JP5242473B2

JP5242473B2 - 眼科撮影装置、及び眼科撮影装置のキャリブレーション方法

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Publication number: JP5242473B2
Application number: JP2009070801A
Authority: JP
Inventors: 俊夫村田
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2029-03-23
Also published as: JP2010220774A

Description

本発明は光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ：Optical coherence tomography）を用いて、被検眼の光学断層画像撮影や光学表面プロファイルを測定する眼科撮影装置に関する。

従来、分光光学系によるスペクトル干渉を用いた光コヒーレンストモグラフィー（ＯＣＴ：Optical coherence tomography）にて被検眼の光学断層画像撮影や光学表面プロファイルを測定する眼科撮影装置が知られている。このようなスペクトル干渉を用いた眼科撮影装置の場合、受光素子と受光素子に入射する各波長成分に分光された干渉光との位置関係が重要となるため、受光素子にて得られる受光情報を用いて受光素子と他の光学部材との相対的な位置関係を調整する機構を有した眼科撮影装置が知られている（特許文献１，特許文献２参照）。

特開２００８−２０３２４６号公報特開２００７−１５１６２２号公報

このような眼科撮影装置において、より好適な撮影画像を得ようとする場合、各波長成分に分光された干渉光と受光素子の各画素との対応関係を精密に合わせ、感度を高める必要があるが、特許文献１や特許文献２に記載の調整機構では、このような受光素子の受光面における波長成分の分布に対して受光素子の各画素を各波長に対して精密に対応付ける調整は困難であり、より好適な撮影画像の形成に限度がある。

本発明は、上記問題点を鑑み、受光素子の受光面上における干渉光の位置ずれに基づく撮影画像の画質の低下を抑え、従来の調整機構では解消できなかったレベルでの感度調整を行うことができ、好適で信頼度の高い断層画像や光学表面プロファイルを得ることのできる眼科撮影装置、及び眼科撮影装置のキャリブレーション方法を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）低コヒーレント長の光の一部を測定光とするとともに前記低コヒーレント長の光の一部を参照光とし，該参照光と前記測定光の反射光とを合成し，干渉させる干渉光学系と、該干渉光学系によって得られた干渉光を各波長成分に分光し，分光された干渉光を受光手段に受光させる分光光学系と、該受光手段からの受光信号に基づいて被検眼の画像情報を取得する眼科撮影装置において、キャリブレーション用の光束を前記分光光学系に導光する導光手段と、前記キャリブレーション用の光束を干渉させるための光学部材と、前記キャリブレーション用の光束を前記受光手段に受光させることによって得られる分光情報に基づいて前記導光手段からの前記キャリブレーション用の光束の出射位置と前記受光手段との相対的な位置関係を調整する調整手段と、該調整手段によって相対的な位置関係が調整された後の前記受光手段にて得られる干渉された前記キャリブレーション用の光束の分光情報に基づいて，前記受光手段の各画素に対する前記各波長成分の分布状態を補正するための補正情報を演算により求める演算手段と、を備えることを特徴とする。
（２）（１）の眼科撮影装置において、前記キャリブレーション用の光束を干渉させるための光学部材は、前記受光手段に対して前記分光光学系よりも前方に位置する光学系の光路に置かれることを特徴とする。
（３）（２）の眼科撮影装置において、前記キャリブレーション用の光束を干渉させるための光学部材は所定の厚みを有したカバーガラスであり、前記キャリブレーション用の光束は前記カバーガラスを透過する光束と前記カバーガラス内部にて２回反射する光束とによって干渉することを特徴とする。
（４）（３）の眼科撮影装置において、前記導光手段は光ファイバであり、前記調整手段は前記光ファイバの出射端，または前記受光手段の位置を変更することにより前記受光手段と前記導光手段からの前記キャリブレーション用の光束の出射位置との相対的な位置関係を調整することを特徴とする。
（５）被検眼に向けて照射した測定光の反射光と参照光とを合成して干渉光とさせた後，該干渉光を各波長成分に分光して受光手段に受光させ得られた受光結果に基づいて画像情報を得る眼科撮影装置のキャリブレーション方法であって、キャリブレーション用の光束を前記受光手段に受光させることによって得られる分光情報に基づいて前記受光手段と前記導光手段からの前記キャリブレーション用の光束の出射位置との相対的な位置関係を駆動手段を用いて調整する第１ステップと、該第１ステップによって相対的な位置関係が調整された後の前記受光手段にて得られる分光情報に基づいて，前記受光手段の各画素に対する前記各波長成分の分布状態を補正するための補正情報を演算により求める第２ステップと、を有することを特徴とする。

本件発明によれば、受光素子の受光面上における干渉光の位置ずれに基づく撮影画像の画質の低下を抑え、従来の調整機構では解消できなかったレベルでの感度調整を行うことができ、好適で信頼度の高い断層画像や光学表面プロファイルを得ることができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る眼科撮影装置の光学系及び制御系を示す図である。なお、本実施形態においては、被検眼の奥行き方向をＺ方向（光軸Ｌ１方向）、奥行き方向に垂直（被検者の顔面と同一平面）な平面上の水平方向成分をＸ方向、鉛直方向成分をＹ方向として説明する。

図１において、その光学系は、低コヒーレント長の光の一部を測定光とするとともに低コヒーレント長の光の一部を参照光とし，参照光と測定光の反射光とを合成し，干渉させる干渉光学系（ＯＣＴ光学系）１００と、干渉光学系によって得られた干渉光を周波数（波長）毎に分光し，分光された干渉光を受光手段（本実施形態においては、１次元受光素子）に受光させる分光光学系２００と、赤外光によって照明された被検眼眼底を二次元受光素子にて撮影することによって眼底観察用の眼底画像を取得することができる眼底観察光学系３００と、を備える。干渉光学系１００は、測定光学系１００ａと参照光光学系１００ｂを含む。また、ダイクロイックミラー４０は、ＯＣＴ光学系１００の測定光として用いられる波長成分の光を反射し、眼底観察光学系３００の観察光として用いられる波長成分の光を透過する特性を有する。

まず、ＯＣＴ光学系１００の構成について説明する。２７はＯＣＴ光学系１００の測定光及び参照光として用いられる低コヒーレントな光を発するＯＣＴ光源であり、例えばＳＬＤ光源等が用いられる。ＯＣＴ光源２７には、例えば、中心波長８４０ｎｍで５０ｎｍの帯域を持つ光源が用いられる。２８は、光源２７に強い光量の光が入射することによって光源２７が故障してしまうのを防止するために、後述する光ファイバ３１からの光をカットするためのアイソレータである。２６は光分割部材と光結合部材としての役割を兼用するファイバーカップラーである。光源２７から発せられた光は、導光路としての光ファイバ３０を通過して端部３０ａより出射され、二つのコリメータレンズの間に配置されたアイソレータ２８を介して、光ファイバ３１の端部３１ａに入射し、ファイバーカップラー２６に達する。そして、ファイバーカップラー２６によって参照光と測定光とに分割され、測定光は光ファイバ３２を介して測定光光学系１００ａに向かい、参照光は光ファイバ３３を介して参照光光学系１００ｂに向かう。

被検眼Ｅへ向けて測定光を出射しその反射光を得る測定光学系１００ａには、測定光を出射する光ファイバ３２の端部３２ａ、被検眼の屈折誤差に合わせて光軸方向に移動可能なリレーレンズ２４、測定光の光路長を調整するための光路長補正ガラス４１、ガルバノ駆動機構５１の駆動により眼底上でＸＹ方向に測定光を高速で走査させることが可能な一対のガルバノミラーからなる走査部２３、リレーレンズ２２、ダイクロイックミラー４０、対物レンズ１０が配置されている。なお、光ファイバ３２の端部３２ａは、被検眼眼底と共役となるように配置されている。また、走査部２３のガルバノミラーの反射面は、眼底上でＸＹ方向に走査される測定光が被検眼瞳孔によってけられないように、被検眼瞳孔と略共役な位置に配置される。本実施形態では、一対のガルバノミラーの中間位置と被検眼瞳孔とが共役関係になるようにガルバノミラーを配置することにより、被検眼瞳孔と略共役な位置に一対のガルバノミラーの両方の反射面が被検眼瞳孔と略共役な位置に配置されるようになっている。なお、一対のガルバノミラーの両方の反射面が被検眼瞳孔と共役関係になるような光学配置としてもよい。

光ファイバ３２の端部３２ａから出射した測定光は、リレーレンズ２４、光路長補正ガラス４１を介して、走査部２３のガルバノミラーに達し、一対のガルバノミラーの駆動により反射方向が変えられる。そして、ガルバノミラーで反射された測定光は、リレーレンズ２２を介して、ダイクロイックミラー４０で反射された後、対物レンズ１０を介して、被検眼眼底に集光される。

そして、眼底で反射した測定光は、対物レンズ１０を介して、ダイクロイックミラー４０で反射し、リレーレンズ２２、走査部２３のガルバノミラー、光路長補正ガラス４１を介して、リレーレンズ２４によって集光されたのち、光ファイバ３２の端部３２ａに入射する。端部３２ａに入射した測定光は、光ファイバ３２、ファイバーカップラー２６、光ファイバ３５を介して、ファイバーカップラー３４に達する。

一方、参照光の光路長を被検眼の深さ方向（光軸方向）に変化させることができる参照光学系１００ｂには、参照光を出射する光ファイバ３３の端部３３ａ、コリメータレンズ６０、参照光の光路長を調整するための光路長補正用ガラス６１、ファイバーカップラ３４に達する際の測定光の光強度と参照光全体の光強度の大きさをほぼ等しいレベルにするための減衰フィルタ６２、フォーカシングレンズ６３、光ファイバー３６の端部３６ａが配置されている。光路長補正用ガラス６１は、複数の波長成分を持つ測定光が測定光学系１００ａの対物レンズ１０、リレーレンズ２２、リレーレンズ２４を通過したことによる測定光の光路長の変化に合わせて、参照光の光路長を補正するために用いられる。なお、測定光学系１００ａに配置された光路長補正ガラス４１は、参照光光学系１００ｂに減衰フィルタ６２を挿入することによる参照光の光路長の変化に合わせて、測定光の光路長を補正するために用いられる。

フォーカシングレンズ６３及び光ファイバー３６の端部３６ａは、参照光の光路長を変化させるべく、駆動機構５０により光軸方向に一体的に移動可能な構成となっている。これにより、従来の参照ミラーを光軸方向に移動させる方式と比べて、構成を簡略化させることができる。

光ファイバー３３の端部３３ａから出射した参照光は、コリメータレンズ６０で平行光束とされ、光路長補正用ガラス６１、減衰フィルタ６２を介して、フォーカシングレンズ６３によって集光され、光ファイバー３６の端部３６ａに入射する。端部３６ａに入射した参照光は、光ファイバ３６を介して、ファイバーカップラー３４に達する。

ここで、ファイバーカップラー３４にて測定光の反射光と参照光とが合成されて干渉光となったのち、光ファイバ３９を介して、分光光学系２００へと向かう。

分光光学系２００には、コリメータレンズ８０、光ファイバ３９の端部３９ａから発せられた干渉光を各波長成分に分光する作用を果たす回折格子８１（分散プリズム等を用いてもよい）、回折格子８１によって分光された干渉光を集光する集光レンズ８２、受光手段として各波長成分に分光された干渉光を受光する受光素子８３（本実施形態では、１次元受光素子）が配置されている。光ファイバ３９の端部３９ａから発せられた干渉光（測定光と合成された参照光）は、コリメータレンズ８０により平行光となり、回折格子８１によって各波長成分に分光され、集光レンズ８２を経て、受光素子８３に集光する。これにより、受光素子８３上でスペクトル干渉縞（パワースペクトル）が記録される。そして、受光素子８３からの受光信号は、制御部７０へと入力される。ここで、受光素子８３にて受光されたパワースペクトルと相関関数との間にはフーリエ変換の関係が存在する。従って、制御部７０は、受光素子８３で計測されるスペクトル干渉縞をフーリエ変換することで、測定光と参照光の相互相関関数が得られ、これがＯＣＴ信号となる。これにより、被検眼の深さ方向の形状が計測可能となる。また、コリメータレンズ８０と光ファイバ３９の端部３９ａとの間の光路には、所定の厚さを有したカバーガラス４００が配置されている。カバーガラス４００の前面と後面は光軸Ｌ２に対して垂直に交わる平面とされ、カバーガラス４００は後述するキャリブレーション用の光束を干渉させるための役割を持つ。なお、本実施形態ではカバーガラス４００はコリメータレンズ８０と光ファイバ３９の端部３９ａとの間に配置されるものとしているが、これに限るものではない。カバーガラス４００は、分光光学系２００よりも前に形成されている光学系の光路であってキャリブレーション用の光束が通る光路内に配置されていればよい。また、本実施形態では、カバーガラス４００は所定の光学系の光路に固定的に配置するものとしているが、これに限るものではなく、光路に挿脱可能とし、必要に応じて光路に挿入される構成とすることもできる。

次に、受光素子８３の位置を分光光学系２００の他の部材に対して調整する位置調整機構９０の構成について説明する（図２参照）。位置調整機構９０は、受光素子８３が取り付けられるステージ面９１を有し、このステージ面を直線方向の３軸（ｘｙｚ）方向に移動させる駆動機構９２の駆動によって受光素子８３を３次元的に移動させることができる。駆動機構９２は、受光素子８３の１画素あたりの寸法に考慮して、数ミクロンもしくはナノオーダーで位置調整可能なものが好ましく、例えば、直線方向の移動量の最小単位が１μｍ、回転方向の移動量の最小単位が２分のものを用いる。また、位置調整機構９０に用いる駆動機構としては、精密な位置調整ができるように、圧電（ピエゾ）素子やステッピングモータを利用したものが考えられる。なお、本実施形態では受光素子８３を駆動機構９２によって３次元的に移動可能としているが、受光素子８３の移動は少なくとも紙面ｙ軸方向に移動可能とされていればよい。また、位置調整機構９０を筐体内に十分に置くスペースがあれば、前述した３次元方向（ｘｙｚ方向）に加えて２軸の回転方向（ｘｙ平面上，及びｘｚ平面上における回転）に対して回転させる回転駆動機構を設けてもよい。また、本実施形態では受光素子８３を移動（回転移動も含む）させるものとしたが、これに限るものではなく、他の光学部材に対して相対的に受光素子が移動可能とされる構成であればよい。例えば、分光光学系２００に向けて所定の光束を導光する光ファイバ３９の出射端３９ａに位置調整機構を設け、出射端３９ａの位置及び向きを変更できるようにしてもよい。

次に、図１に戻って眼底観察光学系３００について説明する。眼底観察光学系３００には、対物レンズ１０、撮像レンズ１２、二次元撮像素子１３が配置されている。ここで、図示なき眼底観察用照明光学系によって照明された眼底からの反射光は、対物レンズ１０、ダイクロイックミラー４０、撮像レンズ１２を経て、二次元撮像素子１３に結像する。そして、２次元撮像素子１３から出力される撮像信号は、制御部７０へと入力される。そして、制御部７０は、撮像素子１３によって撮像された眼底画像を表示モニタ７５の画面上に表示する。撮像素子１３によって撮像された眼底画像は、被検眼眼底の観察や断層画像を取得する際の被検眼に対するアライメントに利用される。７２はメモリであり、取得された断層画像や、受光素子８３の位置調整を行うためのキャリブレーション情報となる基準分光情報等を記憶する。

また、制御部７０には、スイッチ部７４が接続されている。なお、スイッチ部７４には、例えば、測定開始スイッチ、測定位置設定スイッチ、オートコヒーレンススイッチ等が設けられている。

以上のような構成を備える装置において、その動作について説明する。まず、干渉光に対する受光素子８３の位置調整（キャリブレーション）について説明する。なお、図５は本実施形態の眼科撮影装置におけるキャリブレーションの流れを示したフローチャートである。

本実施形態においては、参照光をキャリブレーション用の光束として用い、受光素子８３に参照光のみを入射させるようにした状態にて行う。この場合、参照光と測定光の反射光とを合成させないよう規制するための遮光板９９を、測定光が通過する光路中（本実施形態では、検査窓の前）に設置することにより、測定光の反射光が光ファイバ３２の端部に達しないようにする。この場合、制御部７０による図示なき駆動機構を制御することにより、光路外に置かれた遮光板９９を光路内に移動させるようにしてもよい。

ここで、検者により装置の電源が投入されると、制御部７０は、光源２７を点灯する。このとき、光源２７より発せられた測定光は、光ファイバ３２の端部３２ａより出射されるが、その反射光が光ファイバ３２の端部に達しないように傾斜を持って配置された遮光板９９の作用によって、反射光が端部３２ａに入射しない。よって、結果的に参照光と測定光は合成されることなく、参照光のみが一次元受光素子８３に受光される。

制御部７０は、上記のように参照光を受光素子８３に受光させることによって得られる分光情報とメモリ７２に予め記憶された基準分光情報とに基づいてキャリブレーションを行う。なお、本実施形態において、キャリブレーションの基準となる基準分光情報として、受光素子８３の画素と各波長成分との間の対応関係が所定の対応関係にある場合の分光情報であって、分光光学系２００に設けられた各光学部材の配置が適正な位置に置かれた状態にある場合に受光素子８３に受光された分光情報を用いる。より具体的には、受光素子８３の各画素に予め割り当てられた波長成分の光が検出される場合の分光情報であって、受光素子８３の各画素毎に適正な光強度が得られる場合の分光情報を用いる。この場合、光源２７が発するコヒーレント光の分光情報に等しいものを基準分光情報としても用いることも可能である。

以下に、受光素子８３の位置を調整する際の基本的な考え方を記す。以下の説明では、図４に示すように、図１における光軸Ｌ２方向成分をｚ方向、光軸Ｌ２方向に対して垂直な平面上にあって基準分光情報を検出することができる位置（キャリブレーション完了後の位置）に配置された受光素子８３の長手方向と直交する方向成分をｙ（上下）方向，光軸Ｌ２方向に垂直な平面上にあって基準分光情報を検出することができる位置（キャリブレーション完了後の位置）に配置された受光素子８３の長手方向成分をｘ（左右）方向として説明する。なお、受光素子８３は、その受光面が集光レンズ８２に対して対向するように位置調整機構９０のステージ面９１上に取り付けられている。

ここで、メモリ７２に記憶された基準分光情報（図３参照）に対して、受光素子８３にて検出された分光情報の波形に変化がない状態であって分光情報の全体の光量レベルが減衰している場合には、制御部７０は、直線駆動機構９２を駆動させ、受光素子８３をｙ方向のいずれかに移動させる。受光素子８３がｙ方向に移動されると、分光情報全体の光量レベルが増加もしくは減衰するので、制御部７０は受光素子８３に検出された分光情報の変化に応じて、分光情報全体の光量レベルが基準分光情報の波形に近づくように受光素子８３をｙ方向に移動させる。この場合、例えば、分光情報のピークが所定の光量レベルになるようにすればよい。なお、分光光学系２００において、集光レンズ８２を通った光束が光軸に対して平行となるテレセントリックな光学系を形成している場合には、前述した状態がｚ方向のずれによるものである場合が考えられる。したがって、このような場合には受光素子８３の移動はｙ方向に加えてｚ方向も考慮される。

また、集光レンズ８２を通った光束が光軸に対して平行とならない光学設計（テレセントリック光学系とならない設計）がされており、メモリ７２に記憶された基準分光情報（図３参照）に対して、受光素子８３にて検出された分光情報の波形がなだらかな状態であって、中央部の光量レベルが減衰し周辺部の光量レベルが増加しているような場合には、制御部７０は、駆動機構９２を駆動させ、受光素子８３をｚ方向のいずれかに移動させる。受光素子８３がｚ方向に移動されると、分光情報の波形が変化するので、制御部７０は、受光素子８３に検出された分光情報の変化に応じて、基準分光情報の波形に近づくように受光素子８３をｚ方向に移動させる。

また、メモリ７２に記憶された基準分光情報（図３参照）に対して、受光素子８３にて検出された分光情報のピークを検出する受光素子８３の画素の位置がシフトしているような場合には、制御部７０は、直線駆動機構９２を駆動させ、受光素子８３をｘ方向のいずれかに移動させる。受光素子８３がｘ方向に移動されると、受光素子８３における分光情報のピークの検出位置がシフトするので、制御部７０は、受光素子８３に検出された分光情報の変化に応じて、受光素子８３におけるピークの検出位置が、基準分光情報におけるピークの検出位置に近づくように（受光素子８３における予め設定された一画素にてピークが検出されるようにする）受光素子８３をｘ方向に移動させる。

なお、分光光学系２００における光学部材（回折格子８１や受光素子８３等）の位置ズレは、一方向のみとは限らないため、受光素子８３におけるｘｙｚの３方向の移動を考慮してメモリ７２に記憶された基準分光情報と可能な限り近似するように位置調整を行う。図５に示すように、制御部７０は受光素子８３にて検出された分光情報を基準分光情報と比較し、駆動機構９２を駆動させて受光素子８３の位置調整を行う。受光素子８３にて得られる分光情報におけるピーク検出位置の調整、波形の調整、ピークの光量レベルの調整が行われることとなる。なお、受光素子８３にて得られる分光情報と基準分光情報とを完全に一致させることは難しいため、基準分光情報に対してある程度の許容幅を持たせておき、受光素子８３にて得られる分光情報が、基準分光情報に対して設定した許容範囲内に入るように調整を行えばよい。制御部７０は受光素子８３の移動後（位置調整後）の分光情報を基準分光情報と比較し、許容範囲内に入っていなければ再び受光素子８３の位置調整を行う。許容範囲内に入っていれば、次のステップに移る。なお、前述したように位置調整は、受光素子と他の光学部材との相対的な位置ずれが修正されればよいため、光ファイバ３９の出射端３９ａの位置を調整するようにしてもよい。

次のステップでは、位置調整後の受光素子３８にて得られたキャリブレーション用の光束の分光情報に基づいて、受光素子３８上の各画素に対する各波長成分の分布状態（以下、スペクトロメータの波長マッピングと記す）を補正するための補正情報を演算により求める。

図６に示すように、キャリブレーション用の光束はカバーガラス４００を介した際に、カバーガラス４００を透過する第１の成分Ｅ₁（透過する光束）と、カバーガラス４００の内部で２回反射した第２の成分Ｅ₂（後面で１回反射して前面で１回反射した光束）とが合成し干渉光となって受光素子に受光される。したがって受光素子８３にて得られる分光情報は、カバーガラス４００によって干渉したキャリブレーション用の光束の情報を持つこととなる。なお、カバーガラスの屈折率ｎ，及び厚さｄは、予め判っているものとする。なお、厚さｄは本実施形態における眼科測定装置のＯＣＴ光学系１００が持つ測定レンジよりも狭い厚さとされる。

キャリブレーション用の光束が受光素子８３に受光された光束の波長λは、以下の式（１）にて表される。

ここで、第１近似としてＣ＝Ｄ＝０と考え、Ａ＝λ₀（光源の中心波長）とする。また、想定された波長幅（例えば設計値）を充足するようにＢの値が決定される。ここに、ｐは受光素子８３のピクセル数（画素数）であり、受光素子の中心ピクセルを０とおく。例えば本実施形態で使用する受光素子８３の全画素数が2048画素であったとすると、ｐは-1024〜1023までの値をとることとなる。

次に、偶数倍（本実施形態では４倍とする）の０パッディング（padding）したデータを元に、ｋ空間（ｋは波数）等間隔になるように線形して干渉強度Ｉ（ｋ）を求める。Ｉ（ｋ）にｋに関するFFT（高速フーリエ変換）を適用し、カバーガラスの光学的な厚さｎｄの２倍に相当するピークから２ｎｄ≡ｚ（peak）を求める。次にリアルイメージだけを取り出した後、（ミラーイメージは捨てる。ピークは原点移動させない）IFFT（逆高速フーリエ変換）を行い、その実部と虚部から位相φ（ｋ）を求める。

受光素子８３に受光される干渉光は、カバーガラス４００を透過する第１の成分Ｅ₁＝Ｅ₀exp（ikz）とカバーガラス４００で２回反射した分、位相が遅れた第２の成分Ｅ２＝rＥ₀exp（ik（z+２nd））の干渉なので（ｒはカバーガラスのトータルの反射率）、その強度分布Ｉ（ｋ）は、以下の式（２）

と表され、前述した位相φ（ｋ）は、式（２）からexp（ik２nd）を取り出し、その位相を求めることを意味する。仮にスペクトロメータの波長マッピングが完璧であるなら、以下の式（３）

に示されるような直線になるはずであるが、波長マッピングが不完全なら直線とはならない。

ここでｚ（peak）は次のように求められる。干渉成分はexp（ikz）と一般化でき、ｋとｚにはkz＝２πの関係がある。これから、ｚはＮを受光素子の画素数、ｋmaxとｋminを受光素子で検出されるｋ値の最大・最小値として、以下の式（４）

として、表すことができる。なお、ｉ＝０，１，２，・・・，Ｎ／２
ここで、ｚ（peak）に相当する干渉信号が、ｉ（peak）番目の画素で検出されたとすると、ｚ（peak）は以下の式（５）

と表すことができる。

φ（ｋ）は理想的には傾きｚ（peak）、切片０の直線になるはずなので、２次、３次の非線形項をσとすると、ｋは以下の式（６）

と補正される。これから補正された波長λ´がλ´＝２π／ｋ´と決まる。ここでσは以下の式（７）

と展開したときの非線形項σ＝ｂ₂ｋ²+ｂ₃ｋ³である。

なお、図７は以上のような演算を行うことにより、補正されるスペクトロメータの波長マッピングを模式的に示した図である。また、補正されたφ（ｋmin）、φ（ｋmax）の値が、理想値であるｚ（peak）・ｋmin、ｚ（peak）・ｋmaxから所定の許容範囲内（例えば、１Ｅ^-5程度）であれば収束したと判断し、この条件が満たされなければ、上述の補正されたλ´を用いて再度同様の演算を繰り返す。

このように制御部７０は受光素子８３にて得られる分光情報から補正情報を演算により求め、得られた補正情報はメモリ７２に記憶させる。これにより受光素子８３に受光された各波長成分と各画素との対応関係がより正確に求められることとなる。

このようにして、受光素子８３の相対的な位置調整、及び受光素子の各画素と各波長成分との対応関係が適正であると制御部７０により判断された場合、制御部７０は、被検眼の断層画像を取得するステップに移行する。

以下に、被検眼の断層画像を取得する際の装置の動作について簡単に説明する。まず、検者は、図示なき前眼部観察用カメラで撮影された画面で瞳孔中心に測定光軸がくるようにアライメントし、被検者に図示なき可動固視灯を注視させ、検者の所望する測定部位に誘導する。検者は、表示モニタ７５上の赤外眼底画像に基づいて眼底にフォーカスを合わせる。次にオートコヒーレンススイッチが押されると、制御部７０は駆動機構５０の駆動により、ＯＣＴ信号が検出されるまで自動でファイバ３６の端部３６ａ及びフォーカシングレンズ６３が一体的に移動される。

ここで、測定開始スイッチからの入力信号があると、制御部７０は、走査部２３をＸＹ方向に駆動させることにより、測定光を二次元的に移動させる。この場合、制御部７０は、測定光のＸＹ方向の走査に同期して得られる受光素子８３からの干渉（受光）信号に対してメモリ７２に記憶した補正情報を用いて補正処理を行い、被検眼の深さ方向の情報を取得していくことにより、３次元的なＯＣＴ情報を取得することができる。

なお、上記のようなキャリブレーションを行うための専用のモードを設け、キャリブレーションモードに設定するための所定のモード設定スイッチの入力によって、本来の測定（画像取得）とは、独立したキャリブレーション動作が行われるようにしてもよい。

また、本実施形態において、基準分光情報は、眼科撮影装置で使用される光学系が適正な位置に置かれた状態にて取得されるものとしているが、この適正位置とは、各光学部材の配置が必ずしも最良な状態を意味するものではなく、信頼性の高い画像情報をキャリブレーションによって再現することができる光学配置位置（状態）が確保されていればよい。

さらに、以上の説明においては、光源２７から発せられた参照光をキャリブレーション用の光束として用いるような構成としたが、これに限るものではない。すなわち、分光光学系２００に対して所定の光源（専用の光源でもよい）からキャリブレーション用の光束を導光し、導光されたキャリブレーション用の光束を分光光学系２００を介して受光素子８３に受光させることにより、上記のようなキャリブレーションを行うような構成としてもよい。

本実施形態における眼科撮影装置の光学系、及び制御系を示した図である。本実施形態における位置調整機構の構成を示した図である。基準分光情報の例を示した図である。受光素子の位置を調整する際の基本的な考え方を示す図である。本実施形態におけるキャリブレーションの流れを示したフローチャートである。キャリブレーションに用いるカバーガラスに入射した光束の干渉を示した図である。補正されるスペクトロメータの波長マッピングを模式的に示した図である。

２７光源
３４ファイバーカップラー
３９光ファイバ
７０制御部
７２メモリ
８０コリメータレンズ
８１回折格子
８２集光レンズ
８３受光素子
１００ＯＣＴ光学系
２００分光光学系
３００眼底観察光学系
４００カバーガラス

Claims

低コヒーレント長の光の一部を測定光とするとともに前記低コヒーレント長の光の一部を参照光とし，該参照光と前記測定光の反射光とを合成し，干渉させる干渉光学系と、該干渉光学系によって得られた干渉光を各波長成分に分光し，分光された干渉光を受光手段に受光させる分光光学系と、該受光手段からの受光信号に基づいて被検眼の画像情報を取得する眼科撮影装置において、
キャリブレーション用の光束を前記分光光学系に導光する導光手段と、前記キャリブレーション用の光束を干渉させるための光学部材と、前記キャリブレーション用の光束を前記受光手段に受光させることによって得られる分光情報に基づいて前記導光手段からの前記キャリブレーション用の光束の出射位置と前記受光手段との相対的な位置関係を調整する調整手段と、該調整手段によって相対的な位置関係が調整された後の前記受光手段にて得られる干渉された前記キャリブレーション用の光束の分光情報に基づいて，前記受光手段の各画素に対する前記各波長成分の分布状態を補正するための補正情報を演算により求める演算手段と、を備えることを特徴とする眼科撮影装置。
請求項１の眼科撮影装置において、前記キャリブレーション用の光束を干渉させるための光学部材は、前記受光手段に対して前記分光光学系よりも前方に位置する光学系の光路に置かれることを特徴とする眼科撮影装置。
請求項２の眼科撮影装置において、前記キャリブレーション用の光束を干渉させるための光学部材は所定の厚みを有したカバーガラスであり、前記キャリブレーション用の光束は前記カバーガラスを透過する光束と前記カバーガラス内部にて２回反射する光束とによって干渉することを特徴とする眼科撮影装置。
請求項３の眼科撮影装置において、前記導光手段は光ファイバであり、前記調整手段は前記光ファイバの出射端，または前記受光手段の位置を変更することにより前記受光手段と前記導光手段からの前記キャリブレーション用の光束の出射位置との相対的な位置関係を調整することを特徴とする眼科撮影装置。
被検眼に向けて照射した測定光の反射光と参照光とを合成して干渉光とさせた後，該干渉光を各波長成分に分光して受光手段に受光させ得られた受光結果に基づいて画像情報を得る眼科撮影装置のキャリブレーション方法であって、
キャリブレーション用の光束を前記受光手段に受光させることによって得られる分光情報に基づいて前記受光手段と前記導光手段からの前記キャリブレーション用の光束の出射位置との相対的な位置関係を駆動手段を用いて調整する第１ステップと、
該第１ステップによって相対的な位置関係が調整された後の前記受光手段にて得られる分光情報に基づいて，前記受光手段の各画素に対する前記各波長成分の分布状態を補正するための補正情報を演算により求める第２ステップと、
を有することを特徴とする眼科撮影装置のキャリブレーション方法。