JP6279682B2 - 眼科観察装置 - Google Patents

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Description

この発明は、被検眼の画像を取得する眼科観察装置に関する。
近年、レーザ光源等からの光ビームを用いて被測定物体の表面形態や内部形態を表す画像を形成する光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography:OCT)が注目を集めている。OCTは、X線CTのような人体に対する侵襲性を持たないことから、特に医療分野や生物学分野における応用の展開が期待されている。たとえば眼科分野においては、眼底や角膜等の画像を形成する装置が実用化されている。
特許文献1には、いわゆる「フーリエドメインOCT(Fourier Domain OCT)」の手法を用いた装置が開示されている。すなわち、この装置は、被測定物体に対して低コヒーレンス光のビームを照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル強度分布を取得してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の深度方向(z方向)の形態を画像化するものである。更に、この装置は、光ビーム(信号光)をz方向に直交する1方向(x方向)に走査するガルバノミラーを備え、それにより被測定物体の所望の測定対象領域の画像を形成するようになっている。この装置により形成される画像は、光ビームの走査方向(x方向)に沿った深度方向(z方向)の2次元断層像となる。なお、この手法は、特にスペクトラルドメイン(Spectral Domain)とも呼ばれる。
特許文献2には、信号光を水平方向(x方向)および垂直方向(y方向)に走査(スキャン)することにより水平方向の2次元断層像を複数形成し、これら複数の断層像に基づいて測定範囲の3次元の断層情報を取得して画像化する技術が開示されている。この3次元画像化としては、たとえば、複数の断層像を垂直方向に並べて表示させる方法や(スタックデータなどと呼ばれる)、スタックデータに基づくボリュームデータ(ボクセルデータ)にレンダリング処理を施して3次元画像を形成する方法などがある。
特許文献3、4には、他のタイプのOCT装置が開示されている。特許文献3には、被測定物体に照射される光の波長を走査(波長掃引)し、各波長の光の反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光を検出してスペクトル強度分布を取得し、それに対してフーリエ変換を施すことにより被測定物体の形態を画像化するOCT装置が記載されている。このようなOCT装置は、スウェプトソース(Swept Source)タイプなどと呼ばれる。スウェプトソースタイプはフーリエドメインタイプの一種である。
また、特許文献4には、所定のビーム径を有する光を被測定物体に照射し、その反射光と参照光とを重ね合わせて得られる干渉光の成分を解析することにより、光の進行方向に直交する断面における被測定物体の画像を形成するOCT装置が記載されている。このようなOCT装置は、フルフィールド(full−field)タイプ、或いはインファス(en−face)タイプなどと呼ばれる。
特許文献5には、OCTを眼科分野に適用した構成が開示されている。なお、OCTが応用される以前には、被検眼を観察するための装置として眼底カメラ、スリットランプ、SLO(Scanning Laser Ophthalmoscope)などが使用されていた(たとえば特許文献6、特許文献7、特許文献8を参照)。眼底カメラは被検眼に照明光を照射し、その眼底反射光を受光することで眼底を撮影する装置である。スリットランプは、スリット光を用いて角膜の光切片を切り取ることにより角膜の断面の画像を取得する装置である。SLOは、レーザ光で眼底を走査し、その反射光を光電子増倍管等の高感度な素子で検出することにより眼底表面の形態を画像化する装置である。これら装置によれば、眼底や前眼部を正面から撮影して得られる画像(正面画像)が得られる。
OCTを用いた装置は、高精細の画像を取得できる点、更には断層像や3次元画像を取得できる点などにおいて、眼底カメラ等に対して優位性を持つ。
このように、OCTを用いた装置は被検眼の様々な部位の観察に適用可能であり、また高精細な画像を取得できることから、様々な眼科疾患の診断への応用がなされてきている。
特開平11−325849号公報 特開2002−139421号公報 特開2007−24677号公報 特開2006−153838号公報 特開2008−73099公報 特開平9−276232号公報 特開2008−259544号公報 特開2009−11381号公報
たとえば特許文献5に記載された眼底観察装置のように、被検眼の正面画像とOCT画像の双方を取得可能な従来の眼科観察装置においては、正面画像取得用の光学系とOCT計測用の光学系とが共通の合焦レンズを有している。
一方、正面画像取得用の光の波長(可視光等)と、OCT計測用の光の波長(近赤外光等)とが異なるため、双方の撮影におけるフォーカスの最適位置が異なる。
したがって、正面画像の取得に最適なフォーカス位置(合焦位置)に合焦レンズを合わせると、OCT計測を最適なフォーカス状態で行うことができなかった。逆に、OCT計測に最適なフォーカス位置に合焦レンズを合わせると、正面画像の取得を最適なフォーカス状態で行うことができなかった。
この発明の目的は、被検眼の正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能な技術を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、第1合焦レンズを含み、被検眼の正面画像を取得するための撮影を行う撮影光学系と、第2合焦レンズを含み、被検眼の断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行う計測光学系と、前記第1合焦レンズおよび前記第2合焦レンズよりも被検眼側の位置において前記撮影光学系の光路と前記計測光学系の光路とを合成する光路合成部と、前記撮影光学系の光軸に沿って前記第1合焦レンズを移動するための第1駆動部と、前記計測光学系の光軸に沿って前記第2合焦レンズを移動するための第2駆動部と、前記第1駆動部および前記第2駆動部をそれぞれ制御する制御部とを有し、前記計測光学系は、被検眼の眼底の断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行い、眼底に対する前記撮影光学系の合焦状態を示す合焦指標を眼底に投影する投影光学系と、前記計測光学系により得られた干渉信号の強度を取得する強度取得部とを有し、前記合焦指標に基づく前記撮影光学系および前記計測光学系の合焦が行われた後に、前記制御部は、前記強度取得部により取得された強度に基づいて前記第2駆動部を制御することを特徴とする眼科観察装置である。
この発明によれば、被検眼の正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。
実施形態に係る眼科観察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観察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観察装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 実施形態に係る眼科観察装置の構成の一例を説明するための概略図である。 実施形態に係る眼科観察装置の動作例を表すフローチャートである。 実施形態に係る眼科観察装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 実施形態に係る眼科観察装置の動作例を表すフローチャートである。 実施形態に係る眼科観察装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 実施形態に係る眼科観察装置の動作例を表すフローチャートである。 実施形態に係る眼科観察装置の動作例を表すフローチャートである。 実施形態に係る眼科観察装置の構成の一例を表す概略ブロック図である。 実施形態に係る眼科観察装置の動作例を表すフローチャートである。
眼科観察装置の実施形態の一例について、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観察装置は、OCTを用いて被検眼(眼底、前眼部等)の断層像や3次元画像を取得する機能と、被検眼を撮影して正面画像を取得する機能とを有する。この明細書では、OCTによって取得される画像をOCT画像と呼ぶことがある。また、OCT画像を形成するための計測動作を光コヒーレンストモグラフィ計測(OCT計測)と呼ぶことがある。なお、この明細書に記載された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として適宜援用することが可能である。
以下の実施形態では、フーリエドメインタイプのOCTを適用した構成について詳しく説明する。特に、以下に説明する眼科観察装置は、特許文献5に開示された装置と同様に、スペクトラルドメインOCTの手法を用いてOCT画像を取得可能である。なお、スペクトラルドメイン以外のタイプ、たとえばスウェプトソースOCTの手法を用いる眼科観察装置に対して、この発明に係る構成を適用することも可能である。また、以下の実施形態ではOCT装置と眼底カメラとを組み合わせた装置について説明するが、眼底カメラ以外の眼科撮影装置、たとえばSLO、スリットランプ、眼科手術用顕微鏡などにOCT装置を組み合わせることも可能である。
〈第1の実施形態〉
[構成]
図1および図2に示すように、眼科観察装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100および演算制御ユニット200を含んで構成される。眼底カメラユニット2は、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を含む。OCTユニット100には、眼底のOCT画像を取得するための光学系が設けられている。演算制御ユニット200は、各種の演算処理や制御処理等を実行するコンピュータを含む。
〔眼底カメラユニット〕
図1に示す眼底カメラユニット2には、被検眼Eの眼底Efの表面形態を表す正面画像(眼底像)を取得するための光学系が設けられている。眼底像には、観察画像や撮影画像などが含まれる。観察画像は、たとえば、近赤外光を用いて所定のフレームレートで形成されるモノクロの動画像である。撮影画像は、たとえば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、または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であってもよい。眼底カメラユニット2は、これら以外の画像、たとえばフルオレセイン蛍光画像やインドシアニングリーン蛍光画像や自発蛍光画像などを取得可能に構成されていてもよい。
眼底カメラユニット2には、被検者の顔を支持するための顎受けや額当てが設けられている。更に、眼底カメラユニット2には、照明光学系10と撮影光学系30が設けられている。照明光学系10は眼底Efに照明光を照射する。撮影光学系30は、この照明光の眼底反射光を撮像装置(CCDイメージセンサ(単にCCDと呼ぶことがある)35、38。)に導く。照明光学系10と撮影光学系30は「撮影光学系」の一例として機能する。
照明光学系10の観察光源11は、たとえばハロゲンランプにより構成される。観察光源11から出力された光(観察照明光)は、曲面状の反射面を有する反射ミラー12により反射され、集光レンズ13を経由し、可視カットフィルタ14を透過して近赤外光となる。更に、観察照明光は、撮影光源15の近傍にて一旦集束し、ミラー16により反射され、リレーレンズ17、18、絞り19およびリレーレンズ20を経由する。そして、観察照明光は、孔開きミラー21の周辺部(孔部の周囲の領域)にて反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efを照明する。なお、観察光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いることも可能である。
観察照明光の眼底反射光は、対物レンズ22により屈折され、ダイクロイックミラー46を透過し、孔開きミラー21の中心領域に形成された孔部を通過し、ダイクロイックミラー55を透過し、合焦レンズ31を経由し、ミラー32により反射される。更に、この眼底反射光は、ハーフミラー39Aを透過し、ダイクロイックミラー33により反射され、集光レンズ34によりCCDイメージセンサ35の受光面に結像される。CCDイメージセンサ35は、たとえば所定のフレームレートで眼底反射光を検出する。表示装置3には、CCDイメージセンサ35により検出された眼底反射光に基づく画像(観察画像)が表示される。なお、撮影光学系30のピントが前眼部に合わせられている場合、被検眼Eの前眼部の観察画像が表示される。観察照明光で被検眼Eを照明してその反射光を検出する上記光学系は、赤外撮影光学系の一例である。
撮影光源15は、たとえばキセノンランプにより構成される。撮影光源15から出力された光(撮影照明光)は、観察照明光と同様の経路を通って眼底Efに照射される。撮影照明光の眼底反射光は、観察照明光のそれと同様の経路を通ってダイクロイックミラー33まで導かれ、ダイクロイックミラー33を透過し、ミラー36により反射され、集光レンズ37によりCCDイメージセンサ38の受光面に結像される。表示装置3には、CCDイメージセンサ38により検出された眼底反射光に基づく画像(撮影画像)が表示される。なお、観察画像を表示する表示装置3と撮影画像を表示する表示装置3は、同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、被検眼Eを赤外光で照明して同様の撮影を行う場合には、赤外の撮影画像が表示される。また、撮影光源としてLEDを用いることも可能である。
LCD(Liquid Crystal Display)39は、固視標や視力測定用指標を表示する。固視標は被検眼Eを固視させるための指標であり、眼底撮影時やOCT計測時などに使用される。
LCD39から出力された光は、その一部がハーフミラー39Aにて反射され、ミラー32に反射され、合焦レンズ31およびダイクロイックミラー55を経由し、孔開きミラー21の孔部を通過し、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投影される。
LCD39の画面上における固視標の表示位置を変更することにより、被検眼Eの固視位置を変更できる。被検眼Eの固視位置としては、たとえば従来の眼底カメラと同様に、眼底Efの黄斑部を中心とする画像を取得するための位置や、視神経乳頭を中心とする画像を取得するための位置や、黄斑部と視神経乳頭との間の眼底中心を中心とする画像を取得するための位置などがある。また、固視標の表示位置を任意に変更することも可能である。
更に、眼底カメラユニット2には、従来の眼底カメラと同様にアライメント光学系50とフォーカス光学系60が設けられている。アライメント光学系50は、被検眼Eに対する装置光学系の位置合わせ(アライメント)を行うための指標(アライメント指標)を生成する。フォーカス光学系60は、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。
アライメント光学系50のLED51から出力された光(アライメント光)は、絞り52、53およびリレーレンズ54を経由してダイクロイックミラー55により反射され、孔開きミラー21の孔部を通過し、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により被検眼Eの角膜に投影される。
アライメント光の角膜反射光は、対物レンズ22、ダイクロイックミラー46および上記孔部を経由し、その一部がダイクロイックミラー55を透過し、合焦レンズ31を通過し、ミラー32により反射され、ハーフミラー39Aを透過し、ダイクロイックミラー33に反射され、集光レンズ34によりCCDイメージセンサ35の受光面に投影される。CCDイメージセンサ35による受光像(アライメント指標)は、観察画像とともに表示装置3に表示される。ユーザは、従来の眼底カメラと同様の操作を行ってアライメントを実施する。また、演算制御ユニット200がアライメント指標の位置を解析して光学系を移動させることによりアライメントを行ってもよい(オートアライメント機能)。
フォーカス調整を行う際には、照明光学系10の光路上に反射棒67の反射面が斜設される。フォーカス光学系60のLED61から出力された光(フォーカス光)は、リレーレンズ62を通過し、スプリット指標板63により2つの光束に分離され、二孔絞り64を通過し、ミラー65に反射され、集光レンズ66により反射棒67の反射面に一旦結像されて反射される。更に、フォーカス光は、リレーレンズ20を経由し、孔開きミラー21に反射され、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに投影される。
フォーカス光の眼底反射光は、アライメント光の角膜反射光と同様の経路を通ってCCDイメージセンサ35により検出される。CCDイメージセンサ35による受光像(スプリット指標)は、観察画像とともに表示装置3に表示される。演算制御ユニット200は、従来と同様に、スプリット指標の位置を解析して合焦レンズ31およびフォーカス光学系60を移動させてピント合わせを行う(オートフォーカス機能)。また、スプリット指標を視認しつつ手動でピント合わせを行ってもよい。
ダイクロイックミラー46は、眼底撮影用の光路とOCT計測用の光路とを合成している。ダイクロイックミラー46は、OCT計測に用いられる波長帯の光を反射し、眼底撮影用の光を透過させる。ダイクロイックミラー46は光路合成部の一例である。OCT計測用の光路には、OCTユニット100側から順に、コリメータレンズユニット40と、光路長変更部41と、ガルバノスキャナ42と、合焦レンズ43と、ミラー44と、リレーレンズ45とが設けられている。OCT計測用の光路を構成する光学系と、OCTユニット100に含まれる光学系は、計測光学系の一例である。
光路長変更部41は、図1に示す矢印の方向に移動可能とされ、OCT計測用の光路の光路長を変更する。この光路長の変更は、被検眼Eの眼軸長に応じた光路長の補正や、干渉状態の調整などに利用される。光路長変更部41は、たとえばコーナーキューブと、これを移動する機構とを含んで構成される。
ガルバノスキャナ42は、OCT計測用の光路を通過する光(信号光LS)の進行方向を変更する。それにより、眼底Efを信号光LSで走査することができる。ガルバノスキャナ42は、たとえば、信号光LSをx方向に走査するガルバノミラーと、y方向に走査するガルバノミラーと、これらを独立に駆動する機構とを含んで構成される。それにより、信号光LSをxy平面上の任意の方向に走査することができる。
〔OCTユニット〕
図2を参照しつつOCTユニット100の構成の一例を説明する。OCTユニット100には、眼底EfのOCT画像を取得するための光学系が設けられている。この光学系は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、眼底Efを経由した信号光と参照光路を経由した参照光とを干渉させて干渉光を生成し、この干渉光のスペクトル成分を検出するように構成されている。この検出結果(検出信号)は演算制御ユニット200に送られる。
なお、スウェプトソースタイプのOCT装置の場合には、低コヒーレンス光源を出力する光源の代わりに波長掃引光源が設けられるとともに、干渉光をスペクトル分解する光学部材が設けられない。一般に、OCTユニット100の構成については、光コヒーレンストモグラフィのタイプに応じた公知の技術を任意に適用することができる。
光源ユニット101は広帯域の低コヒーレンス光L0を出力する。低コヒーレンス光L0は、たとえば、近赤外領域の波長帯(約800nm〜900nm程度)を含み、数十マイクロメートル程度の時間的コヒーレンス長を有する。なお、人眼では視認できない波長帯、たとえば1040〜1060nm程度の中心波長を有する近赤外光を低コヒーレンス光L0として用いてもよい。
光源ユニット101は、スーパールミネセントダイオード(Super Luminescent Diode:SLD)や、LEDや、SOA(Semiconductor Optical Amplifier)等の光出力デバイスを含んで構成される。
光源ユニット101から出力された低コヒーレンス光L0は、光ファイバ102によりファイバカプラ103に導かれて信号光LSと参照光LRに分割される。
参照光LRは、光ファイバ104により導かれて光減衰器(アッテネータ)105に到達する。光減衰器105は、公知の技術を用いて、演算制御ユニット200の制御の下、光ファイバ104に導かれる参照光LRの光量を自動で調整する。光減衰器105により光量が調整された参照光LRは、光ファイバ104により導かれて偏波調整器(偏波コントローラ)106に到達する。偏波調整器106は、たとえば、ループ状にされた光ファイバ104に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ104内を導かれる参照光LRの偏光状態を調整する装置である。なお、偏波調整器106の構成はこれに限定されるものではなく、任意の公知技術を用いることが可能である。偏波調整器106により偏光状態が調整された参照光LRは、ファイバカプラ109に到達する。
ファイバカプラ103により生成された信号光LSは、光ファイバ107により導かれ、コリメータレンズユニット40により平行光束とされる。更に、信号光LSは、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42、合焦レンズ43、ミラー44、およびリレーレンズ45を経由してダイクロイックミラー46に到達する。そして、信号光LSは、ダイクロイックミラー46により反射され、対物レンズ22により屈折されて眼底Efに照射される。信号光LSは、眼底Efの様々な深さ位置において散乱(反射を含む)される。眼底Efによる信号光LSの後方散乱光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ103に導かれ、光ファイバ108を経由してファイバカプラ109に到達する。
ファイバカプラ109は、信号光LSの後方散乱光と、光ファイバ104を経由した参照光LRとを干渉させる。これにより生成された干渉光LCは、光ファイバ110により導かれて出射端111から出射される。更に、干渉光LCは、コリメータレンズ112により平行光束とされ、回折格子113により分光(スペクトル分解)され、集光レンズ114により集光されてCCDイメージセンサ115の受光面に投影される。なお、図2に示す回折格子113は透過型であるが、たとえば反射型の回折格子など、他の形態の分光素子を用いることも可能である。
CCDイメージセンサ115は、たとえばラインセンサであり、分光された干渉光LCの各スペクトル成分を検出して電荷に変換する。CCDイメージセンサ115は、この電荷を蓄積して検出信号を生成し、これを演算制御ユニット200に送る。
この実施形態ではマイケルソン型の干渉計を採用しているが、たとえばマッハツェンダー型など任意のタイプの干渉計を適宜に採用することが可能である。また、CCDイメージセンサに代えて、他の形態のイメージセンサ、たとえばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどを用いることが可能である。
〔演算制御ユニット〕
演算制御ユニット200の構成について説明する。演算制御ユニット200は、CCDイメージセンサ115から入力される検出信号を解析して眼底EfのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスペクトラルドメインタイプのOCT装置と同様である。
また、演算制御ユニット200は、眼底カメラユニット2、表示装置3およびOCTユニット100の各部を制御する。たとえば演算制御ユニット200は、眼底EfのOCT画像を表示装置3に表示させる。
また、眼底カメラユニット2の制御として、演算制御ユニット200は、観察光源11、撮影光源15およびLED51、61の動作制御、LCD39の動作制御、合焦レンズ31、43の移動制御、反射棒67の移動制御、フォーカス光学系60の移動制御、光路長変更部41の移動制御、ガルバノスキャナ42の動作制御などを行う。
また、OCTユニット100の制御として、演算制御ユニット200は、光源ユニット101の動作制御、光減衰器105の動作制御、偏波調整器106の動作制御、CCDイメージセンサ115の動作制御などを行う。
演算制御ユニット200は、たとえば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイスなどを含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科観察装置1を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。演算制御ユニット200は、各種の回路基板、たとえばOCT画像を形成するための回路基板を備えていてもよい。また、演算制御ユニット200は、キーボードやマウス等の操作デバイス(入力デバイス)や、LCD等の表示デバイスを備えていてもよい。
眼底カメラユニット2、表示装置3、OCTユニット100および演算制御ユニット200は、一体的に(つまり単一の筺体内に)構成されていてもよいし、2つ以上の筐体に別れて構成されていてもよい。
〔制御系〕
眼科観察装置1の制御系の構成について図3を参照しつつ説明する。
(制御部)
眼科観察装置1の制御系は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、通信インターフェイス等を含んで構成される。制御部210には、主制御部211と、記憶部212と、目標位置取得部213とが設けられている。
(主制御部)
主制御部211は前述の各種制御を行う。特に、主制御部211は、眼底カメラユニット2の合焦駆動部31Aおよび43A、光学系駆動部60A、LED61、反射棒駆動部67A、CCD35および38、光路長変更部41、並びにガルバノスキャナ42を制御する。また、主制御部211は、OCTユニット100の光源ユニット101、光減衰器105、偏波調整器106、およびCCDイメージセンサ(単にCCDと呼ぶことがある)115を制御する。
合焦駆動部31Aは、主制御部211の制御を受けて、合焦レンズ31を光軸に沿って移動する。それにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。合焦駆動部31Aは、パルスモータ等のアクチュエータと、このアクチュエータにより発生された駆動力を合焦レンズ31に伝達する機構とを含む。合焦レンズ31は第1合焦レンズの一例である。合焦駆動部31Aは第1駆動部の一例である。
合焦駆動部43Aは、主制御部211の制御を受けて、合焦レンズ43を光軸に沿って移動する。それにより、OCT計測用の計測光学系の合焦位置が変更される。なお、計測光学系の合焦位置は、コリメータレンズユニット40を介して光ファイバ107に入射される信号光LSの光量を規定する。つまり、計測光学系の最適な合焦位置は、光ファイバ107のコリメータレンズユニット40側のファイバ端と、眼底Efとが光学的に共役になる位置に合焦レンズ43を配置させることによって実現される。合焦駆動部43Aは、パルスモータ等のアクチュエータと、このアクチュエータにより発生された駆動力を合焦レンズ43に伝達する機構とを含む。
光学系駆動部60Aは、主制御部211の制御を受けて、フォーカス光学系60を光軸に沿って移動する。それにより、眼底Efに対するスプリット指標の投影態様が変更される。光学系駆動部60Aは、パルスモータ等のアクチュエータと、このアクチュエータにより発生された駆動力をフォーカス光学系60に伝達する機構とを含む。なお、フォーカス光学系60は、たとえばユニットとして構成されている。フォーカス光学系60は、眼底Efに対する撮影光学系30のフォーカス状態(合焦状態)を示すスプリット指標(合焦指標)を眼底Efに投影するものであり、投影光学系の一例である。
反射棒駆動部67Aは、主制御部211の制御を受けて、反射棒67を光路に対して挿脱する。反射棒67は、スプリット指標を投影するとき、つまりフォーカス調整の開始時に光路に挿入され、フォーカス調整の終了時に光路から退避される。反射棒駆動部67Aは、ソレノイド等のアクチュエータと、このアクチュエータにより発生された駆動力を反射棒67に伝達する機構とを含む。
主制御部211は、図示しない駆動機構を制御して、眼底カメラユニット2を3次元的に移動させる。この制御は、アライメントやトラッキングにおいて用いられる。トラッキングとは、被検眼Eの眼球運動に合わせて装置光学系を移動させるものである。トラッキングを行う場合には、事前にアライメントとピント合わせが実行される。トラッキングは、装置光学系の位置を眼球運動に追従させることにより、アライメントとピントが合った好適な位置関係を維持する機能である。
また、主制御部211は、記憶部212にデータを書き込む処理や、記憶部212からデータを読み出す処理を行う。
(記憶部)
記憶部212は、各種のデータを記憶する。記憶部212に記憶されるデータとしては、たとえば、OCT画像の画像データ、眼底像の画像データ、被検眼情報などがある。被検眼情報は、患者IDや氏名などの被検者に関する情報や、左眼/右眼の識別情報などの被検眼に関する情報を含む。また、記憶部212には、眼科観察装置1を動作させるための各種プログラムやデータが記憶されている。
この実施形態の記憶部212には、対応情報212aが予め記憶されている。対応情報212aは、眼屈折力の値(ディオプタ)と合焦レンズ31の位置とが対応付けられた第1対応情報と、眼屈折力の値(ディオプタ)と合焦レンズ43の位置とが対応付けられた第2対応情報とを含む。なお、第1対応情報と第2対応情報は、個別の情報であってもよいし、一つにまとめられた情報であってもよい。また、対応情報212aは、たとえばテーブル情報のような離散的な値同士が対応付けられた情報であってもよいし、たとえばグラフ情報のような連続的な値同士が対応付けられた情報であってもよい。
(目標位置取得部)
目標位置取得部213は、被検眼Eの屈折力に基づいて、合焦レンズ31および合焦レンズ43のそれぞれの目標位置を取得する。目標位置取得部213は第1目標位置取得部の一例である。
目標位置とは、合焦レンズ31(または合焦レンズ43)の移動目標となる位置情報である。この位置情報は、合焦レンズ31(または合焦レンズ43)が設けられた光学系の光軸に沿った位置を示す。この位置情報は、任意の形態の情報であってよい。たとえば、この位置情報は、光軸における位置自体を示す情報でもよいし、合焦レンズ31(または合焦レンズ43)を移動させるための制御信号の内容(たとえばパルスモータに送られる信号のパルス数)を示す情報でもよい。
被検眼Eの屈折力は、任意の屈折力取得部によって取得される。たとえば、被検眼Eの屈折力の測定が過去に実施された場合、屈折力取得部(制御部210等)が、電子カルテ等に記録されている眼屈折力の値を読み出すように構成できる。また、詳細は後述するが、画像処理部230の解析部231によって被検眼Eの屈折力を取得するように構成することも可能である。
目標位置取得部213は、屈折力取得部により取得された屈折力と、対応情報212aとに基づいて、合焦レンズ31および合焦レンズ43のそれぞれの目標位置を取得する。つまり、目標位置取得部213は、屈折力取得部により取得された眼屈折力の値に対応付けられた合焦レンズ31の位置を、第1対応情報を参照して取得し、これを合焦レンズ31の目標位置とする。同様に、目標位置取得部213は、屈折力取得部により取得された眼屈折力の値に対応付けられた合焦レンズ43の位置を、第2対応情報を参照して取得し、これを合焦レンズ43の目標位置とする。
(画像形成部)
画像形成部220は、CCDイメージセンサ115からの検出信号に基づいて、眼底Efの断層像の画像データを形成する。この処理には、従来のスペクトラルドメインタイプの光コヒーレンストモグラフィと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、分散補償、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。他のタイプのOCT装置の場合、画像形成部220は、そのタイプに応じた公知の処理を実行する。
画像形成部220は、たとえば、前述の回路基板を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づく「画像」とを同一視することがある。
(画像処理部)
画像処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種の画像処理や解析処理を施す。たとえば、画像処理部230は、画像の輝度補正等の各種補正処理を実行する。また、画像処理部230は、眼底カメラユニット2により得られた画像(眼底像、前眼部像等)に対して各種の画像処理や解析処理を施す。
画像処理部230は、断層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して、眼底Efの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。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、画像処理部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。表示部240Aには、この擬似的な3次元画像が表示される。
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、複数の走査線に沿って得られた複数の断層像を、走査線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。
(解析部)
画像処理部230は解析部231を有する。解析部231は、スプリット指標が投影されている状態の眼底Efを赤外撮影光学系で撮影して得られた正面画像を解析することにより、被検眼Eの屈折力を求める。この正面画像は、たとえば前述の観察画像である。
観察画像の例を図4に示す。図4に示す観察画像Gには、眼底Efの形態とともに、一対のスプリット指標の像(スプリット指標像)B1およびB2が描画されている。符号Aは、照明光学系10の光路に配置された反射棒67の影(反射棒像)である。撮影光学系30のフォーカスが適正である場合、つまり合焦レンズ31が適正位置に配置されている場合、スプリット指標像B1およびB2は、図4における上下方向に一直線上に並んで描画される。一方、撮影光学系30のフォーカスが適正でない場合、スプリット指標像B1およびB2は、図4における左右方向にずれて描画される。スプリット指標像B1およびB2のずれ方向およびずれ量は、適正なフォーカス状態からのずれ方向およびずれ量に対応する。このフォーカスのずれは、被検眼Eの屈折力に対応する。
解析部231は、スプリット指標像B1およびB2のずれ方向およびずれ量と、眼屈折力の値とが対応付けられた情報(指標像/眼屈折力対応情報)を予め記憶している。解析部231は、観察画像(を構成する静止画像)を解析することにより、観察画像に描画されたスプリット指標像B1およびB2のずれ情報(ずれ方向およびずれ量)を取得する。更に、解析部231は、取得されたずれ情報に対応する眼屈折力を、指標像/眼屈折力対応情報に基づいて求める。求められた眼屈折力の値が、被検眼Eの屈折力として用いられる。
解析部231により取得された被検眼Eの屈折力の情報は、目標位置取得部213に送られる。目標位置取得部213は、この屈折力の情報と対応情報212aとに基づいて、合焦レンズ31の目標位置および合焦レンズ43の目標位置をそれぞれ取得する。この処理は前述の要領で実行される。
以上のように機能する画像処理部230は、たとえば、前述のマイクロプロセッサ、RAM、ROM、ハードディスクドライブ、回路基板等を含んで構成される。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、上記機能をマイクロプロセッサに実行させるコンピュータプログラムが予め格納されている。
(ユーザインターフェイス)
ユーザインターフェイス240には、表示部240Aと操作部240Bとが含まれる。表示部240Aは、前述した演算制御ユニット200の表示デバイスや表示装置3を含んで構成される。操作部240Bは、前述した演算制御ユニット200の操作デバイスを含んで構成される。操作部240Bには、眼科観察装置1の筐体や外部に設けられた各種のボタンやキーが含まれていてもよい。たとえば眼底カメラユニット2が従来の眼底カメラと同様の筺体を有する場合、操作部240Bは、この筺体に設けられたジョイスティックや操作パネル等を含んでいてもよい。また、表示部240Aは、眼底カメラユニット2の筺体に設けられたタッチパネルなどの各種表示デバイスを含んでいてもよい。
なお、表示部240Aと操作部240Bは、それぞれ個別のデバイスとして構成される必要はない。たとえばタッチパネルのように、表示機能と操作機能とが一体化されたデバイスを用いることも可能である。その場合、操作部240Bは、このタッチパネルとコンピュータプログラムとを含んで構成される。操作部240Bに対する操作内容は、電気信号として制御部210に入力される。また、表示部240Aに表示されたグラフィカルユーザインターフェイス(GUI)と、操作部240Bとを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。
〔信号光の走査およびOCT画像について〕
ここで、信号光LSの走査およびOCT画像について説明しておく。
眼科観察装置1による信号光LSのスキャンモードとしては、たとえば、水平スキャン、垂直スキャン、十字スキャン、放射スキャン、円スキャン、同心円スキャン、螺旋(渦巻)スキャンなどがある。これらのスキャンモードは、眼底の観察部位、解析対象(網膜厚など)、走査に要する時間、走査の精密さなどを考慮して適宜に選択的に使用される。
水平スキャンは、信号光LSを水平方向(x方向)に走査させるものである。水平スキャンには、垂直方向(y方向)に配列された複数の水平方向に延びる走査線に沿って信号光LSを走査させる態様も含まれる。この態様においては、走査線の間隔を任意に設定することが可能である。また、隣接する走査線の間隔を十分に狭くすることにより、前述の3次元画像を形成することができる(3次元スキャン)。垂直スキャンについても同様である。
十字スキャンは、互いに直交する2本の直線状の軌跡(直線軌跡)からなる十字型の軌跡に沿って信号光LSを走査するものである。放射スキャンは、所定の角度を介して配列された複数の直線軌跡からなる放射状の軌跡に沿って信号光LSを走査するものである。なお、十字スキャンは放射スキャンの一例である。
円スキャンは、円形状の軌跡に沿って信号光LSを走査させるものである。同心円スキャンは、所定の中心位置の周りに同心円状に配列された複数の円形状の軌跡に沿って信号光LSを走査させるものである。円スキャンは同心円スキャンの一例である。螺旋スキャンは、回転半径を次第に小さく(または大きく)させながら螺旋状(渦巻状)の軌跡に沿って信号光LSを走査するものである。
ガルバノスキャナ42は、互いに直交する方向に信号光LSを走査するように構成されているので、信号光LSをx方向およびy方向にそれぞれ独立に走査できる。更に、ガルバノスキャナ42に含まれる2つのガルバノミラーの向きを同時に制御することで、xy面上の任意の軌跡に沿って信号光LSを走査することが可能である。それにより、上記のような各種のスキャンモードを実現できる。
上記のような態様で信号光LSを走査することにより、走査線(走査軌跡)に沿う方向と眼底深度方向(z方向)とにより張られる面における断層像を取得することができる。また、特に走査線の間隔が狭い場合には、前述の3次元画像を取得することができる。
上記のような信号光LSの走査対象となる眼底Ef上の領域、つまりOCT計測の対象となる眼底Ef上の領域を走査領域と呼ぶ。3次元スキャンにおける走査領域は、複数の水平スキャンが配列された矩形の領域である。また、同心円スキャンにおける走査領域は、最大径の円スキャンの軌跡により囲まれる円盤状の領域である。また、放射スキャンにおける走査領域は、各スキャンラインの両端位置を結んだ円盤状(或いは多角形状)の領域である。
[動作]
眼科観察装置1の動作について説明する。図5は、眼科観察装置1の動作の一例を表す。
(S1:観察画像の取得を開始する)
まず、観察照明光で眼底Efを連続照明することにより、眼底Efの観察画像を取得する。観察画像は、連続照明が終了するまでリアルタイムで得られる近赤外動画像である。このとき、LCD39による固視標が被検眼Eに投影される。
(S2:アライメントを行う)
更に、被検眼Eには、アライメント光学系50によるアライメント指標と、フォーカス光学系60によるスプリット指標とが投影される。観察画像には、図示しないアライメント指標像と、図4に示すスプリット指標像B1およびB2が描画される。ユーザまたは制御部210は、アライメント指標を用いてアライメント(手動アライメントまたなオートアライメント)を行う。
(S3:眼屈折力を求める)
解析部231は、観察画像(のフレーム)を解析することにより、被検眼Eの屈折力を求める。より詳しく説明すると、解析部231は、観察画像に描画されたスプリット指標像B1およびB2の位置に基づいて、被検眼Eの屈折力を求める。
(S4:合焦レンズの目標位置を求める)
目標位置取得部213は、ステップ3で取得された被検眼Eの屈折力と、記憶部212に予め記憶された対応情報212aに基づいて、撮影光学系30の合焦レンズ31の目標位置(第1目標位置)と、OCT計測用光学系(計測光学系)の合焦レンズ43の目標位置(第2目標位置)とを求める。
(S5:合焦レンズを目標位置に移動する)
主制御部211は、ステップ4で取得された第1目標位置に合焦レンズ31を移動させるように合焦駆動部31Aを制御する。また、主制御部211は、ステップ4で取得された第2目標位置に合焦レンズ43を移動させるように合焦駆動部43Aを制御する。主制御部211は、この2つの制御を並行して行なってもよいし、一方の制御を行った後に他方の制御を行なってもよい。更に、主制御部211は、合焦レンズ31および43のそれぞれの現在位置を認識可能である。たとえば、各合焦レンズ31および43の位置を検出する位置センサを設けることができる。また、各合焦レンズ31および43に対する制御履歴(たとえば、所定の初期位置に配置されていた状態から現在までの間に各合焦駆動部31Aおよび43Aに送信したパルス信号の内容)を記録する構成を適用することも可能である。主制御部211は、合焦レンズ31を現在位置から第1目標位置まで移動させるための制御信号を合焦駆動部31Aに送信し、合焦レンズ43を現在位置から第2目標位置まで移動させるための制御信号を合焦駆動部43Aに送信する。それにより、合焦レンズ31が第1目標位置に移動され、合焦レンズ43が第2目標位置に移動される。
(S6:眼底のOCT計測を行なって断層像を取得する)
主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御して、眼底EfのOCT計測を実行させる。OCT計測により取得されたデータは、CCD115から検出信号として画像形成部220に送られる。画像形成部220は、この検出信号に基づいて眼底Efの断層像を形成する。主制御部211は、形成された断層像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、形成された断層像を記憶部212に記憶させる。
(S7:眼底の撮影を行って撮影画像を取得する)
主制御部211は、照明光学系10(撮影光源15等)および撮影光学系30を制御して、眼底Efの撮影画像を取得する。主制御部211は、取得された撮影画像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、取得された撮影画像を記憶部212に記憶させる。以上でこの動作例は終了である。
[作用・効果]
眼科観察装置1の作用および効果について説明する。
この実施形態の眼科観察装置1は、撮影光学系と、計測光学系と、光路合成部と、第1駆動部と、第2駆動部と、制御部とを有する。撮影光学系は、被検眼Eの正面画像を取得するための撮影を行うものであり、第1合焦レンズを含む。この実施形態において、撮影光学系は照明光学系10および撮影光学系30を含み、合焦レンズ31が第1合焦レンズに相当する。計測光学系は、被検眼Eの断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測(OCT計測)を行うものであり、第2合焦レンズを含む。この実施形態において、計測光学系は、OCTユニット100に格納された光学系と、コリメータレンズユニット40から対物レンズ22までの光路を形成する光学系とを含み、合焦レンズ43が第2合焦レンズに相当する。光路合成部は、第1合焦レンズおよび第2合焦レンズよりも被検眼側の位置において撮影光学系の光路と計測光学系の光路とを合成する。「合焦レンズよりも被検眼側の位置」とは、各光学系の光路において合焦レンズよりも被検眼側の位置を示す。この実施形態において、ダイクロイックミラー46が光路合成部に相当する。光路合成部の構成から分かるように、第1合焦レンズと第2合焦レンズは別々の光学素子である。第1駆動部は、撮影光学系の光軸に沿って第1合焦レンズを移動するためのものである。この実施形態において、合焦駆動部31Aが第1駆動部に相当する。第2駆動部は、計測光学系の光軸に沿って第2合焦レンズを移動するためのものである。この実施形態において、合焦駆動部43Aが第2駆動部に相当する。制御部は、第1駆動部および第2駆動部をそれぞれ制御する。この実施形態では、制御部210が制御部に相当する。
このような眼科観察装置1によれば、撮影光学系と計測光学系がそれぞれ個別に合焦レンズを有しており、これら合焦レンズを個別に制御することが可能である。したがって、正面画像の取得に最適なフォーカス位置に第1合焦レンズを配置させるとともに、OCT計測に最適なフォーカス位置に第2合焦レンズを配置させることができる。よって、被検眼Eの正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。
この実施形態において、撮影光学系は眼底Efの正面画像を取得するための撮影を行い、計測光学系は眼底Efの断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行う。更に、この実施形態の眼科観察装置1は、被検眼Eの屈折力を取得する屈折力取得部を有する。また、制御部210は、屈折力取得部により取得された屈折力に基づいて、第1合焦レンズおよび第2合焦レンズの目標位置を取得する第1目標位置取得部(目標位置取得部213)を含む。そして、制御部210は、第1目標位置取得部により取得された第1目標位置に第1合焦レンズを移動させるように第1駆動部を制御し、かつ、第2目標位置に第2合焦レンズを移動させるように第2駆動部を制御する。なお、この実施形態では、第1合焦レンズの移動制御および第2合焦レンズの移動制御の双方を行なっているが、いずれか一方の移動制御のみを行うようにしてもよい。その場合、他方の移動制御は任意の手法で行うことができる。
このような実施形態によれば、眼底Efの正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。また、合焦レンズの移動制御を自動で行うことが可能である。更に、被検眼Eの屈折力に応じてこの移動制御を行うことができるので、フォーカス調整を高確度で行うことが可能である。
被検眼Eの屈折力の取得処理は、たとえば次のようにして行うことが可能である。前提として、撮影光学系が、赤外光を用いて眼底の撮影を行う赤外撮影光学系を含んでいるとする。この実施形態において、赤外撮影光学系は、観察光源11からの観察照明光を眼底Efに照射する光学系と、観察照明光の眼底反射光をCCDイメージセンサ35で検出する光学系とを含む。屈折力取得部は、投影光学系と解析部とを有する。投影光学系は、眼底Efに対する撮影光学系の合焦状態を示す合焦指標を眼底Efに投影する。この実施形態において、投影光学系はフォーカス光学系60を含み、スプリット指標が合焦指標に相当する。解析部231は、合焦指標が投影されている状態の眼底Efを赤外撮影光学系で撮影して得られた正面画像を解析することにより、被検眼Eの屈折力を求める。
このような実施形態によれば、被検眼Eを実測することによって屈折力を取得することができるので、フォーカス調整を高確度で行うことが可能である。
合焦レンズの目標位置を取得する処理は、たとえば次のようにして行うことが可能である。まず、制御部210は、眼屈折力の値と合焦レンズの位置とが対応付けられた対応情報212aを予め記憶している。対応情報212aには、眼屈折力の値と第1合焦レンズの位置とが対応付けられた第1対応情報と、眼屈折力の値と第2合焦レンズの位置とが対応付けられた第2対応情報とが含まれている。第1目標位置取得部(目標位置取得部213)は、屈折力取得部により取得された屈折力、第1対応情報および第2対応情報に基づいて、第1合焦レンズおよび第2合焦レンズのそれぞれの目標位置を取得する。より具体的には、第1目標位置取得部は、屈折力取得部により取得された屈折力と第1対応情報とに基づいて第1合焦レンズの目標位置を取得し、この屈折力と第2対応情報とに基づいて第2合焦レンズの目標位置を取得する。
このような実施形態によれば、被検眼Eの屈折力と対応情報212aとに基づき双方の合焦レンズ31および43の目標位置を取得して双方の光学系のフォーカス調整を行うことが可能である。よって、被検眼Eの正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。
〈第2の実施形態〉
この実施形態では、OCT計測における合焦の結果を利用して正面画像取得用の合焦を行うよう構成された眼科観察装置について説明する。たとえば眼底の検査では、被検眼の縮瞳を考慮して、OCT計測の後に可視光による撮影が行われるのが一般的である。この実施形態はこのような流れで行われる検査において有効である。
[構成]
この実施形態の眼科観察装置は、第1の実施形態と同様の全体構成および光学系の構成を有する。制御系の構成についても第1の実施形態とほぼ同様である。以下、第1の実施形態と同様の構成部分については同じ符号を用いて説明する。
この実施形態の眼科観察装置の制御系の構成例を図6に示す。この実施形態では、第1の実施形態の目標位置取得部213に代えて目標位置取得部214が設けられている。また、記憶部212に対応情報212aが記憶されている必要はなく、画像処理部230に解析部231が設けられている必要はない。以下、これら相違点を中心に説明する。
目標位置取得部214は、OCT計測が行われたときの計測光学系の合焦レンズ43の位置に基づいて、撮影光学系30の合焦レンズ31の目標位置を取得する。目標位置取得部214は第2目標位置取得部の一例である。
目標位置取得部214が実行する処理の例を説明する。OCT計測を行う前には、OCT計測用のフォーカス調整が実行される。このフォーカス調整は、第1の実施形態のように赤外眼底像(観察画像)およびスプリット指標を用いて行なってもよいが、OCT画像を用いた詳細な調整を更に行うことができる。たとえば、眼底Efの実質的に同一の断面に対するOCT計測を反復的に行うことにより、当該断面の動画像(OCT動画像)を取得することができる。このOCT動画像のフレームレートはOCT計測の反復周波数に相当する。
OCT動画像を表示部240Aに表示させることにより、ユーザは、手動でフォーカス調整を行うことができる。
また、眼科観察装置がOCT動画像(を構成する静止画像)を解析することによって自動でフォーカス調整を行う技術が知られている。この解析処理の例として、まず、画像処理部230が、OCT動画像を構成する静止画像の画素値(輝度値)を解析して画質が高い領域(高画質領域)を特定し、フレームの深さ方向(z方向)における高画質領域の位置(z座標)に基づいて現在のフォーカス位置を特定する。更に、フォーカスを合わせる眼底Efの組織(眼底表面、網膜色素上皮、脈絡膜等)が既に決められている場合、画像処理部230が、当該静止画像において当該組織に相当する領域(目標領域)を特定する。また、目標領域をユーザが指定してもよい。画像処理部230は、フレームの深さ方向(z方向)における目標領域の位置(z座標)を求める。主制御部211は、計測光学系の現在のフォーカス位置を、目標領域に対応するフォーカス位置に変更するための制御信号を生成し、合焦駆動部43Aに送る。それにより、目標領域に対応するフォーカス位置に相当する位置に合焦レンズ43が配置される。
ここで、計測光学系の構成に基づいて、フレームの深さ方向(z方向)の位置と、計測光学系の合焦レンズ43の位置とを、予め対応付けておくことができる。更に、被検眼Eの屈折力等を考慮して当該対応付けを補正する機能を設けることもできる。
また、眼球運動や拍動によりOCT動画像として描出される眼底Efはフレーム内を移動するが、この画像の移動に追従するように光路長変更部41を制御して眼底Efの画像をフレーム内の所定位置に留める技術も知られている。OCT画像を用いたフォーカス調整は、以上に説明したものには限定されず、任意の手法を用いることが可能である。
目標位置取得部214は、上記のようにOCT画像を用いたフォーカス調整によって設定された合焦レンズ43の位置に基づいて、撮影光学系30の合焦レンズ31の目標位置の取得を行う。
この処理の例を説明する。合焦レンズ31の位置と合焦レンズ43の位置とが対応付けられた情報を予め記憶部212に記憶しておき、この情報を参照することによりOCT計測で適用された合焦レンズ43の位置に対応する合焦レンズ31の位置を求めることが可能である。ここで、たとえば第1の実施形態のように眼屈折力の値を媒介にして、この情報を作成することができる。また、撮影光学系および計測光学系の構成や、眼底撮影に用いられる光の波長とOCT計測に用いられる光の波長との差などを参照して、この情報を作成することもできる。また、被検眼Eの屈折力が既知である場合には、この眼屈折力の値に基づいてこの情報を作成または補正することも可能である。なお、OCT計測における合焦レンズ43の位置から合焦レンズ31の位置を求める処理はこれには限定されず、目標位置取得部214は任意の手法によって当該処理を行うことが可能である。
主制御部211は、目標位置取得部214により取得された目標位置に合焦レンズ31を移動させるように合焦駆動部31Aを制御する。
[動作]
この実施形態の眼科観察装置の動作について説明する。図7は、眼科観察装置の動作の一例を表す。
(S11:観察画像の取得を開始する)
第1の実施形態と同様に、観察画像の取得が開始され、かつ、被検眼Eの固視が行われる。
(S12:アライメントおよびフォーカス調整を行う)
第1の実施形態と同様に、被検眼Eにアライメント指標とスプリット指標とが投影される。そして、アライメント指標を用いたアライメントと、スプリット指標を用いたフォーカス調整とが実行される。このフォーカス調整は、撮影光学系および計測光学系の双方について行われる。
(S13:OCT計測を開始する)
主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御して、眼底EfのOCT計測を開始する。このOCT計測は、眼底Efの実質的に同一の断面に対して反復的に行われる。すなわち、このOCT計測は、OCT動画像を取得するための動作モードで行われる。
(S14:OCT動画像を用いたフォーカス調整を行う)
ユーザまたは眼科観察装置は、OCT動画像を用いた詳細なフォーカス調整を行う。
(S15:眼底の断層像を取得する)
ステップ14の詳細なフォーカス調整が完了したことを受けて、またはユーザによる所定の操作を受けて、主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御して、眼底EfのOCT計測を行う。このOCT計測は、予め設定されたスキャンモードで実行される。それにより、診断に供される断層像が取得される。
(S16:撮影光学系の合焦レンズの目標位置を求める)
OCT計測が終了したことを受けて、またはユーザによる所定の操作を受けて、目標位置取得部214は、ステップ15のOCT計測で適用された合焦レンズ43の位置、つまりステップ14のフォーカス調整で設定された合焦レンズ43の位置に基づいて、撮影光学系の合焦レンズ31の目標位置を求める。
(S17:撮影光学系の合焦レンズを目標位置に移動する)
主制御部211は、ステップ16で取得された目標位置に合焦レンズ31を移動させるように合焦駆動部31Aを制御する。
(S18:眼底の撮影を行って撮影画像を取得する)
主制御部211は、照明光学系10(撮影光源15等)および撮影光学系を制御して、眼底Efの撮影画像を取得する。主制御部211は、取得された撮影画像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、取得された撮影画像を記憶部212に記憶させる。以上でこの動作例は終了である。
[作用・効果]
この実施形態の眼科観察装置の作用および効果について説明する。
この実施形態の眼科観察装置は、第1の実施形態と同様に、撮影光学系と、計測光学系と、光路合成部と、第1駆動部と、第2駆動部と、制御部とを有する。よって、撮影光学系と計測光学系がそれぞれ個別に合焦レンズを有しており、これら合焦レンズを個別に制御することが可能である。したがって、正面画像の取得に最適なフォーカス位置に第1合焦レンズを配置させるとともに、OCT計測に最適なフォーカス位置に第2合焦レンズを配置させることができる。それにより、被検眼Eの正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。
この実施形態において、制御部(制御部210)は、OCT計測が行われたときの計測光学系の合焦レンズ43の位置に基づいて、撮影光学系の合焦レンズ31の目標位置を取得する目標位置取得部214(第2目標位置取得部)を含む。更に、制御部は、目標位置取得部214により取得された目標位置に合焦レンズ31を移動させるように合焦駆動部31Aを制御するように構成される。
このような実施形態によれば、OCT画像を用いた高精度、高確度のフォーカス調整の結果を参照して撮影光学系側のフォーカス調整を行うことができるので、フォーカス状態が良好な被検眼Eの正面画像を取得することができる。また、OCT計測を行なっている間に眼球運動等によって撮影光学系のフォーカスがずれるおそれがある。このような事態に対し、この実施形態によれば、OCT計測時のフォーカス状態から撮影光学系のフォーカス調整を行うことができるので、正面画像を取得するための撮影を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。また、OCT計測の後に撮影光学系のフォーカス調整を自動で行うことができるので、ユーザの手を煩わせることもない。
撮影光学系の合焦レンズ31の目標位置を取得する処理を、OCT動画像に基づいて行うことが可能である。すなわち、この実施形態において、計測光学系により被検眼Eの実質的に同一の断面に対するOCT計測を反復的に行うことで、当該断面のOCT動画像を取得することができる。更に、目標位置取得部214は、この反復的なOCT計測により取得された複数の断層像(OCT動画像のフレーム)に基づき設定された合焦レンズ43の位置に基づいて、撮影光学系の合焦レンズ31の目標位置の取得を行うことができる。
このようにOCT動画像を用いる場合、前述のように眼底Efの画像をフレーム内の所定位置に留めることができる。したがって、OCT計測中に眼球運動や拍動が発生した場合であっても、撮影光学系の合焦レンズ31の目標位置を高確度で取得することが可能である。
〈第3の実施形態〉
この実施形態では、OCT画像に基づいて撮影光学系や計測光学系のフォーカス調整を行うためのユーザインターフェイスについて説明する。
[構成]
この実施形態の眼科観察装置は、第1の実施形態と同様の全体構成および光学系の構成を有する。制御系の構成についても第1の実施形態とほぼ同様である。以下、第1の実施形態と同様の構成部分については同じ符号を用いて説明する。
この実施形態の眼科観察装置の制御系の構成例を図8に示す。この実施形態では、第1の実施形態の目標位置取得部213に代えて目標位置取得部215が設けられている。また、記憶部212に対応情報212aが記憶されている必要はなく、画像処理部230に解析部231が設けられている必要はない。また、画像処理部230には、層領域特定部232が設けられている。以下、これら相違点を中心に説明する。
主制御部211は、計測光学系によるOCT計測により取得された眼底Efの断層像を表示部240Aに表示させる。ユーザは、操作部240Bを用いて、表示された断層像中の所望の位置を指定する。この所望の位置は、断層像中においてユーザがフォーカスを合わせたい位置(フォーカス目標位置)である。
フォーカス目標位置は、計測光学系のフォーカス目標位置でもよいし、撮影光学系のフォーカス目標位置でもよい。また、双方のフォーカス目標位置を指定可能なユーザインターフェイスを設けてもよいし、一方のみを指定可能なユーザインターフェイスを設けてもよい。
双方の光学系のフォーカス目標位置は同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。前者が適用される場合、双方のフォーカス目標位置を個別に指定可能なユーザインターフェイスか、或いは、双方のフォーカス目標位置を一括で指定することが可能なユーザインターフェイスが設けられる。後者が適用される場合には、双方のフォーカス目標位置を個別に指定可能なユーザインターフェイスが設けられる。なお、眼屈折力や波長などに基づいて双方のフォーカス目標位置の間の関係が予め決められている場合、一方のフォーカス目標位置の指定結果を受けて他方を自動で指定するように構成することが可能である。ここに例示したユーザインターフェイスの具体的な構成は任意である。
目標位置取得部215は、操作部240Bを用いて断層像に対して指定された位置に基づいて、合焦レンズ31の目標位置(第1目標位置)および/または合焦レンズ43の目標位置(第2目標位置)を取得する。目標位置取得部215は第3目標位置取得部の一例である。これら目標位置を取得するために目標位置取得部215が実行する処理は任意である。以下、ユーザインターフェイスの構成および目標位置取得部215が実行する処理の例を説明する。
[第1の処理例]
図9を参照しつつ第1の処理例を説明する。この処理例は、OCT動画像をフリーズ(静止画表示)させてフォーカス位置を指定するものである。
(S21:OCT動画像を表示する)
主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御し、被検眼E(眼底Ef)の実質的に同一の断面に対するOCT計測を反復的に行わせる。主制御部211は、この反復的なOCT計測により取得される複数の断層像に基づき、表示部240AにOCT動画像をリアルタイムで表示させる。
(S22:静止画表示に切り替える)
主制御部211は、操作部240Bにより所定の操作(静止画表示を指示する操作)がなされたことに対応し、断層像の表示モードを動画表示から静止画表示に切り替える。
このとき、静止画像と動画像とを並べて表示させるようにしてもよい。たとえば、リアルタイムOCT動画像の表示領域とは別に、静止画像を表示させるための表示領域(静止画表示領域)を表示画面に予め設ける。そして、静止画表示を指示する操作が行われたことに対応し、OCT動画像をそのまま表示させつつ、当該操作が行われたタイミングに相当するOCT動画像のフレーム(静止画像)を静止画表示領域に表示させるように構成することが可能である。また、当該操作が複数回行われる場合、当該操作の度に静止画表示領域に表示させる静止画像を更新するようにしてもよい。或いは、当該操作の度に得られる静止画像を並べて表示させるようにしてもよい。このとき、複数の静止画像を同じサイズで表示させてもよいし、複数の静止画像の一部を縮小表示(サムネイル表示等)させたり、その表示を終了させたりしてもよい。
(S23:断層像中の位置を指定する)
ユーザは、操作部240Bを操作し、静止画表示された断層像における所望の位置を指定する。この指定位置は、たとえば、断層像に描画された眼底Efの所望の組織を示す位置である。
指定位置の個数は任意である。たとえば、撮影画像で詳細に観察したい部位(眼底表面等)を示す位置と、断層像で詳細に観察したい部位(網膜色素上皮、脈絡膜等)を示す位置とを、それぞれ指定することが可能である。また、2以上の位置を指定する場合、各指定位置を判別可能にする情報を入力できるようにしてもよい。たとえば、第1指定位置が眼底撮影用の位置であることを示す情報と、第2指定位置がOCT計測用の位置であることを示す情報とを入力できるように構成できる。
指定位置が1つである場合には、その指定位置は予め決められた用途(OCT計測用または眼底撮影用)のものとされる。
指定位置を示す情報を断層像とともに表示させることができる。たとえば、指定位置を示す画像を断層像に重ねて表示させることが可能である。なお、眼球運動や拍動にOCT動画像を追従させる前述の機能を具備する場合、当該指定位置を示す情報についても眼球運動等に追従させるように経時的に変更することが可能である。断層像の表示モードが動画表示に切り替えられた場合、指定位置を示す画像の表示位置も経時的に変更される。
(S24:合焦レンズの目標位置を求める)
目標位置取得部215は、ステップ23で断層像に指定された位置に基づいて、合焦レンズ31の目標位置(第1目標位置)および/または合焦レンズ43の目標位置(第2目標位置)を求める。
第1目標位置の取得処理は、たとえば、断層像のフレームの深さ方向(z方向)における第1指定位置の座標(z座標)に基づいて行われる。また、第2目標位置の取得処理は、たとえば、断層像のフレームの深さ方向(z方向)における第2指定位置の座標(z座標)に基づいて行われる。ここで、フレームのz座標と、合焦レンズ31の位置および/または合焦レンズ43の位置とが、予め対応付けられているとする。なお、眼屈折力等に基づいて目標位置を補正することも可能である。
(S25:合焦レンズを目標位置に移動する)
ステップ24で第1目標位置が取得された場合、主制御部211は、合焦駆動部31Aを制御して合焦レンズ31を第1目標位置に移動させる。また、ステップ24で第2目標位置が取得された場合、主制御部211は、合焦駆動部43Aを制御して合焦レンズ43を第2目標位置に移動させる。
(S26:眼底のOCT計測を行なって断層像を取得する)
主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御して、眼底EfのOCT計測を実行させる。画像形成部220は、CCD115からの検出信号に基づいて眼底Efの断層像を形成する。主制御部211は、形成された断層像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、形成された断層像を記憶部212に記憶させる。
(S27:眼底の撮影を行って撮影画像を取得する)
主制御部211は、照明光学系10(撮影光源15等)および撮影光学系30を制御して、眼底Efの撮影画像を取得する。主制御部211は、取得された撮影画像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、取得された撮影画像を記憶部212に記憶させる。以上でこの動作例は終了である。
[第2の処理例]
図10を参照しつつ第2の処理例を説明する。この処理例は、OCT動画像上に表示された位置指定用画像を所望の位置に移動させることによってフォーカス位置を指定するものである。
(S31:OCT動画像を表示する)
主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御し、被検眼E(眼底Ef)の実質的に同一の断面に対するOCT計測を反復的に行わせる。主制御部211は、この反復的なOCT計測により取得される複数の断層像に基づき、表示部240AにOCT動画像をリアルタイムで表示させる。
(S32:位置指定用画像を表示する)
主制御部211は、ステップ31の反復的なOCT計測が行われているときのフォーカス位置(つまり合焦レンズ43の位置)に対応するOCT動画像上の位置に、所定の位置指定用画像を表示させる。
OCT動画像(のフレーム)におけるz座標と、合焦レンズ43の位置とが予め対応付けられている場合、主制御部211は、OCT計測中の合焦レンズ43の位置に対応するOCT動画像中の位置(z座標)を求め、この位置に重なるように位置指定用画像を表示させる。また、被検眼Eの屈折力等に基づいて位置指定用画像の表示位置を補正するようにしてもよい。
位置指定用画像は、たとえば、当該位置(z座標)を通過し、深さ方向(z方向)に直交する直線状の画像である。また、位置指定用画像は、当該位置(z座標)に相当するOCT動画像の枠外の位置に表示される直線状または矢印状の画像である。一般に、位置指定用画像は、OCT動画像上に重畳表示またはOCT動画像の近傍に表示される画像であり、そのOCT動画像におけるフォーカス位置を呈示する機能を有する画像である。
眼球運動や拍動にOCT動画像を追従させる前述の機能を具備する場合、位置指定用画像の表示位置を眼球運動等に追従させるように経時的に変更することが可能である。
表示される位置指定用画像の個数は任意である。たとえば、撮影画像で詳細に観察したい部位(眼底表面等)を指定するための第1位置指定用画像と、断層像で詳細に観察したい部位(網膜色素上皮、脈絡膜等)を指定するための第2位置指定用画像とを、それぞれ表示することが可能である。また、2以上の位置指定用画像を表示する場合、各位置指定用画像を判別可能に表示するようにしてもよい。たとえば、第1位置指定用画像の表示態様(表示色等)と、第2位置指定用画像の表示態様とを違えるように構成することができる。
表示される位置指定用画像が1つである場合には、その位置指定用画像は予め決められた用途(OCT計測用または眼底撮影用)のものとされる。
(S33:位置指定用画像を所望の位置に移動させる)
ユーザは、操作部240Bを操作することで、位置指定用画像を所望の位置に移動させる。この所望の位置は、たとえば、断層像に描画された眼底Efの所望の組織を示す位置である。
(S34:合焦レンズの目標位置を求める)
目標位置取得部215は、ステップ33で移動された後の位置指定用画像の位置に基づいて、合焦レンズ31の目標位置(第1目標位置)および/または合焦レンズ43の目標位置(第2目標位置)を求める。
第1目標位置の取得処理は、たとえば、断層像のフレームの深さ方向(z方向)における第1位置指定用画像の座標(z座標)に基づいて行われる。また、第2目標位置の取得処理は、たとえば、断層像のフレームの深さ方向(z方向)における第2位置指定用画像の座標(z座標)に基づいて行われる。ここで、フレームのz座標と、合焦レンズ31の位置および/または合焦レンズ43の位置とが、予め対応付けられているとする。なお、眼屈折力等に基づいて目標位置を補正することも可能である。
(S35:合焦レンズを目標位置に移動する)
ステップ34で第1目標位置が取得された場合、主制御部211は、合焦駆動部31Aを制御して合焦レンズ31を第1目標位置に移動させる。また、ステップ34で第2目標位置が取得された場合、主制御部211は、合焦駆動部43Aを制御して合焦レンズ43を第2目標位置に移動させる。
(S36:眼底のOCT計測を行なって断層像を取得する)
主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御して、眼底EfのOCT計測を実行させる。画像形成部220は、CCD115からの検出信号に基づいて眼底Efの断層像を形成する。主制御部211は、形成された断層像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、形成された断層像を記憶部212に記憶させる。
(S37:眼底の撮影を行って撮影画像を取得する)
主制御部211は、照明光学系10(撮影光源15等)および撮影光学系30を制御して、眼底Efの撮影画像を取得する。主制御部211は、取得された撮影画像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、取得された撮影画像を記憶部212に記憶させる。以上でこの動作例は終了である。
[他の処理例]
上記した第1および第2の処理例において、次のような処理を行うことが可能である。まず、層領域特定部232が、表示部240Aに表示される断層像(OCT動画像を構成する静止画像)を解析し、この断層像において所定の層に相当する層領域を特定する。この層領域は、層構造をなす眼底Efの所定の層組織の少なくとも1つに相当する画像領域である。なお、眼底Efの層組織には、内境界膜、神経線維層、神経節細胞層、内網状層内顆粒層、外網状層、外顆粒層、外境界膜、視細胞層、網膜色素上皮層、脈絡膜、強膜などがある。
主制御部211は、層領域特定部232により特定された層領域を示す画像(層画像)を、その断層像に重ねて表示させる。眼球運動や拍動にOCT動画像を追従させる前述の機能を具備する場合、主制御部211は、位置指定用画像の表示位置を眼球運動等に追従させるように経時的に変化させることが可能である。
[作用・効果]
この実施形態の眼科観察装置の作用および効果について説明する。
この実施形態の眼科観察装置は、第1の実施形態と同様に、撮影光学系と、計測光学系と、光路合成部と、第1駆動部と、第2駆動部と、制御部とを有する。よって、撮影光学系と計測光学系がそれぞれ個別に合焦レンズを有しており、これら合焦レンズを個別に制御することが可能である。したがって、正面画像の取得に最適なフォーカス位置に第1合焦レンズを配置させるとともに、OCT計測に最適なフォーカス位置に第2合焦レンズを配置させることができる。それにより、被検眼Eの正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。
この実施形態の眼科観察装置は、表示部(表示部240A)と、操作部(操作部240B)とを有する。表示部は、計測光学系によるOCT計測により取得された断層像を表示する。操作部は、表示部に表示された断層像中の位置を指定するために用いられる。更に、この実施形態の制御部(制御部210)は、第3目標位置取得部(目標位置取得部215)を含む。第3目標位置取得部は、操作部により指定された位置に基づいて、第1合焦レンズ(合焦レンズ31)および/または第2合焦レンズ(合焦レンズ43)の目標位置を取得する。そして、制御部は、第3目標位置取得部により取得された目標位置に第1合焦レンズおよび/または第2合焦レンズを移動させるように、第1駆動部(合焦駆動部31A)および/または第2駆動部(合焦駆動部43A)を制御する。
計測光学系が被検眼の実質的に同一の断面に対するOCT計測を反復的に行う場合、表示部は、この反復的なOCT計測により取得される複数の断層像を動画表示することができる。更に、制御部は、操作部により所定の操作がなされたことに対応して、この動画表示を静止画表示に切り替える。そして、第3目標位置取得部は、静止画表示された断層像に対して操作部により指定された位置に基づいて、第1合焦レンズや第2合焦レンズの目標位置を取得することができる。
また、計測光学系が被検眼の実質的に同一の断面に対するOCT計測を反復的に行って動画表示を行う場合、次のような構成を採用することもできる。表示部は、操作部による所定の操作によりこの動画像に対して移動可能な位置指定用画像を表示する。第3目標位置取得部は、位置指定用画像に対する操作より指定された位置に基づいて、第1合焦レンズや第2合焦レンズの目標位置を取得することができる。
この位置指定用画像として、制御部は、反復的なOCT計測が行われているときの第2合焦レンズの位置に対応する動画像上の位置を示す画像を表示させることが可能である。
このような実施形態によれば、断層像に対して所望のフォーカス位置を指定し、被検眼の撮影やOCT計測におけるフォーカス位置を当該指定位置に自動的に合わせることができる。
〈第4の実施形態〉
実際の検査においてOCT計測のフォーカス位置を最適化するには、撮影用の光の波長(可視光等)と、OCT計測用の光の波長(近赤外光等)との相違だけでなく、被検眼の光学特性の個人差にも着目することが望ましい。この実施形態では、被検眼の光学特性を考慮したOCT計測用のフォーカス調整について説明する。このフォーカス調整は、粗調整と微調整の2段階で行われる。粗調整は、スプリット指標(合焦指標)を用いて、或いは被検眼の屈折力の測定値を用いて、行われる。微調整は、OCT計測の干渉感度に基づいて行われる。
[構成]
この実施形態の眼科観察装置は、第1の実施形態と同様の全体構成および光学系の構成を有する。制御系の構成についても第1の実施形態とほぼ同様である。以下、第1の実施形態と同様の構成部分については同じ符号を用いて説明する。
この実施形態の眼科観察装置の制御系の構成例を図11に示す。制御部210には、目標位置取得部216が設けられている。また、画像形成部220には、干渉強度取得部221が設けられている。
干渉強度取得部221は、OCT計測を行なう計測光学系により得られた干渉信号の強度(干渉強度)を取得する。干渉信号は、CCDイメージセンサ115から出力される検出信号、或いはこの検出信号に対して所定の信号処理を施して得られる信号である。この所定の信号処理の例として、スペクトラルドメインOCTまたはスウェプトソースOCTにおいて用いられる任意の信号処理がある。干渉強度取得部221は、たとえば干渉信号の振幅を検出することで干渉強度を取得する。干渉強度取得部221は「強度取得部」の一例である。
この実施形態では、計測光学系の合焦レンズ43の位置を変更しつつ複数の干渉信号を取得する。干渉強度取得部221は、これら干渉信号のそれぞれの強度を求める。なお、複数の干渉信号を取得する処理は、たとえば次のようにして実行される。
主制御部211は、合焦駆動部43を制御して合焦レンズ43を移動させる。その移動形態は、連続的な移動でもよいし、断続的な移動(ステップ移動)でもよい。前者の場合、主制御部211は、合焦レンズ43を連続的に移動させつつ、計測光学系(光源ユニット101等)を制御してOCT計測を複数回実行させる。後者の場合、主制御部211は、合焦レンズ43を第1〜第Nの位置に順次に配置させつつ、各位置に合焦レンズ43が配置された状態で計測光学系にOCT計測を実行させる。このような制御を行なうことで、合焦レンズ43の複数の位置に対応する複数の干渉信号が得られる。
上記制御において、合焦レンズ43の移動範囲をあらかじめ設定することができる。つまり、合焦レンズ43を所定範囲内にて移動させつつ複数回のOCT計測を実行することで、複数の干渉信号を取得することができる。合焦レンズ43の移動範囲は、後述する粗調整(スプリット指標に基づくフォーカス調整)によって事前に決定された位置を含む。その一例として、合焦レンズ43の移動範囲は、粗調整により決定された位置(基準位置)が中心になるように設定される。また、合焦レンズ43の移動範囲は、計測光学系の光軸に沿う合焦レンズ43の移動に対応する屈折力の変化により定義することができる。具体例として、合焦レンズ43の移動範囲は、基準位置を中心とする±3ディオプタの範囲に設定される。
目標位置取得部216は、干渉強度取得部221により取得された複数の干渉強度に基づいて、合焦レンズ43の目標位置を取得する。目標位置取得部216は「第4目標位置取得部」の一例である。
目標位置取得部216が実行する処理の例を説明する。まず、目標位置取得部216は、干渉強度取得部221により取得された複数の干渉強度のうちの最大強度を特定する。この処理は、干渉強度の値を比較することにより行われる。更に、目標位置取得部216は、特定された最大強度に対応する合焦レンズ43の位置を目標位置とする。この処理は、たとえば、上記した複数のOCT計測で適用された複数の合焦レンズ43の位置のうちから、最大強度の干渉信号が得られたときの位置を特定し、これを目標位置とすることにより行われる。
目標位置取得部216が実行する処理はこれに限定されるものではない。たとえば、目標位置取得部216は、取得された複数の干渉強度に基づいて、合焦レンズ43の移動に伴う干渉強度の変化状態を取得する。この処理は、たとえば複数の干渉強度の値(離散値)を滑らかに接続する曲線(連続値)を求める処理を含む。この曲線は、たとえば、合焦レンズ43の位置を横軸にとり、干渉強度を縦軸にとった座標系において定義される。更に、目標位置取得部216は、取得された干渉強度の変化状態から干渉強度のピークを求める。そして、目標位置取得部216は、求められたピークに対応する合焦レンズ43の位置を求める。この位置は、複数のOCT計測で適用された合焦レンズ43の複数の位置のいずれかであるか、またはいずれでもないかである。
[動作]
この実施形態の眼科観察装置の動作について説明する。図12は、眼科観察装置の動作の一例を表す。
(S41:観察画像の取得を開始する)
第1の実施形態と同様に、観察画像の取得が開始され、かつ、被検眼Eの固視が行われる。
(S42:アライメントを行う)
第1の実施形態と同様に、被検眼Eにアライメント指標とスプリット指標とが投影される。そして、アライメント指標を用いたアライメントが実行される。
(S43:フォーカスの粗調整を行なう)
スプリット指標を用いたフォーカス調整(粗調整)を行なう。粗調整は、手動で行なってもよいし、自動(オートフォーカス)で行なってもよい。スプリット指標を用いたフォーカス調整については前述した。
この段階のフォーカス調整は、撮影光学系30および計測光学系の双方について行われる。たとえば、一般的な眼底カメラと同様にスプリット指標を用いて撮影光学系30の合焦レンズ31の位置を決定し、この位置に対応する位置に合焦レンズ43を移動させる。なお、合焦レンズ31の位置と合焦レンズ43の位置との関係はあらかじめ決められており、この関係を示す情報が記憶部212に記憶されている。
(S44:合焦状態が異なる複数の干渉信号を取得する)
主制御部211は、計測光学系の合焦レンズ43の位置を変更しつつ複数の干渉信号を取得する。この処理は前述の要領で実行される。
(S45:干渉強度を求める)
干渉強度取得部221は、ステップ44で取得された複数の干渉信号のそれぞれの干渉強度を求める。
(S46:合焦レンズの目標位置を求める)
目標位置取得部216は、ステップ45で取得された複数の干渉強度に基づいて、合焦レンズ43の目標位置を求める。
(S47:合焦レンズを目標位置に移動する)
主制御部211は、合焦駆動部43Aを制御し、ステップ46で得られた目標位置に合焦レンズ43を移動させる。
(S48:眼底のOCT計測を行なって断層像を取得する)
主制御部211は、OCTユニット100、光路長変更部41、ガルバノスキャナ42等を制御して、眼底EfのOCT計測を実行させる。画像形成部220は、CCD115からの検出信号に基づいて眼底Efの断層像を形成する。主制御部211は、形成された断層像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、形成された断層像を記憶部212に記憶させる。なお、このOCT計測は、干渉強度に基づいて微調整されたフォーカス状態にて行われる。よって、高感度でのOCT計測が可能である。
(S49:眼底の撮影を行って撮影画像を取得する)
主制御部211は、照明光学系10(撮影光源15等)および撮影光学系30を制御して、眼底Efの撮影画像を取得する。主制御部211は、取得された撮影画像を表示部240Aに表示させる。また、主制御部211は、取得された撮影画像を記憶部212に記憶させる。なお、この眼底撮影は、ステップ43でスプリット指標に基づき調整された好適なフォーカス状態にて実行される。以上でこの動作例は終了である。
[作用・効果]
この実施形態の眼科観察装置の作用および効果について説明する。
この実施形態の眼科観察装置は、第1の実施形態と同様に、撮影光学系と、計測光学系と、光路合成部と、第1駆動部と、第2駆動部と、制御部とを有する。よって、撮影光学系と計測光学系がそれぞれ個別に合焦レンズを有しており、これら合焦レンズを個別に制御することが可能である。したがって、正面画像の取得に最適なフォーカス位置に第1合焦レンズを配置させるとともに、OCT計測に最適なフォーカス位置に第2合焦レンズを配置させることができる。それにより、被検眼Eの正面画像の取得とOCT計測の双方を好適なフォーカス状態で行うことが可能である。
この実施形態において、計測光学系は、眼底Efの断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行う。また、この実施形態の眼科観察装置は、フォーカス光学系60(投影光学系)と、干渉強度取得部221(強度取得部)とを有する。投影光学系は、眼底Efに対する撮影光学系30の合焦状態を示すスプリット指標(合焦指標)を眼底Efに投影する。干渉強度取得部221は、計測光学系により得られた干渉信号の強度を取得する。更に、スプリット指標に基づく撮影光学系30および計測光学系のフォーカス調整(粗調整)が行われた後に、主制御部211は、干渉強度取得部221により取得された干渉強度に基づいて合焦駆動部43Aを制御することで計測光学系のフォーカス状態の微調整を行なう。
この実施形態において、制御部210は、次の処理を実行することができる。まず、主制御部211が、合焦駆動部43Aを制御して合焦レンズ43を移動させつつ計測光学系を制御することで、合焦レンズ43の複数の位置に対応する複数の干渉信号を取得させる。次に、目標位置取得部216が、干渉強度取得部221により取得された複数の干渉強度に基づいて、合焦レンズ43の目標位置を取得する。更に、主制御部211が、取得された目標位置に合焦レンズ43を移動させるように合焦駆動部43Aを制御する。
目標位置取得部216は、干渉強度取得部221により取得された複数の干渉強度のうちの最大強度を特定し、特定された最大強度に対応する合焦レンズ43の位置を目標位置として採用することができる。
主制御部211は、複数の干渉信号の取得において、合焦レンズ43を所定範囲内にて移動させることで、微調整の効率化を図ることができる。この所定範囲は、粗調整により決定された合焦レンズ43の位置を含んでいてもよい。特に、この所定範囲の中心が、粗調整で決定された合焦レンズ43の位置であってよい。
粗調整は、手動でまたは自動で行われる。自動で行う場合、この実施形態の眼科観察装置は次のように構成される。まず、撮影光学系30は、赤外光を用いて眼底Efの正面画像を取得するための撮影を行う赤外撮影光学系を含む。赤外撮影光学系としては、たとえば、第1の実施形態で説明した、観察照明光で被検眼Eを照明してその反射光を検出する光学系が適用される。主制御部211は、スプリット指標が投影されている状態の眼底Efを赤外撮影光学系で撮影して得られた正面画像に基づき合焦レンズ31およびフォーカス光学系60を移動させることにより撮影光学系30の合焦を行い、この合焦結果に基づいて計測光学系の合焦(合焦レンズ43の移動)を行う。
このような実施形態によれば、計測光学系のフォーカス状態を干渉強度に基づき調整することができるので、高感度のOCT計測を行なうことが可能である。たとえば、スプリット指標が瞳孔で蹴られて粗調整を好適に行えなかったような場合であっても、良好なフォーカス状態でOCT計測を行なうことが可能である。また、微調整の前に粗調整を行なう構成であるから、微調整を円滑に開始することができる。
[変形例]
この実施形態の変形例を説明する。
スプリット指標を用いる代わりに、事前に取得された被検眼Eの屈折力の測定値を用いて粗調整を実行することが可能である。この変形例の眼科観察装置の構成は、特に言及しない限り、第4の実施形態と同様であってよい(図11を参照)。
記憶部212には、事前に取得された被検眼Eの屈折力の測定値が記憶されている。この測定値は、他の眼科装置(オートレフラクトメーター等)により取得されたものでもよいし、この眼科観察装置により取得されたものでもよい。前者の場合、この眼科観察装置に入力された測定値を、主制御部211が記憶部212に記憶させる。後者の場合、この眼科観察装置に、被検眼の屈折力を取得する屈折力取得部を設ける。屈折力取得部は、たとえば第1の実施形態で説明した構成を有する。主制御部211は、屈折力取得部により取得された屈折力を記憶部212に記憶させる。
干渉強度取得部221は、上記実施形態と同様に、計測光学系により得られた干渉信号の強度を取得する。主制御部211は、フォーカス状態の粗調整として、記憶部212に記憶されている測定値に基づく撮影光学系30および計測光学系のフォーカス調整を実行させる。眼屈折力に基づくフォーカス調整は、たとえば第1の実施形態と同様の要領で実行される。更に、主制御部211は、干渉強度取得部221により取得された干渉強度に基づいて合焦駆動部43Aを制御することで、計測光学系のフォーカス状態の微調整を行なう。
この変形例によれば、計測光学系のフォーカス状態を干渉強度に基づき調整することができるので、高感度のOCT計測を行なうことが可能である。また、微調整の前に粗調整を行なう構成であるから、微調整を円滑に開始することができる。また、スプリット指標などの合焦指標を投影する機能を眼科観察装置が具備しない場合や、当該機能に不具合がある場合などにおいても、フォーカス状態の粗調整を行なうことが可能である。
〈変形例〉
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、付加等)を適宜に施すことが可能である。また、以上の実施形態に記載された各種の構成を任意に組み合わせることが可能である。
上記の実施形態においては、光路長変更部41の位置を変更することにより、信号光LSの光路と参照光LRの光路との光路長差を変更しているが、この光路長差を変更する手法はこれに限定されるものではない。たとえば、参照光の光路に反射ミラー(参照ミラー)を配置し、この参照ミラーを参照光の進行方向に移動させて参照光の光路長を変更することによって、当該光路長差を変更することが可能である。また、被検眼Eに対して眼底カメラユニット2やOCTユニット100を移動させて信号光LSの光路長を変更することにより当該光路長差を変更するようにしてもよい。また、特に被測定物体が生体部位でない場合などには、被測定物体を深度方向(z方向)に移動させることにより光路長差を変更することも可能である。
上記の実施形態を実現するためのコンピュータプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な任意の記録媒体に記憶させることができる。この記録媒体としては、たとえば、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク(CD−ROM/DVD−RAM/DVD−ROM/MO等)、磁気記憶媒体(ハードディスク/フロッピー(登録商標)ディスク/ZIP等)などを用いることが可能である。
また、インターネットやLAN等のネットワークを通じてこのプログラムを送受信することも可能である。
1 眼科観察装置
2 眼底カメラユニット
10 照明光学系
30 撮影光学系
31 合焦レンズ
31A 合焦駆動部
41 光路長変更部
42 ガルバノスキャナ
43 合焦レンズ
43A 合焦駆動部
60 フォーカス光学系
60A 光学系駆動部
100 OCTユニット
200 演算制御ユニット
210 制御部
211 主制御部
212 記憶部
212a 対応情報
213、214、215、216 目標位置取得部
220 画像形成部
221 干渉強度取得部
230 画像処理部
231 解析部
232 層領域特定部
240A 表示部
240B 操作部
E 被検眼
Ef 眼底

Claims (9)

  1. 第1合焦レンズを含み、被検眼の正面画像を取得するための撮影を行う撮影光学系と、
    第2合焦レンズを含み、被検眼の断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行う計測光学系と、
    前記第1合焦レンズおよび前記第2合焦レンズよりも被検眼側の位置において前記撮影光学系の光路と前記計測光学系の光路とを合成する光路合成部と、
    前記撮影光学系の光軸に沿って前記第1合焦レンズを移動するための第1駆動部と、
    前記計測光学系の光軸に沿って前記第2合焦レンズを移動するための第2駆動部と、
    前記第1駆動部および前記第2駆動部をそれぞれ制御する制御部と
    を有し、
    前記計測光学系は、被検眼の眼底の断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行い、
    眼底に対する前記撮影光学系の合焦状態を示す合焦指標を眼底に投影する投影光学系と、
    前記計測光学系により得られた干渉信号の強度を取得する強度取得部と
    を有し、
    前記合焦指標に基づく前記撮影光学系および前記計測光学系の合焦が行われた後に、前記制御部は、前記強度取得部により取得された強度に基づいて前記第2駆動部を制御する
    ことを特徴とする眼科観察装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第2駆動部を制御して前記第2合焦レンズを移動させつつ前記計測光学系を制御することで、前記第2合焦レンズの複数の位置に対応する複数の干渉信号を取得させ、
    前記強度取得部により取得された前記複数の干渉信号の強度に基づいて、前記第2合焦レンズの目標位置を取得する第4目標位置取得部を含み、
    取得された目標位置に前記第2合焦レンズを移動させるように、前記第2駆動部を制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載の眼科観察装置。
  3. 前記第4目標位置取得部は、前記複数の干渉信号の強度のうちの最大強度を特定し、特定された最大強度に対応する前記合焦レンズの位置を目標位置とすることを特徴とする請求項2に記載の眼科観察装置。
  4. 前記制御部は、前記複数の干渉信号の取得において、前記第2合焦レンズを所定範囲内にて移動させることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の眼科観察装置。
  5. 前記所定範囲は、前記合焦指標に基づき事前に決定された前記第2合焦レンズの位置を含むことを特徴とする請求項4に記載の眼科観察装置。
  6. 前記所定範囲の中心が前記事前に決定された位置であることを特徴とする請求項5に記載の眼科観察装置。
  7. 前記撮影光学系は、赤外光を用いて被検眼の眼底の正面画像を取得するための撮影を行う赤外撮影光学系を含み、
    前記制御部は、合焦指標が投影されている状態の眼底を前記赤外撮影光学系で撮影して得られた正面画像に基づき前記第1合焦レンズおよび前記投影光学系を移動させることにより前記撮影光学系の合焦を行い、当該合焦結果に基づいて前記計測光学系の合焦を行う
    ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の眼科観察装置。
  8. 第1合焦レンズを含み、被検眼の正面画像を取得するための撮影を行う撮影光学系と、
    第2合焦レンズを含み、被検眼の断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行う計測光学系と、
    前記第1合焦レンズおよび前記第2合焦レンズよりも被検眼側の位置において前記撮影光学系の光路と前記計測光学系の光路とを合成する光路合成部と、
    前記撮影光学系の光軸に沿って前記第1合焦レンズを移動するための第1駆動部と、
    前記計測光学系の光軸に沿って前記第2合焦レンズを移動するための第2駆動部と、
    前記第1駆動部および前記第2駆動部をそれぞれ制御する制御部と
    を有し、
    前記計測光学系は、被検眼の眼底の断層像を取得するための光コヒーレンストモグラフィ計測を行い、
    事前に取得された被検眼の屈折力の測定値を記憶する記憶部と、
    前記計測光学系により得られた干渉信号の強度を取得する強度取得部と
    を有し、
    前記測定値に基づく前記撮影光学系および前記計測光学系の合焦が行われた後に、前記制御部は、前記強度取得部により取得された強度に基づいて前記第2駆動部を制御する
    ことを特徴とする眼科観察装置。
  9. 被検眼の屈折力を取得する屈折力取得部を有し、
    制御部は、取得された屈折力を前記測定値として前記記憶部に記憶させる
    ことを特徴とする請求項8に記載の眼科観察装置。
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