JP6788419B2 - 検査装置、検査装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、光を被検体上で走査して該被検体のデータを得る検査装置、該検査装置の制御方法、およびプログラムに関する。

現在、検査装置の一つとして、被検眼の画像等のデータを得るために、共焦点レーザー走査検眼鏡（ＳＬＯ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｌａｓｅｒ Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ）が適用されている。このＳＬＯに代表される眼科撮影装置（検査装置の一態様）では、２種類のスキャナからなる走査光学系を用いて照明光を被検眼上で２次元走査することで画像を取得している。この時、２次元走査の主走査方向にはレゾナントスキャナ（共振型スキャナ）を、副走査方向にはガルバノスキャナを用いることが一般的である。

近年このようなＳＬＯ装置に代表される眼科撮影装置では、高解像度化が求められている。また同時に、被検眼の診断を良好に行うために、データの取得から画像生成に至る動作に関して、高フレームレート化および高リフレッシュレート化が求められている。特許文献１に開示する構成では、レゾナントスキャナとガルバノスキャナとによる構成において、レゾナントスキャナを往復走査することによって１フレームで撮影される画素数を増やして高解像度化を達成している。

ここで、往復走査とは、主走査方向で照明光の走査を行う場合、走査時の往路と復路の両方で情報の取得を行うことをいう。また、高フレームレート化は、表示画面に表示される画像一枚をデータより生成する際の単位時間あたりのフレーム数で表されるフレームレートの高速化をいう。高リフレッシュレート化は、例えば動画として連続的に表示画面に表示されている画像を、第一の画像から次のタイミングの第二の画像に置き換える際の置き換え速度に対応するリフレッシュレートの高速化をいう。

特開２０１４−６８７０３号公報

被検眼は、固視微動と称される運動を繰り返している。このため、画像取得時において、被検眼の固視微動を検出し、この固視微動に応じて照明光の走査位置を補正する眼底追尾（眼底トラッキング）を行う必要がある。その際、固視微動に素早く反応するためにも高フレームレート化および高リフレッシュレート化による眼底追尾の応答性向上は重要である。また、実際の検査において、ちらつきの少ない視認性のよい動画像の提供も求められており、この観点からも、画像生成のためのデータ取得、および画像の生成における更なる高フレームレート化および高リフレッシュレート化が望まれる。

なお、眼科撮影装置では、上述するように、レゾナントスキャナにより照明光の主走査方向の走査を行い、ガルバノスキャナにより照明光の副走査方向の走査を行うことが多い。特許文献１にも述べられるように、レゾナントスキャナによる往復走査により高解像度化を進める場合、画像の歪に対しても留意する必要がある。よって、眼底画像の観察時に検者に違和感を与えずに検査を行うために、眼底等の被検体のデータ取得に際して、画像の歪に関する視認性も高めることが望まれる。

本発明は以上の状況に鑑みて、高解像度化に併せ、高フレームレート化を進めた場合であっても、歪が少なく視認性のよい被検体のデータを取得する検査装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の一実施態様に係る検査装置は、
照明光を被検体における主走査方向で往復走査する第一の走査部材と、
前記被検体において前記主走査方向とは交差する副走査方向で前記照明光を等速で走査する第二の走査部材と、
前記第一の走査部材と前記第二の走査部材とにより、前記照明光を前記被検体のデータ取得範囲における第一フィールドで２次元走査させ、前記データ取得範囲における前記第一フィールドとは異なる第二フィールドで２次元走査させる走査制御手段と、
前記第一フィールドおよび前記第二フィールドにおける前記照明光の前記被検体からの戻り光に基づいて各々の前記被検体のデータを取得するデータ取得手段と、を備え、
前記走査制御手段は、前記第一フィールドの前記２次元走査の走査開始位置を前記副走査方向に所定量ずらして前記第二フィールドを設定し、
前記照明光の２次元走査において、前記データ取得範囲における前記主走査方向の走査中心に近づくにつれ前記第一フィールドと前記第二フィールドの前記副走査方向の間隔が等間隔に近づくように、前記所定量を定めることを特徴とする。

本発明によれば、高解像度化に併せ、高フレームレート化を進めた場合であっても、歪が少なく視認性のよい被検体のデータを取得する検査装置を、提供できる。

本発明の一実施例に係るＳＬＯ装置の構成を示す概略図である。 一実施例に係る画像取得の流れを示したフローチャートである。 図１に示す構成における補正用フォトダイオード上の照明光の走査を説明する図である。 図１に示す構成におけるレゾナントスキャナの主走査方向の走査位置と時間との関係を示す図と、補正用フォトダイオードが出力する信号を示す図である。 奇数フィールドの走査軌跡とサンプリングポイントとを例示する図である。 図１に示す表示部に表示されたＳＬＯ画像と走査フィールドとの関係を示す図である。 奇数フィールドに対して適切なオフセット量ずらして偶数フィールドを生成した時の、両フィールドの走査軌跡とサンプリングポイントの位置関係を示す図である。 奇数フィールドに対して適切でないオフセット量ずらして偶数フィールドを生成した時の、両フィールドの走査軌跡とサンプリングポイントの位置関係を示す図である。 照明光を飛び越し走査で且つ片側走査する条件によりサンプリングを行う場合の走査軌跡とサンプリングポイントとを例示する図である。

上述したように、レゾナントスキャナを用いた走査光学系では、往復走査により情報取得を行うことで高解像度化が進められる。これに対して更に高フレームレート化を進める場合は、往復走査に併せ、奇数フィールドおよび偶数フィールドの各々で画像を取得する所謂飛び越し走査を組み合わせることが考えられる。以下に述べる実施例では、この飛び越し走査と往復走査とを併せて行うことにより、高解像度化と、高フレームレート化とを達成する。

ここで、例えば眼底における照明光の飛び越し走査とは、走査領域を主走査方向（横方向）と副走査方向（縦方向）とでます目状に定義した場合、１行目、３行目、５行目、…と、主走査方向で一行おきに照明光を走査することをいう。奇数フィールドはこの１、３、５…行の走査を行うフィールドをいい、偶数フィールドは２、４、６…行の走査を行うフィールドをいう。両フィールドより得られたデータを合せることにより、走査領域の全てのデータが得られる。奇数フィールドにおける往復走査の場合、１、５、９…行目が照明光による往路の走査に対応し、３、７、１１…行目が照明光による復路の走査に対応する。なお、ここでは、説明の都合上、奇数フィールドにおける各行と偶数フィールドにおける各行とは、副走査方向において同じ幅を有することとしている。しかし、偶数フィールドは奇数フィールドに対して副走査方向に任意の距離をずらして設定されていればよい。換言すれば、奇数フィールドを第一フィールド、偶数フィールドを第二フィールドとし、更なる例えば第三フィールドを設定する等、フィールドを更に設定してもよい。即ち、奇数フィールドでの照明光の走査の終了後、次のフィールドでの照明光の走査を行うために照明光の照射位置（走査開始位置）を副走査方向にずらすが、該ずらし量は奇数フィールド一行分のずらし量である必要はない。

一フレームの画像は、これら奇数フィールドおよび偶数フィールド各々より得たデータより個別に生成して得ており、これら画像は交互に更新される。このように、以下の実施例では、照明光の飛び越し走査により眼底からデータを得て順次画像の生成と更新とを行う。また、照明光の走査における往路と復路との両方からデータを得ることも併せることにより、高解像度化に併せ、高フレームレート化を達成する。また、静止画像を得る際には、これら奇数フィールドの画像と偶数フィールドの画像とを合成することにより、通常の往復走査で得られる画素データの数と同様の数の画素データが得られる。

以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する形状、或いは構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。

図１は、本発明の一実施例に係るＳＬＯ装置の構成の概略図である。なお本発明の適用対象はＳＬＯ装置に限られない。例えば、ＯＣＴ装置やＡＯ−ＳＬＯ装置など被検眼で照明光（測定光）を走査する、特にレゾナントスキャナにより走査する形式の眼科撮影装置等の検査装置に適用できる。

図に示すＳＬＯ装置は、データ取得部１００、システム部１０１、および表示部１０２を有する。データ取得部１００は、照明光を被検眼（本実施例では眼底Ｅｒ）上で走査することにより、輝度情報等の眼底Ｅｒに関するデータを取得する。システム部１０１は、データ取得部１００を制御し、該データ取得部１００より得たデータに基づいてＳＬＯ画像を生成する。表示部１０２は、システム部１０１によって生成されたＳＬＯ画像を表示する。なお、本実施例では各部が独立して配置される構成を例示しているが、システム部１０１と表示部１０２とを一体化する等、設置条件等に応じて各部を適宜一体化してもよい。また、ＯＣＴ装置等、他の装置と全体的に或いは部分的に組み合わせてもよい。

まず、データ取得部１００の構成について説明する。被検眼に対向する光路Ｌ１上には、対物レンズ１、ガルバノスキャナ２、レゾナントスキャナ３、レンズ４および５、ミラー６、並びにＳＬＯ光源８が順次配置されている。ミラー６の反射光軸上には、フォトダイオード７が配置されている。これら光学要素は、眼底Ｅｒに対するＳＬＯ光学系を構成している。

レンズ４は、ＳＬＯ光学系の焦点合わせのために、図中矢印にて示される光軸方向に対して、不図示のモータによって駆動される。ＳＬＯ光源８は、７８０ｎｍ付近の波長の光を照明光として射出する。フォトダイオード７は、照明光により照明された眼底Ｅｒからの戻り光を検出する。ミラー６は、穴あきミラーや、中空のミラーに金属等が蒸着されたプリズムからなり、ＳＬＯ光源８より射出された照明光と、眼底Ｅｒからの戻り光との光路を分離する。

ＳＬＯ光源８から発せられた照明光は、ミラー６を通過し、レンズ５および４を通り、レゾナントスキャナ３およびガルバノスキャナ２によって眼底Ｅｒ上で走査される。眼底Ｅｒからの戻り光は、照明光と同じ経路を戻った後にミラー６によって反射され、フォトダイオード７へと導かれる。

ガルバノスキャナ２およびレゾナントスキャナ３は、ＳＬＯ光源８から発せられた照明光を眼底Ｅｒ上で走査する走査光学系を構成する。レゾナントスキャナ３は眼底Ｅｒ上で照明光を主走査方向（Ｘ方向）に、ガルバノスキャナ２は眼底Ｅｒ上で照明光を副走査方向（Ｙ方向）に其々走査する。レゾナントスキャナ３は、共振周波数で高速に振動するミラーにより照明光を偏向させることで、照明光を眼底Ｅｒ上において主走査方向にライン状に走査することができる。ガルバノスキャナ２は、等速直線運動で動作して、レゾナントスキャナ３によって主走査方向に偏向させた光を、更に副走査方向に偏向させる。このようなレゾナントスキャナ３およびガルバノスキャナ２によって、照明光を眼底Ｅｒ上で２次元に走査することができる。

なお、レゾナントスキャナ３は、照明光を反射するミラーと、該ミラーを軸中心に振動させる部材とから一般的に構成される。該部材は、共振現象を利用しているので該ミラーにより照明光を反射して眼底Ｅｒ上で走査する際に、走査速度に加減速が生じる。当該レゾナントスキャナ３は、環境変動などの影響によりその共振周波数（振動の周期）や振幅といった走査状態が変化することが知られている。本実施例では、補正用フォトダイオード９が、レゾナントスキャナ３の走査状態を検知するために配置されている。該補正用フォトダイオード９は、レゾナントスキャナ３およびガルバノスキャナ２により照明光を眼底Ｅｒ上で２次元に走査する際にＸＹの座標面で定義される走査範囲とは重ならない位置に配置されている。補正用フォトダイオード９を用いたレゾナントスキャナ３の走査状態の検知の詳細については、画像取得のフローを説明する際に述べる。

システム部１０１は、データ取得部１００を制御する制御部１０とＳＬＯ画像を生成する画像生成部１１から構成されている。制御部１０は、ガルバノスキャナ２、レゾナントスキャナ３、レンズ４、フォトダイオード７、ＳＬＯ光源８、および補正用フォトダイオード９を制御する。画像生成部１１は、フォトダイオード７から取得されたデータに基づいて、ＳＬＯ画像を生成する。表示部１０２は、画像生成部１１で生成されたＳＬＯ画像を表示する。

次に、上述したデータ取得部１００、システム部１０１、および表示部１０２から構成されるＳＬＯ装置における画像取得の際に実行される工程の流れを、図２のフローチャートを用いて説明する。また、個々のステップにおける詳細については、図３〜図８を参照して適宜説明する。当該フローチャートは、本実施例に係る検査装置の制御方法の一態様を構成し、該フローチャートの各ステップは該制御方法の各工程を構成する。

ステップＳ２０１では、レゾナントスキャナ３により照明光を補正用フォトダイオード９上で走査する。具体的には、制御部１０が、レゾナントスキャナ３の駆動を開始させると共に、ガルバノスキャナ２を補正用フォトダイオード９に対応する副走査方向の所定の角度に位置させる。その後、制御部１０は、ＳＬＯ光源８を点灯させる。以上の操作により、ＳＬＯ光源８からの照明光は、図３に示すような走査軌跡１３で、補正用フォトダイオード９上で主走査方向に複数回往復走査される。

なお、図３は、補正用フォトダイオード９上での照明光の走査を説明する図であって、併せて補正用フォトダイオード９と、眼底Ｅｒにおけるデータの取得範囲の、該補正用フォトダイオード９を含んで光軸に垂直な面上での対応面との関係を示している。即ち、図に示す取得範囲１２は、照明光で眼底Ｅｒを２次元走査する時のＸＹ面上のデータの取得範囲に対応する。補正用フォトダイオード９は、ステップＳ２０１において実行される１次元走査の際の走査軌跡１３と眼底Ｅｒの２次元走査の際のデータ取得範囲である取得範囲１２とが重ならない位置に配置される。

走査軌跡１３上での照明光の走査時、レゾナントスキャナ３による照明光の主走査方向の走査位置と時間との関係は図４（ａ）に示すような正弦波動作となる。ステップＳ２０１では、照明光を補正用フォトダイオード９上で複数回往復走査するが、図４（ａ）はその複数回の往復走査のうちの一部分を示している。図４（ａ）中の縦軸における点ｐは、主走査方向における補正用フォトダイオード９の位置を示している。同図によれば、補正用フォトダイオード９は、タイミングｔ１、ｔ２、およびｔ１’でＳＬＯ光源８からの照明光を受光する。図４（ｂ）は、補正用フォトダイオード９が該照明光を受光した際に出力する信号を示している。

次にステップＳ２０２にて、ステップＳ２０１において補正用フォトダイオード９が出力する信号のタイミングｔ１、ｔ２、およびｔ１’を使って、制御部１０がレゾナントスキャナ３の動作を推定する。推定では次の式（１）が用いられる。

ここでＰｘはレゾナントスキャナ３の主走査方向の走査位置、Ａはレゾナントスキャナ３の振幅、ｔは時間を示す。更に、Ｔはレゾナントスキャナ３の振動周期を示し、Ｔ＝ｔ１‘−ｔ１で表わされる。また、Ｂは、レゾナントスキャナ３が１周期毎に出力する同期信号のタイミングｔ０とレゾナントスキャナ３の往路と復路の切り替わりのタイミングとの差分を示す。正弦波動作の山と谷とにおいて、レゾナントスキャナ３の往路と復路とが切り替わっている。

以上の式（１）における（ｔ、Ｐｘ）に対して（ｔ１、ｐ）および（ｔ２、ｐ）を代入した２本の方程式を解くことによって、上述した定数ＡおよびＢを求めることができる。従って、式（１）によってレゾナントスキャナ３の動作を推定することができる。以上に述べた、補正用フォトダイオード９、および該補正用フォトダイオード９からの出力に基づいてレゾナントスキャナ３の振動の周期の検出を行う制御部１０の対応するモジュールは、本実施例での周期検出手段を構成する。また、同様にこれら構成は、レゾナントスキャナ３の振動の振幅を検出する際には、本実施例での振幅検出手段を構成する。

次に、ステップＳ２０３にて、制御部１０が以降のステップＳ２０４およびＳ２０７で行われるデータのサンプリングタイミングを決定する。その際、上述したステップＳ２０２で求めたレゾナントスキャナ３の動作の推定結果が使われる。例えば、不図示の主走査方向ｐｘ１の地点におけるＳＬＯ画像（データ）を取得する際のサンプリングタイミングは、式（１）にＰｘ＝ｐｘ１を代入してｔに対して解くことで得られる。１フレームのＳＬＯ画像において主走査方向でデータを取得したい全ての位置に対して上述の計算を其々行うことによって、全てのデータ取得のためのサンプリングタイミングを得ることが可能となる。本実施例では、奇数フィールドと偶数フィールドとにおけるデータ取得位置が、副走査方向において直線上に並ぶようにサンプリングタイミング（データ取得のタイミング）が決定される。また、眼底上でのこのデータ取得位置は、推定されたレゾナントスキャナ３の動作に基づいて、後述する表示部１０２にＳＬＯ画像を表示する際の画素の配置と対応付けられる。

次に、ステップＳ２０４にて、制御部１０は眼底Ｅｒに対し飛び越し走査における奇数フィールドの走査を行う。上述したように、ステップＳ２０１からステップＳ２０３では、ガルバノスキャナ２を補正用フォトダイオード９に対応する副走査方向の所定の角度に位置させていた。ステップＳ２０４では、ガルバノスキャナ２を副走査方向に等速直線運動させることで、レゾナントスキャナ３とガルバノスキャナ２による照明光の２次元走査が行われる。

図５は、ステップＳ２０４で行われる、奇数フィールドにおける照明光の走査における走査軌跡とそのサンプリングポイントとを例示したものである。同図において、走査軌跡は実線で描かれている。同図中、後述するサンプリングポイントＯ１１の左からＯ１７の右にかけては右向きの矢印に示される走査軌跡を示す。また、サンプリングポイントＯ３７の右からＯ３１の左にかけては左向きの矢印に示される走査軌跡を示す。図中の矢印の向きを見るとレゾナントスキャナ３の往路と復路が、走査軌跡の右端と左端とにおいて切り替わっていることが分かる。更に図中の黒丸で示される点は、眼底Ｅｒにおけるデータの取得領域における奇数フィールドのサンプリングポイントを示す。同図において、上述したように、往復走査にて黒丸が往路と復路の両方に存在するように、レゾナントスキャナ３の往路と復路の両方よりデータの取得がされている。なお、図中の一点鎖線Ｍ１は、レゾナントスキャナ３による照明光の主走査範囲における主走査方向の中心を示している。

取得された奇数フィールド全てのサンプリングポイントは、主走査方向に等間隔でサンプリングされている。これは、ステップＳ２０３で所望のサンプリングポイントが得られるようなサンプリングタイミングを計算し、当該計算に基づくサンプリングが行われることによる。しかし、副走査方向におけるサンプリングポイントの間隔は、等間隔に配置されていない。これは時間に応じてレゾナントスキャナ３の動作が図４に示した正弦波状で変化していることが影響している。

ステップＳ２０５にて、画像生成部１１はステップＳ２０４で取得された２次元走査のデータから奇数フィールドのＳＬＯ画像を生成する。生成されたＳＬＯ画像は表示部１０２に表示されるか、或いは表示されているＳＬＯ画像から新たに生成されたＳＬＯ画像への更新が行われる。図６は表示部１０２に表示されたＳＬＯ画像を示したものであり、図中の実線の矢印にて示される１、３、５…の奇数行の画素が、更新対象の奇数フィールドの画素となる。

ここで、図５中のサンプリングポイントＯ１１で取得されたデータは、図６中の画素Ｐ１１に表示される。同様に、図５中のサンプリングポイントＯ１４、Ｏ１７、Ｏ３７、Ｏ３４、およびＯ３１で取得されたデータは、図６中の画素Ｐ１４、Ｐ１７、Ｐ３７、Ｐ３４、およびＰ３１に其々表示される。ステップＳ２０２におけるレゾナントスキャナ３の動作の推定により、画像生成部１１は往路と復路がどこで切り替わっているかを含め、サンプリングポイントと画像中の画素との対応付けを行う。

レゾナントスキャナとガルバノスキャナを用いて往復走査かつ飛び越し走査でデータを取得した場合、奇数フィールドと偶数フィールドの走査位置の関係次第によっては、該データより生成された画像に歪が発生する場合がある。具体的には、奇数フィールドと偶数フィールドとの間でサンプリングポイントと画素との対応関係のずれ方に差が生じ、両フィールドから得た画像を交互に表示した場合にこの差のある部分に画像のちらつきや違和感等を発生させてしまう。以降では、この対応関係のずれが生じている部分を、画像中で歪を生じている部分といい、ずれ方の差が大きくなることを歪が大きくなるという。詳細については図７および図８を参照して後述するが、眼科では被検眼の取得したい疾病部等の注目領域を画像の中心に位置させることが多いため、画像の主走査方向の中心に歪が発生することは好ましくない。即ち、注目領域における画像歪を抑制するために、該画像歪に関連する、飛び越し走査において奇数フィールドから偶数フィールドに変わる際の副走査方向でのずらし量を適切に設定することを要する。

次のステップＳ２０６では、制御部１０は、飛び越し走査時において偶数フィールドを設定する際の適切なオフセット量（上述したずらし量）を計算する。ここでオフセット量とは、飛び越し走査時における奇数フィールドの走査位置と偶数フィールドの走査位置とが重複しないように、奇数フィールドに対し偶数フィールドの走査位置を副走査方向にオフセットさせる量を意味する。ステップＳ２０６で計算され、設定されるオフセット量により、両フィールドより得たデータから生成されるＳＬＯ画像が副走査方向で歪む領域を調整できる。以下に述べる例では、表示部１０２の表示画素上で見ていった場合に、主走査方向の中心で画像が歪まないようにしている。なお、このステップＳ２０６で決められたオフセット量は、以降での奇数フィールドと偶数フィールドとの移行の際において全て適用される。

図７は、奇数フィールドに対し偶数フィールドの走査位置を最適なオフセット量でずらした時の両フィールドの走査軌跡およびサンプリングポイントを示している。図７上で奇数フィールドの走査軌跡は実線で示されており、ステップＳ２０４で行われた照明光の走査軌跡を示している。これに対し、偶数フィールドの走査軌跡は破線で示されている。また、奇数フィールドおよび偶数フィールドの各々でのサンプリングポイントは、其々黒丸および白丸で示されている。なお、以降の説明において、奇数フィールドに対応する走査軌跡は全て実線で、偶数フィールドに対応する走査軌跡は全て破線で示される。また、奇数フィールドおよび偶数フィールドの各々のサンプリングポイントは、全て黒丸および白丸で示される。

ここで、主走査方向の走査中心である一点鎖線Ｍ１上のサンプリングポイントに着目すると、奇数フィールドのサンプリングポイントと偶数フィールドのサンプリングポイントとの間隔は、副走査方向で等間隔Ｄ１になっている。また、両フィールドのサンプリングポイントが副走査方向において交互に並んでいる。一方レゾナントスキャナ３の主走査方向の中心から離れた一点鎖線Ｍ２、Ｍ３に着目するとサンプリングポイントの間隔は副走査方向に等間隔ではなく、間隔Ｄ１〜Ｄ６を取ることが分かる。更に一点鎖線Ｍ２上の間隔Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の関係と一点鎖線Ｍ３上の間隔Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の関係を比較すると、主走査方向の中心から離れるにつれて副走査方向に等間隔ではなくなっていくことが分かる。なお、ここで等間隔ではないとはサンプリングポイント間の間隔が複数（本実施例では３）種類となることをいい、等間隔でなくなっていくとはこの複数種類の間隔の相違がより大きくなっていくことをいう。

ここで、サンプリングポイントと図６に示した表示部１０２の表示画素との関係を考慮すると、一点鎖線Ｍ１上でのサンプリングポイントからは対応する画素のデータが正しく得られている。しかし、主走査方向中心から離れるにつれ、一点鎖線Ｍ２上ではデータの取得位置と画素の配置とのずれが大きくなる。更に、一点鎖線Ｍ３上では、ずれるだけではなく、間隔Ｄ５を形成するサンプリングポイントの配置に示されるように、副走査方向でのデータ取得位置が第一フィールドのものと第二フィールドのものとが入れ替わっている。このため、実際のサンプリングポイントと対応する画素の配置とが変わってしまった領域が生じている。即ち、第一フィールドのサンプリングポイントと第二フィールドのサンプリングポイントとが副走査方向で交互に配置されていたものが、交互でなくなっている。

このように、サンプリングポイントが副走査方向に等間隔ではなくなる、或いは両フィールドから交互に得られなくなるということは、ＳＬＯ画像が副走査方向で歪むということを意味する。即ち、飛び越し走査の副走査方向のオフセット量を図７に示すように与えた場合に得られるＳＬＯ画像では、主走査方向の中心に近づけば近づくほど、副走査方向の歪がなくなる。これに対して、主走査方向の中心から離れれば離れるほど、ＳＬＯ画像上で副走査方向に歪が生じる或いは生じた歪が大きくなる。しかし、画像生成して観察したい注目領域は画像中心に配置されることがほとんどであり、この場合に得られる画像における注目領域に関しては高い視認性が得られる。

図７に示した場合において、奇数フィールドに対する偶数フィールドの走査位置の適切なオフセット量は一点鎖線Ｍ１上の間隔Ｄ１となる。従って、その際の偶数フィールドにおける照明光の走査開始位置は、奇数フィールドにおける照明光の走査開始位置を副走査方向に所定量として間隔Ｄ１だけずらせて設定される。即ち、偶数フィールドは、奇数フィールドにおける照明光の走査開始位置を副走査方向に間隔Ｄ１だけずらせて設定される。当該間隔Ｄ１は、実際には副走査方向の走査速度とレゾナントスキャナ３の周期（上述した周期検出手段の出力）に基づいて定められる。より具体的には、ガルバノスキャナ２の等速直線運動時の照明光の走査速度Ｖとレゾナントスキャナ３の照明光の走査周期Ｔの４分の１の時間との掛け算によって計算される。

次に、図７に示す例との対比として、適切ではないずらし量によって偶数フィールドを設定した場合について、図８を用いて説明する。図８は、奇数フィールドと、該奇数フィールドに対して上述したオフセット量を間隔Ｄ１０として設定した偶数フィールドとの両フィールドについて、その走査軌跡およびサンプリングポイントを示している。

ここで一点鎖線Ｍ５上のサンプリングポイントに着目すると、サンプリングポイントの間隔は副走査方向に等間隔Ｄ７になっている。ただし、奇数フィールドのサンプリングポイントと偶数フィールドのサンプリングポイントとは、交互にではなく２つおきに入れ替わるように配置されている。一点鎖線Ｍ４上のサンプリングポイントに着目すると、サンプリングポイントの間隔は副走査方向にＤ８とＤ９とで２種類あり等間隔ではない。また、副走査方向において、奇数フィールドのサンプリングポイントが２つ並んだ後に偶数フィールドのサンプリングポイントが２つ並ぶように、サンプリングポイントが２つおきに入れ替わっている。更に一点鎖線Ｍ１上のサンプリングポイントでは、両フィールドのサンプリングポイントは重複し、且つ重複位置同士の間隔がＤ１０となっている。ここで、一点鎖線Ｍ４上の間隔Ｄ８、Ｄ９の関係と一点鎖線Ｍ１上の間隔Ｄ１０の関係を比較する。主走査方向の中心に近づけば近づくほど、間隔Ｄ９は間隔Ｄ１０に近づき、間隔Ｄ８は０に近づき、副走査方向に並ぶサンプリングポイントは等間隔からより離れていくことが分かる。

このように、飛び越し走査の副走査方向のオフセット量によっては、得られるＳＬＯ画像で生じる歪は、主走査方向の中心に近づけば近づくほど副走査方向に大きくなる。また、当該歪は、主走査方向の中心から離れれば離れるほど副走査方向に小さくなる。なお、図８の場合の奇数フィールドに対する偶数フィールドの走査位置のオフセット量である間隔Ｄ１０は、ガルバノスキャナ２の等速直線運動時の走査速度Ｖとレゾナントスキャナ３の走査周期Ｔの２分の１の時間との掛け算によって計算される。

図７で示したずらし量が間隔Ｄ１の場合、一点鎖線Ｍ１上、一点鎖線Ｍ２上、及びそのさらに外側の領域で、奇数フィールドのサンプリングポイントと偶数フィールドのサンプリングポイントは副走査方向で交互に位置している。このため、データ取得位置と対応する画素とにおいて、各々周辺のデータ取得位置と周辺画素との配置は変わらない。なお、図８に示すずらし量が間隔Ｄ１０の場合、両フィールドの全てのサンプリングポイントは、上述したように副走査方向で２つおきに位置している。この場合、ＳＬＯ画像の表示画素とサンプリングポイントとの対応関係を副走査方向において２つおきに入れ替わるよう、サンプリングポイントと画素配置とを一意に定めておけば、画素の配置が入れ替わることは避けられる。しかし、ＳＬＯ画像において歪がない領域はデータ取得範囲における周辺部のみとなり、実際に眼底等を観察して診断のための情報等を得る上では適当ではない。

以上より、本実施例では、奇数フィールドに対して偶数フィールドを生成する際に、副走査方向に偶数フィールドの走査開始位置をずらす所定量として、間隔Ｄ１を用いることとしている。なお、該所定量は厳密にＤ１にすることを要さず、照明光の２次元走査において、データ取得範囲における主走査方向の走査中心に近づくにつれ奇数フィールドと偶数フィールドの副走査方向の間隔が等間隔に近づくように定められればよい。これにより、中心部、或いは主走査方向の走査中心或いはその周辺領域において、歪の小さいＳＬＯ画像が得られる。

なお、実際の眼底等の観察の際に病変等の観察を目的としてデータ取得範囲から得られる画像においては、注目領域において歪が少なければ良いともいえる。この場合、データ取得範囲の中の注目領域において、該領域内の主走査方向の中心で副走査方向に並ぶ両フィールドのサンプリングポイントが等間隔で並べば、該注目領域でのＳＬＯ画像の歪を抑えることができる。この場合、実際には奇数フィールドの２つのサンプリングポイントと偶数フィールドの２つのサンプリングポイントとが、該主走査方向の中心で副走査方向に交互且つ等間隔で並ぶ。

例えば一点鎖線Ｍ２上で、部分的にサンプリングポイントがこの条件を満たすようにずらし量を設定するとする。なお、以下の説明において、奇数フィールドのサンプリングポイントを黒丸と、偶数フィールドのサンプリングポイントを白丸と称する。この場合、一点鎖線Ｍ２上には、等間隔で上から順に黒丸、白丸、黒丸、白丸と並ぶセットが一定の間隔を空けて並ぶ。そして、当該セットの一番下の白丸と、次のセットの一番上の黒丸との間の該一定の間隔は、上述する等間隔よりも広くなる。図７に例示した偶数フィールドと奇数フィールドとのずらし量を小さくするにつれて、この黒丸、白丸、黒丸、白丸の等間隔の並びの一セットが副走査方向に並ぶ位置が、一点鎖線Ｍ１上から一点鎖線Ｍ３上に向かってシフトしていく。また、シフトするに従って、上下のセット間の間隔は広くなる。また、ずらし量がＤ１を超えると、並びの順が変わってしまう主走査方向の範囲が広くなり、上述した並び順での等間隔が維持できなくなる。

即ち、ずらし量はＤ１以下の条件とすることが好ましい。これにより、副走査方向に並ぶ、奇数フィールドのサンプリングポイント、偶数フィールドのサンプリングポイント、奇数フィールドのサンプリングポイント、および偶数フィールドのサンプリングポイントの４つの間では交互且つ等間隔が部分的に維持される。なお、この条件は、往路走査時において主走査方向の走査中心（Ｍ１）から離れる方向における領域においての条件である。往路走査時において主走査方向の走査中心（Ｍ１）から近づく方向における領域においては逆となる。

従って、部分的な歪は生じるが、少なくとも４つのサンプリングポイントに関しては等間隔且つ交互の条件が満たされるため、ある程度のＳＬＯ画像の歪の抑制ができる。

また、図８で述べたように副走査方向でのサンプリングポイントの並び方が、例えば両フィールド間で交互に位置するか２つおきに位置するかにより、データ取得時のサンプリングポイントに対応する画素配置を変えることを要する。しかし、並び方が一定の領域が注目領域とする範囲を超えていれば、画素の配置を対応させて変える必要がなくなる。このことは、画像生成時の計算負荷を下げることにつながる。ここで、眼底画像に関しては、基本的にデータ取得範囲の中央領域が注目領域となることが多い。即ち、注目領域の理想位置はデータ取得範囲の中央となり、この場合の注目領域の主走査方向中心は主走査方向の走査中心となる。従って、オフセット量である間隔Ｄ１は、図７に示す条件を中心とし、この条件から注目領域が周辺に領域に移動し、その注目領域の主走査方向中心で上述したサンプリングポイントの交互且つ等間隔の並びという条件が満たされることが好ましい。

上述した理由に基づいて求められたオフセット量を用いて偶数フィールドを設定し、ステップＳ２０７にて、制御部１０は照明光を偶数フィールドで２次元走査する。２次元走査によりデータを得た後、ステップＳ２０８にて、画像生成部１１はステップＳ２０７で取得された２次元走査のデータから偶数フィールドのＳＬＯ画像を生成する。生成されたＳＬＯ画像は表示部１０２に表示されるか、或いは表示されているＳＬＯ画像から新たに生成されたＳＬＯ画像への更新が行われる。

眼底観察におけるアライメント時にはＳＬＯの動画像が取得され、撮影時にはＳＬＯ静止画像が取得される。そのため、アライメント時のＳＬＯ動画像では、ステップＳ２０１からステップＳ２０８までの操作を繰り返せばよい。また、撮影時のＳＬＯ静止画像については、ステップＳ２０５とＳ２０８とにおいて各々得られた奇数フィールドおよび偶数フィールドのデータから１つの静止画像を生成すればよい。

以上説明したように、奇数フィールドに対し偶数フィールドの走査位置を所定量である間隔Ｄ１でずらすことによって、ＳＬＯ画像を副走査方向の画素上で見ていった場合に、主走査方向の中心でＳＬＯ画像が歪まないようにすることができる。眼科では、被検眼の取得したい疾病部等の注目領域を画像の中心に位置させることが多いため、これにより診断等に好適なＳＬＯ画像が提供できる。また、照明光の走査において、往復走査と飛び越し走査で画像取得を行っているので、これらの組み合わせによる高解像度化および高フレームレート化が同時に達成できる。

ここで、上述した所定量のオフセットによる偶数フィールド設定に関しては、飛び越し走査で往復走査する場合にのみ有効であり、飛び越し走査で片側走査する場合には効果がない。図９に、飛び越し走査で片側走査する場合の測定光の走査軌跡とサンプリングポイントを示す。この場合、オフセット量としての間隔Ｄ１１とすることで、ＳＬＯ画の副走査方向の歪は生じない。しかし、得られる画素データが少なくなり、高解像度化が難しくなる。なお、ここで片側走査とは往路と復路のどちらか一方でのみサンプリングを行うことを意味する。

また、上述した実施例では奇数フィールドに対し偶数フィールドを図７上で紙面下側にオフセットさせたが、紙面上側にオフセットさせても同様の効果を得ることができる。また、フィールドの数は奇数偶数の２つに限定されず、上述したように更なるフィールドを有してもよい。以上より、本実施例の奇数フィールドは第一フィールドとして、偶数フィールドは第一フィールドとは異なる第二フィールドとして定義する。

なお、上述した実施例では、レゾナントスキャナ３とガルバノスキャナ２とを照明光走査に用いるＳＬＯ装置を例として述べている。当該例では、レゾナントスキャナ３は、照明光を被検眼における主走査方向で往復走査する第一の走査部材を構成する。また、ガルバノスキャナ２は、被検眼において主走査方向とは交差する副走査方向で照明光を等速で走査する第二の走査部材を構成している。主走査方向と副走査方向とは実施例のように直交することが好ましいが、一定の角度により交差するように設定されていればそれでもよい。制御部１０は、走査制御手段として上述した両スキャナにより、照明光を被検眼におけるデータ取得範囲における奇数フィールドで２次元走査させ、且つデータ取得範囲における該奇数フィールドとは異なる偶数フィールドで２次元走査させる。フォトダイオード７および該フォトダイオードに上述したタイミングにて輝度等のデータを取得させる制御部１０のモジュールはデータ取得手段を構成する。画像生成部１１は、画像生成手段として、奇数フィールドおよび偶数フィールドにおける照明光の被検眼からの戻り光に基づいて取得したデータに基づいてＳＬＯ画像を生成する。

制御部１０は、上述したように、ガルバノスキャナ２による照明光の等速直線走査時の走査速度と周期検出手段の出力に基づいて、オフセット量としての所定量を求める。更に、該制御部１０は、周期検出手段の出力と振幅検出手段の出力に基づいて、奇数フィールドおよび偶数フィールドから取得するデータが副走査方向に直線上に並ぶようにデータを取得するタイミングを定める。

なお上述した実施例では主走査方向にレゾナントスキャナを用いる例を示したが、照明光走査時に加減速が発生するガルバノスキャナ、音響光学素子（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）スキャナを主走査方向に用いた場合でも本発明は適用できる。また、上述した実施例では主走査方向で加減速が生じる走査手段により照明光の走査が行われ、副走査方向が等速直線運動を行う走査手段により照明光の走査が行われていた。しかし、これら走査手段を入れ替え、主走査方向が等速直線運動での走査、副走査方向が加減速を生じさせる走査となる構成でも同様の効果を得ることができる。

（その他の実施例）
なお、上述した実施例では、本発明をＳＬＯ装置に用いた場合について述べているが、本発明の適用対象となる眼科装置はこれに限られない。上述したように、ＡＯ−ＳＬＯ装置や、ＯＣＴ（光干渉断層画像撮像）装置等、照明光（測定光）を被検眼で走査しデータを取得して画像生成を行う種々の眼科撮影装置においても用いることが可能である。

また、上述した実施例では、被検体が眼の場合について述べているが、眼以外の皮膚や臓器等の被検体に本発明を適用することも可能である。この場合、本発明は眼科撮影装置以外の、例えば内視鏡等の医療機器としての態様を有する。従って、本発明は眼科撮影装置に例示される検査装置として把握され、被検眼は被検体の一態様として把握されることが好ましい。

また、本発明は、以下のように装置を構成することによっても達成できる。即ち、上述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード（コンピュータプログラム）を記録した記録媒体（又は記憶媒体）をシステム或いは装置に供給することとしてもよい。また、該記録媒体の態様だけでなく、コンピュータの読み取り可能な記録媒体としてもよい。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、該記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。また、該実施例は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：データ取得部
１０１：システム部
１０２：表示部
Ｅｒ：眼底
２：ガルバノスキャナ
３：レゾナントスキャナ
７：フォトダイオード
８：ＳＬＯ光源
９：補正用フォトダイオード
１０：制御部
１１：画像生成部

Claims (8)

1. 照明光を被検体における主走査方向で往復走査する第一の走査部材と、
   前記被検体において前記主走査方向とは交差する副走査方向で前記照明光を等速で走査する第二の走査部材と、
   前記第一の走査部材と前記第二の走査部材とにより、前記照明光を前記被検体のデータ取得範囲における第一フィールドで２次元走査させ、前記データ取得範囲における前記第一フィールドとは異なる第二フィールドで２次元走査させる走査制御手段と、
   前記第一フィールドおよび前記第二フィールドにおける前記照明光の前記被検体からの戻り光に基づいて各々の前記被検体のデータを取得するデータ取得手段と、を備え、
   前記走査制御手段は、前記第一フィールドの前記２次元走査の走査開始位置を前記副走査方向に所定量ずらして前記第二フィールドを設定し、
   前記照明光の２次元走査において、前記データ取得範囲における前記主走査方向の走査中心に近づくにつれ前記第一フィールドと前記第二フィールドの前記副走査方向の間隔が等間隔に近づくように、前記所定量を定めることを特徴とする検査装置。
2. 前記走査制御手段は、前記データ取得範囲における前記主走査方向の中心において前記副走査方向に並ぶ、少なくとも前記第一フィールドの二つのデータ取得位置と前記第二フィールドの二つのデータ取得位置との各々が等間隔で交互に配置されるように前記所定量を定めることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記第一の走査部材は、前記照明光を反射するミラーと、前記ミラーにより前記照明光を反射して前記データ取得範囲で走査する際に、走査速度に加減速を生じさせるように前記ミラーを駆動する部材とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記第一の走査部材の振動の周期を検出する周期検出手段を更に備え、
   前記走査制御手段は、前記第二の走査部材による前記照明光の走査速度と前記周期検出手段の出力に基づいて前記所定量を求めることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の検査装置。
5. 前記第一の走査部材の振動の振幅を検出する振幅検出手段を更に備え、
   前記周期検出手段の出力と前記振幅検出手段の出力に基づいて、前記データ取得手段は、前記データを取得する前記第一フィールドおよび前記第二フィールドにおけるデータ取得位置が前記副走査方向に延びる直線上に並ぶように前記データを取得するタイミングを定めることを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
6. 前記第一の走査部材はレゾナントスキャナであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の検査装置。
7. 照明光を被検体における主走査方向で往復走査する第一の走査部材と、
   前記被検体において前記主走査方向とは交差する副走査方向で前記照明光を等速で走査する第二の走査部材と、
   前記第一の走査部材と前記第二の走査部材とにより、前記照明光を前記被検体のデータ取得範囲における第一フィールドで２次元走査させ、前記データ取得範囲における前記第一フィールドとは異なる第二フィールドで２次元走査させる走査制御手段と、を備えた検査装置の制御方法であって、
   前記第一フィールドの前記２次元走査の走査開始位置を前記副走査方向に所定量ずらして前記第二フィールドを設定する工程と、
   前記第一フィールドおよび前記第二フィールドにおける前記照明光の前記被検体からの戻り光に基づいて各々の前記被検体のデータを取得する工程と、を含み、
   前記所定量は、前記照明光の２次元走査において、前記データ取得範囲における前記主走査方向の走査中心に近づくにつれ前記第一フィールドと前記第二フィールドの前記副走査方向の間隔が等間隔に近づくように、定められることを特徴とする検査装置の制御方法。
8. 請求項７に記載の検査装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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