt.
• Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 kann dafür konfiguriert sein, einen Antriebsmechanismus des optischen Systems (nicht dargestellt) zum dreidimensionalen Bewegen der in der Netzhautkameraeinheit 2 bereitgestellten optischen Systeme 2 zu steuern. Eine derartige Steuerung wird zum Ausrichten und Nachführen verwendet. Nachführung ist ein Vorgang zum Bewegen des optische Systems gemäß einer Augenbewegung des Auges E. Wenn eine Nachführung ausgeführt wird, werden im Voraus ein Ausrichtungs- und ein Fokussierungsvorgang ausgeführt. Nachführung ist eine Funktion zum Aufrechterhalten einer geeigneten Positionsbeziehung, bei der die Ausrichtung und Fokussierung angepasst werden, indem veranlasst wird, dass die Position des optischen Systems der Augenbewegung folgt.
• Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 führt eine Verarbeitung zum Schreiben von Daten in den Speicher 212 und eine Verarbeitung zum Auslesen von Daten aus dem Speicher 212 aus.
• Speicher
• Der Speicher 212 speichert verschiedenartige Datenarten. Die im Speicher 212 gespeicherten Daten können beispielsweise OCT-Bilddaten, Augenhintergrund-Bilddaten, Augeninformation, usw. sein. Die Augeninformation enthält Information über Personen, z. B. eine Patienten-ID, Namen, und Information über Augen, z. B. eine Identifizierung des linken/rechten Auges. Der Speicher 212 speichert verschiedenartige Programme und Daten für den Betrieb der Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1.
• Bilderzeugungsabschnitt
• Ein Bilderzeugungsabschnitt 220 erzeugt Querschnittsbilddaten des Augenhintergrundes Ef auf der Basis von Erfassungssignalen von der CCD 115. Ähnlich wie bei herkömmlicher Spectral-Domain-OCT weist diese Verarbeitung eine Rauschbeseitigung (Rauschunterdrückung), eine Filterung, eine Dispersionskompensation, eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) usw. auf. Für andersartige OCT-Vorrichtungen führt der Bilderzeugungsabschnitt 220 eine bekannte Verarbeitung gemäß einem verwendeten Typ aus.
• Der Bilderzeugungsabschnitt 220 kann beispielsweise die vorstehend erwähnten Leiterplatten aufweisen. ”Bilddaten” und ein auf diesen Bilddaten basierendes ”Bild” können erfindungsgemäß einander zugeordnet werden.
• Bildprozessor
• Ein Bildprozessor 230 führt verschiedene Bildverarbeitungen und eine Analyse bezüglich durch den Bilderzeugungsabschnitt 220 erzeugten Bildern aus. Beispielsweise führt der Bildprozessor 230 verschiedene Korrekturen aus, wie beispielsweise eine Helligkeitskorrektur von Bildern, usw. Darüber hinaus führt der Bildprozessor 230 verschiedene Bildverarbeitungen und Analysen bezüglich durch die Netzhautkameraeinheit 2 erhaltenen Bildern (Augenhintergrundbilder, Bilder des vorderen Augenteils, usw.) aus.
• Der Bildprozessor 230 führt bekannte Bildverarbeitungen aus, wie beispielsweise eine Interpolation, gemäß der Pixel zwischen Querschnittsbildern interpoliert werden, um dreidimensionale Bilddaten des Augenhintergrundes Ef zu erzeugen. Dreidimensionale Bilddaten bezeichnen Bilddaten, deren Pixelpositionen durch ein dreidimensionales Koordinatensystem definiert sind. Dreidimensionale Bilddaten können Bilddaten sein, die beispielsweise aus dreidimensional angeordneten Voxeln zusammengesetzt sind. Solche Bilddaten werden als Volumendaten, Voxeldaten usw. bezeichnet. Zum Darstellen eines Bildes basierend auf Volumendaten führt der Bildprozessor 230 eine Renderverarbeitung (beispielsweise Volumen-Rendering, MIP (Maximum Intensity Projection), usw.) bezüglich den Volumendaten aus, um Bilddaten eines pseudo-dreidimensionalen Bildes zu erzeugen, dass von einer bestimmten Blickrichtung aufgenommen ist. Dieses pseudo-dreidimensionale Bild wird auf einer Displayeinrichtung, wie beispielsweise einem Display 240A angezeigt.
• Es ist auch möglich, Stapeldaten von Querschnittsbildern als dreidimensionale Bilddaten zu erzeugen. Stapeldaten sind Bilddaten, die durch dreidimensionales Anordnen von entlang Scanzeilen erfassten Querschnittsbildern erhalten werden, wobei die Anordnung auf einer Positionsbeziehung der Scanzeilen basiert. D. h., Stapeldaten sind Bilddaten, die durch Darstellen von Querschnittsbildern in einem dreidimensionalen Koordinatensystem erhalten werden, die ursprünglich in jeweiligen zweidimensionalen Koordinatensystemen definiert sind (d. h. durch Einbetten der Bilddaten in einen dreidimensionalen Raum).
• Der Bildprozessor 230 weist einen Schichtdickenberechnungsabschnitt 231, einen Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232, einen Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur und einen Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes auf.
• Schichtdickenberechnungsabschnitt
• Der Schichtdickenberechnungsabschnitt 231 analysiert ein Querschnittsbild des Augenhintergrundes Ef, um die Dicke einer vorgegebenen Schicht des Augenhintergrundes Ef zu berechnen. Diese Verarbeitung beinhaltet eine Verarbeitung zum Spezifizieren von Grenzen (oberer und unterer Rand) der vorgegebenen Schicht des Augenhintergrundes Ef und eine Verarbeitung zum Bestimmen des Abstands zwischen den spezifizierten oberen und unteren Rändern.
• Die vorgegebene Schicht kann eine oder mehrere Schichten des zu beobachtenden Augenhintergrundes Ef sein. Schichtgewebe des Augenhintergrundes Ef beinhaltet die Netzhaut, die Aderhaut und die Lederhaut. Die Netzhaut hat eine mehrschichtige Struktur mit einer inneren begrenzenden Membran, einer Nervenfaserschicht, einer Ganglienzellschicht, einer inneren Plexiformschicht, einer inneren Kernschicht, einer äußeren Plexiformschicht, einer äußeren Kernschicht, einer äußeren Grenzmembran, einer Photorezeptorschicht und einem Netzhautpigmentepithel. Die vorgegebene Schicht kann die Netzhaut, die Aderhaut oder die Lederhaut oder ein oder mehrere in der Netzhaut enthaltene Schichtgewebe sein. Die vorgegebene Schicht wird im Voraus festgelegt. Die vorgegebene Schicht kann beliebig festgelegt werden.
• Die Verarbeitung zum Festlegen der Grenzen der vorgegebenen Schicht ist eine allgemein als Segmentierung bezeichnete Verarbeitung. Segmentierung ist eine Bildverarbeitung zum Spezifizieren eines Bildbereichs in einem einem Schichtgewebe des Augenhintergrundes Ef entsprechenden Querschnittsbild. Diese Verarbeitung wird basierend auf Pixelwerten (Helligkeitswerten) des Querschnittsbildes ausgeführt. Die jeweiligen Schichtgewebe haben ein charakteristisches Reflexionsvermögen, so dass ihre Bildbereiche charakteristische Helligkeitswerte haben. Die Segmentierung legt einen Zielbildbereich basierend auf solchen charakteristischen Helligkeitswerten fest. Es wird darauf hingewiesen, dass die Konfiguration derart sein kann, dass eine Oberfläche des Augenhintergrundes Ef (Grenze zwischen Netzhaut und Glaskörper) spezifiziert wird und ein Zielbildbereich basierend auf Abständen von den Positionen der Oberfläche spezifiziert wird.
• Nachdem die Grenzen (oberer und unterer Rand) der vorgegebenen Schicht spezifiziert sind, zählt der Schichtdickenberechnungsabschnitt 231 beispielsweise die Anzahl von Pixeln zwischen dem oberen und dem unteren Rand und bestimmt die Dicke der vorgegebenen Schicht basierend auf der Anzahl von Pixeln. Information (Schichtdickeninformation), die die Dicke der vorgegebenen Schicht anzeigt, kann die Anzahl der Pixel selbst oder aus der Anzahl der Pixel erhaltene Abstandsinformation (Umrechnung auf Abstände im realen Raum, usw.) sein. Außerdem kann die Schichtdickeninformation Information sein, die die Verteilung der Dicke der vorgegebenen Schicht anzeigt, oder Information, die basierend auf dieser Dickenverteilung statistisch erhalten wird (Mittelwert, Modalwert, Medianwert, Maximalwert, Minimalwert, usw.). Außerdem kann die Schichtdickeninformation die Dicke der vorgegebenen Schicht an einer vorgegebenen Position anzeigen (beispielsweise an einer Position auf einer Linie, die durch die Mitte eines Rahmens verläuft).
• Wiederholungsbestimmungsabschnitt
• Der Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 bestimmt die Anzahl von Wiederholungen des OCT-Scanvorgangs basierend auf der Schichtdickeninformation, die durch den Schichtdickenberechnungsabschnitt 231 erhalten wird. Obwohl Details später erläutert werden, wird in der OCT in der vorliegenden Ausführungsform ein Scanvorgang bezüglich der gleichen Stelle des Augenhintergrundes Ef wiederholt ausgeführt, während die Fokusposition verändert wird. Die durch den Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 bestimmte Anzahl von Wiederholungen entspricht der Anzahl von durch die derart ausgeführte OCT erfassten Querschnittsbildern. Wenn die Fokusposition in einer derartigen OCT schrittweise geändert wird, entspricht die Anzahl der Wiederholungen der Anzahl derart geänderter Fokuspositionen.
• Nachstehend werden Beispiele einer Verarbeitung zum Bestimmen der Anzahl von Wiederholungen beschrieben. Wie in 5 dargestellt ist, wird angenommen, dass die Netzhautdicke d als die Schichtdickeninformation erhalten wird, wobei die Netzhautdicke d ein Abstand zwischen einer Netzhautoberfläche L1 (Grenze zwischen der inneren Grenzmembran und dem Glaskörper) und einer Netzhautunterseite L2 (Grenze zwischen dem retinalen Pigmentepithel und der Aderhaut) ist. Außerdem ist die Höhe eines Rahmens eines Querschnittsbildes G (Abstand entlang der Tiefenrichtung (z-Richtung) des Augenhintergrundes Ef) durch H bezeichnet
• Nachstehend wird ein erstes Beispiel beschrieben. Der Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 teilt die Rahmenhöhe H durch die Netzhautdicke d. Wenn der Quotient H/d eine ganze Zahl ist, wird der Quotient H/d als die Anzahl der Wiederholungen gesetzt. Wenn dagegen der Quotient H/d keine ganze Zahl ist, wird der Minimalwert unter ganzen Zahlen, die größer sind als der Quotient H/d, als die Anzahl der Wiederholungen gesetzt.
• Nachstehend wird ein zweites Beispiel beschrieben. Der Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 bestimmt einen Wert d1, der kleiner oder gleich der Netzhautdicke d ist und 1/(ganze Zahl) der Rahmenhöhe H beträgt: d1 = d oder d1 < d und H/d1 = (ganze Zahl). Diese ganze Zahl kann ein Maximalwert sein, der die vorstehende Beziehung erfüllt, oder ein kleinerer Wert als der Maximalwert. Dieser ganzzahlige Wert wird als die Anzahl von Wiederholungen verwendet.
• Nachstehend wird ein drittes Beispiel beschrieben. Der Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 setzt beliebig einen Wert d2, der kleiner ist als die Netzhautdicke d: d2 < d. Wenn der Quotient H/d2, der durch Teilen der Rahmenhöhe H durch den Wert d2 erhalten wird, eine ganze Zahl ist, wird der Quotient H/d2 als die Anzahl der Wiederholungen gesetzt. Wenn dagegen der Quotient H/d2 keine ganze Zahl ist, wird der Minimalwert unter ganzen Zahlen, die größer sind als der Quotient H/d2, als die Anzahl der Wiederholungen gesetzt. Hier kann der Wert d2 durch Dividieren der Netzhautdicke d durch einen vorgegebenen Wert e erhalten werden: d2 = d/e. Im Wesentlichen äquivalent dazu ist es möglich, den Wert d2 durch Multiplizieren der Netzhautdicke d mit einem vorgegebenen Verhältnis f (%) zu erhalten: d2 = d × f.
• Wenn eine ”Überlappungsbreite (Randmaß für Zusammensetzen)” in der Verarbeitung zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes verwendet wird (später beschrieben), wird die der ”Überlappungsbreite” entsprechende Anzahl von Wiederholungen zur Anzahl von Wiederholungen addiert, die in den vorstehend erwähnten Verarbeitungsbeispielen erhalten wird. Außerdem kann die Anzahl der Wiederholungen auf der Basis der Abbildungstiefe bestimmt werden, wie später beschrieben wird.
• Abschnitt zum Bestimmen der numerischen Apertur
• Wie vorstehend beschrieben wurde, wird die numerische Apertur in der OCT durch den Abschnitt 40A zum Ändern der numerischen Apertur verändert. Der Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur bestimmt einen Wert der numerischen Apertur derart, dass die Abbildungstiefe (oder die Tiefenschärfe) in OCT kleiner wird als die Dicke der vorgegebenen Schicht.
• Allgemein ist die folgende Beziehung zwischen der Abbildungstiefe D und der numerischen Apertur NA bekannt: D = λ/(2 × NA²). Hierbei bezeichnet λ eine (Mitten) Wellenlänge des Signallichts LS und ist ein fester Wert.
• In einem in 5 dargestellten Fall bestimmt der Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur einen Wert der numerischen Apertur NA derart, dass die Abbildungstiefe D kleiner wird als die Netzhautdicke d. D. h., der Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur bestimmt einen Wert der numerischen Apertur NA derart, dass die folgende Beziehung erfüllt ist: d > D = λ/(2 × NA²), d. h., NA > √(λ/2d).
• Gemäß einem numerischen Beispiel wird, wenn NA = 0,088 und λ = 840 nm betragen, D ungefähr 50 μm betragen. Weil die Netzhautdicke d allgemein 200 bis 300 μm beträgt, ist die Abbildungstiefe D < Netzhautdicke d.
• Die Anzahl der Wiederholungen kann basierend auf der derart erhaltenen Abbildungstiefe D bestimmt werden. Beispielsweise teilt der Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur die Rahmenhöhe H durch die Abbildungstiefe D. Wenn der Quotient H/D eine ganze Zahl ist, wird der Quotient H/D als die Anzahl der Wiederholungen gesetzt. Wenn dagegen der Quotient H/D keine ganze Zahl ist, wird beispielsweise der Minimalwert unter ganzen Zahlen, die größer sind als der Quotient H/D als die Anzahl von Wiederholungen gesetzt.
• Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes
• Bei OCT-Messungen der vorliegenden Ausführungsform wird die gleiche Stelle des Augenhintergrundes Ef wiederholt gescannt, während die Fokusposition verändert wird. Dadurch werden Querschnittsbilder für verschiedene Fokuspositionen für diese gescannte Stelle erhalten, wobei die Anzahl der Querschnittsbilder der Anzahl von Wiederholungen entspricht. Der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes erzeugt ein zusammengesetztes Querschnittsbild auf der Basis von zwei oder mehr derart erfassten Querschnittsbildern.
• Um eine derartige Verarbeitung auszuführen, weist der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341, einen Positioneinstellungsabschnitt 2342, einen Teilbilderzeugungsabschnitt 2345 und einen Zusammensetzungsprozessor 2346 auf. Außerdem weist der Positionseinstellungsabschnitt 2342 einen Abschnitt 2343 zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs und einen Bildpositionseinstellungsabschnitt 2344 auf.
• Teilbildspezifizierungsabschnitt
• Wie vorstehend beschrieben wurde, wird in der vorliegenden Ausführungsform die gleiche Stelle des Augenhintergrundes Ef unter Veränderung der Fokusposition wiederholt gescannt. Daher entsprechen Querschnittsbilder verschiedenen Fokuspositionen. Der Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 spezifiziert ein Teilbild, das einen einer entsprechenden Fokusposition entsprechenden Bildbereich enthält. Der einer Fokusposition entsprechende Bildbereich zeigt eine Tiefenposition (z-Koordinate) eines der entsprechenden Fokusposition entsprechenden Rahmens an.
• Nachstehend werden Beispiele einer Verarbeitung zum Spezifizieren eines Teilbildes beschrieben. 6 zeigt eines einer Vielzahl von durch wiederholtes Scannen erhaltenen Querschnittsbildern. Eine Linie FPi stellt eine Fokusposition dar, wenn ein Querschnittsbild Gi erfasst wird. Auf der Linie FPi angeordnete Pixel bilden einen dieser Fokusposition entsprechenden Bildbereich. Der Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 spezifiziert beispielsweise einen Bereich Ri, der sich von dem Bildbereich, der durch die auf der Linie FPi angeordneten Pixel gebildet wird, sowohl in die +z-Richtung als auch in die –z-Richtung über den gleichen Abstand erstreckt. Ein durch die im Bereich Ri enthaltenen Pixel gebildeter Bildbereich wird als ein Teilbereich des Querschnittsbildes Gi festgelegt.
• Der Bereich Ri kann beispielsweise eine Breite (Abstand) haben, der durch Teilen der Rahmenhöhe des Querschnittsbildes Gi durch die Anzahl der Wiederholungen erhalten wird, wie vorstehend beschrieben wurde. Dieser Abstand entspricht beispielsweise der vorstehend beschriebenen Abbildungstiefe. Wenn die ”Überlappungsbreite” in der Zusammensetzungsverarbeitung (später beschrieben) verwendet wird, kann der Bereich Ri einen der ”Überlappungsbreite” entsprechenden Abstand aufweisen.
• Positioneinstellungsabschnitt
• Der Positionseinstellungsabschnitt 2342 analysiert durch den Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 spezifizierte Teilbilder, um Relativpositionen zwischen diesen Teilbildern einzustellen. Um diese Verarbeitung auszuführen, weist der Positionseinstellungsabschnitt 2342 beispielsweise den Abschnitt 2343 zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs und den Bildpositionseinstellungsabschnitt 2344 auf.
• Abschnitt zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs
• Der Abschnitt 2343 zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs analysiert jedes der durch den Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 spezifizierten Teilbilder, um einen einer charakteristischen Stelle des Augenhintergrundes Ef entsprechenden charakteristischen Bildbereich zu spezifizieren. Die charakteristische Stelle kann eine Makula (Fovea centralis), eine Papille, eine Läsionsstelle usw. sein. Der charakteristische Bildbereich kann ein vorgegebenem Schichtgewebe entsprechender Bildbereich sein. Die Verarbeitung zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs kann beispielsweise ausgeführt werden durch Spezifizieren eines vorgegebenen Bildbereichs auf die gleiche Weise wie beim Schichtdickenberechnungsabschnitt 231 und Spezifizieren des charakteristischen Bildbereichs basierend auf der Form des spezifizierten Bildbereichs.
• Als ein spezifisches Beispiel kann, wenn ein einer Makula (Fovea centralis) entsprechender charakteristischer Bildbereich spezifiziert werden soll, eine charakteristische Vertiefung (Wölbung) der Makula erfasst werden. Wenn ein einer Papille entsprechender charakteristischer Bildbereich spezifiziert werden soll, kann ein charakteristischer Anstieg in der Tiefenrichtung (z-Richtung) der Papille erfasst werden. Wenn ein einem Ödem (Läsion) entsprechender charakteristischer Bildbereich spezifiziert werden soll, wird ein charakteristischer Vorsprung des Ödems erfasst. Alternativ kann ein dem Ödem entsprechender Hohlraum erfasst werden.
• Bildpositionseinstellungsabschnitt
• Der Bildpositionseinstellungsabschnitt 2344 stellt Relativpositionen zwischen den mehreren durch den Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 spezifizierten Teilbildern basierend auf den durch den Abschnitt 2343 zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs spezifizierten charakteristischen Bildbereichen ein. Diese Verarbeitung ist beispielsweise eine Positionsanpassung benachbarter Teilbilder derart, dass die charakteristischen Bildbereiche miteinander übereinstimmen. Wenn die ”Überlappungsbreite” bereitgestellt wird, kann die Positionsanpassung benachbarter Teilbilder derart ausgeführt werden, dass die charakteristischen Bildbereiche einander überlappen. Wenn die ”Überlappungsbreite” nicht bereitgestellt wird, kann die Positionsanpassung benachbarter Teilbilder derart ausgeführt werden, dass die charakteristischen Bildbereichen glatt miteinander verbunden werden.
• Teilbilderzeugungsabschnitt
• Der Teilbilderzeugungsabschnitt 2345 schneidet durch das wiederholte Scannen erhaltene Querschnittsbilder zu, um Teilbilder zu erzeugen. Durch dieses Zuschneiden wird beispielsweise Pixelinformation (Pixelpositionen und Pixelwerte) von Pixeln extrahiert, die in den Bereichen der durch den Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 spezifizierten Querschnittsbilder angeordnet sind.
• Zusammensetzungsprozessor
• Der Zusammensetzungsprozessor 2346 setzt die mehreren durch den Teilbilderzeugungsabschnitt 2345 erzeugten Teilbildern zusammen, um ein Querschnittsbild (zusammengesetztes Querschnittsbild) zu erzeugen. Bei dieser Zusammensetzungsverarbeitung kann beispielsweise die Pixelinformationen der mehreren Teilbilder als ein Bilddatenelement behandelt werden. Das zusammengesetzte Querschnittsbild ist ein Bild, das einen Querschnitt des Augenhintergrundes Ef darstellt, bezüglich dem der wiederholte Scanvorgang angewendet worden ist. Außerdem ist, weil jedes der Teilbilder einen Bildbereich aufweist, der einer Fokusposition für einen entsprechenden OCT-Scanvorgang entspricht, das zusammengesetzte Querschnittsbild ein global fokussiertes Bild.
• Nachstehend werden Beispiele der Zusammensetzungsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform unter Bezug auf die 7A und 7B beschrieben. Die Zusammensetzungsverarbeitung setzt Teilbilder PG1 bis PGn mehrerer Querschnittsbilder G1 bis Gn zusammen, wie in 7A dargestellt ist. Die Teilbilder PG1 bis PGn sind Bilder, die den Bereichen Ri der in 6 dargestellten Querschnittsbilder Gi entsprechen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Fokusposition für den wiederholten Scanvorgang schrittweise verändert. In diesem Fall können, wie in den 6 und 7A dargestellt ist, rechteckige Teilbereiche PG1 zu PGn verwendet werden. Der Zusammensetzungsprozessor 2346 setzt die rechteckigen Teilbereiche PG1 bis PGn zusammen, um ein zusammengesetztes Querschnittsbild CG zu erzeugen, wie in 7B dargestellt ist. Das zusammengesetzte Querschnittsbild CG wird durch Anordnen der rechteckigen Teilbereiche PG1 bis PGn in der Tiefenrichtung (z-Richtung) erzeugt.
• Der Zusammensetzungsprozessor 2346 kann Teilbilder basierend auf dem Ergebnis der durch den Positionseinstellungsabschnitt 2342 vorgenommenen Einstellung der Relativpositionen zwischen den Teilbildern zusammensetzen, um ein zusammengesetztes Querschnittsbild zu erzeugen. Hierbei kann das Ergebnis der Positionseinstellung jedes Mal oder gemäß der Situation verwendet werden. Als ein Beispiel für den letztgenannten Fall ist es möglich, eine Fehlausrichtung von Teilbildern basierend auf Versätzen charakteristischer Bildbereiche zu bestimmen und das Ergebnis der Positionseinstellung zu verwenden, um die Zusammensetzungsverarbeitung nur dann auszuführen, wenn die Fehlausrichtung gleich oder größer ist als ein Schwellenwert.
• Der Bildprozessor 230, der wie vorstehend erwähnt funktioniert, weist beispielsweise die vorstehend erwähnten Komponenten, d. h. einen Mikroprozessor, einen RAM, einen ROM, eine Festplatte, Leiterplatten, usw. auf. Computerprogramme, die den Mikroprozessor veranlassen, die vorstehend erwähnten Funktionen auszuführt, sind in Speichereinrichtungen vorgespeichert, wie beispielsweise auf der Festplatte.
• Benutzerschnittstelle
• Eine Benutzerschnittstelle 240 weist das Display 240A und ein Bedienteil 240B auf. Das Display 240A weist eine Displayeinrichtung in der Rechen- und Steuereinheit 200 und/oder eine Displayeinrichtung 3 auf. Das Bedienteil 240B weist Bedieneinrichtungen in der Rechen- und Steuereinheit 200 auf. Das Bedienteil 240B kann verschiedene Knöpfe, Tasten, usw. aufweisen, die auf Gehäusen der Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1 oder außerhalb davon bereitgestellt werden. Beispielsweise können, wenn die Netzhautkameraeinheit 2 ein ähnliches Gehäuse wie herkömmliche Netzhautkameras aufweist, ein Joystick, ein Bedienfeld usw., die auf diesem Gehäuse angeordnet sind, im Bedienteil 240B angeordnet sein. Das Display 240A kann verschiedene Displayeinrichtungen, wie beispielswiese ein Touch-Panel, usw. aufweisen, die auf dem Gehäuse der Netzhautkameraeinheit 2 angeordnet sind.
• Das Display 240A und das Bedienteil 240B sind nicht notwendigerweise separate Komponenten. Beispielsweise kann ein einem Touchpanel ähnliche kombinierte Vorrichtung für Anzeige- und Bedienfunktionen verwendet werden. In diesem Fall weist das Bedienteil 240B das Touchpanel und Computerprogramme auf. Bedieninhalte des Bedienteils 240B werden der Steuereinheit 210 als elektrische Signale zugeführt. Außerdem können Bedien- und/oder Informationseingaben über eine auf dem Display 240A dargestellte grafische Benutzerschnittstelle (GUI) und das Bedienteil 240B ausgeführt werden.
• Signallichtscanvorgang und OCT-Bilder
• Nachstehend werden das Scannen von Signallicht LS und OCT-Bilder erläutert.
• Durch die Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1 bereitgestellte Scanmodi des Signallichts LS können zum Beispiel horizontale, vertikale, kreuzweise, radiale, kreisförmige, konzentrische, spiralförmige Scanvorgänge usw. sein. Hinsichtlich der Beobachtungsstelle des Augenhintergrundes, des Analysemodus (Netzhautdicke usw.), der für den Scanvorgang erforderlichen Zeit, der Scandichte usw., werden diese Scanmodi selektiv verwendet.
• Der horizontale Scanvorgang ist ein Scanvorgang zum Scannen von Signallicht LS in der horizontalen Richtung (x-Richtung). Der horizontale Scanvorgang beinhaltet einen Modus zum Scannen von Signallicht LS entlang mehrerer Scanlinien, die sich in der horizontalen Richtung erstrecken und in der vertikalen Richtung (y-Richtung) angeordnet sind. In diesem Modus kann der Abstand zwischen Scanlinien beliebig festgelegt werden. Indem der Abstand zwischen benachbarten Scanlinien ausreichend klein eingestellt wird, kann ein dreidimensionales Bild erzeugt werden (dreidimensionaler Scanvorgang). Der vertikale Scanvorgang wird auf ähnliche Weise durchgeführt.
• Der kreuzweise Scanvorgang ist ein Scanvorgang zum Scannen von Signallicht LS entlang einer kreuzförmigen Trajektorie, die aus zwei einander orthogonalen geradlinigen Trajektorien (linienförmigen Trajektorien) besteht. Der radiale Scanvorgang ist ein Scanvorgang zum Scannen von Signallicht LS entlang einer radialen Trajektorie, die aus mehreren linienförmigen Trajektorien besteht, die in vorgegebenen Winkeln angeordnet sind. Der kreuzweise Scanvorgang ist ein Beispiel für einen radialen Scanvorgang.
• Der kreisförmige Scanvorgang ist ein Scanvorgang zum Scannen von Signallicht LS entlang einer kreisförmigen Trajektorie. Der konzentrische Scanvorgang ist ein Scanvorgang zum Scannen von Signallicht LS entlang mehreren kreisförmigen Trajektorien, die konzentrisch um eine vorgegebene Mittelposition angeordnet sind. Der kreisförmige Scanvorgang ist ein Beispiel des konzentrischen Scanvorgangs. Der spiralförmige Scanvorgang ist ein Scanvorgang zum Scannen von Signallicht LS entlang einer spiralförmigen Trajektorie, während der Kurvenradius allmählich kleiner (oder größer) gemacht wird.
• Weil der Galvanoscanner 42 dafür konfiguriert ist, Signallicht LS in zueinander orthogonalen Richtungen zu scannen, ist der Galvanoscanner 42 in der Lage, Signallicht LS in der x- und in der y-Richtung unabhängig zu scannen. Das Signallicht LS kann entlang einer beliebigen Trajektorie auf der xy-Ebene gescannt werden, indem die Ausrichtungen zweier im Galvanoscanner 42 angeordneter Galvanospiegel gleichzeitig gesteuert werden. Infolgedessen können die verschiedenen vorstehend beschriebenen Scanmodi realisiert werden.
• Durch Scannen von Signallicht LS gemäß den vorstehend beschriebenen Modi ist es möglich, ein Querschnittsbild in einer Ebene zu erhalten, die durch die Richtung entlang einer Scanlinie (Scantrajektorie) und die Tiefenrichtung (z-Richtung) des Augenhintergrundes gespannt wird. Außerdem kann, wenn das Intervall zwischen Scanlinien klein ist, ein dreidimensionales Bild erhalten werden.
• Ein durch Signallicht LS zu scannender Bereich des Augenhintergrundes Ef, d. h. ein Bereich des Augenhintergrundes Ef, der einer OCT unterzogen wird, wird als Scanbereich bezeichnet. Ein Scanbereich eines dreidimensionalen Scanvorgangs ist ein rechteckiger Bereich, in dem mehrere horizontale Scanvorgänge enthalten sind. Ein Scanbereich eines konzentrischen Scanvorgangs ist ein scheibenförmiger Bereich, der von einer Trajektorie des kreisförmigen Scanvorgangs mit maximalen Durchmesser umschlossen ist. Ein Scanbereich eines radialen Scanvorgangs ist ein scheibenförmiger (oder polygonaler) Bereich, der Enden von Scanlinien verbindet.
• Verarbeitungen
• Nachstehend werden Verarbeitungen der Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1 beschrieben. 8 zeigt ein Beispiel einer Verarbeitung der Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1. Es wird angenommen, dass bereits eine Ausrichtung und eine Fokussierung durchgeführt worden sind.
• S1: Erfassen eines Querschnittsbildes für eine Vorverarbeitung
• Anfangs wird ein Querschnittsbild für eine Vorverarbeitung erfasst. Die Vorverarbeitung beinhaltet die Bestimmung der Anzahl von Wiederholungen des Scanvorgangs, die Bestimmung der numerischen Apertur, usw. Das hier erfasste Querschnittsbild ist ein Live-Querschnittsbild, das beispielsweise durch wiederholtes Scannen des gleichen Querschnitts des Augenhintergrundes Ef erfasst wird.
• S2: Erhalten von Schichtdickeninformation
• Der Schichtdickenberechnungsabschnitt 231 analysiert das in Schritt S1 erfasste Querschnittsbild, um Schichtdickeninformation zu erhalten, die die Dicke einer vorgegebenen Schicht des Augenhintergrundes Ef anzeigt.
• S3: Bestimmung der numerischen Apertur
• sDer Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur bestimmt einen Wert der numerischen Apertur derart, dass die Abbildungstiefe kleiner wird als die Dicke, die in der in Schritt S2 erhaltenen Schichtdickeninformation angezeigt wird. Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 steuert den Abschnitt 40A zum Ändern der numerischen Apertur, um die numerische Apertur auf den bestimmten Wert festzulegen.
• S4: Bestimmung der Anzahl der Wiederholungen
• Der Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 bestimmt die Anzahl der Wiederholungen für das wiederholte Scannen des Signallichts LSs basierend auf der Schichtdicke, die in der in Schritt 52 erhaltenen Schichtdickeninformation angezeigt wird. Hierbei können auch die Fokuspositionen bestimmt werden. Beispielsweise können die Fokuspositionen als Positionen gesetzt werden, die die Rahmenhöhe eines Querschnittsbildes in N gleiche Teile teilen, wobei N die Anzahl von Wiederholungen darstellt.
• S5: Ausführen eines wiederholenden Scanvorgangs
• Beim Empfang eines vorgegebenen Triggersignals führt die Hauptsteuerungseinrichtung 211 aufeinanderfolgende Scanvorgänge aus, während die Fokuspositionen geändert werden. Das wiederholte Scannen wird mit der in Schritt S3 festgelegten numerischen Apertur und für die in Schritt S4 ermittelte Anzahl von Malen (Anzahl der Wiederholungen) durchgeführt. Die Anzahl der zu ändernden Fokuspositionen ist gleich der Anzahl der Wiederholungen.
• Der wiederholte Scanvorgang kann beispielsweise unter Verwendung eines in 9 dargestellten Zeitdiagramms gesteuert werden. Zum Scannen des Signallichts LS wird eine Bestrahlungsposition des Signallicht LS gemäß einem sägezahnförmigen Graphen geändert. Ein schräger Linienabschnitt TS des Diagramms zeigt einen Scanvorgang des Signallichts LS bezüglich verschiedenen Bestrahlungspositionen an. Ein vertikaler Abschnitt TR des Graphen zeigt einen Vorgang an, gemäß dem eine Bestrahlungsposition des Lichtsignals LS von der letzten Bestrahlungsposition unter mehreren Bestrahlungspositionen auf die erste Bestrahlungsposition geändert wird (Rückstellvorgang). Ansonsten wird die Fokusposition schrittweise geändert, wie durch einen schrittförmigen Graph TF1 dargestellt ist. Die Änderung der Fokusposition wird gleichzeitig mit dem Rückstellvorgang der Bestrahlungsposition des Lichtsignals LS (vertikaler Abschnitt TR) durchgeführt.
• S6: Erzeugen von Querschnittsbildern
• Der Bilderzeugungsabschnitt 220 erzeugt mehrere Querschnittsbilder basierend auf durch das wiederholte Scannen in Schritt S5 erfassten Daten. Die Anzahl der hierbei erzeugten Querschnittsbilder ist gleich der Anzahl der in Schritt S4 bestimmten Wiederholungen. Jedes Querschnittsbild wird von Daten erzeugt, die während eines schrägen Linienabschnitts TS im in 9 dargestellten Zeitdiagramm des Scanvorgangs erfasst werden.
• S7: Spezifizieren von Teilbildern
• Für jedes der in Schritt S6 erzeugten Querschnittsbilder spezifiziert der Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 ein Teilbild, das einen einer entsprechenden Fokusposition entsprechenden Bildbereich enthält.
• S8: Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs
• Der Abschnitt 2343 zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs analysiert jedes der in Schritt S7 spezifizierten Teilbilder, um einen charakteristischen Bildbereich zu spezifizieren, der einer charakteristischen Stelle des Augenhintergrundes Ef entspricht.
• S9: Einstellen von Relativpositionen zwischen Teilbildern
• Der Bildpositionseinstellungsabschnitt 2344 stellt Relativpositionen zwischen den Teilbildern basierend auf den in Schritt S8 spezifizierten charakteristischen Bildbereichen ein.
• S10: Erzeugen von Teilbildern
• Der Teilbilderzeugungsabschnitt 2345 extrahiert die in Schritt S7 spezifizierten Teilbilder von den Querschnittsbildern. Daher werden Teilbilder von den entsprechenden Querschnittsbildern erzeugt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verarbeitung von Schritt S10 zu einem beliebigen Zeitpunkt nach Schritt S7 ausgeführt werden kann.
• S11: Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes
• Der Zusammensetzungsprozessor 2346 setzt die in Schritt S10 erzeugten Teilbilder basierend auf den Ergebnissen der Einstellung der Relativpositionen in Schritt S9 zusammen, um ein zusammengesetztes Querschnittsbild des Augenhintergrundes Ef zu erzeugen. Das hierbei erzeugte zusammengesetzte Querschnittsbild wird durch die Hauptsteuerungseinrichtung 211 im Speicher 212 gespeichert. Das zusammengesetzte Querschnittsbild kann auf dem Display 240A dargestellt werden. Damit endet dieses Verarbeitungsbeispiel.
• Wirkungen und Effekte
• Nachstehend werden Wirkungen und Effekte einer optischen Bildmessvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1) beschrieben.
• Die Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1 weist ein optisches System, einen Bilderzeugungsabschnitt, eine Steuereinrichtung und einen Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes auf. Das optische System weist auf: einen Scanner (Galvanoscanner 42), der dafür konfiguriert ist, eine Bestrahlungsposition von Signallicht auf einem Objekt (Augenhintergrund Ef) zu ändern, und einen Fokuspositionsänderungsabschnitt (Fokussierungslinse 43, Fokusantrieb 43A), der dafür konfiguriert ist, die Fokusposition des Signallichts zu ändern. Darüber hinaus erfasst das optische System Interferenzlicht von vom Objekt zurückkehrendem Licht des jeweiligen Signallichts und Referenzlicht. D. h., das optische System führt eine OCT-Messung des Objekts aus. Der Bilderzeugungsabschnitt 220 erzeugt ein Querschnittsbild basierend auf Erfassungsergebnisse mehrerer Interferenzlichtstrahlen, die mehreren Bestrahlungspositionen des Signallichts entsprechen. Die Steuerungseinrichtung (Hauptsteuerungseinrichtung 211) steuert das optische System, um das Signallicht wiederholt auf die mehreren Bestrahlungspositionen aufzustrahlen, während die Fokusposition geändert wird. Der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes erzeugt ein zusammengesetztes Querschnittsbild basierend auf zwei oder mehr Querschnittsbildern, die durch den Bilderzeugungsabschnitt basierend auf Ergebnissen wiederholter Bestrahlung des Signallichts erzeugt werden.
• Mit einer solchen Konfiguration wird ein einzelnes Querschnittsbild (zusammengesetztes Querschnittsbild) durch Zusammensetzen mehrerer Querschnittsbilder erzeugt, die durch mehrmaliges Scannen des gleichen Querschnitts des Objekts erfasst wurden, während die Fokusposition geändert wird, so dass ein Bild erhalten wird, das insgesamt fokussiert ist. Ferner kann OCT durch Anwenden beliebiger Einstellungen von Faktoren (z. B. der numerischen Apertur) ausgeführt werden, die die laterale Auflösung beeinflussen. Daher ist es möglich, Bilder mit einer hohen lateralen Auflösung und einer globalen Schärfe zu erhalten.
• Der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes kann einen Teilbildspezifizierungsabschnitt 2341 aufweisen, der dafür konfiguriert ist, ein Teilbild zu spezifizieren, das einen Bildbereich aufweist, der einer entsprechenden Fokusposition für jedes der Querschnittsbilder entspricht, die durch den Bilderzeugungsabschnitt erzeugt werden. In diesem Fall kann der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittbildes zwei oder mehr derart spezifizierte Teilbilder zusammensetzen, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen. Mit dieser Konfiguration werden Teilbilder, die Fokuspositionen in Querschnittsbildern entsprechen, zusammengesetzt, wodurch ein insgesamt fokussiertes Bild sicher und automatisch erhalten werden kann.
• Der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes kann einen Positionseinstellungsabschnitt 2342 aufweisen, der dafür konfiguriert ist, die durch den Teilbildspezifizierungsabschnitt spezifizierten Teilbilder zu analysieren, um Relativpositionen zwischen den Teilbildern einzustellen. In diesem Fall kann der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittbildes die Teilbilder zusammensetzen, deren Relativpositionen eingestellt worden sind, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen. Mit dieser Konfiguration kann, auch wenn während eines wiederholten Scanvorgangs aufgrund einer Augenbewegung, eines Pulsschlags, usw. eine Fehlausrichtung zwischen Querschnittsbildern auftritt, diese Fehlausrichtung korrigiert werden, um das zusammengesetzte Querschnittbild zu erzeugen.
• Der Positionseinstellungsabschnitt kann einen Abschnitt 2343 zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs aufweisen, der dafür konfiguriert ist, jedes der Teilbilder zu analysieren, um einen charakteristischen Bildbereich zu spezifizieren, der einer charakteristischen Stelle des Objekts entspricht. In diesem Fall kann der Positionseinstellungsabschnitt 2342 die Einstellung der Relativpositionen zwischen den Teilbildern basierend auf spezifizierten charakteristischen Bildbereichen ausführen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine Positionseinstellung mit einer hohen Präzision und mit einer hochgradigen Fehlerfreiheit basierend auf den charakteristischen Bildbereichen zu realisieren.
• Die Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1 kann einen Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 aufweisen, der dafür konfiguriert ist, die Anzahl von Wiederholungen für die wiederholte Bestrahlung des Signallichts basierend auf einer im Voraus erhaltenen Dicke einer vorgegebenen Schicht des Objekts zu bestimmen. Mit dieser Konfiguration kann die Anzahl von Wiederholungen für den wiederholten Scanvorgang automatisch bestimmt werden. Ferner kann die geeignete Anzahl von Wiederholungen unter Bezug auf die Dicke der vorgegebenen Schicht hergeleitet werden.
• Die Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung 1 kann einen Schichtdickenberechnungsabschnitt 231 aufweisen, der dafür konfiguriert ist, ein Querschnittsbild zu analysieren, das vor der wiederholten Bestrahlung des Signallichts erhalten wird, um die Dicke der vorgegebenen Schicht zu berechnen. Mit dieser Konfiguration kann die optimale Anzahl der Wiederholungen durch tatsächliches Messen des Objekts hergeleitet werden, um die Dicke der vorgegebenen Schicht zu erhalten und darauf Bezug zu nehmen.
• Das optische System kann einen Abschnitt 40A zum Ändern der numerischen Apertur aufweisen, der dafür konfiguriert ist, eine numerische Apertur zu ändern, und es kann ein Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur bereitgestellt werden, der dafür konfiguriert ist, einen Wert der numerischen Apertur derart zu bestimmen, dass die Abbildungstiefe kleiner wird als die Dicke der vorgegebenen Schicht. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung den Abschnitt zum Ändern der numerischen Apertur steuern, um die numerische Apertur auf den bestimmten Wert zu setzen. Mit dieser Konfiguration kann eine OCT-Messung der vorgegebenen Schicht mit einer hohen Auflösung ausgeführt werden und kann ein zusammengesetztes Querschnittsbild mit einer hohen Bildqualität erfasst werden. Es ist außerdem wünschenswert, die numerische Apertur hinsichtlich eines Einflusses auf die laterale Auflösung zu bestimmen.
• Die Steuereinrichtung kann die Fokusposition für jede Wiederholung der Bestrahlung des Signallichts auf die mehreren Bestrahlungspositionen schrittweise ändern, wenn die wiederholte Bestrahlung des Signallichts ausgeführt wird (vergl. 9). In diesem Fall kann der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittbildes das zusammengesetzte Querschnittsbild basierend auf rechteckigen Teilbildern erzeugen, die den Fokuspositionen in den Querschnittsbildern entsprechende Bildbereiche enthalten. Diese Konfiguration stellt ein konkretes Beispiel des wiederholten Scanvorgangs und der Bildzusammensetzverarbeitung dar.
• Der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes kann einen Teilbilderzeugungsabschnitt 2345 aufweisen, der dafür konfiguriert ist, jedes der Querschnittsbilder zuzuschneiden, um Teilbilder zu erzeugen, und einen Zusammensetzungsprozessor 2346, der dafür konfiguriert ist, eine Kachelungsverarbeitung der Teilbilder auszuführen, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen. Hierbei ist eine Kachelung eine Bildzusammensetzungsverarbeitung zum Erzeugen eines einzelnen Bildes durch Zusammenfügen mehrerer Bilder. Bei der Kachelung ist es in der vorliegenden Ausführungsform nicht erforderlich, eine ”Überlappungsbreite” zu verwenden. Diese Konfiguration stellt ein konkretes Beispiel der Bildzusammensetzungsverarbeitung dar.
• Modifikationsbeispiele
• Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen dienen lediglich zum Erläutern vorteilhafter Implementierungen der vorliegenden Erfindung. Daher ist es innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung (durch Weglassen, Austausch, Hinzufügen, usw.) möglich, beliebige Modifikationen zu realisieren. Nachstehend werden Beispiele derartiger Modifikationen dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass Komponenten, die denjenigen der vorstehenden Ausführungsform ähnlich sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
• Modifikationsbeispiel 1
• Wie vorstehend beschrieben wurde, tritt eine Fehlausrichtung zwischen Querschnittsbildern auf, wenn während des wiederholten Scanvorgangs eine Augenbewegung, ein Pulsschlag, eine Körperbewegung usw. stattfindet. Wenn die Fehlausrichtung groß ist, stellen mehrere Querschnittsbilder verschiedene Querschnitte dar und sind daher zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes ungeeignet. Das vorliegende Modifikationsbeispiel wird zum Lösen eines solchen Problems verwendet.
• 10 zeigt ein Beispiel des vorliegenden Modifikationsbeispiels. Eine optische Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) des vorliegenden Modifikationsbeispiels hat nahezu die gleichen Konfigurationen wie die vorstehend beschriebene Ausführungsform (vergl. 3), sie ist jedoch dahingehend davon verschieden, dass der Bildprozessor 230 einen Versatzerfassungsabschnitt 235 aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Bildprozessor 230 des vorliegenden Modifikationsbeispiels mindestens eine Komponente unter dem Schichtdickenberechnungsabschnitt 231, dem Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 und dem Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aufweisen kann. Außerdem kann der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes des vorliegenden Modifikationsbeispiels ähnliche Konfigurationen wie die vorstehend beschriebene Ausführungsform oder davon verschiedene Konfigurationen haben (vergl. 4).
• Der Versatzerfassungsabschnitt 235 erfasst einen Versatz zwischen dem optischen OCT-System und dem Objekt (Augenhintergrund Ef) während des wiederholten Scanvorgangs. Diese Versatzerfassung beinhaltet eine Versatzerfassung in der xy-Richtung und/oder eine Versatzerfassung in der z-Richtung. Es ist erwünscht, dass die Versatzerfassung vor der Verarbeitung zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittbildes ausgeführt wird.
• Die Versatzerfassung in der xy-Richtung kann beispielsweise ausgeführt werden durch: Erfassen eines Beobachtungsbildes des Augenhintergrundes Ef (Echtzeit-Infrarot-Augenhintergrundbild) gleichzeitig mit dem wiederholten Scanvorgang, und Erfassen einer chronologischen Änderung der Position einer charakteristischen Stelle des Augenhintergrundes Ef in in chronologischer Folge erfassten Rahmen. Alternativ kann eine ähnliche Verarbeitung unter Verwendung eines Beobachtungsbildes des vorderen Augenteils des Auges E ausgeführt werden. Eine solche Verarbeitung kann während der vorstehend beschriebenen Nachführung ausgeführt werden.
• Die Versatzerfassung in der xy-Richtung kann durch Analysieren mehrerer durch das wiederholte Scannen erfasster Querschnittsbilder ausgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Querschnittsbilder Zeitfolge-(chronologische)Querschnittsbilder sind, deren Rahmenrate der Wiederholfrequenz des wiederholten Scanvorgangs entspricht. Der Versatz in der xy-Richtung kann durch Erfassen einer chronologischen Änderung der Morphologie (Position (x-Koordinate, y-Koordinate), der Form, der Größe, usw.) einer charakteristischen Stelle des Augenhintergrundes Ef in den Rahmen der Querschnittsbilder erfasst werden.
• Die Versatzerfassung in der z-Richtung kann beispielsweise durch Analysieren mehrerer durch das wiederholte Scannen erfasster Querschnittsbilder ausgeführt werden. Als ein Beispiel kann der Versatz in der z-Richtung wie bei der Versatzerfassung in der xy-Richtung durch Erfassen einer chronologischen Änderung der Position (z-Koordinate) einer charakteristischen Stelle des Augenhintergrundes Ef in den Rahmen der Querschnittsbilder erfasst werden.
• Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 führt einen neuen wiederholten Scanvorgang des Augenhintergrundes Ef basierend auf dem durch den Versatzerfassungsabschnitt 235 erfassten Versatz aus. Bei dieser Verarbeitung wird die Entscheidung, ob der wiederholte Scanvorgang ausgeführt werden soll oder nicht, beispielsweise basierend auf dem erfassten Versatz (z. B. einem Maximalwert des Versatzes) ausgeführt. Ferner kann diese Verarbeitung das Bestimmen von Steuerinhalten des neuen wiederholten Scanvorgangs (Scanmodus, Scanpositionen, usw.) basierend auf dem erfassten Versatz aufweisen.
• Der neue wiederholte Scanvorgang wird beispielsweise im gleichen Scanmodus wie beim letzten Mal ausgeführt. Auf der anderen Seite ist es möglich, einen Scanmodus zu verwenden, der sich von dem beim letzten Mal verwendeten Scanmodus unterscheidet. Beispielsweise können, wenn beim letzten neuen wiederholten Scanvorgang ein horizontaler Scanvorgang angewendet wurde, als der neue Scanvorgang zwei dazu benachbarte horizontale Scanvorgänge angewendet werden, um das Risiko eines nochmaligen Scanvorgangs zu reduzieren.
• Der Bilderzeugungsabschnitt 220 erzeugt mehrere neue Querschnittsbilder basierend auf durch den neu ausgeführten wiederholten Scanvorgang erhaltenen Erfassungssignalen. Der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes erzeugt ein zusammengesetztes Querschnittsbild auf der Basis der neuen Querschnittsbilder.
• Die vorstehend beschriebene Versatzerfassung kann bezüglich mehreren neuen Querschnittsbildern ausgeführt werden, die durch den Bilderzeugungsabschnitt 220 erzeugt werden. Beispielsweise kann basierend auf dem neu erfassten Versatz beurteilt werden, ob ein weiterer wiederholter Scanvorgang ausgeführt werden soll oder nicht. In diesem Fall kann, wenn die Anzahl der Wiederholungen des wiederholten Scanvorgangs eine vorgegebene Anzahl erreicht, eine diese Tatsache anzeigende Meldung auf dem Display 240A angezeigt werden.
• Gemäß dem vorliegenden Modifikationsbeispiel kann ein neuer Scanvorgang basierend auf dem Versatz zwischen dem optischen System und dem Objekt während des wiederholten Scanvorgangs ausgeführt werden. Beispielsweise können erneute Messungen automatisch ausgeführt werden, wenn der wiederholte Scanvorgang auf eine ungeeignete Weise ausgeführt wird.
• Modifikationsbeispiel 2
• Das vorliegende Modifikationsbeispiel löst das gleiche Problem wie das Modifikationsbeispiel 1. Während das Modifikationsbeispiel 1 einen neuen Scanvorgang basierend auf einem Versatz zwischen dem optischen System und dem Objekt während des wiederholten Scanvorgangs ausführt, stellt das vorliegenden Modifikationsbeispiel eine Mitteilung auf der Basis des Versatzes bereit.
• Eine Konfiguration des vorliegenden Modifikationsbeispiels kann derjenigen des Modifikationsbeispiels 1 (vergl. 10) gleichen. Wie im Modifikationsbeispiel 1 ist der Versatzerfassungsabschnitt 235 dafür konfiguriert, einen Versatz zwischen dem optischen OCT-System und dem Objekt (Augenhintergrund Ef) während der Ausführung des wiederholten Scanvorgang zu erfassen.
• Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 steuert einen Mitteilungsabschnitt zum Ausgeben von Mitteilungsinformation basierend auf dem durch den Versatzerfassungsabschnitt 235 erfassten Versatz. Beispiele für den Mitteilungsabschnitt sind das Display 240A, ein (nicht dargestellter) Audioausgabeabschnitt, usw. Der Typ der Mitteilungsinformation ist von Konfigurationen des Mitteilungsabschnitts abhängig, und Beispiele davon beinhalten visuelle Information (Zeichenfolgeinformation, Bildinformation, usw.), Audioinformation (Alarmmeldungen, Alarmsignale, usw.) und dergleichen.
• Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 kann einen statistischen Wert (Maximalwert, Standardabweichung, usw.) der erfassten Versätze berechnen und den statistischen Wert für die Mitteilungssteuerung verwenden. Beispielsweise kann, wenn ein statistischer Wert der Versätze größer als ein vorbestimmter Wert ist, eine diese Tatsache anzeigende Mitteilung ausgegeben werden. Es ist auch möglich, einen statistischen Wert der Versätze selbst anzuzeigen. In diesen Fällen kann eine GUI auf dem Display 240A dargestellt werden, um es dem Benutzer zu ermöglichen, zu bestimmen, ob eine erneute Messung ausgeführt werden soll oder nicht.
• Gemäß einem solchen Modifikationsbeispiel kann eine Mitteilung basierend auf Versätzen zwischen dem optischen System und dem Objekt während des wiederholten Scanvorgangs bereitgestellt werden. Daher ist es möglich, den Benutzer darüber zu informieren, dass der wiederholte Scanvorgang nicht auf eine geeignete Weise ausgeführt worden ist, dass eine erneute Messung ausgeführt werden sollte, und dergleichen.
• Modifikationsbeispiel 3
• Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ändert die Fokuspositionen schrittweise während des wiederholten Scanvorgangs, Aspekte der Änderung der Fokuspositionen sind jedoch nicht darauf begrenzt. Beispielsweise können Fokuspositionen während des wiederholten Scanvorgangs kontinuierlich geändert werden. 11 zeigt ein Beispiel eines Zeitdiagramms für einen solchen Fall.
• Das Scannen des Signallichts LS wird auf die gleiche Weise wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgeführt. Ein schräger Linienabschnitt TS des Diagramms zeigt einen Scanvorgang des Signallichts LS bezüglich verschiedener Bestrahlungspositionen an. Ein vertikaler Abschnitt TR des Graphen zeigt einen Rückstellvorgang von Bestrahlungspositionen des Signallichts LS an. Andererseits werden Fokuspositionen kontinuierlich geändert, wie durch einen linearen Graph TF2 dargestellt ist, was sich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform unterscheidet.
• Wenn Fokuspositionen wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform schrittweise geändert werden, sind die Fokuspositionen für jede Wiederholung des Scanvorgangs gleich (d. h., für jeden der schrägen Linienabschnitte TS) und entspricht jede Wiederholung einer einzelnen Fokusposition. Auf der anderen Seite ändert das vorliegende Modifikationsbeispiel Fokuspositionen kontinuierlich. Daher besteht, wenn die Bereiche Ri der Querschnittsbilder, die zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittbildes bereitgestellt werden, rechteckig sind, wie in 6 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dargestellt ist, die Gefahr, dass Fokuspositionen von den Bereichen Ri abweichen. Außerdem werden, wenn die Bereiche Ri als große Bereiche festgelegt sind, so dass Fokuspositionen nicht davon abweichen, weit von Fokuspositionen entfernte Abschnitte ein wenig unscharf sein.
• Derartige Situationen berücksichtigend verwendet das vorliegende Modifikationsbeispiel parallelogrammförmige Teilbereiche in Querschnittsbildern, um ein zusammengesetztes Querschnittsbild zu erzeugen. 12A zeigt ein Beispiel davon. Mehrere in 12A dargestellte Querschnittsbilder J1 bis Jn werden basierend auf Daten erzeugt, die durch wiederholte Scanvorgänge erhalten werden, die gemäß dem in 11 dargestellten Zeitdiagramm ausgeführt werden. Hierbei wird jedes der Querschnittsbilder Ji (i = 1 bis n) von Daten erzeugt, die durch Scannen gemäß dem i-ten schrägen Linienabschnitt TS im Zeitdiagramm erfasst werden.
• In diesem Beispiel wird ein Teilbild PJi des Querschnittsbildes Ji für eine Zusammensetzungsverarbeitung verwendet. Jedes der Teilbilder PJi ist ein Bildbereich mit einer Breite, die sich während der Periode des entsprechenden schrägen Linienabschnitts TS vom Graphen TF2 (einem dem Graphen TF2 entsprechenden Bildbereich) der Fokusposition, sowohl in die +z-Richtung als auch in die –z-Richtung über den gleichen Abstand erstreckt. Da der Graph TF2 ein monotoner, linearer Graph ist (d. h., ein Graph mit konstanter Steigung), wird jedes der Teilbilder PJi ein parallelogrammförmiger Bildbereich. Jedes der Teilbilder PJi ist ein Beispiel eines parallelogrammförmigen Teilbildes.
• Der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes setzt derartige parallelogrammförmigen Teilbilder PJ1 bis PJn zusammen, um ein zusammengesetztes Querschnittsbild zu erzeugen. Dieses zusammengesetzte Querschnittsbild wird durch Anordnen der parallelogrammförmigen Teilbilder PJ1 bis PJn in der Tiefenrichtung (z-Richtung) erhalten (nicht dargestellt). Im vorliegenden Beispiel weist jedes der Teilbilder PJi eine ”Überlappungsbreite” auf, und die Zusammensetzungsverarbeitung wird derart ausgeführt, dass Abschnitte benachbarter Teilbilder PJi, PJ(i + 1) sich einander überlappen. Es ist auch möglich, eine Zusammensetzungsverarbeitung ohne ”Überlappungsbreite” auszuführen, wie in Teilbildern PK1 bis PKn von Querschnittsbildern K1 bis Kn in 12B dargestellt ist.
• Hinsichtlich dreieckiger Bereiche an oberen und unteren Rändern eines Rahmens des zusammengesetzten Querschnittsbild ist es möglich, Bilder dreieckiger Bereiche in den Querschnittsbildern zu verwenden, die Teilbilder PJi enthalten, die ihnen am nächsten sind (d. h. Querschnittsbilder J1 und Jn). Alternativ können solche Bilder der dreieckigen Bereiche erhalten werden, indem der in 11 dargestellte Graph TF2 chronologisch nach vorne und hinten erweitert wird.
• 13 zeigt ein anderes Beispiel des Falls, in dem die Fokusposition kontinuierlich geändert wird. In diesem Beispiel wird die Zusammensetzungsverarbeitung wie in der obigen Ausführungsform unter Verwendung rechteckiger Teilbilder ausgeführt, und ein wiederholter Scanvorgang wird ausgeführt, während die Fokusposition kontinuierlich geändert wird.
• Die Hauptsteuerungseinrichtung 211 ist in der Lage, die Fokusposition (z-Koordinate) zu einem beliebigen Zeitpunkt des wiederholten Scanvorgangs zu erfassen, weil sie die Steuerung der Fokuspositionen ausführt. Alternativ kann die Fokusposition unter Verwendung eines Sensors erfasst werden, der eine Position der Fokussierungslinse 43 während des wiederholten Scanvorgangs erfasst.
• Die Hauptsteuereinrichtung 211 erhält eine repräsentative Fokusposition in einer den jeweiligen schrägen Linienabschnitten TS beim Scannen des Signallichts LS entsprechenden Zeitdauer. Die repräsentativen Fokuspositionen können beispielsweise Fokuspositionen an Mittelpunkten t1 bis tn in den den schrägen Linienabschnitten TS entsprechenden Zeitdauern sein.
• Der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes spezifiziert rechteckige Teilbilder derart, dass sie Bildbereiche (bestehend aus Pixeln auf Liniensegmenten, die sich senkrecht zur z-Richtung erstrecken) enthalten, die den repräsentativen Fokuspositionen entsprechen, die den schrägen Linienabschnitten TS für die Querschnittsbilder entsprechen. Dann setzt der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes die spezifizierten rechteckigen Teilbilder zusammen, um ein zusammengesetztes Querschnittsbild zu erzeugen. Es ist außerdem möglich, rechteckige Teilbilder derart festzulegen, dass sie den in 12A dargestellten Fokuspositionen entsprechende Bildbereiche TF2 enthalten.
• Das vorliegende Modifikationsbeispiel ändert Fokuspositionen kontinuierlich, so dass es in der Lage ist, eine Konfiguration und eine Steuerung des Fokusantriebs 43A im Vergleich zum Fall einer schrittweisen Bewegung zu vereinfachen.
• Modifikationsbeispiel 4
• Die vorstehend beschriebene Ausführungsform erzeugt ein zusammengesetztes Querschnittsbild durch Zuschneiden und Zusammenfügen mehrerer Querschnittsbilder, die Zusammensetzungsverarbeitung ist aber nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein zusammengesetztes Querschnittbild durch Überlagern mehrerer Querschnittsbilder unter Verwendung einer Schichtfunktion erzeugt werden.
• 14 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration des vorliegenden Modifikationsbeispiels. Eine optische Bildmessvorrichtung (Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung) des vorliegenden Modifikationsbeispiels hat nahezu die gleichen Konfigurationen wie die vorstehend beschriebene Ausführungsform (vergl. 3), sie unterscheidet sich jedoch dahingehend, dass der Bildprozessor 230 einen Gewichtungsabschnitt 237 aufweist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Bildprozessor 230 des vorliegenden Modifikationsbeispiels mindestens eine Komponente unter dem Schichtdickenberechnungsabschnitt 231, dem Wiederholungsbestimmungsabschnitt 232 und dem Abschnitt 233 zum Bestimmen der numerischen Apertur der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aufweisen kann. Außerdem kann der Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes des vorliegenden Modifikationsbeispiels ähnliche Konfigurationen haben wie die vorstehend beschriebene Ausführungsform (vergl. 4) oder davon verschiedene Konfigurationen.
• Der Gewichtungsabschnitt 237 führt eine Gewichtung von Pixeln jedes Querschnittsbildes aus, das der Zusammensetzungsverarbeitung zugeführt werden soll. Die Gewichtung kann beispielsweise durch Zuweisen von Transparenzinformationen (Alphawerten) zu Alphakanälen von Pixeln eines Querschnittsbildes ausgeführt werden. Der Gewichtungsabschnitt 237 weist die Transparenzinformation derart zu, dass die Opazität von Pixeln, die Teilbilder in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bilden, relativ höher wird. Die 15A und 15B zeigen konkrete Beispiele hierfür.
• Es wird angenommen, dass mehrere Querschnittsbilder Mi (i = 1 bis n) durch wiederholtes Scannen erhalten werden. Ein in 15A dargestellter Opazitätsgraph α1 liefert Transparenzinformationen an Alphakanäle von Pixeln von Querschnittsbildern Mi, so dass die Opazität von Pixeln von Teilbildern PMi in den Querschnittsbildern Mi relativ höher wird. Die Querschnittsbilder Mi, auf die der Opazitätsgraph α1 angewendet wird, sind Bilder, in denen die Opazität der Teilbilder PMi hoch ist und die Opazität mit zunehmendem Abstand von den Teilbildern PMi allmählich abnimmt.
• In einem in 15B dargestellten Opazitätsgraph α2 nimmt die Opazität einen Maximalwert in Teilbildern PMi der Querschnittsbilder Mi und einen Minimalwert in anderen Bereichen an. Die Querschnittsbilder Mi, auf die der Opazitätsgraph α2 angewendet wird, sind Bilder, in denen von den Teilbildern PMi verschiedene Bereiche transparent sind.
• Die Abschnitt 234 zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes überlagert die Querschnittsbilder M1 bis Mn, deren Pixel durch den Gewichtungsabschnitt 237 gewichtet worden sind, um ein zusammengesetztes Querschnittbild zu erzeugen. Wenn eine Positionsanpassung bezüglich den Querschnittsbildern M1 bis Mn ausgeführt wird, kann die Verarbeitung auf die gleiche Weise wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgeführt werden.
• Andere Modifikationsbeispiele
• sIn den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Differenz der optische Weglänge zwischen den optischen Wegen des Signallichts LS und des Referenzlichts LR durch Ändern der Position des Abschnitts 41 zum Ändern der optischen Weglänge geändert, allerdings sind die Verfahren zum Ändern der Differenz der optischen Weglänge nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die Differenz der optischen Weglänge durch Bereitstellen eines Reflexionsspiegels (Referenzspiegels) im optischen Weg des Referenzlichts und Bewegen des Referenzspiegels in der Ausbreitungsrichtung des Referenzlichtes geändert werden, um die optische Weglänge des Referenzlichts zu ändern. Außerdem kann die Differenz der optischen Weglänge durch Bewegen der Netzhautkameraeinheit 2 und/oder der OCT-Einheit 100 relativ zum Auge E geändert werden, um die optische Weglänge des Signallichts LS zu ändern. Wenn ein Objekt keine Stelle eines lebenden Körpers oder dergleichen ist, kann die Differenz der optischen Weglänge durch Bewegen des Objektes in der Tiefenrichtung (z-Richtung) geändert werden.
• Computerprogramme zum Implementieren der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können in beliebigen computerlesbaren Speichermedien gespeichert sein. Beispiele solcher Speichermedien sind eine optische Platte, ein Halbleiterspeicher, eine magnetooptische Platte (CD-ROM, DVD-RAM, DVD-ROM, MO, usw.), ein magnetischer Speicher (eine Festplatte, eine Diskette (TM), ZIP, usw.) usw.
• Die Programme können über Netzwerke wie beispielsweise das Internet, ein lokales Netzwerk (LAN) usw. übertragen werden.
• Bezugszeichenliste

1

Augenhintergrundbeobachtungsvorrichtung (optische Bildmessvorrichtung)

2

Netzhautkameraeinheit

40A

Abschnitt zum Ändern der numerischen Apertur

41

Abschnitt zum Ändern der optischen Weglänge

42

Galvanoscanner

43

Fokussierungslinse

43A

Fokusantrieb

100

OCT-Einheit

200

Rechen- und Steuereinheit

210

Steuereinrichtung

211

Hauptsteuerungseinrichtung

212

Speicher

220

Bilderzeugungsabschnitt

230

Bildprozessor

231

Schichtdickenberechnungsabschnitt

232

Wiederholungsbestimmungsabschnitt

233

Abschnitt zum Bestimmen der numerischen Apertur

234

Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes

2341

Teilbildspezifizierungsabschnitt

2342

Positionseinstellungsabschnitt

2343

Abschnitt zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs

2344

Bildpositionseinstellungsabschnitt

2345

Teilbilderzeugungsabschnitt

2346

Zusammensetzungsprozessor

2347

Gewichtungsabschnitt

235

Versatzerfassungsabschnitt

240A

Display

240B

Bedienteil

E

Auge

Ef

Augenhintergrund

LS

Signallicht

LR

Referenzlicht

LC

Interferenzlicht

Claims (13)

1. Optische Bildmessvorrichtung mit: einem optischen System mit einem Scanner, der dafür konfiguriert ist, eine Bestrahlungsposition von Signallicht auf einem Objekt zu ändern, und einem Fokuspositionsänderungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, die Fokusposition des Signallichts zu ändern, und dafür konfiguriert ist, Interferenzlicht von vom Objekt zurückkehrenden Licht des entsprechenden Signallichts und Referenzlicht zu erfassen; einem Bilderzeugungsabschnitt, der konfiguriert ist, ein Querschnittsbild auf der Basis von Erfassungsergebnissen mehrerer Interferenzlichtstrahlen zu erzeugen, die mehreren Bestrahlungspositionen des Signallichts entsprechen; einer Steuereinrichtung, die dafür konfiguriert ist, das optische System zu steuern, um das Signallicht auf die mehreren Bestrahlungspositionen wiederholt aufzustrahlen, während die Fokusposition geändert wird; und einem Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes, der dafür konfiguriert ist, ein zusammengesetztes Querschnittsbild basierend auf zwei oder mehr Querschnittsbildern zu erzeugen, die durch den Bilderzeugungsabschnitt auf der Basis von Ergebnissen der wiederholten Bestrahlung des Signallichts erzeugt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Teilbildspezifizierungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, ein Teilbild zu spezifizieren, das einen Bildbereich aufweist, der einer entsprechenden Fokusposition für jedes der zwei oder mehr Querschnittsbilder entspricht, und die spezifizierten zwei oder mehr Teilbilder zusammensetzt, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Positionseinstellungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, die zwei oder mehr Teilbilder zu analysieren, um die Relativpositionen zwischen den zwei oder mehr Teilbildern einzustellen, und die zwei oder mehr Teilbilder zusammensetzt, deren Relativpositionen eingestellt worden sind, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Positionseinstellungsabschnitt einen Abschnitt zum Spezifizieren eines charakteristischen Bildbereichs aufweist, der dafür konfiguriert ist, jedes der zwei oder mehr Teilbilder zu analysieren, um einen einer charakteristischen Stelle des Objekts entsprechenden charakteristischen Bildbereich zu spezifizieren, und die relativen Positionen zwischen den zwei oder mehr Teilbildern basierend auf den spezifizierten charakteristischen Bildbereichen einstellt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Versatzerfassungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, einen Versatz zwischen dem optischen System und dem Objekt während der wiederholten Bestrahlung des Signallichts zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung auf der Basis des erfassten Versatzes eine erneute wiederholte Bestrahlung des Signallichts ausführt, und der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes das zusammengesetzte Querschnittsbild basierend auf zwei oder mehr neuen Querschnittsbildern erzeugt, die auf der Basis von Ergebnissen der erneuten wiederholten Bestrahlung des Signallichts erzeugt werden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Versatzerfassungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, während der wiederholten Bestrahlung des Signallichts einen Versatz zwischen dem optischen System und dem Objekt zu erfassen, wobei die Steuereinrichtung einen Mitteilungsabschnitt zum Ausgeben von Mitteilungsinformationen basierend auf dem erfassten Versatz steuert.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Wiederholungsbestimmungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, die Anzahl von Wiederholungen bei der wiederholten Bestrahlung des Signallichts basierend auf einer im Voraus erhaltenen Dicke einer vorgegebenen Schicht des Objekts zu bestimmen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner mit einem Schichtdickenberechnungsabschnitt, der dafür konfiguriert ist, ein Querschnittsbild zu analysieren, das vor der wiederholten Bestrahlung des Signallichts erhalten wird, um die Dicke der vorgegebenen Schicht zu berechnen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das optische System einen Abschnitt zum Ändern der numerischen Apertur aufweist, der dafür konfiguriert ist, eine numerische Apertur zu ändern; ferner mit einem Abschnitt zum Bestimmen der numerischen Apertur, der dafür konfiguriert ist, einen Wert der numerischen Apertur zu bestimmen, so dass die Abbildungstiefe (Fokaltiefe) kleiner wird als die Dicke der vorgegebenen Schicht, wobei die Steuereinrichtung den Abschnitt zum Ändern der numerischen Apertur steuert, um die numerische Apertur auf den vorgegebenen Wert einzustellen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung die Fokusposition für jede Wiederholung der Bestrahlung des Signallichts auf die mehreren Bestrahlungspositionen schrittweise ändert, wenn die wiederholte Bestrahlung des Signallichts ausgeführt wird, und wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes das zusammengesetzte Querschnittsbild basierend auf einem rechteckigen Teilbild erzeugt, das einen Bildbereich enthält, der einer entsprechenden Fokusposition in jedem Querschnittsbild entspricht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung die Fokusposition kontinuierlich ändert, wenn die wiederholte Bestrahlung des Signallichts ausgeführt wird, und wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes das zusammengesetzte Querschnittsbild auf der Basis eines parallelogrammförmigen Teilbildes erzeugt, das einen Bildbereich aufweist, der einer entsprechenden Fokusposition in jedem Querschnittsbild entspricht.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Teilbilderzeugungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, jedes der zwei oder mehr Querschnittsbilder zuzuschneiden, um ein Teilbild zu erzeugen, und einen Zusammensetzungsprozessor, der dafür konfiguriert ist, eine Kachelungsverarbeitung von zwei oder mehr Teilbildern auszuführen, die von den zwei oder mehr Querschnittsbildern erhalten werden, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Abschnitt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Querschnittsbildes einen Gewichtungsabschnitt aufweist, der dafür konfiguriert ist, eine Gewichtung von Pixeln jedes der zwei oder mehr Querschnittsbilder auszuführen, und einen Zusammensetzungsprozessor, der dafür konfiguriert ist, eine Überlagerungsverarbeitung der zwei oder mehrere Querschnittsbilder mit den gewichteten Pixeln auszuführen, um das zusammengesetzte Querschnittsbild zu erzeugen.

Images