JP2017113146A - 眼科撮影装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被検眼について高画質で広角の断層像を取得することが可能な技術を提供する。
【解決手段】眼科撮影装置は、光学ユニットと、移動機構と、制御部とを含む。光学ユニットは、OCT光源からの光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被検眼に照射し、その戻り光と参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、測定光を所定の偏向角度範囲内で偏向する走査光学系とを含み、走査光学系により偏向された測定光を被検眼の後眼部に照射可能である。移動機構は、被検眼の瞳位置又はその近傍位置を基準に光学ユニットを所定の移動角度範囲内で移動させる。制御部は、走査光学系と移動機構とを連係して制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、眼科撮影装置に関する。
眼疾患のスクリーニングや治療などを行うための眼科撮影装置には、簡便に広い視野で被検眼の眼底などの観察や撮影が可能なものが求められている。このような眼科撮影装置として、走査型レーザー検眼鏡が知られている。走査型レーザー検眼鏡は、レーザー光で眼底をスキャンし、その戻り光を受光デバイスで検出することにより、眼底の正面画像を形成する装置である。
例えば、特許文献1には、被検眼が配置される被検眼位置に向けて、スリット鏡と主鏡とにより見かけ上の点光源を伝達するように構成された走査型レーザー検眼鏡が開示されている。
特許第5330236号
しかしながら、特許文献1に開示された手法では、反射光学系により広角の画像を形成するため、光学素子の配置の自由度が低く、より一層の画質の向上を図るために光学素子の配置を変更することが難しい。また、反射光学系の光学素子の収差特性により、簡便に高品質の画像を取得することは困難である。特に、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography:以下、OCT)を用いて被検眼の断層像を形成する場合には、光学素子の収差特性の影響により、被検眼について高画質で広角の断層像を取得することは非常に困難である。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、被検眼について高画質で広角の断層像を取得することが可能な技術を提供することを目的とする。
実施形態に係る眼科撮影装置は、光学ユニットと、移動機構と、制御部とを含む。光学ユニットは、OCT光源からの光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被検眼に照射し、その戻り光と参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、測定光を所定の偏向角度範囲内で偏向する走査光学系とを含み、走査光学系により偏向された測定光を被検眼の後眼部に照射可能である。移動機構は、被検眼の瞳位置又はその近傍位置を基準に光学ユニットを所定の移動角度範囲内で移動させる。制御部は、走査光学系と移動機構とを連係して制御する。
この発明によれば、被検眼について高画質で広角の断層像を取得することが可能となる。
実施形態に係る眼科撮影装置の構成の一例を表す概略図である。 実施形態に係る眼科撮影装置の動作説明図である。 実施形態に係る眼科撮影装置の動作説明図である。 実施形態に係る眼科撮影装置の動作例を表すフロー図である。 実施形態に係る眼科撮影装置の動作説明図である。 実施形態に係る眼科撮影装置の構成の他の一例を表す概略図である。
実施形態に係る眼科撮影装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態に係る眼科撮影装置は、光源からの光又は当該光に基づく測定光を偏向する走査光学系を含む光学ユニットを被検眼の瞳孔を基準に移動させることにより、瞳孔を通して光を被検眼の後眼部(眼底、硝子体等)の広い範囲に照射することが可能な装置である。このような構成は、後眼部に光を照射することが可能な任意の眼科撮影装置に適用することができる。後眼部に光を照射することが可能な眼科撮影装置には、例えば、レーザー光を眼底における治療部位に照射するためのレーザー治療装置や、被検眼に固視させた状態で視標を移動させながら被検者の応答に基づき視野を測定するための視野計などがある。
また、実施形態に係る眼科撮影装置は、さらに、被検眼の後眼部からの戻り光を受光することにより当該後眼部における所定データの分布(画像や層厚分布や病変分布など)を形成することが可能である。このような構成は、後眼部を光で走査してデータを取得可能な任意の眼科撮影装置に適用することができる。後眼部を光で走査してデータを取得可能な眼科撮影装置には、例えば、OCTを用いて眼底の断層像を得る光干渉断層計や、共焦点光学系を用いたレーザー走査により眼底の正面画像を得る走査型レーザー検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope:以下、SLO)や、光干渉断層計の機能と走査型レーザー検眼鏡の機能とを組み合わせた複合機などがある。以下、実施形態に係る眼科撮影装置が、主として、光干渉断層計の機能を有する場合について説明する。
[構成]
図1に、この実施形態に係る眼科撮影装置の概略構成の機能ブロック図を示す。
眼科撮影装置1は、OCT光源からの光に基づく測定光で被検眼Eの後眼部をスキャンしてデータを取得し、この取得されたデータに基づいて眼底Efの断層像を形成する装置である。眼科撮影装置1は、測定ユニット100と、処理ユニット200とを有する。測定ユニット100は、眼底Efの光学的な観察や眼底Efの光学的な計測を行うために用いられる。処理ユニット200は、測定ユニット100により取得されたデータの処理や、装置各部の制御などを行う。
(測定ユニット)
測定ユニット100は、光学ユニット110と、移動機構120と、駆動部130と、OCT光源140と、固視系150と、固視標制御部160と、アライメント系170とを備えている。測定ユニット100は、被検眼Eの瞳位置P(又は、後述の瞳位置Pの近傍位置)を基準に移動可能に構成された光学ユニット110により被検眼Eの瞳孔を通してOCT光源140からの光に基づく測定光を被検眼Eの後眼部に照射する。測定ユニット100は、被検眼Eの後眼部に照射された測定光の戻り光を受光することにより取得されたデータを処理ユニット200に送る。
光学ユニット110は、OCT光学系111を備えている。OCT光学系111は、フーリエドメインタイプのOCTを実行するための光学系を備えている。この実施形態では、OCT光学系111がスウェプトソースタイプのOCTの光学系を備えているものとして説明するが、スウェプトソースタイプ以外のタイプ、例えばスペクトラルドメインタイプのOCTの光学系を備えていてもよい。
OCT光学系111は、干渉光学系と、走査光学系とを含む。干渉光学系は、OCT光源140からの光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被検眼Eに照射し、その戻り光と参照光との干渉光を検出する。このような干渉光学系には、例えば、第1ファイバーカプラと、第2ファイバーカプラと、光路長変更部と、検出器とが設けられる。第1ファイバーカプラは、OCT光源140からの光を測定光と参照光とに分割し、かつ、被検眼Eを経由した測定光の戻り光を第2ファイバーカプラに導く。光路長変更部は、第1ファイバーカプラにより分割された参照光の光路長を変更する。第2ファイバーカプラは、第1ファイバーカプラにより導かれた測定光の戻り光と、光路長変更部により光路長が変更された参照光とを干渉させることにより干渉光を生成する。検出器は、第2ファイバーカプラにより生成された干渉光を検出する。検出器は、OCT光源140から出力される光に応じて、可視領域や赤外領域に感度を有する受光素子が用いられる。検出器による干渉光の検出結果は、取得データとして処理ユニット200に送られる。
走査光学系は、干渉光学系からの測定光を所定の偏向角度範囲内で偏向する。この実施形態では、走査光学系は、測定光を所定の偏向角度範囲内で2次元的に偏向するが、測定光を所定の偏向角度範囲内で1次元的に偏向するよう構成されてもよい。このような走査光学系は、光スキャナーを含んでもよい。光スキャナーには、1軸又は互いに直交する2軸の偏向部材が用いられる。偏向部材の例として、ガルバノミラー、ポリゴンミラー、回転ミラー、ダボプリズム(Dove Prism)、ダブルダボプリズム(Double Dove Prism)、ローテーションプリズム(Rotation Prism)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラースキャナーなどがある。
光学ユニット110又はOCT光学系111には、走査光学系により偏向された測定光を被検眼Eの後眼部(例えば、眼底Ef)に照射するための光学素子(例えば、対物レンズ、ビームエキスパンダー、コリメートレンズ、合焦レンズなど)が設けられている。
なお、光学ユニット110は、さらに、OCT光源140及び固視系150のうち少なくとも1つを含んで構成されていてもよい。
移動機構120は、被検眼Eの瞳位置Pを基準に光学ユニット110を所定の移動角度範囲内で移動させる。ここで、光学ユニット110の光軸が被検眼Eの正面側から瞳位置Pを通る場合に、当該光軸に直交する平面をxy平面(x方向は水平方向、y方向は垂直方向)とし、当該光軸に平行な眼底方向をz方向とする。瞳位置Pには、瞳に実際に相当する位置だけでなく、後眼部の走査を妨げない範囲において瞳位置Pからx,y及び/又はz方向に変位した位置(近傍位置)も含まれる。以下、この明細書において、特に「近傍位置」を明示したときを除いて単純に「瞳位置」と表記した場合は、瞳位置又はその近傍位置を意味するものとする。
この実施形態では、移動機構120は、被検眼Eの瞳位置Pを中心に光学ユニット110を所定の移動角度範囲内で3次元的に旋回させる。このような移動機構120は、例えば、光学ユニット110を保持する1以上の保持部材と、上記の移動角度範囲の任意の位置に移動可能に設けられた1以上のガイドアームとを含んで構成される。ガイドアームは、スライド可能な状態で保持部材を保持する。
なお、移動機構120は、被検眼Eの瞳位置Pを通る光学ユニット110の光軸に直交する平面内で2次元的に移動させるようにしてもよい。
駆動部130は、後述の処理ユニット200の制御部210からの制御を受け、移動機構120を駆動する。駆動部130は、移動機構120を移動させるための駆動力を発生させるアクチュエータを含む。後述の制御部210からの制御信号を受けたアクチュエータは、この制御信号に応じた駆動力を発生させる。この駆動力は、図示しない駆動力伝達機構を介して移動機構120に伝達され、制御信号により指示された位置に配置されるように移動機構120を移動させる。これにより、光学ユニット110を所望の位置に移動させることが可能となる。
OCT光源140は、広帯域光(又は低コヒーレンス光)であるレーザー光を出力するスーパールミネセントダイオード(SLD)や発光ダイオード(LED)等の広帯域光源により構成されている。なお、OCT光源140として、複数の光源を光ファイバ合波器やダイクロイックミラーなどの合波器により合成して用いるものを適用することも可能である。この実施形態では、光ファイバによりレーザー光を光学ユニット110に導く。例えば、光ファイバのジョイント部には、光学ユニット110の移動に起因した捻れや引っ張りなどのストレスを低減する手段が設けられている。
固視系150は、内部固視及び外部固視の少なくとも一方を実現するための構成を有する。内部固視を実現する場合、固視系150は、被検眼Eの眼底Efに固視標を投影するための光学系を含んで構成される。固視標は、被検眼Eを固視させるための視標である。固視系150は、少なくとも可視光を出力する固視光源を含む。固視系150により形成された光路は、例えば、瞳位置Pと光学ユニット110(対物レンズ)との間に設けられたダイクロイックミラーにより、光学ユニット110により形成された光路に合成される。内部固視を実現する場合、固視系150は、光学ユニット110内に設けられてもよい。
外部固視を実現する場合、固視系150は、例えば、光学ユニット110の筐体に設けられる。固視系150は、例えば、一端が光学ユニット110に固定され関節部を介して互いに接続された2以上のアームの他端にLED等の発光部が設けられた構成を有する。外部固視を実現する場合、固視系150は、測定ユニット100の筐体に設けられ、光学ユニット110とともに移動しないように構成されていてもよい。
固視系150が内部固視を実現する場合、固視標制御部160により、光学ユニット110の移動に伴い固視標の投影位置を移動させることが可能である。固視系150が内部固視及び外部固視の双方を実現する場合、固視標制御部160により、上記の構成を用いて内部固視と外部固視とを連係させることが可能である。内部固視と外部固視とを連係させる例として、測定光のスキャン領域内に黄斑部が含まれているときには内部固視により被検眼に固視させ、当該スキャン領域内に黄斑部が含まれないときには外部固視により被検眼に固視させる。
また、固視系150が、例えば2つ(以上)の内部固視を実現するための構成(光学系)を有していてよい。この場合、固視系150は、光学ユニット110の内部に設けられ第1内部固視を実現するための構成と、光学ユニット110の外部に設けられた第2内部固視を実現するための構成とを有することが可能である。2つの内部固視を連係させる例として、測定光のスキャン領域内に黄斑部が含まれているときには第1内部固視(光学ユニット110の内部)により被検眼に固視させ、当該スキャン領域内に黄斑部が含まれないときには第2内部固視(光学ユニット110の外部)により被検眼に固視させる。
固視標制御部160は、後述の処理ユニット200の制御部210からの制御を受け、固視系150を制御する。固視標制御部160は、例えば、制御部210からの制御を受け、固視光源(内部固視用や外部固視用)の点灯及び消灯を制御したり、眼底Efにおける固視標の投影位置(固視位置)を移動させたりすることが可能である。
アライメント系170は、例えば、XYアライメント検出用光源と、XYアライメントセンサーと、Zアライメント検出用光源と、Zアライメントセンサーとを含んで構成される。XYアライメント光源からのXYアライメント検出用光は、被検眼Eの角膜に平行光束として導かれる。その角膜には、XYアライメント検出用光の角膜反射による輝点像(虚像)が形成される。角膜で反射されたXYアライメント検出用光は、XYアライメントセンサーにより検出される。XYアライメントセンサーにより得られた検出信号は、後述の制御部210に送られる。制御部210は、この検出信号から被検眼Eの角膜に形成された輝点像の位置を特定し、x方向及びy方向の光学ユニット110に対する位置ずれを検出する。
Zアライメント検出用光源からのZアライメント検出用光は、被検眼Eの角膜に投影される。その角膜にはZアライメント検出用光の角膜反射による輝点像(虚像)が形成される。角膜で反射されたZアライメント検出用光は、Zアライメントセンサーにより検出される。Zアライメントセンサーにより得られた検出信号は、後述の制御部210に送られる。制御部210は、この検出信号から被検眼Eの角膜に形成された輝点像の位置を特定し、z方向の光学ユニット110に対する位置ずれを検出する。
また、上記のXYアライメント及びZアライメントの少なくとも一方は、測定ユニット100に設けられた1以上のカメラを用いて行われてもよい。この場合、1以上のカメラにより撮影された画像に基づいて被検眼Eの位置を求めることで、x方向、y方向及びz方向の少なくとも1つの位置ずれが検出される。なお、2以上のカメラが設けられている場合には、異なる方向から実質的に同時に撮影された画像に基づいて被検眼Eの3次元位置を求めることで、x方向、y方向及びz方向の少なくとも1つの位置ずれが検出される。
制御部210は、検出されたx方向、y方向及びz方向の位置ずれをキャンセルするように光学ユニット110を移動させることによりアライメントを行う。
なお、測定ユニット100は、フォーカス光学系を含み、眼底Efに対してフォーカス(ピント)を合わせるための指標(スプリット指標)を生成することが可能である。この場合、フォーカス光学系から出力された光(フォーカス光)は、眼底Efに投影され、その眼底反射光が、図示しないセンサーにより検出される。制御部210は、このセンサーにより得られた検出信号からスプリット指標の位置を解析して、例えば、光学ユニット110に含まれる合焦レンズを移動させてピント合わせを行うことが可能である(オートフォーカス機能)。
以上のような構成を有する測定ユニット100において、OCT光源140から出力された光に基づいて生成された測定光は、移動機構120により移動された光学ユニット110により2次元的に偏向され、光学ユニット110の光軸方向から被検眼Eの瞳孔を通過して眼底Efに照射される。被検眼Eに入射した測定光は、被検眼Eの前眼部にて散乱される。また、被検眼Eに入射した測定光の一部は、瞳孔を通過し、眼底Efにスポット光として結像される。
眼底Efに照射された測定光の戻り光は、スポット光の形成位置(及びその近傍位置)から光学ユニット110に戻ってくる光である。戻り光は、瞳孔を通過し、被検眼Eから出射する。
光学ユニット110において、被検眼Eからの戻り光は、OCT光学系111に導かれる。OCT光学系111に導かれた戻り光は、上記の受光素子により検出される。受光素子は、検出された戻り光を光電変換し、電気信号(受光信号)を出力する。
以上のプロセスは、眼底Efの一点の計測に相当し、眼底Efに対する単一のスポット光の照射領域における計測に相当する。この実施形態では、移動機構120により光学ユニット110を瞳位置Pを中心に(1次元的、2次元的又は3次元的に)旋回しつつ、この光学ユニット110内のOCT光学系111の走査光学系による(1次元的又は2次元的な)偏向を行うことによって、眼底Efにおけるスポット光の照射領域が移動される。つまり、この実施形態では、移動機構120による光学ユニット110の旋回と、走査光学系による偏向とを組み合わせることにより、眼底Efのスキャンが実行される。
図2に、この実施形態に係るスポット光の照射領域の説明図を示す。図2は、移動機構120により旋回された光学ユニット110の各位置における走査光学系によるスポット光の照射領域の説明図を模式的に表したものである。
この実施形態では、全スキャン領域を複数のサブスキャン領域に分割し、各サブスキャン領域内で走査光学系によりスポット光の照射位置を移動させることにより、広範囲にわたる全スキャン領域に対してスキャンを行う。換言すると、この実施形態では、複数のサブスキャン領域をそれぞれスキャンすることにより広範囲にわたるスキャンが実現される。各サブスキャン領域は、後述の偏向パターンに従ってスキャンされる。サブスキャン領域間の移動は、光学ユニット110の移動により行われる。サブスキャン領域間の移動は、後述の移動パターンに従って行われる。
走査光学系は、上記のように所定の偏向角度範囲内で測定光を偏向する。この偏向角度範囲が、走査光学系の偏向中心を基準に、水平方向(例えば、x方向)に偏向角度範囲θH1とし、垂直方向(例えば、y方向)に偏向角度範囲θV1とする。光学ユニット110の各位置における走査光学系によるスポット光の照射領域は、図2に示すように、水平方向の偏向角度範囲が±θH1であり、垂直方向の偏向角度範囲が±θV1となる。
また、光学ユニット110は、上記のように、被検眼Eの瞳位置Pを中心に所定の移動角度範囲内で旋回される。この移動角度範囲が、水平方向(例えば、x方向)に移動角度範囲θH2とし、垂直方向(例えば、y方向)に移動角度範囲θV2とする。スポット光の照射領域は、図2に示すように、水平方向の角度範囲がθ=θH2+2・θH1となり、垂直方向の角度範囲がθ=θV2+2・θV1となる。
従って、眼科撮影装置1によれば、水平方向の角度範囲がθであり、垂直方向の角度範囲がθである範囲内でスキャンが可能となり、当該範囲内のデータの取得が可能となる。例えば、θH1として20度〜80度が可能であるためθH1を60度とし、θH2が40度とすると、水平方向に160度の範囲でデータの取得(画像の取得)が可能である。同様に、θV1として20度〜80度が可能であるためθV1を40度とし、θV2が40度とすると、垂直方向に120度の範囲でデータの取得(画像の取得)が可能である。コストやワーキングディスタンスを勘案して、θH1、θH2、θV1、θV2を決定することが望ましい。
(処理ユニット)
処理ユニット200は、演算装置、制御装置、記憶装置(RAM、ROM、ハードディスクドライブなど)、ユーザインターフェイス、通信インターフェイスなどを有する。この実施形態では、図1に示すように、処理ユニット200は、制御部210と、画像形成部220と、データ処理部230と、ユーザインターフェイス(User Interface:UI)240とを含む。
制御部210は、装置各部の制御を行う。制御部210は、マイクロプロセッサ及び記憶装置を含んで構成される。記憶装置には、眼科撮影装置1を制御するためのコンピュータプログラムがあらかじめ格納される。このコンピュータプログラムには、光源制御用プログラム、光学ユニット制御用プログラム(走査光学系制御用プログラムを含む)、移動機構制御用プログラム、アライメント制御用プログラム、統括制御用プログラムなどが含まれる。このようなコンピュータプログラムに従ってマイクロプロセッサが動作することにより、制御部210は制御処理を実行する。
測定ユニット100に対する制御として、OCT光源140の制御、光学ユニット110の制御、駆動部130を介した移動機構120の制御、固視標制御部160の制御、アライメント系170の制御などがある。光学ユニット110の制御には、OCT光学系111の制御(光路長変更部の制御、受光素子の制御、走査光学系の偏向制御)などがある。特に、制御部210は、走査光学系と移動機構120とを連係して制御する。処理ユニット200に対する制御として、各部の動作制御がある。
(連係制御)
走査光学系と移動機構120とを連係して制御する例として、制御部210は、次のような制御を行うことが可能である。制御部210の記憶装置には、測定光を偏向するための既定の偏向パターンと、光学ユニット110を移動させるための既定の移動パターンとがあらかじめ記憶されている。偏向パターンや移動パターンは、デフォルト設定されてもよいし、ユーザにより設定されてもよい。また、複数の偏向パターンや複数の移動パターンを選択的に適用することが可能である。制御部210は、記憶装置に記憶された既定の偏向パターンに基づいて走査光学系の制御を行い、記憶装置に記憶された既定の移動パターンに基づいて移動機構120の制御を行う。
例えば、制御部210は、移動パターンに基づく移動機構120の制御と偏向パターンに基づく走査光学系の制御とを交互に実行することが可能である。すなわち、制御部210は、偏向パターンに基づいて被検眼Eの眼底Efにおける各サブスキャン領域をスキャンしつつ、移動パターンに基づいて複数のサブスキャン領域を順次に走査するように走査光学系と移動機構120とを連係して制御する。また、例えば、制御部210は、移動パターンに基づく移動機構120の制御と偏向パターンに基づく走査光学系の制御とを並行して行うことが可能である。
また、制御部210は、偏向パターンに基づいて走査光学系を制御することにより、被検眼Eの後眼部の所定領域の走査態様を変更することが可能である。例えば、制御部210は、偏向パターンに基づき走査光学系を制御することにより、被検眼Eの後眼部の矩形領域を走査するように測定光の照射位置を移動させることが可能である。
図3に、この実施形態に係る走査態様の一例を示す。図3は、視神経乳頭Nと黄斑部Hとを含む被検眼Eの眼底Efの所定領域AR内を複数のサブスキャン領域に分けて走査する様子を模式的に表したものである。
制御部210は、既定の移動パターンに従って移動機構120を制御することにより、サブスキャン領域SR1、SR2、SR3、・・・を順次に移動させる。このとき、移動パターンにより、移動前のサブスキャン領域の一部に重複するように次のサブスキャン領域に移動させる(重複エリアCR1、CR2、・・・)。サブスキャン領域毎に得られた画像から全スキャン領域の画像を形成する場合に、重複エリアは、画像同士の位置合わせに用いられる。制御部210は、偏向パターンに基づいて、各サブスキャン領域(被検眼Eの後眼部の所定領域)をラスター走査するように測定光の照射位置を移動させる。
また、制御部210は、偏向パターンに基づいて、被検眼Eの後眼部の所定領域をサークル走査するように測定光の照射位置を移動させることが可能である。また、制御部210は、偏向パターンに基づき走査光学系を制御することにより測定光を1次元的に偏向させることが可能である(スリット状走査)。
(その他の制御)
固視標制御部160の制御の例として、制御部210は、所定位置を固視するように固視標を投影させる。また、固視系150が光学ユニット110内に設けられた場合、制御部210は、移動機構120の移動による光学ユニット110の光軸の移動(眼底Efにおけるスポット光の照射位置の変位)をキャンセルするように固視位置を移動させることが可能である。また、制御部210は、走査光学系によるスキャン領域が黄斑部を含むときには内部固視標により被検眼Eを所定方向に固視させ、走査光学系によるスキャン領域が黄斑部を含まないときには内部固視標を消灯させることが可能である。また、内部固視標と外部固視標(外部固視灯)の双方が設けられている場合において、走査光学系によるスキャン領域が黄斑部を含まないときには外部固視標により被検眼Eを所定方向に固視させるようにしてもよい。
また、制御部210は、被検眼Eの眼底Efの動きを監視しつつ眼底Efの所定部位が画像(フレーム)中の一定の位置に描出されるように眼球運動を補償するトラッキング制御を行うようにしてもよい。また、制御部210は、取得されたデータを解析して画像間(フレーム間)における描出位置のずれを補正することにより事後的にトラッキングを行うようにしてもよい。また、制御部210は、被検眼Eの視線方向の検知を行い、視線の動きによる位置ずれをキャンセルするようにトラッキング制御を実行してもよい。
眼底Efの光学的計測が行われているときに、又は光学的計測が終了した後に、制御部210は、画素位置信号を生成し、データ処理部230に送る。画素位置信号は、光学ユニット制御用プログラムに基づく複数のスポット光の照射領域の配置(つまり、走査光学系による光の偏向パターン)に対応する複数の画素の配置を示す。
(画像形成部)
画像形成部220は、OCT光学系111による干渉光の検出結果に基づいて被検眼Eの眼底Efの断層像(OCT画像)の画像データを形成する。具体的には、画像形成部220は、Aスキャンライン毎に、検出器による検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことで断層像を形成する。この処理には、従来のスウェプトソースタイプのOCTと同様に、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。このようにして取得される画像データは、複数のAライン(被検眼E内における各測定光の経路)における反射強度プロファイルを画像化することにより形成された一群の画像データを含むデータセットである。
移動パターンに基づく移動機構120の制御と偏向パターンに基づく走査光学系の制御とを交互に実行する場合、制御部210は、走査光学系の制御を少なくとも2回実行し、移動機構120の制御を少なくとも1回実行する。画像形成部220は、少なくとも2回の走査光学系の制御により干渉光学系により取得された少なくとも2つのデータセットに基づいて、上記のように少なくとも2つの画像を形成することが可能である。画質を向上させるために、同じパターンでのスキャンを複数回繰り返して収集された複数のデータセットを重ね合わせる(加算平均する)ことができる。
また、制御部210は、リアルタイムにデータを取得するように走査光学系及び移動機構120の制御を行うことが可能である。この場合、画像形成部220は、走査光学系の制御により干渉光学系により取得されたデータセットに基づいて、リアルタイムに画像を形成する。
画像形成部220は、Aスキャン画像、Bスキャン画像、正面画像、3次元画像などを形成することが可能である。正面画像の例として、Cスキャン画像、プロジェクション画像、平坦化画像、又はシャドウグラムなどがある。また、画像形成部220は、眼底Efの動的特性を抽出した画像、断層像、正面画像、3次元画像などを形成することが可能である。
(データ処理部)
データ処理部230は、画像形成部220により形成されたOCT画像に対して各種のデータ処理(画像処理)や解析処理や画像合成処理を施す。例えば、データ処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行することが可能である。
データ処理部230は、画像位置決定部231と、画像合成部232とを含む。画像位置決定部231は、複数のサブスキャン領域に対するスキャンにより得られた眼底Efの複数の断層像の相対位置を決定する。サブスキャン領域間の移動は、上記のように制御部210が移動パターンに基づいて移動機構120を制御することにより行われる。画像位置決定部231は、このような移動機構120に対する制御部210の制御内容からサブスキャン領域間の移動量及び移動方向を特定することが可能である。画像位置決定部231は、特定された移動量及び移動方向に基づいて、複数のサブスキャン領域のそれぞれをスキャンすることにより得られた複数の断層像の相対位置を決定する。また、画像位置決定部231は、眼底Efの特徴部位の移動内容(移動量及び移動方向)を解析することにより眼球の回転方向及び移動量を特定することが可能である。画像位置決定部231は、特定されたサブスキャン領域間の移動量及び移動方向と、特定された眼球の回転方向及び移動量とに基づいて、複数の断層像の相対位置を決定してもよい。
画像合成部232は、画像位置決定部231により決定された相対位置に基づいて、上記の少なくとも2つの断層像を合成する。このとき、画像合成部232は、後述のように位置合わせを行って2つの断層像を合成することが可能である。
データ処理部230は、断面像の間の画素を補間する補間処理などの公知の画像処理を実行することにより、眼底Efの2次元画像又は3次元画像の画像データを形成する。なお、3次元画像の画像データとは、3次元座標系により画素の位置が定義された画像データを意味する。3次元画像の画像データとしては、3次元的に配列されたボクセルからなる画像データがある(図2参照)。この画像データは、ボリュームデータ或いはボクセルデータなどと呼ばれる。
ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、データ処理部230は、このボリュームデータに対してレンダリング処理(ボリュームレンダリングやMIP(Maximum Intensity Projection:最大値投影)など)を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な3次元画像の画像データを形成する。データ処理部230は、部位や特徴量(例えば、眼底Efの層の厚さ、形状、位置の少なくとも1つを用いて算出された数値)や眼底Efの表面からの深度に応じて色分けされた画像データを形成することが可能である。また、データ処理部230は、ボリュームデータを所定の平面や球面(眼底Efの形状に応じた球面)に投影した画像データを形成してもよい。例えば、データ処理部230は、ボリュームデータの所望の深さ位置のデータを投影したり、所望の層、血管等の部位を投影したりすることが可能である。
例えば、データ処理部230は、サブスキャン領域毎にボリュームデータを作成する。データ処理部230は、画像合成部232において、サブスキャン領域毎に作成された複数のボリュームデータの位置合わせを行うことにより全スキャン領域のボリュームデータを作成する。データ処理部230は、サブスキャン領域間の重複エリアにおける特徴部位が一致するようにボリュームデータ間の位置合わせを行うことが可能である。また、データ処理部230は、所定の平面に眼底Efの特徴部位(層や血管)を投影した画像に基づいてボリュームデータ間の位置合わせを行ってもよい。データ処理部230は、複数のサブスキャン領域においてz方向(眼底Efへの測定光の入射方向)が同一方向であるものとして複数のボリュームデータを合成して全スキャン領域のボリュームデータを作成することが可能である。また、実際にはサブスキャン領域毎に眼底Efへの測定光の入射方向が異なるため、データ処理部230は、サブスキャン領域毎にz方向が異なるように複数のボリュームデータを合成して全スキャン領域のボリュームデータを作成してもよい。或いは、眼底Efにおける所定部位におけるz方向と一致するように複数のボリュームデータに対して座標変換を施し、座標変換が行われた複数のボリュームデータを合成して全スキャン領域のボリュームデータを作成してもよい。
また、制御部210は、OCT光学系111が備えている合焦レンズをその光軸に沿って移動することで、被検眼Eのz方向における測定光の合焦位置を変更することが可能である。この場合、画像形成部220は、z方向のそれぞれの合焦位置で取得された干渉光の検出結果に基づいて被検眼Eの眼底Efの断層像の画像データを形成する。画像位置決定部231は、形成された2つの画像データ(又はボリュームデータ)のz方向の相対位置を決定する。画像合成部232は、決定されたz方向の相対位置に基づいて、合焦位置が異なる上記の2つの画像データを合成する。
また、3次元画像の画像データとして、複数の断層像のスタックデータを形成することも可能である。スタックデータは、複数のスキャンラインに沿って得られた複数の断層像を、スキャンラインの位置関係に基づいて3次元的に配列させることで得られる画像データである。すなわち、スタックデータは、元々個別の2次元座標系により定義されていた複数の断層像を、1つの3次元座標系により表現する(つまり1つの3次元空間に埋め込む)ことにより得られる画像データである。
更に、データ処理部230は、2つの断層像(2次元の画像データ)に対する位置合わせを行って、位置合わせが行われた2つの断層像を合成し、1つの断層像を作成することが可能である。この場合、データ処理部230は、画像合成部232において、サブスキャン領域毎に作成された複数の断層像の位置合わせを行うことにより全スキャン領域の断層像を作成する。データ処理部230は、サブスキャン領域間の重複エリアにおける特徴部位が一致するように断層像間の位置合わせを行うことが可能である。また、データ処理部230は、眼底Efの特徴部位(層や血管)に基づいて断層像間の位置合わせを行ってもよい。
また、制御部210が移動機構120の制御と走査光学系の制御とを並行して行う場合、データ処理部230は、走査光学系の制御と並行して移動されている光学ユニット110により測定光が照射された被検眼Eの後眼部の複数の位置からの戻り光に基づいて断層像を形成することが可能である。
データ処理部230は、例えばマイクロプロセッサ及び記憶装置を含んで構成される。記憶装置には、データ処理プログラムがあらかじめ格納される。マイクロプロセッサがデータ処理用プログラムに従って動作することによってデータ処理の少なくとも一部が実行される。また、データ処理部230は、専用のハードウェアを含んで構成されてもよい。
また、データ処理部230は、各種のデータ処理を実行することが可能である。このようなデータ処理の例として、データ処理部230又は他の装置により形成された画像データに対する処理がある。この処理の例として、各種の画像処理や、画像データに基づく画像評価などの診断支援処理がある。データ処理部230は、眼科撮影装置1の一部であってもよいし、外部装置であってもよい。
(ユーザインターフェイス)
ユーザインターフェイス240は、表示機能と、操作・入力機能とを有する。表示機能は、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display:以下、LCD)などの表示デバイスにより実現される。表示デバイスは、制御部210による制御の下に情報を表示する。表示デバイスには、画像形成部220により形成された画像データに基づく画像やデータ処理部230により形成された画像データに基づく画像が表示される。
操作・入力機能は、操作デバイスや入力デバイスにより実現される。これらの例として、ボタン、レバー、ノブ、マウス、キーボード、トラックボールなどがある。また、制御部210が表示デバイスにグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を表示させる構成としてもよい。この表示デバイスは、タッチスクリーンであってよい。
<動作例>
眼科撮影装置1の動作例について説明する。
図4に、眼科撮影装置1の動作例のフロー図を示す。
(S1)
まず、ユーザインターフェイス240を用いてユーザにより撮影モードが指定されると、制御部210は、眼科撮影装置1の撮影モードをユーザにより指定された撮影モードに設定する。この撮影モードの設定には、ユーザにより指定された撮影モードにあらかじめ関連付けられた偏向パターン及び移動パターンの設定が含まれる。
(S2)
次に、制御部210は、固視標制御部160を制御することにより、固視系150により固視標を提示させる。
(S3)
次に、制御部210は、S1において設定された撮影モードに対応した移動パターンに従って駆動部130を制御することにより、移動機構120により光学ユニット110のスキャン中心位置を所定のチルト中心位置に移動させる。チルト中心位置は、移動パターンに従って移動される光学ユニット110の初期位置である。
(S4)
次に、制御部210は、アライメント系170に含まれるXYアライメントセンサー及びZアライメントセンサーにより得られた検出信号に基づいて、当該チルト位置(移動機構120により移動された光学ユニット110の位置)が適正か否かを判定する。当該チルト位置が適正ではないと判定されたとき(S4:N)、制御部210による制御は、S5に移行する。当該チルト位置が適正であると判定されたとき(S4:Y)、制御部210による制御は、S6に移行する。
(S5)
S4において当該チルト位置が適正ではないと判定されたとき(S4:N)、制御部210は、チルト位置を修正する。例えば、制御部210は、アライメント系170に含まれるXYアライメントセンサー及びZアライメントセンサーにより得られた検出信号に基づいて、位置ずれをキャンセルするようにチルト位置を修正することが可能である。また、制御部210は、当該チルト位置に配置された光学ユニット110により取得されたデータ又は画像(観察像)からチルト位置を修正してもよい。その後、制御部210による制御は、S3に移行する。
(S6)
S4において当該チルト位置が適正であると判定されたとき(S4:Y)、制御部210は、移動パターンに従って駆動部130を制御することにより移動機構120により光学ユニット110を移動させ、光学ユニット110により当該サブスキャン領域について得られたデータを部分エリアデータとして取得する。
(S7)
全スキャン領域のデータが取得されていないとき(S7:N)、制御部210による制御は、S4に移行する。全スキャン領域のデータが取得されたとき(S7:Y)、制御部210による制御は、S8に移行する。
(S8)
全スキャン領域のデータが取得されたとき(S7:Y)、制御部210は、データ処理部230によりサブスキャン領域毎に部分エリアデータに基づいてボリュームデータを形成し、形成された複数のボリュームデータの位置合わせを行う。例えば、上記のようにボリュームデータ間に重複エリアが含まれている場合、データ処理部230は、対応するボリュームデータの重複エリアの画像をマッチングさせることによりボリュームデータの位置合わせを行うことが可能である。また、データ処理部230は、各サブスキャン領域のスキャン時の光学ユニット110の位置と事前に設定された走査光学系の偏向角度範囲とから、ボリュームデータの領域の位置(部分エリアデータの基準位置)を特定し、特定されたボリュームデータの領域の位置を用いてボリュームデータの位置合わせを行ってもよい。
(S9)
データ処理部230は、S8において形成されたボリュームデータから画像データを形成する。制御部210は、ユーザインターフェイス240を用いてユーザにより指定された表示形態で、形成された画像データに基づいて所望の画像をユーザインターフェイス240に含まれる表示デバイスに表示させる。以上で、制御部210による制御は、終了する(エンド)。
[作用・効果]
眼科撮影装置1の作用及び効果について説明する。
実施形態に係る眼科撮影装置(眼科撮影装置1)は、光学ユニット(光学ユニット110)と、移動機構(移動機構120)と、制御部(制御部210)とを含む。光学ユニットは、OCT光源(OCT光源140)からの光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被検眼(被検眼E)に照射し、その戻り光と参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、測定光を所定の偏向角度範囲内で偏向する走査光学系とを含み、走査光学系により偏向された測定光を被検眼の後眼部に照射可能である。移動機構は、被検眼の瞳位置又はその近傍位置を基準に光学ユニットを所定の移動角度範囲内で移動させる。制御部は、走査光学系と移動機構とを連係して制御する。
このような構成によれば、走査光学系の偏向制御と移動機構の移動制御とを連係して制御することにより、広い視野で被検眼の断層像を簡便に取得することが可能となる。また、反射光学系の光学素子が有するような収差特性の影響を受けることなく、被検眼について高画質で広角の断層像を取得することができるようになる。
また、実施形態に係る眼科撮影装置では、移動機構は、瞳位置又はその近傍位置を中心に光学ユニットを旋回させてもよい。
このような構成によれば、被検眼の瞳孔を通して後眼部の広い範囲に測定光を照射して、広角の断層像を取得することができるようになる。
また、実施形態に係る眼科撮影装置では、制御部は、測定光を偏向するための既定の偏向パターンに基づいて走査光学系の制御を行い、光学ユニットを移動させるための既定の移動パターンに基づいて移動機構の制御を行ってもよい。
このような構成によれば、走査光学系と移動機構とに対して自動制御が可能となるので、高画質で広角の断層像を簡便に取得することができるようになる。
また、実施形態に係る眼科撮影装置では、制御部は、偏向パターンに基づき走査光学系を制御することにより測定光を1次元的又は2次元的に偏向させてもよい。また、実施形態に係る眼科撮影装置では、制御部は、後眼部における複数の領域を順次に走査するように走査光学系と移動機構とを連係して制御してもよい。
このような構成によれば、所望の走査態様により高画質で広角の断層像を取得することが可能となる。
また、実施形態に係る眼科撮影装置は、干渉光の検出結果に基づいて画像を形成する画像形成部(画像形成部220)を含み、制御部は、走査光学系の制御と移動機構の制御とを交互に実行することにより、走査光学系の制御を少なくとも2回実行し、移動機構の制御を少なくとも1回実行し、画像形成部は、少なくとも2回の走査光学系の制御により干渉光学系によって取得された少なくとも2つのデータセットに基づいて少なくとも2つの画像を形成し、画像形成部により形成された少なくとも2つの画像の相対位置を移動機構の制御内容に基づいて決定する画像位置決定部(画像位置決定部231)を含んでもよい。
このような構成によれば、走査光学系の制御により取得された2以上の断層像の相対位置を決定することが可能となり、これら2以上の断層像を関連付けることが可能になる。
また、実施形態に係る眼科撮影装置は、画像位置決定部により決定された相対位置に基づいて少なくとも2つの画像を合成する画像合成部(画像合成部232)を含んでもよい。
このような構成によれば、走査光学系の制御により取得された2以上の断層像の相対位置を決定することが可能となり、これら2以上の断層像を合成することで広角の断層像を取得することができる。
また、実施形態に係る眼科撮影装置は、被検眼の眼底に固視標を投影するための固視系(固視系150)を含んでもよい。また、実施形態に係る眼科撮影装置では、固視系は、光学ユニットに設けられていてもよい。また、実施形態に係る眼科撮影装置では、制御部は、移動機構の制御内容に応じて固視標の投影位置を変更するように固視系を制御してもよい。
このような構成によれば、固視系を含んで構成された光学ユニットを用いて、被検眼について高画質で広角の断層像を取得することが可能となる。
〔第2実施形態〕
第1実施形態では、測定ユニット100が、1つの光学ユニット110を移動させる場合について説明したが、実施形態に係る眼科撮影装置の構成は、これに限定されるものではなく、測定ユニット100は、複数の光学ユニットを有していてもよい。
例えば、測定ユニット100は、2以上の光学ユニット110を含むことが可能である。2以上の光学ユニット110は、例えば、移動機構120により互いに干渉しないように被検眼Eの瞳位置Pを基準に所定の移動角度範囲内で移動可能に構成される。2以上の光学ユニット110のうち少なくとも1つの移動角度範囲は他の光学ユニット110の移動角度範囲と異なってもよい。制御部210は、2以上の光学ユニット110のうち少なくとも1つにおける走査光学系と移動機構120とを連係して制御する。これにより、2以上の光学ユニット110の旋回と、走査光学系による偏向とを組み合わせることにより、眼底Efにおける広範囲のスキャンが可能となる。
また、2以上の光学ユニット110のうちその一部である複数の光学ユニットが、移動機構120により連係して移動可能に構成されてもよい。この場合、2以上の光学ユニット110の一部である複数の光学ユニットが、移動機構120により一体的に移動可能に構成されたり、互いに独立して移動可能に構成されたりしてもよい。これらの場合でも、制御部210は、2以上の光学ユニット110のうち少なくとも1つにおける走査光学系と移動機構120とを連係して制御する。これにより、2以上の光学ユニット110の旋回と、走査光学系による偏向とを組み合わせることにより、眼底Efにおける広範囲のスキャンが可能となる。
また、2以上の光学ユニット110には、例えば、固定された光学ユニット(移動機構120により移動させることが不可能な光学ユニット)が含まれていてもよい。この場合でも、制御部210は、2以上の光学ユニット110のうち少なくとも1つにおける走査光学系と移動機構120とを連係して制御する。これにより、2以上の光学ユニット110の少なくとも1つの旋回と、走査光学系による偏向とを組み合わせることにより、眼底Efにおける広範囲のスキャンが可能となる。
また、制御部210は、被検眼Eの後眼部の所定領域を走査するように2以上の光学ユニット110からの2以上の光の照射位置を移動させることが可能である。例えば、2以上の光学ユニット110により互いに異なるサブスキャン領域内で光の照射位置を移動させることにより、高速化を図ることができる。
図5に、この実施形態に係る走査態様の一例を示す。図5は、測定ユニット100が2つの光学ユニット110を有する場合の走査態様の一例を表す。なお、図5において、図3と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
制御部210は、既定の移動パターンに従って移動機構120を制御することにより、2つの光学ユニット110により走査される領域として、互いに異なる行方向に並ぶサブスキャン領域に順次に移動させてもよい。例えば、制御部210は、2つの光学ユニット110の一方についてサブスキャン領域SR1、SR2、SR3、・・・に順次に移動させ、他方についてサブスキャン領域SR11、SR12、SR13、・・・に順次に移動させる。このとき、移動パターンにより、移動前のサブスキャン領域の一部に重複するように次のサブスキャン領域に移動させる(重複エリアCR1、CR2、・・・、CR11、CR12、・・・)。また、制御部210は、移動パターンにより、隣接する列方向のサブスキャン領域の一部に重複するようにサブスキャン領域に移動させる(重複エリアCR01、CR02、・・・)。制御部210は、偏向パターンに基づいて、各サブスキャン領域(被検眼Eの後眼部の所定領域)をラスター走査するように測定光の照射位置を移動させる。
また、制御部210は、2つの光学ユニット110の一方についてサブスキャン領域SR1、SR12、SR3、・・・の順序で移動させ、他方についてサブスキャン領域SR11、SR2、SR13、・・・の順序で移動させ、2つの光学ユニット110が移動されるサブスキャン領域の行を交互に切り替えてもよい。
[作用・効果]
この実施形態に係る眼科撮影装置の作用及び効果について説明する。
この実施形態に係る眼科撮影装置は、2以上の光学ユニットを含み、移動機構は、2以上の光学ユニットのうち少なくとも1つを瞳位置又はその近傍位置を基準に移動角度範囲内で移動させ、制御部は、2以上の光学ユニットのうち少なくとも1つにおける走査光学系と移動機構とを連係して制御してもよい。
また、制御部は、後眼部の所定領域を走査するように2以上の光学ユニットからの2以上の光の照射位置を移動させてもよい。
このような構成によれば、2以上の光学ユニットにより後眼部の所定範囲について並行して走査することができるので、被検眼の後眼部の広い範囲を高速に走査することが可能となる。
〔第3実施形態〕
上記の実施形態では、光学ユニット110がOCT光学系111を備える場合について説明したが、実施形態に係る眼科撮影装置の構成はこれに限定されるものではない。光学ユニット110は、OCT光学系111に加えて、SLO光学系を備え、被検眼Eの眼底Efの断層像に加えて眼底Efの正面画像であるSLO画像の取得が可能であってもよい。
図6に、この実施形態に係る眼科撮影装置の概略構成の機能ブロック図を示す。図6において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
第3実施形態に係る眼科撮影装置1aの構成が第1実施形態に係る眼科撮影装置1の構成と異なる点は、光学ユニット110aにSLO光学系112が追加された点と、測定ユニット100aにSLO光源180が追加された点である。なお、処理ユニット200aは、OCT光学系111等に対する制御に加えて、追加されたSLO光学系112等の制御も行うように変更されている。
このような眼科撮影装置1aは、被検眼Eの眼底Efの断層像に加えて、被検眼Eの後眼部をレーザー光でスキャンしてデータを取得し、この取得されたデータに基づいて眼底Efの正面画像を形成する装置である。
SLO光学系112は、走査光学系と、投影系と、受光系とを含む。走査光学系は、SLO光源180からの光を所定の偏向角度範囲内で偏向する。走査光学系は、SLO光源180からの光を所定の偏向角度範囲内で2次元的に偏向するが、SLO光源180からの光を所定の偏向角度範囲内で1次元的に偏向するよう構成されてもよい。このような走査光学系は、OCT光学系111が備える走査光学系と同様に、光スキャナーを含んでもよい。
投影系は、走査光学系により偏向されたSLO光源180からの光を被検眼Eの後眼部(たとえば、眼底Ef)に照射するための光学素子により構成された光学系である。投影系には、例えば、被検眼E側から順に、対物レンズ、ビームエキスパンダー、走査光学系、ビームスプリッター、開口絞り、及びコリメートレンズが設けられている。
受光系は、投影系により照射された光に対する被検眼Eの後眼部からの戻り光を受光するための光学素子により構成された光学系である。受光系には、例えば、被検眼E側から順に、対物レンズ、ビームエキスパンダー、走査光学系、ビームスプリッター、集光レンズ、共焦点ピンホール、及び受光素子が設けられている。受光素子には、SLO光源180から出力される光に応じて、可視領域や赤外領域に感度を有するものが用いられる。
SLO光源180は、被検眼Eの後眼部に照射するためのレーザー光を出力する。SLO光源180としては、空間的コヒーレンシの高いレーザー光を出力する光源が用いられる。このようなSLO光源180には、半導体レーザー光源(波長掃引レーザー、スーパルミネッセントダイオードなど)、固体レーザー、ガスレーザー、ファイバレーザーなどがある。なお、SLO光源180として、複数の光源を光ファイバ合波器やダイクロイックミラーなどの合波器により合成して用いるものを適用することも可能である。この実施形態では、光ファイバによりレーザー光を光学ユニット110に導く。
上記の構成においては、SLO光源180により出力されるレーザー光の波長は任意である。例えば、SLO光源180により出力されるレーザー光として、赤外レーザー光や可視レーザー光を用いることができる。また、波長帯が異なるレーザー光を選択的に出力可能に構成することも可能である。例えば、赤外レーザー光と可視レーザー光とを選択的に出力可能な構成を適用できる。
以上のような構成を有する測定ユニット100aにおいて、SLO光源180から出力されたレーザー光は、移動機構120により移動された光学ユニット110aにより2次元的に偏向され、光学ユニット110aの光軸方向から被検眼Eの瞳孔を通過して眼底Efに照射される。具体的には、被検眼Eに入射したレーザー光は、被検眼Eの前眼部にて散乱される。また、被検眼Eに入射したレーザー光の一部は、瞳孔を通過し、眼底Efにスポット光として結像される。
眼底Efに照射されたレーザー光の戻り光は、スポット光の形成位置(及びその近傍位置)から光学ユニット110aに戻ってくる光である。戻り光には、眼底Efによるレーザー光の散乱光(反射光や後方散乱光)、並びに、レーザー光を励起光とする蛍光及びその散乱光などが含まれる。戻り光は、瞳孔を通過し、被検眼Eから出射する。
光学ユニット110aにおいて、被検眼Eからの戻り光は、SLO光学系112の受光系に導かれる。受光系に導かれた戻り光は、受光素子により検出される。受光素子は、検出された戻り光を光電変換し、電気信号(受光信号)を出力する。
以上のプロセスは、眼底Efの一点の計測に相当し、眼底Efに対する単一のスポット光の照射領域における計測に相当する。この実施形態では、移動機構120により光学ユニット110aを瞳位置Pを中心に(1次元的、2次元的又は3次元的に)旋回しつつ、この光学ユニット110a内のSLO光学系112の走査光学系による(1次元的又は2次元的な)偏向を行うことによって、眼底Efにおけるスポット光の照射領域が移動される。つまり、この実施形態では、移動機構120による光学ユニット110aの旋回と、SLO光学系112の走査光学系による偏向とを組み合わせることにより、眼底Efのスキャンが実行される。
眼底Efの光学的計測が行われているときに、又は光学的計測が終了した後に、制御部210aは、画素位置信号を生成し、画像形成部220aやデータ処理部230aに送る。画素位置信号は、光学ユニット制御用プログラムに基づく複数のスポット光の照射領域の配置(つまり、SLO光学系112の走査光学系による光の偏向パターン)に対応する複数の画素の配置を示す。処理ユニット200aに設けられた画像形成部220aは、眼底Efの断層像に加えて、SLO光学系112の受光系の受光素子から入力される受光信号と、制御部210aから入力される画素位置信号とに基づいて、被検眼Eの後眼部のSLO画像(正面画像)を形成する。
この実施形態においても、画像位置決定部231は、複数のサブスキャン領域に対するスキャンにより得られた眼底Efの複数のSLO画像の相対位置を決定する。サブスキャン領域間の移動は、上記のように制御部210aが移動パターンに基づいて移動機構120を制御することにより行われる。画像位置決定部231は、移動機構120に対する制御部210aの制御内容からサブスキャン領域間の移動量及び移動方向を特定することが可能である。画像位置決定部231は、特定された移動量及び移動方向に基づいて、複数のサブスキャン領域のそれぞれをスキャンすることにより得られた複数のSLO画像の相対位置を決定する。画像合成部232は、複数のSLO画像の相対位置に基づいて1つのSLO画像に合成する。このとき、画像合成部232は、前述のように位置合わせを行って2つのSLO画像を合成することが可能である。
また、データ処理部230aは、各サブスキャン領域のデータ取得タイミングの違いを考慮して動画像を生成することが可能である。例えば、データ処理部230aは、所定の時間だけサブスキャン領域毎に取得された画像(データ)を基準となるデータ取得タイミングとのタイミング差に関連付けて記憶する。基準となるデータ取得タイミングの例として、動画像の先頭フレームの画像を構成する複数のサブスキャン領域のうち最初に取得されたサブスキャン領域のデータ取得タイミングなどがある。データ処理部230aは、動画像の生成対象のサブスキャン領域のデータ取得タイミングのタイミング差がキャンセルされるように各サブスキャン領域において取得された画像を読み出し、読み出された画像位置合わせを行うことにより、動画像を構成する各フレームの画像を生成する。
この実施形態において、OCT光学系111を用いた眼底Efの断層像の取得と平行して、SLO光学系112を用いた眼底EfのSLO画像の取得を実行することが可能である。OCT光学系111を用いてサブスキャン領域をスキャンすることにより得られた複数の断層像は、平行して得られたSLO画像を用いて位置合わせが行われてもよい。
〔その他〕
実施形態に係る眼科撮影装置は、例えば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、近赤外光若しくは可視光を照明光として用いたモノクロの静止画像、フルオレセイン蛍光画像、インドシアニングリーン蛍光画像、自発蛍光画像などの取得が可能な眼底撮影装置や、血管造影や血流測定が可能な装置に適用することも可能である。
また、ユーザインターフェイス240を用いてユーザによりサブスキャン領域のサイズや形状の変更が可能にしてもよい。この場合、制御部210aは、変更されたサブスキャン領域のサイズや形状に応じて移動パターンを変更し、変更された移動パターンに従って移動機構120により光学ユニット110を移動させてもよい。
また、制御部210aは、光学ユニット110の光軸の向き(撮影方向)に応じて、光学ユニット110の旋回中心の位置をシフトさせるようにしてもよい。
以上に説明した構成は、この発明を好適に実施するための一例に過ぎない。よって、この発明の要旨の範囲内における任意の変形(省略、置換、付加など)を適宜に施すことが可能である。
1、1a 眼科撮影装置
100、100a 測定ユニット
110、110a 光学ユニット
111 OCT光学系
112 SLO光学系
120 移動機構
130 駆動部
140 OCT光源
150 固視系
160 固視標制御部
170 アライメント系
200、200a 処理ユニット
210、210a 制御部
220、220a 画像形成部
230、230a データ処理部
231 画像位置決定部
232 画像合成部
240 ユーザインターフェイス
E 被検眼
Ef 眼底

Claims (10)

  1. OCT光源からの光を測定光と参照光とに分割し、前記測定光を被検眼に照射し、その戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、前記測定光を所定の偏向角度範囲内で偏向する走査光学系とを含み、前記走査光学系により偏向された前記測定光を前記被検眼の後眼部に照射可能な光学ユニットと、
    前記被検眼の瞳位置又はその近傍位置を基準に前記光学ユニットを所定の移動角度範囲内で移動させる移動機構と、
    前記走査光学系と前記移動機構とを連係して制御する制御部と、
    を含む眼科撮影装置。
  2. 前記移動機構は、前記瞳位置又はその近傍位置を中心に前記光学ユニットを旋回させる
    ことを特徴とする請求項1に記載の眼科撮影装置。
  3. 前記制御部は、前記測定光を偏向するための既定の偏向パターンに基づいて前記走査光学系の制御を行い、前記光学ユニットを移動させるための既定の移動パターンに基づいて前記移動機構の制御を行う
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の眼科撮影装置。
  4. 前記制御部は、前記偏向パターンに基づき前記走査光学系を制御することにより前記測定光を1次元的又は2次元的に偏向させる
    ことを特徴とする請求項3に記載の眼科撮影装置。
  5. 前記制御部は、前記後眼部における複数の領域を順次に走査するように前記走査光学系と前記移動機構とを連係して制御する
    ことを特徴とする請求項4に記載の眼科撮影装置。
  6. 前記干渉光の検出結果に基づいて画像を形成する画像形成部を含み、
    前記制御部は、前記走査光学系の制御と前記移動機構の制御とを交互に実行することにより、前記走査光学系の制御を少なくとも2回実行し、前記移動機構の制御を少なくとも1回実行し、
    前記画像形成部は、前記少なくとも2回の前記走査光学系の制御により前記干渉光学系によって取得された少なくとも2つのデータセットに基づいて少なくとも2つの画像を形成し、
    前記画像形成部により形成された前記少なくとも2つの画像の相対位置を前記移動機構の制御内容に基づいて決定する画像位置決定部を含む
    ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
  7. 前記画像位置決定部により決定された前記相対位置に基づいて前記少なくとも2つの画像を合成する画像合成部を含む
    ことを特徴とする請求項6に記載の眼科撮影装置。
  8. 前記被検眼の眼底に固視標を投影するための固視系を含む
    ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の眼科撮影装置。
  9. 前記固視系は、前記光学ユニットに設けられている
    ことを特徴とする請求項8に記載の眼科撮影装置。
  10. 前記制御部は、前記移動機構の制御内容に応じて前記固視標の投影位置を変更するように前記固視系を制御する
    ことを特徴とする請求項9に記載の眼科撮影装置。
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