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特開2023-168322非共焦点点走査式フーリエ領域光干渉断層計撮像システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023168322
(43)【公開日】2023-11-24
(54)【発明の名称】非共焦点点走査式フーリエ領域光干渉断層計撮像システム
(51)【国際特許分類】
G01N 21/17 20060101AFI20231116BHJP
A61B 3/10 20060101ALI20231116BHJP
【ＦＩ】
G01N21/17 625
A61B3/10 100
G01N21/17 630
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023079911
(22)【出願日】2023-05-15
(31)【優先権主張番号】22173231.6
(32)【優先日】2022-05-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】509012991
【氏名又は名称】オプトス ピーエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ミゲル アンヘル プレシアド
【テーマコード（参考）】
2G059
4C316
【Ｆターム（参考）】
2G059AA03
2G059AA05
2G059BB12
2G059EE02
2G059EE09
2G059EE11
2G059FF01
2G059GG02
2G059GG09
2G059JJ22
2G059KK03
2G059MM01
4C316AA01
4C316AA09
4C316AB03
4C316AB04
4C316AB11
4C316AB16
4C316FB21
4C316FY02
4C316FY04
4C316FY05
(57)【要約】 （修正有）
【課題】非共焦点点走査式フーリエ領域光干渉断層計（ＯＣＴ）撮像システムを提供する。
【解決手段】ＯＣＴ撮像システム１００は、撮像対象１４０にわたって光ビームＬｂの２次元点走査を行い、撮像対象によって散乱された光Ｌｃを集めるように構成された走査システム１１０と、走査システムによって集められた光Ｌｃと参照光Ｌｒとの間の干渉に基づいて検出信号Ｓｄを生成するように構成された光検出器１２０とを備える。ＯＣＴ撮像システムはＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０をさらに備え、このハードウェアは、補正アルゴリズム１３２を実行することにより、補正された複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成するように構成される。
【選択図】図１
【解決手段】ＯＣＴ撮像システム１００は、撮像対象１４０にわたって光ビームＬｂの２次元点走査を行い、撮像対象によって散乱された光Ｌｃを集めるように構成された走査システム１１０と、走査システムによって集められた光Ｌｃと参照光Ｌｒとの間の干渉に基づいて検出信号Ｓｄを生成するように構成された光検出器１２０とを備える。ＯＣＴ撮像システムはＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０をさらに備え、このハードウェアは、補正アルゴリズム１３２を実行することにより、補正された複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成するように構成される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非共焦点点走査式フーリエ領域光干渉断層計（ＯＣＴ）撮像システムであって、
撮像対象にわたって光ビームの２次元点走査を行い、前記点走査中に前記撮像対象によって散乱された光を集めるように構成された走査システムと、
前記点走査中に前記走査システムによって集められた前記光と参照光との間の干渉から生じる干渉光に基づいて検出信号を生成するように構成された光検出器と、
ＯＣＴデータ処理ハードウェアであって、
前記検出信号に基づいて前記撮像対象の複素体積ＯＣＴデータを生成し、前記複素体積ＯＣＴデータは、前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも１つを有する正面投影を提供する、前記複素体積ＯＣＴデータの生成と、
前記複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化された位相情報を使用して前記複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズムを実行することによって補正複素体積ＯＣＴデータを生成し、これにより、前記補正複素体積ＯＣＴデータは、前記補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうちの少なくとも一方が少ない正面投影を提供する、前記補正複素体積ＯＣＴデータの生成と、
を行うように構成されたＯＣＴデータ処理ハードウェアと、
を備えたシステム。
撮像対象にわたって光ビームの２次元点走査を行い、前記点走査中に前記撮像対象によって散乱された光を集めるように構成された走査システムと、
前記点走査中に前記走査システムによって集められた前記光と参照光との間の干渉から生じる干渉光に基づいて検出信号を生成するように構成された光検出器と、
ＯＣＴデータ処理ハードウェアであって、
前記検出信号に基づいて前記撮像対象の複素体積ＯＣＴデータを生成し、前記複素体積ＯＣＴデータは、前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも１つを有する正面投影を提供する、前記複素体積ＯＣＴデータの生成と、
前記複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化された位相情報を使用して前記複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズムを実行することによって補正複素体積ＯＣＴデータを生成し、これにより、前記補正複素体積ＯＣＴデータは、前記補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうちの少なくとも一方が少ない正面投影を提供する、前記補正複素体積ＯＣＴデータの生成と、
を行うように構成されたＯＣＴデータ処理ハードウェアと、
を備えたシステム。
【請求項2】
光源と、光源開口部と、第１の光学系とを含む光ビーム発生器をさらに備え、前記光源は、前記光源開口部を介して前記第１の光学系を通って光を発して前記光ビームを生じるように構成されており、
前記光検出器は検出開口部と第２の光学系とを備え、前記光検出器は前記第２の光学系を介して前記検出開口部を通って伝播する干渉光を検出するように構成されており、
前記第２の光学系の焦点距離に正規化された前記検出開口部のサイズは、前記第１の光学系の焦点距離に正規化された前記光源開口部のサイズよりも大きい、
請求項１に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
前記光検出器は検出開口部と第２の光学系とを備え、前記光検出器は前記第２の光学系を介して前記検出開口部を通って伝播する干渉光を検出するように構成されており、
前記第２の光学系の焦点距離に正規化された前記検出開口部のサイズは、前記第１の光学系の焦点距離に正規化された前記光源開口部のサイズよりも大きい、
請求項１に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項3】
前記光源開口部は第１の光ファイバーのコアの端部によって提供され、前記検出開口部は第２の光ファイバーのコアの端部によって提供される、請求項２に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項4】
前記第１の光ファイバーは単一モード光ファイバーである、請求項３に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項5】
前記第２の光ファイバーはマルチモード光ファイバーである、請求項３又は請求項４に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項6】
前記走査システムは走査素子と曲面ミラーとを備え、前記走査システムは、前記走査素子が前記曲面ミラーを介して前記撮像対象にわたって前記光ビームを走査することで前記２次元点走査を行うように構成されている、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項7】
前記曲面ミラーは楕円面ミラーを含む、請求項６に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項8】
非共焦点点走査式波長掃引型ＯＣＴ撮像システム及び非共焦点点走査式スペクトル領域ＯＣＴ撮像システムのうちの一方である、請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システム。
【請求項9】
非共焦点点走査式フーリエ領域光干渉断層計（ＯＣＴ）撮像システムによって生成された撮像対象の複素体積ＯＣＴデータを処理するためのコンピュータ実施方法であって、前記非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムは、
撮像対象にわたって光ビームの２次元点走査を行い、前記点走査中に前記撮像対象によって散乱された光を集めるように構成された走査システムと、
前記点走査中に前記走査システムによって集められた前記光と参照光との間の干渉から生じる干渉光に基づいて検出信号を生成するように構成された光検出器と、
前記検出信号に基づいて前記撮像対象の前記複素体積ＯＣＴデータを生成するように構成され、前記複素体積ＯＣＴデータは、前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも１つを有する正面投影を提供する、ＯＣＴデータ処理ハードウェアと、
を備え、
前記撮像対象の前記複素体積ＯＣＴデータを前記ＯＣＴデータ処理ハードウェアから取得することと、
前記複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化された位相情報を使用して前記複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズムを実行することによって補正複素体積ＯＣＴデータを生成し、これにより、前記補正複素体積ＯＣＴデータは、前記補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうちの少なくとも一方が少ない正面投影を提供することと、
を含む方法。
撮像対象にわたって光ビームの２次元点走査を行い、前記点走査中に前記撮像対象によって散乱された光を集めるように構成された走査システムと、
前記点走査中に前記走査システムによって集められた前記光と参照光との間の干渉から生じる干渉光に基づいて検出信号を生成するように構成された光検出器と、
前記検出信号に基づいて前記撮像対象の前記複素体積ＯＣＴデータを生成するように構成され、前記複素体積ＯＣＴデータは、前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも１つを有する正面投影を提供する、ＯＣＴデータ処理ハードウェアと、
を備え、
前記撮像対象の前記複素体積ＯＣＴデータを前記ＯＣＴデータ処理ハードウェアから取得することと、
前記複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化された位相情報を使用して前記複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズムを実行することによって補正複素体積ＯＣＴデータを生成し、これにより、前記補正複素体積ＯＣＴデータは、前記補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると前記複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうちの少なくとも一方が少ない正面投影を提供することと、
を含む方法。
【請求項10】
前記非共焦点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムは、
光源と、光源開口部と、第１の光学系とを含む光ビーム発生器をさらに備え、前記光源は、前記光源開口部を介して前記第１の光学系を通って光を発して前記光ビームを生じるように構成されており、
前記光検出器は検出開口部と第２の光学系とを備え、前記光検出器は前記第２の光学系を介して前記検出開口部を通って伝播する干渉光を検出するように構成されており、
前記第２の光学系の焦点距離に正規化された前記検出開口部のサイズは、前記第１の光学系の焦点距離に正規化された前記光源開口部のサイズよりも大きい、
請求項９に記載のコンピュータ実施方法。
光源と、光源開口部と、第１の光学系とを含む光ビーム発生器をさらに備え、前記光源は、前記光源開口部を介して前記第１の光学系を通って光を発して前記光ビームを生じるように構成されており、
前記光検出器は検出開口部と第２の光学系とを備え、前記光検出器は前記第２の光学系を介して前記検出開口部を通って伝播する干渉光を検出するように構成されており、
前記第２の光学系の焦点距離に正規化された前記検出開口部のサイズは、前記第１の光学系の焦点距離に正規化された前記光源開口部のサイズよりも大きい、
請求項９に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項11】
前記光源開口部は第１の光ファイバーのコアの端部によって提供され、前記検出開口部は第２の光ファイバーのコアの端部によって提供される、請求項１０に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項12】
前記第１の光ファイバーは単一モード光ファイバーである、請求項１１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項13】
前記第２の光ファイバーはマルチモード光ファイバーである、請求項１１又は請求項１２に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項14】
前記走査システムは走査素子と曲面ミラーとを備え、前記走査システムは、前記走査素子が前記曲面ミラーを介して前記撮像対象にわたって前記光ビームを走査することにより前記２次元点走査を行うように構成されている、請求項９～請求項１３のいずれか一項に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項15】
プロセッサによって実行されると請求項９～請求項１４の少なくとも一項に記載の方法を前記プロセッサに実行させるコンピュータ可読命令を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書の例示態様は概してフーリエ領域光干渉断層計（ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ、ＯＣＴ）システムの分野に関し、特に点走査式フーリエ領域ＯＣＴシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
光干渉断層計（ＯＣＴ）は、生体組織のような光散乱媒体の高分解能の２次元画像及び三次元画像を取得するために広く使用されている低コヒーレンス干渉法に基づいた撮像技術である。
【0003】
周知のように、ＯＣＴ撮像システムは、深度の測距を実現する態様に応じて時間領域ＯＣＴ（ＴＤ－ＯＣＴ）又はフーリエ領域ＯＣＴ（ＦＤ－ＯＣＴ）（周波数領域ＯＣＴとも呼ぶ）として分類することができる。ＴＤ－ＯＣＴでは、ＯＣＴ撮像システムによって撮像されている散乱媒体（本明細書では「撮像対象」と呼ぶ）の反射率プロファイルの取得中に撮像システムの干渉計の参照アームの光路長を時間的に変化させる。反射率プロファイルは一般に「深度走査」又は「軸方向走査」（「Ａ走査」）と呼ばれる。ＦＤ－ＯＣＴでは、参照アームの光路長の変動を必要とせずに、参照アームと各Ａ走査位置における干渉計のサンプルアームとの間の干渉から生じるスペクトルインターフェログラムをフーリエ変換し、Ａ走査の深度に沿った全ての点を同時に取得する。ＦＤ－ＯＣＴでは、サンプルからの全ての後方反射が同時に測定されるため、干渉計内のサンプルアームのミラーの走査よりもはるかに速い撮像が可能になる。２つの一般的なタイプのＦＤ－ＯＣＴは、スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ－ＯＣＴ）及び波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ－ＯＣＴ）である。ＳＤ－ＯＣＴでは、広帯域光源が多くの波長を撮像対象に照射し、分光計を検出器として用いて全ての波長を同時に測定する。ＳＳ－ＯＣＴ（時間符号化周波数領域ＯＣＴとも呼ぶ）では、光源をある波長範囲にわたって掃引し、検出器の時間出力をスペクトル干渉に変換する。
【0004】
また、ＯＣＴデータを横方向に取得するために撮像システムがどのように構成されているかに応じて、ＯＣＴ撮像システムを点走査（「点検出」又は「走査点」としても知られる）、ライン走査又はフルフィールドとして分類することもできる。点走査式ＯＣＴ撮像システムは、集束したサンプルビームを撮像対象の表面を横切るように、一般的には撮像対象の表面上の１つのライン（直線でもよいし、例えば円や螺旋を画定するように曲線でもよい）又は１組の（通常はほぼ平行である）ラインに沿って走査し、ラインに沿った複数の点の各々の軸方向深度プロファイル（Ａ走査）を一度に一点ずつ取得することによってＯＣＴデータを取得し、サンプルの２次元又は３次元（体積）反射率プロファイルを表すＡ走査の１次元又は２次元アレイを含むＯＣＴデータを構築する。
【0005】
点走査式ＯＣＴシステムは通常は共焦点であり、これは、ＯＣＴシステムの光路において干渉光検出器の前に共焦点ゲートがあることを意味する。これにより、ＯＣＴスキャナの焦点面にあるがその焦点の近傍にない点からの光が検出器に到達することが防止され、よって点走査式ＯＣＴシステムの横方向分解能が改善する。点走査式ＯＣＴシステムは一般に単一モードの光ファイバーを使用して、ＯＣＴ光源から撮像対象に向かう光と撮像対象から干渉光検出器に向かう戻り光の双方を搬送し、単一モード光ファイバーのコアの端部は点光源と共焦点ゲートの双方を効果的に提供する。
【0006】
しかしながら、著しい光学収差及び／又は焦点ぼけを生じる光学素子を有するこの種の点走査式ＯＣＴ撮像システム（例えば、走査システムにおいてレンズではなく楕円ミラーなどを有するミラーベースのＯＣＴシステム）において、共焦点ゲートの面に到達する戻り光は、その強度のかなりの割合が共焦点ゲートの外側に分布している場合がある。これによって検出時の信号対雑音比（ＳＮＲ）が低減し、その結果検出感度が低下し、したがってＯＣＴ撮像システムの撮像品質が低下してしまう。同様の問題が、ＯＣＴ撮像システム自体ではなく、撮像対象に由来する収差／焦点ぼけによって生じる場合がある。例えば、眼の網膜を撮像するために共焦点点走査式ＯＣＴ撮像システムが広く使用される眼科の用途では、眼の光学要素（主に角膜及び水晶体）の曲率に差異があったり不完全な場合があることで生じる、撮像光の波面に対する走査位置に依存的な収差や患者に固有の収差が、ＯＣＴ撮像システムの感度を制限する可能性がある。これらの用途において、これらの収差は網膜の周辺を撮像する際により大きな影響を及ぼす傾向があり、その結果、許容可能な画質を得ることができるＯＣＴ撮像システムの視野に制限要因をもたらすことにもなる。この問題に対処するための努力として、これまでに、収差などをより効果的に補償又は補正することができる補償光学（ＡＯ）技術（ＡＯ補正に対する波面センサベースのアプローチにおけるハードウェアや、波面センサレスアプローチに用いられるアルゴリズムを含む）を開発してきた。
【発明の概要】
【0007】
本明細書の第１の例示態様に従って、非共焦点点走査式フーリエ領域光干渉断層計（ＦＤ－ＯＣＴ）撮像システムが提供される。このシステムは、撮像対象にわたって光ビームの２次元点走査を行い、点走査中に撮像対象によって散乱された光を集めるように構成された走査システムと、点走査中に走査システムによって集められた光と参照光との間の干渉から生じる干渉光に基づいて検出信号を生成するように構成された光検出器とを備える。このＦＤ－ＯＣＴ撮像システムはＯＣＴデータ処理ハードウェアをさらに備えている。ＯＣＴデータ処理ハードウェアは、検出信号に基づいて撮像対象の複素体積ＯＣＴデータ（複素体積ＯＣＴデータは、複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも１つを有する正面投影を提供する）を生成し、複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化され、ある程度の位相安定性を有することのできる位相情報を使用して複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズムを実行することによって補正複素体積ＯＣＴデータを生成するように構成されており、これにより、補正複素体積ＯＣＴデータは、補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうちの少なくとも一方が少ない正面投影を提供する。
【0008】
本明細書の第２の例示態様に従って、非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムによって生成された撮像対象の複素体積ＯＣＴデータを処理するためのコンピュータ実施方法が提供される。この非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムは、撮像対象にわたって光ビームの２次元点走査を行い、点走査中に撮像対象によって散乱された光を集めるように構成された走査システムと、点走査中に走査システムによって集められた光と参照光との間の干渉から生じる干渉光に基づいて検出信号を生成するように構成された光検出器と、検出信号に基づいて撮像対象の複素体積ＯＣＴデータ（複素体積ＯＣＴデータは、複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも１つを有する正面投影を提供する）を生成するように構成されたＯＣＴデータ処理ハードウェアと、を備えている。この方法は、撮像対象の複素体積ＯＣＴデータをＯＣＴデータ処理ハードウェアから取得することと、複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化され、ある程度の位相安定性を有することのできる位相情報を使用して複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズムを実行することによって補正複素体積ＯＣＴデータを生成し、これにより、補正複素体積ＯＣＴデータは、補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうちの少なくとも一方が少ない正面投影を提供することと、を含む。
【0009】
前述のコンピュータ実施方法の例において、複素体積ＯＣＴデータは位相情報として位相成分を含むことができ、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動は、撮像対象の構造によって定義される第１の成分と、撮像対象の構造とは無関係である第２の成分とからなる。補正複素体積ＯＣＴデータは、位相成分を使用して複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズム１３２を実行することにより生成することができ、ここで、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０が、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みの少なくとも一方が少ない正面投影を提供するように、第１の成分は、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動において第２の成分よりも優勢である。これに加えて又はこの代わりに、撮像対象１４０の各走査位置に対応する複素体積ＯＣＴデータの位相情報のそれぞれの項目は、点のそれぞれの問い合わせ時間（すなわち、点走査中に走査位置から散乱された光が走査システム１１０によって集められる時間）の間に位相安定性を有することができる。これにより、補正複素体積ＯＣＴデータが、補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも一方が少ない正面投影を提供するように、補正アルゴリズム１３２は複素体積ＯＣＴデータを補正することが可能になる。
【0010】
また、本明細書の第３の例示態様に従って、プロセッサによって実行されると本明細書の第２の例示態様の方法又は前述したその例をプロセッサに実行させるコンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラムが提供される。コンピュータプログラムは、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体（例えば、コンピュータハードディスクやＣＤなど）に記憶されてもよいし、コンピュータ可読信号によって担持されてもよい。
【0011】
前述の非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムにおいて、複素体積ＯＣＴデータは位相情報として位相成分を含むことができ、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動は、撮像対象の構造によって定義される第１の成分と、撮像対象の構造とは無関係である第２の成分とからなる。ＯＣＴデータ処理ハードウェアは、位相成分を使用して複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズム１３２を実行することにより補正複素体積ＯＣＴデータを生成するように構成されることが可能であり、ここで、補正複素体積ＯＣＴデータが、補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みの少なくとも一方が少ない正面投影を提供するように、第１の成分は、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動において第２の成分よりも優勢である。これに加えて又はこの代わりに、撮像対象１４０の各走査位置に対応する複素体積ＯＣＴデータの位相情報のそれぞれの項目は、点のそれぞれの問い合わせ時間（すなわち、点走査中に走査位置から散乱された光が走査システム１１０によって集められる時間）の間に位相安定性を有することができる。これにより、補正複素体積ＯＣＴデータが、補正複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも一方が少ない正面投影を提供するように、補正アルゴリズム１３２は複素体積ＯＣＴデータを補正することが可能になる。
【0012】
非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムを、撮像対象が患者の眼である眼科用の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムとしてもよい。この場合、眼の一部にわたって光ビームの２次元点走査を行うように走査システムを構成し、これにより、点走査の時間スケールで眼科用の非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムに対して眼を静止させ、その間に走査システムが眼の一部にわたって光ビームの２次元点走査を行うことができる。
【0013】
非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムは、光源と、光源開口部と、第１の光学系とを含む光ビーム発生器をさらに備えることができ、光源は、光源開口部を介して第１の光学系を通って光を発して光ビームを生じるように構成されており、光検出器は検出開口部と第２の光学系とを備え、光検出器は第２の光学系を介して検出開口部を通って伝播する干渉光を検出するように構成されており、第２の光学系の焦点距離に正規化された検出開口部のサイズは、第１の光学系の焦点距離に正規化された光源開口部のサイズよりも大きい。光源開口部は第１の光ファイバーのコアの端部によって提供されてもよく、検出開口部は第２の光ファイバーのコアの端部によって提供されてもよい。第１の光ファイバーは単一モード光ファイバーであってもよく、第２の光ファイバーはマルチモード光ファイバーであってもよい。
【0014】
前述の非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムにおいて、走査システムは少なくとも１つの走査素子と少なくとも１つの曲面ミラーとを備えることができる。少なくとも１つの走査素子が、少なくとも１つの曲面ミラーを介して撮像対象にわたって光ビームを走査することで２次元点走査を行うように、走査システムを構成することができる。少なくとも１つの曲面ミラーは楕円面ミラーを含むことができる。
【0015】
非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムは、例えば非共焦点点走査式スペクトル領域ＯＣＴ撮像システムでもよいし、非共焦点点走査式波長掃引型ＯＣＴ撮像システムでもよい。
【0016】
ここで、例示的な実施形態を、以下に説明する添付の図面を参照して、非限定的な例のみを用いて詳細に説明する。異なる図面において示される同様の参照番号は、特に指定がない限り、同一又は機能的に類似した要素を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本明細書の例示実施形態による非共焦点点走査式フーリエ領域ＯＣＴ撮像システムの概略図である。
【図2】本明細書に記載のＯＣＴデータ処理ハードウェアの機能を実行するように構成することのできるプログラマブル信号処理ハードウェアの概略図である。
【図3】例示実施形態による補正複素体積ＯＣＴデータの生成プロセスを示すフロー図である。
【図4】本明細書の第１の例示実施形態による非共焦点点走査式波長掃引型ＯＣＴ撮像システムの概略図である。
【図5】例示実施形態に含まれる例示的な走査システムの概略図である。
【図6】本明細書の第２の例示実施形態による非共焦点点走査式スペクトル領域ＯＣＴ撮像システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
前述の従来の点走査式ＯＣＴ撮像システムの欠点に鑑みて、本発明者は、これらのシステムを共焦点にする、という確立された実施から逸脱することによってフーリエ領域点走査式ＯＣＴ撮像システムの検出感度を改善できることを認識した。共焦点は、通常、撮像対象によって散乱された光が、撮像対象を照射するための光が初めに発射されたのと同じ開口部を通して集められることによって達成され、この開口部は、多くの一般的な実施では光ファイバーコアの端部である。さらに、本発明者は、共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの共焦点ゲートによって遮断されてしまう撮像対象からの戻り光の成分が、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムにおいて検出される干渉光に寄与できるように、点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムを非共焦点にすることによって検出感度の改善（即ち、改善されたＳＮＲ）を実現できることを認識した。非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの光ファイバーベースの実施では、例えば、端部が検出開口部を提供する光ファイバーの直径を、端部が光源開口部（これを介して撮像対象が照射される）を提供する別の光ファイバーの直径よりも大きくすることにより、非共焦点性を実現することができる。共焦点性の低下に起因する焦点ぼけ（デフォーカス）及び収差の大きいＯＣＴ撮像システムでは横方向の分解能が低下するため、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムはこれまで魅力のない提案とされ、検出感度の問題は、例えばＰＣＴ国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２０１３／０５２５５６号（ＷＯ２０１４／０５３８２４ Ａ１号として公開）に提案されるように、従来、撮像システムの光学系及び／又は撮像対象における収差を補償する適応光学ハードウェアを含むように共焦点ＯＣＴ撮像システムを適応させることによって対処されてきた。
【0019】
しかしながら、共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムからの画像をリフォーカス（再焦点合わせ）して（例えば、正面投影又はＢ走査）これらのシステムに通常生じるわずかな焦点ぼけを除去するために開発されたデジタルフォーカス（焦点合わせ）技術を適用し、焦点が合っていない及び／又は収差の大きい非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムからの画像に見られるよりも広範な焦点ぼけを効果的に軽減し、よってこのようなシステムにおいて生じてしまう横方向分解能の低下の低減又は防止が可能であることも、本発明者は見出した。本発明者は、共焦点性の低下により生じる特定の複雑な問題にもかかわらず、このようなデジタルフォーカス技術を非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムに適用可能であることを発見し、この発見は驚くべきものである。より具体的には、共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの場合、撮像対象上のある位置でＯＣＴ測定を行うことはその位置で二次空間変動を有する位相項を用いた畳み込みと等しく、これを補償して数値リフォーカスに使用できることを示すことができる。しかしながら、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの場合、共焦点ゲートがないことによって許容される多重干渉が破壊的に増加することが予期されるため、このような位相項の適用性は一見したところ不明瞭である。本発明者は、このことが事実ではなく、共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムからの画像をリフォーカスするためにこれまでに開発された既知のデジタルフォーカス技術を適用し、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムからの画像を効果的にリフォーカスできることを発見した。
【0020】
［第１の例示実施形態］
図１は、本明細書の例示実施形態による非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００の概略図である。ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００は、走査システム１１０、光検出器１２０及びＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０を備えている。第１の例示実施形態のように、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴシステム１００は、図４の第１の例示実施形態のより詳細な図に示すように非共焦点点走査式波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ－ＯＣＴ）システム３００であってもよい。しかしながら、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴシステム１００はこの形態で提供される必要はなく、例えば、図６を参照して後述する第２の例示実施形態の場合のように、スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ－ＯＣＴ）システム４００といった代わりの形態をとってもよい。より一般的には、複素体積ＯＣＴデータ、すなわち、２次元点走査中にＯＣＴ測定が行われる走査位置毎に得られる複素Ａ走査情報を表すそれぞれのスペクトル干渉図（干渉スペクトル）のフーリエ変換を生成することができる、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの任意の形態として例示実施形態を提供することができる。このような複素体積ＯＣＴデータは、取得されたＯＣＴ測定値からの位相情報を符号化し、本明細書に記載のような補正アルゴリズムによってこの情報を使用してＯＣＴ画像データをデジタル的にリフォーカスすることができる。
図１は、本明細書の例示実施形態による非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００の概略図である。ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００は、走査システム１１０、光検出器１２０及びＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０を備えている。第１の例示実施形態のように、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴシステム１００は、図４の第１の例示実施形態のより詳細な図に示すように非共焦点点走査式波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ－ＯＣＴ）システム３００であってもよい。しかしながら、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴシステム１００はこの形態で提供される必要はなく、例えば、図６を参照して後述する第２の例示実施形態の場合のように、スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ－ＯＣＴ）システム４００といった代わりの形態をとってもよい。より一般的には、複素体積ＯＣＴデータ、すなわち、２次元点走査中にＯＣＴ測定が行われる走査位置毎に得られる複素Ａ走査情報を表すそれぞれのスペクトル干渉図（干渉スペクトル）のフーリエ変換を生成することができる、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの任意の形態として例示実施形態を提供することができる。このような複素体積ＯＣＴデータは、取得されたＯＣＴ測定値からの位相情報を符号化し、本明細書に記載のような補正アルゴリズムによってこの情報を使用してＯＣＴ画像データをデジタル的にリフォーカスすることができる。
【0021】
走査システム１１０は、撮像対象１４０をわたって光線Ｌｂの２次元点走査を行い、点走査中に撮像対象１４０によって散乱した光Ｌｃを集めるように構成されている。したがって、走査システム１１０は、一度に１つの走査位置でそれぞれの走査位置を光線Ｌｂで順次照射し、撮像対象１４０によって散乱した光Ｌｃの少なくとも一部を各走査位置で集めることにより、撮像対象１４０の表面にわたって２次元で分布するそれぞれの走査位置でＡ走査を取得するように構成されている。走査システム１１０は、例えば一方向走査（平行走査ラインのセットが、それらが延びる共通の方向をたどる）、蛇行走査又は螺旋状走査など、当業者に知られている任意の適切な走査パターンを使用して２次元点走査を行うことができる。
【0022】
本例示実施形態において、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００は、撮像対象１４０から眼の網膜の領域の形態のＯＣＴデータを取得するように構成された眼科用ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムであるが、この代わりに又はこれに加えて、前眼部の一部など、ＯＣＴによって撮像することのできる眼の任意の他の部分も撮像対象１４０を形成することができる。眼の一部にわたって光ビームＬｂの２次元点走査を行うように走査システム１１０を構成することができ、これにより、眼は点走査の時間スケールで眼科用ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムに対して静止し、その間に走査システム１１０が眼の一部にわたって光ビームＬｂの２次元点走査を行う。しかしながら、撮像対象１４０は眼の一部に限定されず、その代わりに、任意の組織（例えば皮膚）、生物学的サンプル、又はより一般的には、ＯＣＴによって表面下の構造を撮像すべきである任意の散乱媒体とすることができる。
【0023】
ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００は、光源１５２、光源開口部１５５及び第１の光学系１５７を含む光ビーム発生器１５０をさらに備えることができる。この場合、光源開口部１５５の形状及びサイズ（例えば、光源開口部１５５が円形である場合は直径）が光ビームＬｂの断面形状及びサイズ（例えば直径）を画定するように（すなわち、これらのサイズ及び形状が同じであるように）、光源１５２は第１の光学系１５７を通して光を発し、光源開口部１５５を介して光ビームＬｂを生じるように構成されている。いくつかの例示実施形態において、光ビーム発生器１５０は、例えば光源１５２からの光をコリメートする１つ以上のコリメートレンズなど、さらなる素子（図１には図示せず）を備えることができる。
【0024】
光検出器１２０は、参照光Ｌｒと、点走査中に走査システム１１０によって集められた光Ｌｃとの間の干渉から生じる干渉光Ｌｉに基づいて検出信号Ｓｄを生成するように構成されている。換言すると、参照光と点走査中に走査システムによって収集された光は互いに同時に生じて干渉するように導かれ、生じた干渉光Ｌｉは光検出器１２０の第２の光学系１２１及び光検出開口部１２２を介して光検出器１２０の光検出素子（図示せず）に向けられ、これらによって受光される。これにより、光検出器１２０は、第２の光学系１２１を介して検出開口部１２２を通って伝播する干渉光Ｌｉを検出することができる。第２の光学系１２１の焦点距離に正規化された検出開口部１２２のサイズ（例えば直径）は、第１の光学系１５７の焦点距離に正規化された光源開口部１５５のサイズ（例えば直径）よりも大きい。換言すると、第２の光学系１２１の焦点距離に対する検出開口部１２２のサイズの比は、第１の光学系１５７の焦点距離に対する光源開口部１５５のサイズの比よりも大きい。本明細書でいう開口部のサイズは、開口部を通る光の伝播方向に垂直な面上の投影領域を指す。光検出器１２０は、受光した干渉光Ｌｉの光電変換を行うことによって検出信号Ｓｄを生成する。光検出器１２０がとりうる具体的な形態は、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００を実施する形態に依存する。例えば、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００をＳＤ－ＯＣＴ撮像システムとして実施する場合、光検出器１２０は、回折格子、フーリエ変換レンズ及び検出器アレイ（又はライン走査カメラ）を有することのできる分光計を備える。ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００を本例示実施形態のようにＳＳ－ＯＣＴ撮像システムとして実施する場合、光検出器１２０は２つの光検出器（例えば逆バイアスフォトダイオード）を含むバランス型光検出器の構成（ｓｅｔ－ｕｐ）を備えることができ、その出力光電流は互いから減じられ、減じられた電流信号はトランスインピーダンス増幅器によって電圧検出信号に変換される。検出信号Ｓｄは、次にＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０によって処理される。
【0025】
ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、公知のデータ処理技術を用いて、撮像対象１４０の複素体積ＯＣＴデータを検出信号Ｓｄに基づいて生成するように構成されている。複素体積ＯＣＴデータは、（総ボクセル投影（Ｓｕｍｍｅｄ－ｖｏｘｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ、ＳＶＰ）又は撮像したサンプルの選択されたスラブにＳＶＰを制限する制限ＳＶＰ（ＲＳＶＰ）など、任意の周知の投影技術を用いて）複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、焦点ぼけ及び／又は歪みを有する正面投影を正面投影画像に提供する。換言すると、ＯＣＴデータ（又はそのサブセットのみ）が（前述の任意の周知の投影技法を使用して）ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、ＯＣＴデータは焦点ぼけ及び／又は歪みを正面投影画像にもたらす成分（例えば、後述する位相誤差）を含む。正面投影（又は、例えばＢ走査画像など、画像形式のＯＣＴデータの他の表現）における焦点ぼけ及び／又は歪みは、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００内の光学系のうちのいくつか、例えば、走査システム１１０内に設けることのできるより湾曲したミラーのうちの１つにおける収差から生じうる。この代わりに又はこれに加えて、焦点ぼけ及び／又は歪みは撮像対象の光学的欠陥によって生じる場合がある。従来の共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムにおける共焦点ゲートの効果により、正面投影画像におけるこの焦点ぼけ及び／又は歪みは、このような撮像システムによって生成されるＯＣＴデータにおいてさほど重要ではなく、例えばリウら（Ｇ．Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ．）による「スカラー回折理論及び情報エントロピーに基づいたＯＣＴ画像のデジタルフォーカシング（Ｄｉｇｉｔａｌ ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｆ ＯＣＴ ｉｍａｇｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｃａｌａｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｎｔｒｏｐｙ）」（バイオメディカルオプティックエクスプレス（Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｏｐｔｉｃ Ｅｘｐｒｅｓｓ）、第３巻、第１１号、２７７４－２７８３頁、その内容全体が参照により本明細書に援用される）という題の論文に開示されているように、既知の数値リフォーカスアルゴリズムを用いて抑制されることが可能である。
【0026】
ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０はさらに、補正アルゴリズム１３２を実行することによって補正された複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成するように構成されている。補正アルゴリズム１３２は、複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化され、位相安定度を有する位相情報を処理して複素体積ＯＣＴデータを補正する。これにより、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０は、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の正面投影を生成するように処理されると、複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ及び／又は歪みの少ない（すなわち、焦点ぼけ及び／又は歪みの程度（規模）が小さい）正面投影を提供する。換言すると、ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０はさらに、複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化された位相情報を処理して前述の成分（すなわち、複素体積ＯＣＴデータにある、正面投影に存在する焦点ぼけ及び／又は歪みの原因）の少なくとも一部を複素体積ＯＣＴデータから除去又は低減する補正アルゴリズム１３２を実行することにより、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成するように構成されている。ＦＤ－ＯＣＴでは、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムによって測定された干渉の光学スペクトルの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）から、位相情報を符号化する複素データを得ることができる。
【0027】
複素体積ＯＣＴデータは位相情報として位相成分を含むことができ、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動は、撮像対象１４０の構造によって定義される第１の成分と、撮像対象１４０の構造とは無関係である残りの第２の成分とを含む。より詳細に後述するＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、位相成分を使用して複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズム１３２を実行することにより、補正複素体積ＯＣＴデータを生成するように構成が可能である。ここで、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０が、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みの少なくとも一方が少ない正面投影を提供するように、第１の成分は、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動において第２の成分よりも優勢である。
【0028】
よって、ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、補正アルゴリズム１３２への入力として複素体積ＯＣＴデータを取り込む。補正アルゴリズム１３２は、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の正面投影の焦点ぼけ及び／又は歪みが入力された複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも少なくなるように、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成し、出力するために実行される。よって、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の、複素体積ＯＣＴデータからの前述の成分（原因）の少なくとも一部が除去又は低減される。結果として、補正されたＯＣＴデータ１６０の正面投影は焦点ぼけ及び／又は収差によって生じる歪みの減少を示しており、したがって、補正アルゴリズム１３２への入力として機能する複素体積ＯＣＴデータの正面投影と比べて改善された横方向分解能を示している。正面投影画像における（デ）フォーカスの程度を、当業者に知られている多くの異なる方法のうちのいずれかを用いて定量化することができる。例として、勾配ベース、ラプラシアンベース、ウェーブレットベース、統計ベース又は離散コサイン変換ベースの焦点測度演算子を使用して焦点ぼけの程度を定量化することができる。このような焦点測度演算子の種々の例は、パートゥズら（Ｓ．Ｐｅｒｔｕｚ ｅｔ ａｌ．）による「ｓｈａｐｅ ｆｒｏｍ ｆｏｃｕｓ法からの焦点測度演算子の解析（Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｆｏｃｕｓ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ ｆｒｏｍ ｓｈａｐｅ-ｆｒｏｍ－ｆｏｃｕｓ）」という題の論文（パターン認識（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）第４６号（２０１３年）、１４１５－１４３２頁に掲載され、その内容全体が参照により本明細書に援用される）に挙げられている。
【0029】
補正アルゴリズム１３２は、体積測定ＯＣＴデータ内の複素数体情報を使用することによって補正体積測定ＯＣＴデータ２６０の正面投影における横方向分解能を改善することのできる、当技術分野で知られている任意の数値的リフォーカス及び／又は収差補正アルゴリズムとすることが可能である。一般に、補正アルゴリズム１３２はフーリエ領域における複素体積ＯＣＴデータに位相フィルタを適用し、その結果に対して逆フーリエ変換を行う。位相フィルタは、複素体積ＯＣＴデータの正面投影に焦点ぼけ／歪みを生じる位相誤差を低減又は除去するように選択される。適切な位相フィルタを、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの数学的モデルから導出することができる。
【0030】
一例として、補正アルゴリズム１３２は、シェモンスキら（Ｎ．Ｄ．Ｓｈｅｍｏｎｓｋｉ ｅｔ ａｌ．）の「生きたヒト網膜の計算による高分解能光学撮像（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｖｉｎｇ ｈｕｍａｎ ｒｅｔｉｎａ）」という題の論文（ネイチャーフォトニックス（Ｎａｔｕｒｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）第９巻（２０１５年）、４４０－４４３頁、その内容全体が参照により本明細書に援用される（補足部を含む））に記載のような、完全に自動化された収差補正アルゴリズムの形態をとることができる。前述の収差補正アルゴリズムでは、逆フーリエ変換を適用する前に複素体積ＯＣＴデータのフーリエ変換に位相フィルタを乗じる。この位相フィルタは、シャックハルトマン波面センサの関数を計算的に模倣するが、シェモンスキらによる前述の論文に説明されているように、焦点ぼけ補正を含むように適応されてもよい。ピーク検出メトリックをガイド星ベースのアルゴリズムと併せて適用し、収差補正を反復的に微調整してもよい。
【0031】
別の例として、補正アルゴリズム１３２は、リウらによる「スカラー回折理論及び情報エントロピーに基づいたＯＣＴ画像のデジタルフォーカシング」（バイオメディカルオプティックエクスプレス、第３巻、２７７４－２７８３頁（２０１２年）、その内容全体が参照により本明細書に援用される）におけるデジタルリフォーカス法の形態をとることができる。記載のデジタルリフォーカス法は、複素体積ＯＣＴデータのフーリエ変換を取得してこれを線形のｋ空間に再スケーリングすることを含む。次にこのデータを軸方向に再サンプリングし、軸方向に沿った一連の正面フレームを取得する。そして、各距離に応じて変化する画像のエントロピー関数を最小にする焦点距離（異なる焦点距離でリフォーカスされた画像の範囲外の最小シャノンエントロピーを有する画像に対応する距離など）の探索を行うことにより、これらの正面フレームを新しい焦点面にデジタル的にリフォーカスする。全ての正面フレームが軸方向に沿ってリフォーカスされると、リフォーカスされた画像領域体積ＯＣＴデータが得られるように、リフォーカスされた正面フレームに逆フーリエ変換を適用する。
【0032】
しかしながら、補正アルゴリズム１３２は前述の例に限定されないことに留意されたい。補正アルゴリズム１３２は、例えば、リウらによる「計算光干渉断層計［Ｉｎｖｉｔｅｄ］」（バイオメディカルオプティックエクスプレス、第８巻、１５４９－１５７４頁 （２０１７年）、その内容全体が参照により本明細書に援用される）で開示及び／又は参照されている計算収差補正アルゴリズム、デジタルリフォーカシングアルゴリズム及び干渉合成開口部顕微鏡アルゴリズムのうち１つの代替形態をとることができる。
【0033】
リウらによる前述の論文の第６節に記載のように、撮像対象１４０内の各点に対応する複素体積ＯＣＴデータのそれぞれの位相情報は、点のそれぞれの問い合わせ時間（すなわち、点走査中にその点によって散乱された光が走査システム１１０によって集められる時間）の間に位相安定性を有することが必要とされ、これにより、補正アルゴリズム１３２は複素体積ＯＣＴデータを補正することが可能になる。必要な位相安定性は、補正アルゴリズム１３２の実施に依存しており、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００のハードウェアの適切な構成によって、又は後述するような複素体積ＯＣＴ撮像データの後処理（補正アルゴリズム１３２の一部とすることができる）によって達成が可能である。非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００の位相安定性をさらに高めることで、補正アルゴリズム１３２による、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の正面投影に存在する焦点ぼけ及び／又は歪みの低減の有効性を改善することができる。
【0034】
換言すると、前述の非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００において、複素体積ＯＣＴデータは位相成分を含むことができ、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動は、撮像対象１４０の構造、具体的には、入射する光ビームが構造を走査するにつれて構造がビームを散乱する態様によって定義される第１の成分を含む。位相成分の残りの変動は、撮像対象１４０の構造とは無関係である（これにより、位相成分は、第１の成分と、撮像対象１４０の構造とは無関係の残りの第２の成分とからなる）。ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、位相成分を使用して複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズム１３２を実行することにより、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成するように構成が可能である。ここで、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０が、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の正面投影を生成するように処理されると複素体積ＯＣＴデータの正面投影よりも焦点ぼけ又は歪みのうち少なくとも一方が少ない正面投影を提供するように、第１の成分は、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動を支配する（すなわち、第１の成分は、複素体積ＯＣＴデータの少なくとも一部分にわたる位相成分の変動において第２の成分よりも優勢である）。
【0035】
点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムの位相安定性におけるこのような改善を、例えばリウらの論文に記載のように、撮像ハードウェア及び／又は後処理方法の適切な設定によって達成することができる。例えば、２次元点走査の持続時間が、患者の動き又は走査システム１００内の１つ以上の要素のジッタによって誘発されるものなど、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００内のモーションアーチファクトの平均（又は、好ましくは最小）期間よりも実質的に短く（例えば１桁以上）なるように、例えば、非共焦点点走査式ＯＣＴ撮像システム１００を、少なくとも部分的な位相安定性を達成するのに十分な高速度で撮像するように構成してもよい。例えば、非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００が眼科用ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムであり、眼科用ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムにおいて、撮像対象１４０が患者の眼であり、走査システム１１０が眼の一部をわたる光ビームの２次元点走査を行うように構成されている場合、走査システム１１０が２次元点走査を行う時間スケールで眼を眼科用ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムに対して静止させることができる。このことは、走査システム１１０が例えば１００ｋＨｚ以上の走査速度で２次元点走査を行うように構成されることによって実現可能である。走査速度を、軸方向深さの走査速度（Ａ走査速度又はライン速度）によって特徴づけることができる。ＳＳ－ＯＣＴシステムでは走査速度を掃引反復率によって求めることができ、ＳＤ－ＯＣＴでは適用されたライン走査カメラのライン速度によって求めることができる。
【0036】
示される他のハードウェア方法としては、リウらの論文にさらに記載されているように、ＯＣＴ撮像システムをその撮像対象に結合すること、サンプルの近く及びＯＣＴ画像内に固定位相基準対象を導入して軸方向の動きの補正のための基準点を提供すること、そして、追加のスペックルトラッキング撮像サブシステムを使用して横方向の動きを補正することが挙げられる。
【0037】
（補正アルゴリズム１３２の一部を形成することができる）１つの可能な後処理方法では、リウらの論文にさらに記載されているように、隣接する高速軸フレーム（すなわち、平行２次元点走査におけるＢ走査）の複素共役乗算を使用してフレーム間の位相差を決定し、よってＯＣＴ撮像システムの低速軸に沿って軸方向の動きを補正する。後処理方法の使用により、同様の位相安定性の達成に必要なＯＣＴ撮像システム上の撮像速度要件を低減することができる。
【0038】
安定性に関する前述の考察は、シェモンスキらによる「光干渉断層計における安定性（パートＩ）：安定性の要件（Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（Ｐａｒｔ Ｉ）：Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ）」（オプティックエクスプレス第２２号、１９１８３－１９１９７頁（２０１４年）、その内容全体が参照により本明細書に援用される）にさらに詳述されている。
【0039】
ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０を、任意の好適な形態で、例えば図２に概略的に示す種類のプログラマブル信号処理ハードウェア２００として提供することができる。プログラマブル信号処理装置２００は、光検出器１２０からの検出信号Ｓｄを受信し、例えばコンピュータ画面などのディスプレイに表示するための補正複素体積ＯＣＴデータ１６０及び／又はそのグラフィカル表現（例えば、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０の正面投影の形態）を出力する通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）２１０を備えている。信号処理ハードウェア２００は、プロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）及び／又はグラフィック処理ユニット（ＧＰＵ））２２０と、作業メモリ２３０（例えばランダムアクセスメモリ）と、コンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム２４５を記憶する命令記憶装置２４０とをさらに備えており、コンピュータ可読命令は、プロセッサ２２０によって実行されると、本明細書で説明するＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０のものを含む種々の機能をプロセッサ２２０に実行させる。作業メモリ２３０は、コンピュータプログラム２４５の実行中にプロセッサ２２０によって使用される情報を記憶する。命令記憶装置２４０は、コンピュータ可読命令が予めロードされたＲＯＭ（例えば、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）又はフラッシュメモリの形態）を備えることができる。あるいは、命令記憶装置２４０はＲＡＭ又は同様のタイプのメモリを備えることができ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤＲＯＭなどの形態である非一時的コンピュータ可読記憶媒体２５０などのコンピュータプログラム製品、又はコンピュータ可読命令を担持するコンピュータ可読信号２６０から、コンピュータプログラム２４５のコンピュータ可読命令をそこに入力することができる。いずれの場合も、コンピュータプログラム２４５は、プロセッサ２２０によって実行されると、本明細書で説明するＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０の機能をプロセッサ２２０に実行させる。換言すると、本例示実施形態のＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、コンピュータプロセッサ２２０と、コンピュータ可読命令を記憶するメモリ２４０を備えることができ、コンピュータ可読命令は、コンピュータプロセッサ２２０によって実行されると、光検出器１２０からの検出信号Ｓｄに基づいた撮像対象の複素体積ＯＣＴデータをコンピュータプロセッサ２２０に生成させる。ここで、複素体積ＯＣＴデータは、複素体積ＯＣＴデータの正面投影を生成するように処理されると、正面投影において焦点ぼけ又は歪みの少なくとも一方を有する正面投影を提供する。さらに、本明細書で説明するように、コンピュータ可読命令は、コンピュータプロセッサ２２０によって実行されるとコンピュータプロセッサ２２０に補正アルゴリズム１３２を実行させ、成分の少なくとも一部がＯＣＴデータから除去されて補正ＯＣＴデータ１６０が生成される。
【0040】
しかしながら、この代わりに、前述のＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０の機能を実行することに特化したＡＳＩＣ、ＦＰＧＡもしくは他の集積回路などの非プログラマブルハードウェア、又は図２を参照して前述したような非プログラマブルハードウェア及びプログラマブルハードウェアの組み合わせでＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０を実施できることに留意されたい。
【0041】
図３は、複素体積ＯＣＴデータにおいて符号化された位相情報を処理して複素体積ＯＣＴデータを補正する補正アルゴリズム１３２を実行することにより、本例示実施形態のＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０が補正複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成するプロセス（複素体積ＯＣＴデータ補正アルゴリズム）を示すフロー図である。
【0042】
図３のプロセスＳ１０において、ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、先に生成された撮像対象１４０の複素体積ＯＣＴデータを、例えばＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０のメモリ（図２に示す作業メモリ２３０など）からこのデータを取り出すことによって取得する。
【0043】
次に、図３のプロセスＳ２０において、ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、前述の補正アルゴリズム１３２を実行し、よって複素体積ＯＣＴデータから成分の少なくとも一部を除去することにより、補正複素体積ＯＣＴデータ１６０を生成する。
【0044】
図２を参照して前述したプログラマブル信号処理ハードウェア２００の形態で実行されるＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０によって図３のプロセスを実行することができ、ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０は、コンピュータプログラムが１つ以上のプロセッサによって実行されると、複素体積ＯＣＴデータ補正コンピュータプログラムに含まれる命令に従って動作する。ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤＲＯＭなどの形態である非一時的なコンピュータ可読記憶媒体などのコンピュータプログラム製品、又はコンピュータ可読命令を担持するコンピュータ可読信号にこのコンピュータプログラムを記憶することができる。
【0045】
複素体積ＯＣＴデータ補正コンピュータプログラムは、検出信号Ｓｄに基づいて撮像対象１４０の複素容積測定ＯＣＴデータを同様に生成するコンピュータプログラムの一部を形成することができ、あるいは、検出信号Ｓｄに基づいて撮像対象１４０の複素体積ＯＣＴデータを生成する同一の１つ以上のプロセッサによって実行されても実行されなくてもよい別個のプログラムとすることができる。複素体積ＯＣＴデータ補正コンピュータプログラムが１つ以上のプロセッサの第１のセットによって実行される一方で、撮像対象１４０の複素体積ＯＣＴデータが（異なる）１つ以上のプロセッサの第２のセットによって検出信号Ｓｄに基づいて生成される実施において、１つ以上のプロセッサの第１のセットは、プロセッサの２つのセット間の適切なインターフェースを介して１つ以上のプロセッサの第２のセットから撮像対象１４０の複素体積ＯＣＴデータを受信することにより、図３のプロセスＳ１０においてこのデータを取得することができる。
【0046】
図４は、本明細書の第１の例示実施形態の非共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴシステムのさらなる詳細を示しており、具体的には、ＦＤ－ＯＣＴ撮像システム１００が非共焦点点走査式波長掃引型ＯＣＴ（ＳＳ－ＯＣＴ）撮像システム３００の形態で提供される場合に実施可能なシステムの構成要素の態様を示している。
【0047】
図４に示すように、光ビーム発生器１５０は、例えば波長掃引（又は「波長可変」）レーザの形態の掃引光源１５２－１を備えており、これは、出力されたレーザ光の波長を、狭い瞬間線幅を維持しながら波長の範囲にわたって経時的に（好ましくは線形に）変化させるよう構成されている。波長可変レーザは、例えば、ファブリペロー波長可変フィルタもしくはポリゴン走査ミラーを有するフーリエ領域モードロッキング（ＦＤＭＬ）レーザ、又は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を有するマイクロキャビティ波長可変レーザに基づいたものなど、当業者に知られているタイプのものとすることができる。掃引光源１５２－１の中央周波数は撮像対象に応じて選択され、通常、例えば眼科の用途ではスペクトルの近赤外線又は赤外線部分（通常は約１０５０ｎｍ）にある。
【0048】
掃引光源１５２－１によって出力された光は光ファイバーに結合され、次いで、本例示実施形態の光ファイバーの実施のように、光ファイバーカプラとすることのできるスプリッタ１５３によって２つの部分に分割される。あるいは、ＳＳ－ＯＣＴ撮像システム３００の代わりのフリースペースの実施においてスプリッタ１５３をビームスプリッタの形態で提供してもよい。スプリッタ１５３の出力のうちの１つは、第１の光ファイバー１５４－１を介してビームスプリッタ３１０への第１の光路を辿る。スプリッタ１５３の第２の出力は、第２の光ファイバー１５４－２を介してビームスプリッタ３２０への第２の光路を辿る。したがって、第１の光ファイバー１５４－２は、掃引光源１５２－１から（任意のビームスプリッタ３２０を介して）走査システム１１０へ光を導くように配置されている。光ファイバー１５４－１及び１５４－２は単一モード光ファイバーであることが好ましい。
【0049】
参照光ビームＬｒがビームスプリッタ３１０に入射する第１の光ファイバー１５４－１のコアの端部は参照光開口部１５５－１を提供し、光ビームＬｂがビームスプリッタ３２０に入射する第２の光ファイバー１５４－２のコアの端部は光源開口部１５５－２を提供する。しかしながら、スプリッタ１５３がビームスプリッタであるＳＳ－ＯＣＴ撮像系３００の代わりのフリースペースの実施では、光ビームＬｂ及び参照光ビームＬｒの大きさを、掃引光源１５２－１の一部であるピンホール又はウィンドウなどを介して掃引光源１５２－１により設定することができる。
【0050】
ビームスプリッタ３２０は、光ビームＬｂを走査システム１１０に反射させる。走査システム１１０は、撮像対象１４０をわたる光ビームＬｂの２次元点走査を行い、点走査中に撮像対象１４０によって散乱された光を集めるように構成されている。
【0051】
本例示実施形態のように、走査システム１１０は走査素子及びミラーを備えることができ、走査システム１１０は、走査素子がミラーを介して撮像対象１４０をわたるように光ビームＬｂを走査することによって２次元点走査を行うように構成されている。広視野網膜走査を行うことができるこのような走査システムの例が国際公開第ＷＯ２０１４／５３８２４ Ａ１号に記載されており、その内容全体が参照により本明細書に援用される。このような走査システムの構成要素が図５に示されており、光カプラ１１１、第１の走査素子１１２、第１の曲面ミラー１１３、第２の走査素子１１４及び第２の曲面ミラー１１５を備えている。光ビームＬｂは、光カプラ１１１を介して走査システム１１０に入射する。そして、光ビームＬｂは第１の走査素子１１２、第１の曲面ミラー１１３、第２の走査素子１１４及び第２の曲面ミラー１１５によって順に反射され、撮像対象１４０に入射する。撮像対象１４０によって散乱され、走査システム１１０によって集められた光Ｌｃは光ビームＬｂと同じ光路だが逆の順番で辿って走査システム１１０を通り、光カプラ１１１を介して走査システム１１０を出る。
【0052】
２次元点走査は、第１の走査素子１１２が第１の軸１１６を中心に回転して撮像対象１４０をわたる第１の方向に光線Ｌｂを走査し、第２の走査素子１１４が第２の軸１１７を中心に回転して撮像対象１４０をわたる第２の方向（本例示実施形態のように第１の方向に対して直角であってもよい）に光線Ｌｂを走査することによって行われる。このように、第１の走査素子１１２及び第２の走査素子１１４を回転させることにより、光ビームＬｂを撮像対象１４０上の任意の位置に向けることができる。第１の走査素子１１２及び第２の走査素子１１４の回転を走査システムコントローラ（図示せず）によって調整し、前述のように、光ビームＬｂが所定の走査パターンに従って撮像対象１４０をわたって走査されるようにすることができる。
【0053】
図５の例では、第１の曲面ミラー１１３は楕円面ミラー（スリットミラーと呼ぶ）であり、第２の曲面ミラー１１５も楕円面ミラーである。これらの楕円面ミラーの各々は２つの焦点を有する。第１の走査素子１１２は第１の曲面ミラー１１３の第１の焦点に配置され、第２の走査素子１１４は第１の曲面ミラー１１３の第２の焦点に配置されている。また、第２の走査素子１１４は第２の曲面ミラー１１５の第１の焦点に配置され、撮像対象１４０（より具体的には、本例では眼の瞳孔）が第２の曲面ミラー１１５の第２の焦点に配置されている。
【0054】
第１の走査素子１１２及び第２の走査素子１１４は、本例示実施形態のようにそれぞれガルバノメータ光学スキャナ（すなわち「ガルボ」）であってもよいが、例えばＭＥＭＳ走査ミラー又は共振走査ミラーなど、別のタイプの走査素子を代わりに使用することができる。
【0055】
再び図４を参照すると、光検出器１２０は本例示実施形態のように、第１の光検出器１２４－１及び第２の光検出器１２４－２を備えたバランス型検出器であってもよく、この例では、各光検出器はフォトダイオードの形態で設けられている（しかしながら、他の形態の光検出器を代わりに使用することもできる）。また、光検出器１２０は、第１の光検出器１２４－１及び第２の光検出器１２４－２の出力光電流の差に基づいて電圧検出信号Ｓｄを生成するトランスインピーダンス増幅器１２８を有する。第１の光検出器１２４－１及び第２の光検出器１２４－２は、点走査中に走査システム１１０によって集められた光Ｌｃと参照光Ｌｒとの干渉から生じ、ビームスプリッタ３１０において重畳された干渉光Ｌｉ１及びＬｉ２をそれぞれ検出するように構成されている。第１の光検出器１２４－１は、第３の光ファイバー１２５－１のコアの端部の形態で設けられた第１の光検出開口部１２２－１を介して干渉光Ｌｉ１を受光し、第２の光検出器１２４－２は、第４の光ファイバー１２５－２のコアの端部の形態で設けられた第２の光検出開口部１２２－２を介して干渉光Ｌｉ２を受光する。第３の光ファイバー１２５－１及び第４の光ファイバー１２５－２を本例示実施形態のように共にマルチモード光ファイバーとし、これらは検出開口部１２２－１及び１２２－２からそれぞれ光検出器１２４－１及び１２４－２に光を導くように機能することができる。これらのマルチモード光ファイバーは同じ直径を有してもよいし、有していなくてもよい。しかしながら、干渉光Ｌｉ１及びＬｉ２は、光ファイバー１２５－１及び１２５－２によって光検出器１２４－１及び１２４－２に導かれる必要はなく、光検出器の一部として形成されたピンホール、ウィンドウなどの形態でそれぞれ設けられたそれぞれの検出開口部を介して、光検出器１２４－１及び１２４－２によって直接集められてもよいことに留意されたい。
【0056】
参照光Ｌｒは、点走査中に走査システム１１０によって集められた光Ｌｃの全てと干渉する。光Ｌｃは焦点ぼけをある程度含むため、光ビーム発生器１５０によって生成された光ビームＬｂよりも大きいビームサイズを有する場合がある。よって、本例示実施形態では同一種類の単一モードファイバーが第１の光ファイバー１５４－１及び第２の光ファイバー１５４－２の双方に使用されており、参照光開口部１５５－１及び光源開口部１５５－２は同じサイズであるため、光Ｌｃはさらに参照光Ｌｒよりも大きいビームサイズを有する場合がある。集められた全ての光Ｌｃが参照光Ｌｒと干渉することを確実にするために、第１の光学系１２１（例えば１つ以上のレンズ）がＳＳ－ＯＣＴ撮像システム３００に含まれており、集められた光Ｌｃのビームサイズが参照光Ｌｒのビームサイズと等しいか又はそれよりも小さくなるように光Ｌｃのビームサイズを縮小する。あるいは、集められた光Ｌｃのビームサイズを縮小するのではなく、参照光Ｌｒが通過する光学素子（例えば１つ以上のレンズ）によって、又はより大きな参照光開口部１５５－１を使用することによって（例えば、光ファイバー１５４－２よりも大きな径の光ファイバーを光ファイバー１５４－１として使用することによって）参照光ビームＬｒを拡大することができる。
【0057】
通常、バランス型光検出器の使用は信号対雑音の増大を達成するために好ましいが、ある例示実施形態ではバランス型光検出器を単一の光検出器に置き換えることができる。このような変形例では、前述の光検出器１２４－１及び１２４－２のうちの１つのみを保持し、トランスインピーダンス増幅器１２８を省略し、単一の光検出器が検出信号ＳｄをＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０に出力する。
【0058】
本例示的実施形態では、マルチモード光ファイバー１２５－１及び１２５－２がそれぞれの検出開口部１２２－１及び１２２－２を提供するように使用され、干渉光Ｌｉ１及びＬｉ２を光検出器１２４－１及び１２４－２に導く。これは、通常単一モード光ファイバーがこれらの目的を果たす従来の共焦点点走査式ＦＤ－ＯＣＴ撮像システムとは顕著な相違点である。というのも、このような従来のシステムにおける干渉計のサンプルアーム及び参照アームは一般に単一モード光ファイバーを使用して実施されるためである（マルチモード光ファイバーを使用するとその中の光ビームにモード分散が生じるため）。通常は、同一の単一モード光ファイバーが、サンプルビームを撮像対象に伝送し、撮像対象から散乱した光を光カプラに戻すように使用され、光カプラはＯＣＴ光源からの光を分割して干渉計のサンプルアーム及び参照アームに沿って光を移動させる。散乱光と参照光との間の干渉は光カプラにおいて生じる。よって、この従来の光学セットアップでは、単一モード光ファイバーの端部が光源開口部及び検出開口部の双方を効果的に提供しており、これは、これらの開口部が異なる光ファイバーの端部によって提供される本例示実施形態の非対称構成とは対照的である。光検出器１２０の光ファイバー１２５－１及び１２５－２は、干渉光Ｌｉ１及びＬｉ２をそれぞれの光検出器１２４－１及び１２４－２に導くように機能するため、モード分散は問題ではなく（重要なのは光検出器における光子の数のみであるため）、よって光ファイバー１２５－１及び１２５－２が単一モードファイバーである必要はない。
【0059】
［第２の実施形態］
図６は、本明細書の第２の例示実施形態による非共焦点点走査式スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ－ＯＣＴ）撮像システム４００の概略図である。
図６は、本明細書の第２の例示実施形態による非共焦点点走査式スペクトル領域ＯＣＴ（ＳＤ－ＯＣＴ）撮像システム４００の概略図である。
【0060】
本例示実施形態のＳＤ－ＯＣＴ撮像システム４００は、第１の例示実施形態と同様の走査システム１１０、ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０、ビームスプリッタ３１０、３２０及び第１の光学系１２１を備えている。これらの構成要素、そして図５の第１の例示実施形態と同一の参照番号が付されたＳＤ－ＯＣＴ撮像システム４００の他の構成要素については再度説明しない。本実施形態は、光検出器１２０’及び光ビーム発生器１５０’の構成が図５の第１の実施形態と異なっており、これらについて図６を参照して説明する。
【0061】
光ビーム発生器１５０’は広帯域光源１５２－２を備えており、これを本例示実施形態のようにスーパールミネッセントダイオードとすることができる。光検出器１２０’は、干渉信号のスペクトルを光の波長の関数として測定するように構成された分光計１２９を備えている。ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０によって、スペクトルのデータをｋ空間において均等に再スケーリングしてサンプリングし、それからフーリエ変換を適用してＡ走査を得ることができる。
【0062】
前述の説明では、いくつかの例示実施形態を参照して例示的な態様を説明している。したがって、本明細書は、限定的なものではなく例示的なものとみなすべきである。同様に、例示実施形態の機能性及び利点を強調する、図面に示した数字は、あくまで参考として提示されている。例示実施形態の構造は十分に柔軟であり、構成可能であるため、添付の図面に示された方法以外の方法で利用することができる。
【0063】
１つの例示実施形態において、本明細書で提示した例のいくつかの態様（撮像対象１４０の複素体積ＯＣＴデータを生成するための検出信号Ｓｄの処理、及び補正アルゴリズム１３２など）を、製品（それぞれが非一時的でありうる機械アクセス可能媒体、機械可読媒体、命令記憶装置又はコンピュータ可読記憶装置など）に含まれたか又は記憶されたコンピュータプログラム又はソフトウェア（命令もしくは一連の命令を有する１つ又は複数のプログラムなど）として提供することができる。非一時的な機械アクセス可能媒体、機械可読媒体、命令記憶装置又はコンピュータ可読記憶デバイス上のプログラム又は命令を用いて、コンピュータシステム又は他の電子デバイスをプログラムすることができる。機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体、命令記憶装置及び記憶装置は、フロッピー（登録商標）ディスケット、光ディスク及び光磁気ディスク、又は、電子命令の記憶もしくは送信に適した他のタイプの媒体可読媒体、機械可読媒体、命令記憶装置もしくは記憶装置を含むことができるが、これらに限定されるものではない。本明細書で説明した技術は特定のソフトウェア構成に限定されない。これらの技術は、いずれのコンピューティング環境又は処理環境においても適用可能性を見出すことができる。本明細書で使用した「コンピュータ可読」、「機械アクセス可能媒体」、「機械可読媒体」、「命令記憶装置」及び「コンピュータ可読記憶装置」という用語は、機械、コンピュータ又はコンピュータプロセッサによる実行のために命令又は一連の命令を記憶、符号化又は送信することが可能であり、かつ機械／コンピュータ／コンピュータプロセッサに本明細書で説明した方法のいずれか１つを実行させる任意の媒体を含むものとする。さらに、何らかの形態のソフトウェア（例えばプログラム、手順、プロセス、アプリケーション、モジュール、ユニット、論理など）を、アクションを実行するもの又は結果を生じるものとして言及することは当技術分野では一般的である。そのような表現は、処理システムがソフトウェアを実行することにより、プロセッサにアクションを実行させて結果を生じさせることを述べる簡潔な方法にすぎない。
【0064】
特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイの準備により、又は従来の構成要素回路の適切なネットワークを相互接続することにより、ＯＣＴデータ処理ハードウェア１３０の機能の一部又は全部を実施することもできる。
【0065】
コンピュータプログラム製品は、命令を記憶した記憶媒体、命令記憶装置又は記憶装置の形態で提供が可能であり、コンピュータプログラム製品を用いて、本明細書で説明した例示実施形態の手順のいずれかを実行するようにコンピュータ又はコンピュータプロセッサを制御したり、例示実施形態の手順のいずれかをコンピュータ又はコンピュータプロセッサに実行させたりすることができる。記憶媒体／命令記憶装置／記憶装置は、例として光ディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＶＲＡＭ、フラッシュメモリ、フラッシュカード、磁気カード、光カード、ナノシステム、分子メモリ集積回路、ＲＡＩＤ、リモートデータ記憶装置／アーカイブ／ウェアハウジング、ならびに／又は命令及び／もしくはデータを記憶するのに適した任意の他のタイプのデバイスを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【0066】
コンピュータ可読媒体、命令記憶装置又は記憶装置のいずれか１つに記憶されるいくつかの実施は、システムのハードウェアの双方を制御し、システム又はマイクロプロセッサが本明細書で説明した例示実施形態の結果を利用して人間のユーザ又は他のメカニズムと対話できるようにするためのソフトウェアを含む。このようなソフトウェアは、デバイスドライバ、オペレーティングシステム及びユーザアプリケーションを含むことができるが、これらに限定されるものではない。最終的に、このようなコンピュータ可読媒体又は記憶装置は、前述のように、本発明の例示態様を実行するためのソフトウェアをさらに含む。
【0067】
システムのプログラミング及び／又はソフトウェアに含まれるのは、本明細書に記載の手順を実施するためのソフトウェアモジュールである。本明細書のいくつかの例示実施形態において、モジュールはソフトウェアを含むが、本明細書の他の例示実施形態では、モジュールは、ハードウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせを含む。
【0068】
本発明の様々な例示実施形態について上記に説明したが、これらの実施形態は例として提示されたものであり、限定されるものではないことを理解されたい。当業者にとっては、形態及び詳細において種々の変更が可能なことは明らかであろう。したがって、本発明は、上記の例示実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲及びそれらの同等物に従ってのみ定義されるべきである。
【0069】
さらに、要約書の目的は、特許庁及び一般の人々、特に特許用語、法律用語又は表現法に精通していない当該技術分野の科学者、技術者及び実務者が一見して本願の技術開示の性質及び本質を迅速に確認できるようにすることである。要約書は、本明細書に示された例示実施形態の範囲に関して、いかなる方法においても限定されることを意図しているわけではない。また、特許請求の範囲に記載されたいずれの手順も、提示された順序で実行する必要がないことを理解されたい。
さらに、要約書の目的は、特許庁及び一般の人々、特に特許用語又は法律用語又は表現法に精通していない当該技術分野の科学者、技術者及び実務者が、出願の技術的開示の性質及び本質を、迅速に検索することができるようにすることである。要約書は、ここに示された実施例の範囲に関して、いかなる方法においても限定されることを意図しているわ
けではない。また、特許請求の範囲に記載されたいずれの手順も、提示された順序で実施する必要がないものであることを理解されたい。
さらに、要約書の目的は、特許庁及び一般の人々、特に特許用語又は法律用語又は表現法に精通していない当該技術分野の科学者、技術者及び実務者が、出願の技術的開示の性質及び本質を、迅速に検索することができるようにすることである。要約書は、ここに示された実施例の範囲に関して、いかなる方法においても限定されることを意図しているわ
けではない。また、特許請求の範囲に記載されたいずれの手順も、提示された順序で実施する必要がないものであることを理解されたい。
【0070】
本明細書は多くの具体的な実施形態の詳細を含むが、これらは、いかなる発明の範囲又は特許請求の範囲に記載されうるものを制限するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、本明細書に記載される特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態との関連で本明細書に記載されている特定の特徴も、単一の実施形態において組み合わせて実施することができる。逆に、単一の実施形態との関連で記載されている種々の特徴を、複数の実施形態において別々に、又は任意の適切な組み合わせで実施することも可能である。さらに、このような特徴は特定の組み合わせで作用するものとして上記で説明され、当初そのように主張されたとしても、特許請求の範囲に記載された組み合わせからの１つ以上の特徴は、場合によってはその組み合わせから切除することができ、特許請求の範囲に記載された組み合わせをサブコンビネーション又はサブコンビネーションの変形に向けることができる。
【0071】
特定の状況下では、多段階処理及び並列処理が有利な場合がある。さらに、前述の実施形態における種々の構成要素の分離は、全ての実施形態においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきではなく、説明したプログラム構成要素及びシステムは、一般に、単一のソフトウェア製品において一緒に統合されうるか、又は複数のソフトウェア製品にパッケージ化されうることを理解されたい。
【0072】
いくつかの例示実施形態及び実施形態を説明してきたが、上記の内容は例示的であって限定的なものではなく、例として示されたことが明らかである。特に、本明細書で示した例の多くは装置又はソフトウェア要素の特定の組み合わせを含むが、これらの要素は、同一の目的を達成するために他の方法で組み合わされてもよい。１つの実施形態に関連してのみ論じられる行為、要素及び特徴は、他の実施形態又は実施形態における同様の役割から除外されるように意図されるものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【外国語明細書】