JP5117787B2 - 光画像計測装置 - Google Patents

Description

この発明は、被測定物体に光ビームを照射し、その反射光に基づく干渉光を検出して被測定物体の画像を形成する光画像計測装置に関する。

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画像計測技術が注目を集めている。この光画像計測技術は、Ｘ線ＣＴ装置のような人体に対する侵襲性を持たないことから、特に医療分野における応用の展開が期待されている。

特許文献１には、測定腕が回転式転向鏡（ガルバノミラー）により物体を走査し、参照腕に参照ミラーが設置されており、さらにその出口では、計測腕及び参照腕からの光束の干渉によって現れる光の強度が分光器で分析もされるという干渉器が利用されていて、参照腕には参照光光束位相を不連続な値で段階的に変える装置が設けられた構成の光画像計測装置が開示されている。

特許文献１の光画像計測装置は、いわゆる「フーリエドメインＯＣＴ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｄｏｍａｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）」の手法を用いるものである。すなわち、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、その反射光のスペクトル強度分布を取得し、それをフーリエ変換することにより、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、特許文献１に記載の光画像計測装置は、光ビーム（信号光）を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できるようになっている。なお、この光画像計測装置においては、ｚ方向に直交する１方向（ｘ方向）にのみ光ビームを走査するようになっているので、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次元断層画像となる。

特許文献２には、信号光を水平方向及び垂直方向に走査することにより水平方向の２次元断層画像を複数形成し、これら複数の断層画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、複数の断層画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）、複数の断層画像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考えられる。

特許文献３には、このような光画像計測装置を眼科分野に適用した構成が開示されている。

特許文献４、５には、他のタイプの光画像計測装置が開示されている。特許文献４には、被測定物体に照射される光の波長を走査するタイプの光画像計測装置が記載されている。この光画像計測装置は、スウェプトソース（Ｓｗｅｐｔ Ｓｏｕｒｃｅ）タイプなどと呼ばれる。

また、特許文献５には、所定のビーム径を有する光を被測定物体に照射して、光の進行方向に直交する断面の画像を形成する光画像計測装置が記載されている。この光画像計測装置は、フルフィールド（ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ）タイプ、或いはエンフェイス（ｅｎ−ｆａｃｅ）タイプなどと呼ばれる。

特開平１１−３２５８４９号公報 特開２００２−１３９４２１号公報 特開２００３−５４３号公報 特開２００７−２４６７７号公報 特開２００６−１５３８３８号公報

光画像計測装置による計測では、被測定物体の状態等により干渉光の強度が低下し、明瞭な画像が得られないことがある。

たとえば、白内障等により被検眼の透光体が濁っている場合、被検眼を経由する信号光の強度が低下する。それにより干渉光の強度が低下して、眼底の明瞭な画像が得られないことがある。

この発明は、このような問題を解決するためになされたもので、干渉光の強度が低い場合であっても明瞭な画像を取得可能な光画像計測装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、前記検出信号に基づいて前記被測定物体の評価画像を形成する画像形成手段と、前記評価画像が形成された後に、前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、干渉光の検出信号の強度を増大させるように制御を行う制御手段と、を備え、前記画像形成手段は、強度が増大された検出信号に基づいて前記被測定物体の画像を形成する、ことを特徴とする光画像計測装置である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光画像計測装置であって、前記検出手段は、干渉光を受光して電荷に変換し、電荷を蓄積して検出信号を生成し、前記制御手段は、前記検出手段による電荷の蓄積量を増大させるように制御を行うことにより干渉光の検出信号の強度を増大させる、ことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光画像計測装置であって、前記制御手段は、前記検出手段を制御して電荷の蓄積時間を増大させることにより前記蓄積量を増大させる、ことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光画像計測装置であって、前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の蓄積時間に応じた走査速度で信号光を走査させる、ことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の光画像計測装置であって、前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の蓄積時間に応じた個数の走査点に対して順次に信号光を照射させる、ことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の光画像計測装置であって、前記制御手段は、前記光源を制御して光の出力時間を増大させることにより前記蓄積量を増大させる、ことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光画像計測装置であって、前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力時間に応じた走査速度を求め、当該走査速度で信号光を走査させる、ことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の光画像計測装置であって、前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力時間に応じた走査点の個数を求め、当該個数の走査点に対して順次に信号光を照射させる、ことを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項２に記載の光画像計測装置であって、前記制御手段は、前記光源を制御して光の出力強度を増大させることにより前記蓄積量を増大させる、ことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光画像計測装置であって、前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力強度に応じた走査速度で信号光を走査させる、ことを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の光画像計測装置であって、前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力強度に応じた個数の走査点に対して順次に信号光を照射させる、ことを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記画像形成手段は、前記検出信号の複数の周波数成分を求める演算手段を備え、前記判断手段は、前記複数の周波数成分の強度のうちの最小値を特定し、前記最小値が所定値以上であるか判断することにより前記検出信号の強度を判断し、前記制御手段は、前記最小値が所定値未満であると判断されたときに、前記最小値に対応する周波数成分が所定値以上になるように干渉光の検出信号の強度を増大させる、ことを特徴とする。

また、請求項１３に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記判断手段は、前記画像の複数の画素の画素値のうちの最大値を特定し、前記最大値が所定値以上であるか判断することにより前記検出信号の強度を判断し、前記制御手段は、前記最大値が所定値未満であると判断されたときに、前記最大値に対応する画素の画素値が所定値以上になるように干渉光の検出信号の強度を増大させる、ことを特徴とする。

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記判断手段は、前記画像の複数の画素のうち画素値が所定値以上である画素を特定し、前記特定された画素の個数が所定数以上であるか判断することにより前記検出信号の強度を判断し、前記制御手段は、前記個数が所定数未満であると判断されたときに、画素値が所定値以上である画素の個数が所定数以上になるように干渉光の検出信号の強度を増大させる、ことを特徴とする。

また、請求項１５に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記判断手段は、制御手段による制御後の新たな干渉光の検出信号の強度が前記所定閾値以上であるか判断し、前記制御手段は、前記新たな強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記光源、前記検出手段及び前記画像形成手段を制御し、二以上の画像を形成させ、前記二以上の画像を重ね合わせて新たな画像を形成させる、ことを特徴とする。

また、請求項１６に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記判断手段は、制御手段による制御後の新たな検出信号の強度が前記所定閾値以上であるか判断し、前記制御手段は、前記新たな強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記画像に対して画質を向上させるための所定の画像処理を施させる、ことを特徴とする。

また、請求項１７に記載の発明は、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置であって、前記判断手段は、制御手段による制御後の新たな干渉光の検出信号の強度が前記所定閾値以上であるか判断し、前記制御手段は、前記新たな強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記検出信号の振幅を増大させて新たな検出信号を生成させ、前記新たな検出信号に基づく画像を形成させる、ことを特徴とする。

また、請求項１８に記載の発明は、光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、前記検出信号に基づいて前記被測定物体の評価画像を形成する画像形成手段と、前記評価画像が形成された後に、前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記光源、前記検出信号及び前記画像形成手段を制御し、二以上の画像を形成させ、前記二以上の画像を重ね合わせて新たな画像を形成させる制御手段と、を備えることを特徴とする光画像計測装置である。

また、請求項１９に記載の発明は、光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、前記検出信号に基づいて前記被測定物体の評価画像を形成する画像形成手段と、前記評価画像が形成された後に、前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記画像に対して画質を向上させるための所定の画像処理を施させる制御手段と、を備えることを特徴とする光画像計測装置である。

また、請求項２０に記載の発明は、請求項１６又は請求項１９に記載の光画像計測装置であって、前記所定の画像処理は、前記画像における画素値の分布を平均化する平均化処理、又は、前記画像の画素について、周囲の画素の画素値を基に画素値を修正するフィルタリング処理である、ことを特徴とする。

また、請求項２１に記載の発明は、光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、を有し、前記検出信号に基づいて前記被測定物体の画像を形成する画像形成手段と、前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記検出信号の振幅を増大させて新たな検出信号を生成させ、前記新たな検出信号に基づく画像を形成させる制御手段と、を備えることを特徴とする光画像計測装置である。

また、請求項２２に記載の発明は、請求項１７又は請求項２１に記載の光画像計測装置であって、前記画像形成手段は、前記検出信号に含まれるノイズを除去することにより前記新たな検出信号を生成させる、ことを特徴とする。

この発明によれば、干渉光の検出信号の強度が所定閾値未満である場合に、この検出信号の強度を増大させて画像を形成するように作用するので、干渉光の強度が低い場合であっても明瞭な画像を取得することができる。

この発明によれば、干渉光の検出信号の強度が所定閾値未満である場合に、二以上の画像を形成し、これらの画像を重ね合わせて新たな画像を形成するように作用するので、干渉光の強度が低い場合であっても画像の明瞭化を図ることができる。

この発明によれば、干渉光の検出信号の強度が所定閾値未満である場合に、画像に対して所定の画像処理を施すことができる。この画像処理としては、平均化処理やフィルタリング処理がある。したがって、干渉光の強度が低い場合であっても画像の明瞭化を図ることができる。

この発明によれば、干渉光の検出信号の強度が所定閾値未満である場合に、干渉光の検出信号の振幅を増大させて新たな検出信号を生成し、この新たな検出信号に基づく画像を形成するように作用するので、干渉光の強度が低い場合であっても画像の明瞭化を図ることができる。

この発明に係る光画像計測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。

この発明に係る光画像計測装置は、ＯＣＴ技術を用いて被測定物体の断層画像や３次元画像を形成する装置である。適用される計測手法は、フーリエドメインタイプ、スウェプトソースタイプ、フルフィールドタイプなど、任意の手法でよい。なお、信号光の走査に関する制御を実行する場合には、フーリエドメインタイプやスウェプトソースタイプなど、信号光を走査する任意の計測手法を適用する。

［装置構成］
この実施形態では、眼底のＯＣＴ画像（断層画像、３次元画像等）を取得する眼底観察装置について説明する。図１に示す眼底観察装置１は、フーリエドメインタイプの光画像計測装置として機能する。この実施形態において、被測定物体は眼底である。

［全体構成］
眼底観察装置１は、図１に示すように、眼底カメラユニット１Ａ、ＯＣＴユニット１５０及び演算制御装置２００を含んで構成される。眼底カメラユニット１Ａは、従来の眼底カメラとほぼ同様の光学系を有する。なお、眼底カメラは、眼底表面の２次元画像を撮影する装置である。ＯＣＴユニット１５０は、ＯＣＴ画像を取得するための光学系を格納している。演算制御装置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具備している。

ＯＣＴユニット１５０には、接続線１５２の一端が取り付けられている。接続線１５２の他端には、接続線１５２を眼底カメラユニット１Ａに接続するコネクタ部１５１が取り付けられている。接続線１５２の内部には光ファイバが導通されている。このように、ＯＣＴユニット１５０と眼底カメラユニット１Ａは、接続線１５２を介して光学的に接続されている。

〔眼底カメラユニットの構成〕
眼底カメラユニット１Ａは、眼底表面の２次元画像を形成するための光学系を有する。ここで、眼底表面の２次元画像とは、眼底表面を撮影したカラー画像やモノクロ画像、更には蛍光画像（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等）などを表す。眼底カメラユニット１Ａは、従来の眼底カメラと同様に、眼底Ｅｆを照明する照明光学系１００と、この照明光の眼底反射光を撮像装置１０に導く撮影光学系１２０とを備えている。

なお、詳細は後述するが、撮影光学系１２０の撮像装置１０は、近赤外領域の波長を有する照明光を検出する。また、撮影光学系１２０には、可視領域の波長を有する照明光を検出する撮像装置１２が別途設けられている。更に、撮影光学系１２０は、ＯＣＴユニット１５０からの信号光を眼底Ｅｆに導くとともに、眼底Ｅｆを経由した信号光をＯＣＴユニット１５０に導くように作用する。

照明光学系１００は、観察光源１０１、コンデンサレンズ１０２、撮影光源１０３、コンデンサレンズ１０４、エキサイタフィルタ１０５及び１０６、リング透光板１０７、ミラー１０８、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１０９、照明絞り１１０、リレーレンズ１１１、孔開きミラー１１２、対物レンズ１１３を含んで構成される。

観察光源１０１は、たとえば約４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲に含まれる可視領域の波長の照明光を出力する。また、撮影光源１０３は、たとえば約７００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に含まれる近赤外領域の波長の照明光を出力する。撮影光源１０３から出力される近赤外光は、ＯＣＴユニット１５０で使用する光の波長よりも短く設定されている（後述）。

また、撮影光学系１２０は、対物レンズ１１３、孔開きミラー１１２（の孔部１１２ａ）、撮影絞り１２１、バリアフィルタ１２２及び１２３、変倍レンズ１２４、リレーレンズ１２５、撮影レンズ１２６、ダイクロイックミラー１３４、フィールドレンズ（視野レンズ）１２８、ハーフミラー１３５、リレーレンズ１３１、ダイクロイックミラー１３６、撮影レンズ１３３、撮像装置１０（撮像素子１０ａ）、反射ミラー１３７、撮影レンズ１３８、撮影装置１２（撮像素子１２ａ）、レンズ１３９及びＬＣＤ１４０を含んで構成される。

更に、撮影光学系１２０には、ダイクロイックミラー１３４、ハーフミラー１３５、ダイクロイックミラー１３６、反射ミラー１３７、撮影レンズ１３８、レンズ１３９及びＬＣＤ１４０が設けられている。

ダイクロイックミラー１３４は、照明光学系１００からの照明光の眼底反射光（約４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する）を反射するとともに、ＯＣＴユニット１５０からの信号光ＬＳ（たとえば約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する；後述）を透過させるように構成されている。

また、ダイクロイックミラー１３６は、照明光学系１００からの可視領域の波長を有する照明光（観察光源１０１から出力される波長約４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光）を透過させるとともに、近赤外領域の波長を有する照明光（撮影光源１０３から出力される波長約７００ｎｍ〜８００ｎｍの近赤外光）を反射するように構成されている。

ＬＣＤ１４０は、被検眼Ｅを固視させるための固視標（内部固視標）を表示する。ＬＣＤ１４０からの光は、レンズ１３９により集光された後に、ハーフミラー１３５により反射され、フィールドレンズ１２８を経由してダイクロイックミラー１３６に反射される。更に、この光は、撮影レンズ１２６、リレーレンズ１２５、変倍レンズ１２４、孔開きミラー１１２（の孔部１１２ａ）、対物レンズ１１３等を経由して、被検眼Ｅに入射する。それにより、被検眼Ｅの眼底Ｅｆに内部固視標が投影される。

撮像素子１０ａは、テレビカメラ等の撮像装置１０に内蔵されたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子であり、特に、近赤外領域の波長の光を検出する。つまり、撮像装置１０は、近赤外光を検出する赤外線テレビカメラである。撮像装置１０は、近赤外光を検出した結果として映像信号を出力する。

タッチパネルモニタ１１は、この映像信号に基づいて、眼底Ｅｆの表面の２次元画像（眼底画像Ｅｆ′）を表示する。また、この映像信号は演算制御装置２００に送られ、ディスプレイ（後述）に眼底画像が表示される。

なお、撮像装置１０による撮影時には、たとえば撮影光源１０３から出力される近赤外領域の波長を有する照明光が用いられる。

一方、撮像素子１２ａは、テレビカメラ等の撮像装置１２に内蔵されたＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子であり、特に、可視領域の波長の光を検出する。つまり、撮像装置１２は、可視光を検出するテレビカメラである。撮像装置１２は、可視光を検出した結果として映像信号を出力する。

タッチパネルモニタ１１は、この映像信号に基づいて、眼底Ｅｆの表面の２次元画像（眼底画像Ｅｆ′）を表示する。また、この映像信号は演算制御装置２００に送られ、ディスプレイ（後述）に眼底画像が表示される。

なお、撮像装置１２による眼底撮影時には、たとえば観察光源１０１から出力される可視領域の波長を有する照明光が用いられる。

眼底カメラユニット１Ａには、走査ユニット１４１とレンズ１４２とが設けられている。走査ユニット１４１は、ＯＣＴユニット１５０から出力される光（信号光ＬＳ；後述）の眼底Ｅｆに対する照射位置を走査する。走査ユニット１４１は、この発明の「走査手段」の一例である。

レンズ１４２は、ＯＣＴユニット１５０から接続線１５２を通じて導光された信号光ＬＳを平行な光束にして走査ユニット１４１に入射させる。また、レンズ１４２は、走査ユニット１４１を経由してきた信号光ＬＳの眼底反射光を集束させる。

図２に、走査ユニット１４１の構成の一例を示す。走査ユニット１４１は、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂと、反射ミラー１４１Ｃ、１４１Ｄとを含んで構成されている。

ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂは、それぞれ回動軸１４１ａ、１４１ｂを中心に回動可能に配設された反射ミラーである。各ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂは、後述の駆動機構（図５に示すミラー駆動機構２４１、２４２）によって回動軸１４１ａ、１４１ｂを中心にそれぞれ回動される。それにより、各ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの反射面（信号光ＬＳを反射する面）の向きが変更される。

回動軸１４１ａ、１４１ｂは、互いに直交して配設されている。図２においては、ガルバノミラー１４１Ａの回動軸１４１ａは、紙面に対して平行方向に配設されている。また、ガルバノミラー１４１Ｂの回動軸１４１ｂは、紙面に対して直交する方向に配設されている。

すなわち、ガルバノミラー１４１Ｂは、図２中の両側矢印に示す方向に回動可能に構成され、ガルバノミラー１４１Ａは、当該両側矢印に対して直交する方向に回動可能に構成されている。それにより、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂは、信号光ＬＳの反射方向を互いに直交する方向に変更するようにそれぞれ作用する。図１、図２から分かるように、ガルバノミラー１４１Ａを回動させると信号光ＬＳはｘ方向に走査され、ガルバノミラー１４１Ｂを回動させると信号光ＬＳはｙ方向に走査される。

ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂにより反射された信号光ＬＳは、反射ミラー１４１Ｃ、１４１Ｄにより反射され、ガルバノミラー１４１Ａに入射したときと同じ向きに進行するようになっている。

なお、接続線１５２の内部の光ファイバ１５２ａの端面１５２ｂは、レンズ１４２に対峙して配設される。端面１５２ｂから出射された信号光ＬＳは、レンズ１４２に向かってビーム径を拡大しつつ進行し、レンズ１４２によって平行な光束とされる。逆に、眼底Ｅｆを経由した信号光ＬＳは、レンズ１４２により端面１５２ｂに向けて集束されて光ファイバ１５２ａに入射する。

〔ＯＣＴユニットの構成〕
次に、ＯＣＴユニット１５０の構成について図３を参照しつつ説明する。ＯＣＴユニット１５０は、眼底のＯＣＴ画像を形成するための光学系を有する。

ＯＣＴユニット１５０は、従来の光画像計測装置とほぼ同様の光学系を備えている。すなわち、ＯＣＴユニット１５０は、低コヒーレンス光を参照光と信号光に分割し、被検眼を経由した信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成してこれを検出する。この検出結果（検出信号）は演算制御装置２００に入力される。演算制御装置２００は、この検出信号を解析して眼底の断層画像や３次元画像を形成する。

低コヒーレンス光源１６０は、低コヒーレンス光Ｌ０を出力する広帯域光源により構成される。広帯域光源としては、たとえば、スーパールミネセントダイオード（ＳＬＤ：Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ）や、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｅｄ Ｄｉｏｄｅ）などが用いられる。低コヒーレンス光源１６０は、この発明の「光源」の一例である。

低コヒーレンス光Ｌ０は、たとえば、近赤外領域の波長の光を含み、かつ、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光とされる。低コヒーレンス光Ｌ０は、眼底カメラユニット１Ａの照明光（波長約４００ｎｍ〜８００ｎｍ）よりも長い波長、たとえば約８００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲に含まれる波長を有する。

低コヒーレンス光源１６０から出力された低コヒーレンス光Ｌ０は、光ファイバ１６１を通じて光カプラ１６２に導かれる。光ファイバ１６１は、たとえばシングルモードファイバやＰＭファイバ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｆｉｂｅｒ；偏波面保持ファイバ）等により構成される。光カプラ１６２は、低コヒーレンス光Ｌ０を参照光ＬＲと信号光ＬＳとに分割する。

なお、光カプラ１６２は、光を分割する手段（スプリッタ；ｓｐｌｉｔｔｅｒ）、及び、光を重畳する手段（カプラ；ｃｏｕｐｌｅｒ）の双方として作用するものであるが、ここでは慣用的に「光カプラ」と称することにする。

光カプラ１６２により生成された参照光ＬＲは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６３により導光されてファイバ端面から出射される。更に、参照光ＬＲは、コリメータレンズ１７１により平行光束とされた後に、ガラスブロック１７２及び濃度フィルタ１７３を経由し、参照ミラー１７４により反射される。参照ミラー１７４は、この発明の「参照物体」の例である。

参照ミラー１７４により反射された参照光ＬＲは、再び濃度フィルタ１７３及びガラスブロック１７２を経由し、コリメータレンズ１７１によって光ファイバ１６３のファイバ端面に集光され、光ファイバ１６３を通じて光カプラ１６２に導かれる。

ここで、ガラスブロック１７２と濃度フィルタ１７３は、参照光ＬＲと信号光ＬＳの光路長（光学距離）を合わせるための遅延手段として、また、参照光ＬＲと信号光ＬＳの分散特性を合わせるための分散補償手段として作用する。

また、濃度フィルタ１７３は、参照光ＬＲの光量を減少させる減光フィルタとしても作用する。濃度フィルタ１７３は、たとえば、回転型のＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタにより構成される。濃度フィルタ１７３は、モータ等の駆動装置を含んで構成される駆動機構（後述の濃度フィルタ駆動機構２４４；図５参照）によって回転駆動される。それにより、干渉光ＬＣの生成に寄与する参照光ＬＲの光量が変更される。

また、参照ミラー１７４は、参照光ＬＲの進行方向（図３に示す両側矢印方向）に移動可能とされている。それにより、被検眼Ｅの眼軸長やワーキングディスタンス（対物レンズ１１３と被検眼Ｅとの距離）などに応じた参照光ＬＲの光路長を確保できる。また、参照ミラー１７４を移動させることにより、眼底Ｅｆの任意の深度位置の画像を取得することができる。なお、参照ミラー１７４は、モータ等の駆動装置を含んで構成される駆動機構（後述の参照ミラー駆動機構２４３；図５参照）によって移動される。

一方、光カプラ１６２により生成された信号光ＬＳは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６４により接続線１５２の端部まで導光される。接続線１５２の内部には光ファイバ１５２ａが導通されている。ここで、光ファイバ１６４と光ファイバ１５２ａは、単一の光ファイバから形成されていてもよいし、各々の端面同士を接合するなどして一体的に形成されていてもよい。いずれにしても、光ファイバ１６４、１５２ａは、眼底カメラユニット１ＡとＯＣＴユニット１５０との間で、信号光ＬＳを伝送可能に構成されていれば十分である。

信号光ＬＳは、接続線１５２内部を導光されて眼底カメラユニット１Ａに案内される。更に、信号光ＬＳは、レンズ１４２、走査ユニット１４１、ダイクロイックミラー１３４、撮影レンズ１２６、リレーレンズ１２５、変倍レンズ１２４、撮影絞り１２１、孔開きミラー１１２の孔部１１２ａ、対物レンズ１１３を経由して被検眼Ｅに照射される。なお、信号光ＬＳを被検眼Ｅに照射させるときには、バリアフィルタ１２２、１２３は、それぞれ事前に光路から退避される。

被検眼Ｅに入射した信号光ＬＳは、眼底Ｅｆ上にて結像し反射される。このとき、信号光ＬＳは、眼底Ｅｆの表面で反射されるだけでなく、眼底Ｅｆの深部領域にも到達して屈折率境界において散乱される。したがって、眼底Ｅｆを経由した信号光ＬＳは、眼底Ｅｆの表面形態を反映する情報と、眼底Ｅｆの深層組織の屈折率境界における後方散乱の状態を反映する情報とを含んでいる。この光を単に「信号光ＬＳの眼底反射光」と呼ぶことがある。

信号光ＬＳの眼底反射光は、眼底カメラユニット１Ａ内の上記経路を逆向きに進行して光ファイバ１５２ａの端面１５２ｂに集光され、光ファイバ１５２を通じてＯＣＴユニット１５０に入射し、光ファイバ１６４を通じて光カプラ１６２に戻ってくる。

光カプラ１６２は、被検眼Ｅを経由して戻ってきた信号光ＬＳと、参照ミラー１７４にて反射された参照光ＬＲとを重畳して干渉光ＬＣを生成する。この干渉光ＬＣは、シングルモードファイバ等からなる光ファイバ１６５を通じてスペクトロメータ１８０に導かれる。

なお、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。

この発明の「干渉光生成手段」は、たとえば、光カプラ１６２と、信号光ＬＳの光路上の光学部材（つまり光カプラ１６２と被検眼Ｅとの間に配置された光学部材）と、参照光ＬＲの光路上の光学部材（つまり光カプラ１６２と参照ミラー１７４との間に配置された光学部材）とを含んで構成される。特に、干渉光生成手段は、光カプラ１６２、光ファイバ１６３、１６４及び参照ミラー１７４を具備する干渉計を含んで構成される。

スペクトロメータ（分光計）１８０は、コリメータレンズ１８１、回折格子１８２、結像レンズ１８３、ＣＣＤ１８４を含んで構成される。回折格子１８２は、光を透過させる透過型の回折格子であってもよいし、光を反射する反射型の回折格子であってもよい。また、ＣＣＤ１８４に代えて、ＣＭＯＳ等の他の光検出素子を用いることも可能である。

スペクトロメータ１８０に入射した干渉光ＬＣは、コリメータレンズ１８１により平行光束とされ、回折格子１８２によって分光（スペクトル分解）される。分光された干渉光ＬＣは、結像レンズ１８３によってＣＣＤ１８４の撮像面上に結像される。ＣＣＤ１８４は、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。ＣＣＤ１８４は、この電荷を蓄積して検出信号を生成する。更に、ＣＣＤ１８４は、この検出信号を演算制御装置２００に送信する。電荷の蓄積する時間やタイミング、更には検出信号の送信タイミングは、たとえば演算制御装置２００によって制御される。ＣＣＤ１８４は、この発明の「検出手段」の一例である。

〔演算制御装置の構成〕
次に、演算制御装置２００の構成について説明する。演算制御装置２００は、ＯＣＴユニット１５０のＣＣＤ１８４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。このときの解析手法は、従来のフーリエドメインＯＣＴの手法と同様である。

また、演算制御装置２００は、眼底カメラユニット１Ａの撮像装置１０、１２から出力される映像信号に基づいて眼底Ｅｆの表面の形態を示す２次元画像を形成する。

更に、演算制御装置２００は、眼底カメラユニット１Ａ及びＯＣＴユニット１５０の各部を制御する。

眼底カメラユニット１Ａの制御として、演算制御装置２００は、観察光源１０１や撮影光源１０３による照明光の出力制御、エキサイタフィルタ１０５、１０６やバリアフィルタ１２２、１２３の光路上への挿入／退避動作の制御、ＬＣＤ１４０等の表示装置の動作制御、照明絞り１１０の移動制御（絞り値の制御）、撮影絞り１２１の絞り値の制御、変倍レンズ１２４の移動制御（倍率の制御）などを行う。更に、演算制御装置２００は、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの動作制御を行う。

また、ＯＣＴユニット１５０の制御として、演算制御装置２００は、低コヒーレンス光源１６０による低コヒーレンス光Ｌ０の出力制御、参照ミラー１７４の移動制御、濃度フィルタ１７３の回転動作（参照光ＬＲの光量の減少量の変更動作）の制御、ＣＣＤ１８４の蓄積タイミングや信号出力タイミングの制御などを行う。

このような演算制御装置２００のハードウェア構成について図４を参照しつつ説明する。

演算制御装置２００は、従来のコンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。具体的には、演算制御装置２００は、マイクロプロセッサ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０４、キーボード２０５、マウス２０６、ディスプレイ２０７、画像形成ボード２０８及び通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２０９を含んで構成される。これら各部は、バス２００ａにより接続されている。

マイクロプロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を含んで構成される。マイクロプロセッサ２０１は、制御プログラム２０４ａをハードディスクドライブ２０４から読み出してＲＡＭ２０２上に展開することにより、この実施形態に特徴的な動作を眼底観察装置１に実行させる。

また、マイクロプロセッサ２０１は、前述した装置各部の制御や、各種の演算処理などを実行する。また、マイクロプロセッサ２０１は、キーボード２０５やマウス２０６からの操作信号を受け、その操作内容に応じて装置各部を制御する。更に、マイクロプロセッサ２０１は、ディスプレイ２０７による表示処理の制御や、通信インターフェイス２０９によるデータや信号の送受信処理の制御などを行う。

キーボード２０５、マウス２０６及びディスプレイ２０７は、眼底観察装置１のユーザインターフェイスとして使用される。キーボード２０５は、たとえば文字や数字等をタイピング入力するためのデバイスとして用いられる。マウス２０６は、ディスプレイ２０７の表示画面に対する各種入力操作を行うためのデバイスとして用いられる。

また、ディスプレイ２０７は、たとえばＬＣＤやＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ等の表示デバイスであり、眼底観察装置１により形成された眼底Ｅｆの画像などの各種の画像を表示したり、操作画面や設定画面などの各種の画面を表示したりする。

なお、眼底観察装置１のユーザインターフェイスは、このような構成に限定されるものではなく、たとえばトラックボール、ジョイスティック、タッチパネル式のＬＣＤ、眼科検査用のコントロールパネルなどを含んでいてもよい。ユーザインターフェイスとしては、情報を表示出力する機能と、情報を入力したり装置の操作を行ったりする機能とを具備する任意の構成を採用できる。

画像形成ボード２０８は、眼底Ｅｆの画像（画像データ）を形成する処理を行う専用の電子回路である。画像形成ボード２０８には、眼底画像形成ボード２０８ａとＯＣＴ画像形成ボード２０８ｂとが設けられている。

眼底画像形成ボード２０８ａは、撮像装置１０や撮像装置１２からの映像信号に基づいて眼底画像の画像データを形成する専用の電子回路である。

また、ＯＣＴ画像形成ボード２０８ｂは、ＯＣＴユニット１５０のＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいて眼底Ｅｆの断層画像の画像データを形成する専用の電子回路である。

このような画像形成ボード２０８を設けることにより、眼底画像や断層画像を形成する処理の処理速度を向上させることができる。

通信インターフェイス２０９は、マイクロプロセッサ２０１からの制御信号を、眼底カメラユニット１ＡやＯＣＴユニット１５０に送信する。また、通信インターフェイス２０９は、撮像装置１０、１２からの映像信号や、ＯＣＴユニット１５０のＣＣＤ１８４からの検出信号を受信して、画像形成ボード２０８に入力する。このとき、通信インターフェイス２０９は、撮像装置１０、１２からの映像信号を眼底画像形成ボード２０８ａに入力し、ＣＣＤ１８４からの検出信号をＯＣＴ画像形成ボード２０８ｂに入力するようになっている。

また、演算制御装置２００がＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やインターネット等の通信回線に接続されている場合には、ＬＡＮカード等のネットワークアダプタやモデム等の通信機器を通信インターフェイス２０９に具備させ、この通信回線を介してデータ通信を行えるように構成できる。この場合、制御プログラム２０４ａを格納するサーバを通信回線上に設置するとともに、演算制御装置２００を当該サーバのクライアント端末として構成することにより、眼底観察装置１を動作させることができる。

〔制御系の構成〕
次に、眼底観察装置１の制御系の構成について図５及び図６を参照しつつ説明する。

（制御部）
眼底観察装置１の制御系は、演算制御装置２００の制御部２１０を中心に構成される。制御部２１０は、マイクロプロセッサ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ハードディスクドライブ２０４（制御プログラム２０４ａ）、通信インターフェイス２０９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が設けられている。主制御部２１１は、前述した各種の制御を行う。

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、検出信号の強度（各周波数成分の強度）、被検者情報（患者ＩＤや氏名など、被検者に関する情報）などがある。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。

（画像形成部）
画像形成部２２０は、撮像装置１０、１２からの映像信号に基づいて眼底画像Ｅｆ′の画像データを形成する。

また、画像形成部２２０は、ＣＣＤ１８４からの検出信号に基づいて眼底Ｅｆの断層画像の画像データを形成する。この処理には、たとえば、ノイズ除去（ノイズ低減）、フィルタ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などが含まれている。特に、周波数成分演算部２２１は、ＦＦＴを実行することにより、検出信号の周波数成分の強度を求める。なお、検出信号の周波数成分は、干渉光ＬＣのスペクトル成分に対応する。周波数成分演算部２２１は、この発明の「演算手段」の一例である。

画像形成部２２０は、たとえば、検出信号の強度、より詳しくは周波数成分の強度に基づいて画素値（輝度値）を決定することにより、ＯＣＴ画像の画像データを形成する。このように、検出信号（強度）と画像データ（画素値）とは対応関係にある。この明細書では、検出信号の強度と画像データの画素値とを同一視することがある。

画像形成部２２０は、画像形成ボード２０８や通信インターフェイス２０９等を含んで構成される。なお、この明細書では、「画像データ」と、それに基づいて表示される「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の画像データ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、画像の輝度補正や分散補正等の各種補正処理などを実行する。また、画像処理部２３０は、後述のように、検出信号（周波数成分）に関する処理も行う。

また、画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された断層画像の間の画素を補間する補間処理を実行することにより、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。ディスプレイ２０７等の表示デバイスには、この画像データに基づく擬似的な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、複数の断層画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画像を、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により得られる画像データである。

画像処理部２３０の強度判断部２３１は、検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する。換言すると、強度判断部２３１は、ＯＣＴ画像の画像データの画素の画素が所定閾値以上であるか判断する。なお、ここで言う「所定閾値以上」は、所定閾値と等しいか又は所定閾値を超えるという意味であるが、前者において所定閾値と厳密に等しい必要はなく、この実施形態の作用効果が奏される程度の誤差は許容するものとする。これは、用語「未満」等についても同様である。強度判断部２３１は、この発明の「判断手段」の一例である。以下、強度判断部２３１が実行する処理の例を説明する。

第１の処理例は、検出信号の周波数成分に基づくものである。検出信号には、複数の周波数成分が含まれている。各周波数成分の強度は、周波数成分演算部２２１によって取得される。強度判断部２３１は、複数の周波数成分の強度を比較して最小値を特定する。

次に、強度判断部２３１は、この最小値が所定値以上であるか判断する。この所定値は事前に設定される。強度判断部２３１は、最小値が所定値以上であるときに、検出信号の強度は所定閾値以上であると判断する。逆に、最小値が所定値未満であるときには、検出信号の強度は所定閾値未満であると判断される。

第２の処理例は、ＯＣＴ画像（断層画像）の画素の画素値（輝度値）に基づくものである。強度判断部２３１は、ＯＣＴ画像の複数の画素の画素値を比較して最大値を特定する。

次に、強度判断部２３１は、この最大値が所定値以上であるか判断する。この所定値は事前に設定される。強度判断部２３１は、最大値が所定値以上であるときに、検出信号の強度は所定閾値以上であると判断する。逆に、最大値が所定値未満であるときには、検出信号の強度は所定閾値未満であると判断される。

第３の処理例もＯＣＴ画像（断層画像）の画素の画素値（輝度値）に基づくものである。強度判断部２３１は、ＯＣＴ画像の複数の画素のうち、画素値が所定値以上である画素を特定する。この処理は、各画素の画素値と所定値とを比較し、画素値が所定値以上であるか判断することで実行できる。この所定値は事前に設定される。

次に、強度判断部２３１は、所定値以上の画素値を有する画素の個数が所定数以上であるか判断する。この処理は、所定値以上の画素値を有する画素の個数をカウントし、その個数と所定数とを比較することで実行できる。また、ＯＣＴ画像における画素値のヒストグラムを作成し、所定値以上の画素値を有する画素の個数を特定し、その個数と所定数とを比較することにより同様の判断を実行してもよい。この所定数は事前に設定される。強度判断部２３１は、所定値以上の画素値を有する画素の個数が所定数以上であるときに、検出信号の強度は所定閾値以上であると判断する。逆に、この個数が所定数未満であるときには、検出信号の強度は所定閾値未満であると判断される。

制御設定部２３２は、強度判断部２３１により検出信号の強度が所定閾値未満であると判断されたときに動作する。制御設定部２３２は、検出信号の強度を増大させるための各種の制御内容を設定する。この制御内容としては、低コヒーレンス光Ｌ０の出力強度や発光時間、信号光ＬＳの走査速度や走査位置、ＣＣＤ１８４による電荷の蓄積時間などがある。

出力強度設定部２３３は、低コヒーレンス光源１６０により出力される低コヒーレンス光Ｌ０の強度（明るさ）を設定する。なお、眼科分野等の医療分野に光画像計測装置を適用する場合には、低コヒーレンス光の強度の最大値が予め設定されており、この最大値を超える強度の設定は禁止される。これは、低コヒーレンス光Ｌ０（信号光ＬＳ）が患者にダメージを与える事態を回避し、安全に計測を行うための配慮である。以下、低コヒーレンス光の出力強度の設定処理の例を説明する。

第１の処理例として、出力強度設定部２３３は、強度判断部２３１による判断対象になった検出信号の基の低コヒーレンス光Ｌ０の出力強度（元の出力強度）を所定量だけ増大させることにより新たな出力強度を設定する。このときの増大量は予め設定されている。

第２の処理例として、出力強度設定部２３３は、検出信号の強度と所定閾値との差に基づいて、低コヒーレンス光Ｌ０の新たな出力強度を設定する。

たとえば、強度判断部２３１の第１の処理例が適用される場合、出力強度設定部２３３は、検出信号の周波数成分の最小値が所定値未満であるときに、所定値から最小値を減算し、この差の値に基づいて新たな出力強度を設定する。この処理は、たとえば、差の値と増大量とを関連付ける情報を予め作成して記憶しておき、この情報に基づいて増大量を決定することにより行うことができる。また、最小値と差の値との関係から増大量を算出するようにしてもよい。

強度判断部２３１の第２の処理例が適用される場合、出力強度設定部２３３は、画素値の最大値が所定値未満であるときに、所定値から最大値を減算し、この差の値に基づいて新たな出力強度を設定する。この処理は、たとえば、差の値と増大量とを関連付ける情報を予め作成して記憶しておき、この情報に基づいて増大量を決定することにより行うことができる。また、最大値と差の値との関係から増大量を算出するようにしてもよい。

強度判断部２３１の第３の処理例が適用される場合、出力強度設定部２３３は、所定値以上の画素値を有する画素の個数が所定数未満であるときに、所定数から個数を減算し、この差の値に基づいて新たな出力強度を設定する。この処理は、たとえば、差の値と増大量とを関連付ける情報を予め作成して記憶しておき、この情報に基づいて増大量を決定することにより行うことができる。また、個数と差の値との関係から増大量を算出するようにしてもよい。

発光時間設定部２３４は、低コヒーレンス光源１６０による低コヒーレンス光Ｌ０の出力時間（発光時間）を設定する。発光時間設定部２３４は、たとえば、前述した出力強度の設定と同様にして発光時間を設定する。なお、出力強度の場合と同様に、人体に照射可能な最大光量を超えるような発光時間の設定は禁止される。この最大光量は、たとえば出力強度に応じて設定される。

走査速度設定部２３５は、信号光ＬＳの走査速度を設定する。ここで、眼底Ｅｆを走査される信号光ＬＳの速度（次元は距離／時間）として走査速度を定義することもできるし、隣接する走査点（後述）に信号光ＬＳを移動させる時間間隔（つまり計測の時間間隔）として走査速度を定義することもできる。

走査速度設定部２３５は、他の設定内容を参照して走査速度を設定することができる。たとえば、走査速度設定部２３５は、出力強度設定部２３３により設定された出力強度を参照して走査速度を設定する。この処理は、たとえば、出力強度と走査速度とを関連付ける情報に基づいて行われる。走査速度は、たとえば、被検眼Ｅに照射される累積光量が安全な範囲に収まるように設定される。

また、走査速度設定部２３５は、発光時間設定部２３４により設定された発光時間を参照して走査速度を設定する。このとき、走査速度（計測の時間間隔）は、発光時間に同期されるように設定される。

走査位置設定部２３６は、信号光ＬＳの走査位置を設定する。走査位置は、後述のように、走査点の位置として設定される（走査線についても走査点の配列により決定される）。

走査位置設定部２３６は、他の設定内容を参照して走査位置を設定することができる。たとえば、走査位置設定部２３６は、出力強度設定部２３３により設定された出力強度を参照して走査位置を設定する。この処理では、たとえば、被検眼Ｅに照射される累積光量が安全な範囲に収まるように走査点の個数を決定し、これらの走査点を等間隔で配列させることにより走査位置を設定する。

また、走査位置設定部２３６は、発光時間設定部２３４により設定された発光時間を参照して走査位置を設定する。この処理では、たとえば、眼球運動による位置ずれの影響を考慮して（予め）定めされた走査時間と、発光時間とに基づいて走査点の個数を決定し、これらの走査点を等間隔で配列させることにより走査位置を設定する。

蓄積時間設定部２３７は、ＣＣＤ１８４による電荷の蓄積時間を設定する。以下、この処理の例を説明する。蓄積時間設定部２３７は、前述した出力強度の設定処理と同様に、予め設定された量だけ蓄積時間を増大させることもできるし、検出信号の強度と所定閾値との差に基づいて蓄積時間の増大量を演算することもできる。

なお、走査速度設定部２３５は、蓄積時間設定部２３７により設定された蓄積時間を参照して信号光ＬＳの走査速度を設定することができる。また、走査位置設定部２３６は、設定された蓄積時間に基づいて信号光ＬＳの走査位置を設定することができる。走査速度や走査位置は、蓄積時間に同期されるように設定される。

ここで、走査ユニット１４１、低コヒーレンス光源１６０及びＣＣＤ１８４の制御タイミングについて図７、図８を参照して説明する。ここで、図７に示すタイミングチャートは、制御内容を変更する前の制御タイミングを表す。図８に示すタイミングチャートは、変更後の制御内容を表す。この例では、変更の前後においてフレーム間隔は等しいものとする。

図７に示す制御タイミングでは、まず、時刻ｔ１に、第１の走査点の計測を開始する。すなわち、時刻ｔ１に、低コヒーレンス光源１６０を制御して低コヒーレンス光Ｌ０の出力を開始させると同時に、ＣＣＤ１８４を制御して電荷の蓄積を開始させる。なお、これらの制御タイミングの間に僅かなズレがあってもよい。たとえば、低コヒーレンス光源１６０の制御の僅か前にＣＣＤ１８４を制御することにより、出力開始時の低コヒーレンス光Ｌ０を検出し損ねないように余裕を持たせることができる。

次に、時刻ｔ２に、低コヒーレンス光源１６０を制御して低コヒーレンス光Ｌ０の出力を停止させる。

続いて、時刻ｔ３に、ＣＣＤ１８４を制御して電荷の蓄積を停止させる。なお、ＣＣＤ１８４による電荷の蓄積は、実際的には時刻ｔ２に終了しているが、当該制御タイミングにおいては、時刻ｔ２の後の時刻ｔ３に電荷の蓄積を停止させることで、出力停止直前の低コヒーレンス光Ｌ０を検出し損ねないように余裕を持たせている。以上で、第１の走査点の計測は終了となる。

次に、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の間に、走査ユニット１４１を制御して信号光ＬＳの照射位置を移動させる。それにより、信号光ＬＳの照射位置が第２の走査点に移動する。

そして、時刻ｔ６に、低コヒーレンス光Ｌ０の出力を開始させるとともに電荷の蓄積を開始させて、第２の走査点の計測を開始する。ここでも同様のタイミングで制御を行って第２の走査点の計測を行う。同様に、時刻ｔ１１には、第３の走査点の計測が開始される。この制御タイミングのフレーム間隔は、ｔ（ｋ＋５）−ｔｋ（ｋ＝１、２、・・・）である。

このような制御タイミングで計測を実施して得られた検出信号の強度が所定閾値以下であったとする。これを受けて、制御設定部２３２は新たな制御タイミングを設定する。

制御設定部２３２は、低コヒーレンス光Ｌ０の発光時間を設定し、更に、この新たな発光時間に応じて信号光ＬＳの走査速度を設定したものとする。図８に示す制御タイミングは、このようにして設定されたものである。

図８に示す制御タイミングでは、まず、変更前と同じ時刻ｔ１に、第１の走査点の計測を開始する。すなわち、時刻ｔ１に、低コヒーレンス光Ｌ０の出力を開始させるとともに電荷の蓄積を開始させる。なお、これらの制御タイミングのズレについても変更前と同様である。

次に、変更前と異なる時刻Ｔ２に、低コヒーレンス光源１６０を制御して低コヒーレンス光Ｌ０の出力を停止させる。ここで、Ｔ２＞ｔ２である。つまり、発光時間設定部２３４は、低コヒーレンス光Ｌ０の発光時間を、変更前よりも長く設定するので、Ｔ２−ｔ１＞ｔ２−ｔ１、すなわちＴ２＞ｔ２となる。

続いて、変更前と異なる時刻Ｔ３に、ＣＣＤ１８４を制御して電荷の蓄積を停止させる。なお、電荷の蓄積は、実際的には時刻Ｔ２に終了しているが、時刻Ｔ２の後の時刻Ｔ３に電荷の蓄積を停止させることにより余裕を持たせている。変更後の蓄積時間Ｔ３−ｔ１は、蓄積時間設定部２３７により、変更前の蓄積時間ｔ３−ｔ１よりも長く設定されている（つまりＴ３＞ｔ３）。ここで、変更前の蓄積時間ｔ３が時刻Ｔ２よりも後に設定されていた場合には、蓄積時間を新たに設定しなくてもよい。以上で、第１の走査点の計測は終了となる。

次に、変更前と異なる時刻Ｔ４に、走査ユニット１４１を制御して信号光ＬＳの照射位置の移動を開始させる。時刻Ｔ４は、時刻Ｔ２よりも後に、更には時刻Ｔ３よりも後に設定される。

続いて、変更前と同じ時刻ｔ５に、走査ユニット１４１を制御して信号光ＬＳの照射位置の移動を停止させる。それにより、信号光ＬＳの照射位置が第２の走査点に移動する。

ここで、第１の走査点と第２の走査点との距離が同じであるとすると、変更後の移動時間ｔ５−Ｔ４が、変更前の移動時間ｔ５−ｔ４よりも短いことを考慮すると（ｔ５−Ｔ４＜ｔ５−ｔ４）、変更後の走査速度は変更前よりも速くなければならない。走査速度設定部２３５は、この条件を満たすように、変更後の発光時間（及び変更後の蓄積時間）に基づいて、新たな走査速度を設定する。

次に、変更前と同じ時刻ｔ６に、第２の走査点の計測を開始する。ここでも同様のタイミングで制御を行って第２の走査点の計測を行う。同様に、時刻ｔ１１には、第３の走査点の計測が開始される。

以上の例では、走査速度を新たに設定する場合を説明したが、走査位置を新たに設定する場合についても同様である。走査速度を変更しない場合には、発光時間等の延長に伴い、変更前の走査点のうちの幾つか（たとえば一つおき）を新たな走査点として設定したり、変更前の走査線のうちの幾つか（たとえば一つおき）を新たな走査線として設定したりできる。また、走査速度と走査位置の双方を変更するようにしてもよい。

また、低コヒーレンス光Ｌ０の出力強度が増大された場合についても、以上の例と同様に、その増大量に応じて、走査速度や走査位置や蓄積時間を新たに設定することが可能である。更に、出力強度の増大量に応じて発光時間を変更することも可能である。

データ加工部２３８は、画像データや検出信号を加工する。以下、データ加工部２３８が実行する処理の例を説明する。

第１の処理例として、データ加工部２３８は、眼底Ｅｆ上の（ほぼ）同じ位置を計測して得られた二枚以上の画像を重ね合わせた画像（重畳画像）を生成する。この重畳画像は、たとえば同じ走査線に沿った二枚以上の画像を重ね合わせたものである。

画像の重ね合わせ処理は、たとえば、次のようにして実行される。まず、必要に応じて、画像の位置合わせを行う。この処理は、たとえば、血管の断面や形態的な特徴部位（黄斑部等）などの特徴領域を各画像中から探索し、この特徴領域の位置を一致させることにより実行される。また、各画像が３次元画像の一部である場合には、眼底Ｅｆの深度方向に３次元画像を積算して得られる積算画像を用いて位置合わせを行うことができる（たとえば特開２００７−１３０４０３号公報を参照）。このような位置合わせにより、二枚以上の画像が画素単位で対応付けられる。

画像の位置合わせが為されたら、対応付けられた二以上の画素の画素値（輝度値等）を足し合わせる。このとき、必要に応じ、画素値の和の値を、対応付けられた画素の個数（つまり重ね合わされる画像の枚数）で除算する。

このようにして得られた画素値を有する画素によって新たな画像データを生成する。この新たな画像データが、上記の重畳画像の画像データである。それにより、輝度にメリハリのついた重畳画像が得られる。

第２の処理例として、データ加工部２３８は、ＯＣＴ画像に対して所定の画像処理を施す。この画像処理としては、たとえば、平均化処理やフィルタリング処理などがある。平均化処理は、画像における画素値の分布を平均化する処理である。たとえば、輝度画像に平均化処理を施すと、画像中の明るさの分布が均一化される。また、フィルタリング処理は、或る画素の画素値を、その周囲の画素の画素値に基づいて修正する処理である。このような画像処理を施すことで、画像の品質向上を図ることができる。

第３の処理例として、データ加工部２３８は、検出信号の振幅を増大させる信号処理を施す。この信号処理は、たとえば、検出信号に含まれるノイズを除去する処理である。これには、検出信号に含まれるノイズの一部を除去する処理、つまりノイズの低減処理も含まれる。ノイズが除去されて得られた新たな検出信号は画像形成部２２０に送られる。画像形成部２２０は、この新たな検出信号に基づくＯＣＴ画像（断層画像）を形成する。

以上に説明した画像処理部２３０は、マイクロプロセッサ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ハードディスクドライブ２０４（制御プログラム２０４ａ）等を含んで構成される。

画像形成部２２０と画像処理部２３０（特にデータ加工部２３８）は、この発明の「画像形成手段」に含まれる。また、制御部２１０及び制御設定部２３２は、この発明の「制御手段」に含まれる。

（ユーザインターフェイス）
ユーザインターフェイス（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ＵＩ）２４０には、表示部２４０Ａと操作部２４０Ｂが設けられている。表示部２４０Ａは、ディスプレイ２０７等の表示デバイスにより構成される。また、操作部２４０Ｂは、キーボード２０５やマウス２０６などの入力デバイスや操作デバイスにより構成される。

〔信号光の走査及び画像処理について〕
信号光ＬＳの走査態様及び画像処理の態様について、その一例を説明する。信号光ＬＳは、走査ユニット１４１により走査される。より詳しくは、信号光ＬＳは、制御部２１０がミラー駆動機構２４１、２４２を制御してガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの反射面の向きを変更することにより走査される。

ガルバノミラー１４１Ａは、信号光ＬＳを水平方向（図１のｘ方向）に走査する。ガルバノミラー１４１Ｂは、信号光ＬＳ垂直方向（図１のｙ方向）に走査する。また、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂの双方を同時に動作させることで、ｘｙ平面上の任意方向に信号光ＬＳを走査できる。

図９は、眼底Ｅｆの画像を形成するための信号光ＬＳの走査態様の一例を表している。図９（Ａ）は、信号光ＬＳが被検眼Ｅに入射する方向から眼底Ｅｆを見た（つまり図１の−ｚ方向から＋ｚ方向を見た）ときの、信号光ＬＳの走査態様の一例を表す。また、図９（Ｂ）は、眼底Ｅｆ上の各走査線における走査点（計測位置）の配列態様の一例を表す。

図９（Ａ）に示すように、信号光ＬＳは、矩形の走査領域Ｒ内を走査される。走査領域Ｒ内には、ｘ方向に沿った複数（ｍ本）の走査線Ｒ１〜Ｒｍが設定されている。走査線Ｒｉ（ｉ＝１〜ｍ）は、ｙ方向に配列されている。各走査線Ｒｉの方向（ｘ方向）を「主走査方向」と呼び、それに直交する方向（ｙ方向）を「副走査方向」と呼ぶ。

各走査線Ｒｉ上には、図９（Ｂ）に示すように、複数（ｎ個）の走査点Ｒｉ１〜Ｒｉｎが設定されている。なお、走査領域Ｒや走査線Ｒｉや走査点Ｒｉｊの位置は、計測を行う前に適宜に設定される。

図９に示す走査を実行するために、制御部２１０は、まず、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂを制御し、眼底Ｅｆに対する信号光ＬＳの入射目標を第１の走査線Ｒ１上の走査開始位置ＲＳ（走査点Ｒ１１）に設定する。続いて、制御部２１０は、低コヒーレンス光源１６０を制御し、低コヒーレンス光Ｌ０をフラッシュ発光させて、走査開始位置ＲＳに信号光ＬＳを入射させる。ＣＣＤ１８４は、この信号光ＬＳの走査開始位置ＲＳにおける反射光に基づく干渉光ＬＣを受光して電荷を蓄積し、検出信号を生成する。

次に、制御部２１０は、ガルバノミラー１４１Ａを制御して、信号光ＬＳを主走査方向に走査して、その入射目標を走査点Ｒ１２に設定し、低コヒーレンス光Ｌ０をフラッシュ発光させて走査点Ｒ１２に信号光ＬＳを入射させる。ＣＣＤ１８４は、この信号光ＬＳの走査点Ｒ１２における反射光に基づく干渉光ＬＣを受光して電荷を蓄積し、検出信号を生成する。

制御部２１０は、同様にして、信号光ＬＳの入射目標を走査点Ｒ１３、Ｒ１４、・・・、Ｒ１（ｎ−１）、Ｒ１ｎと順次移動させつつ、各走査点において低コヒーレンス光Ｌ０をフラッシュ発光させることにより、各走査点に対応する検出信号を生成させる。

第１の走査線Ｒ１の最後の走査点Ｒ１ｎにおける計測が終了したら、制御部２１０は、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂを同時に制御して、信号光ＬＳの入射目標を、線換え走査ｒに沿って第２の走査線Ｒ２の最初の走査点Ｒ２１まで移動させる。そして、制御部２１０は、この第２の走査線Ｒ２の各走査点Ｒ２ｊ（ｊ＝１〜ｎ）について同様の計測を実行させ、各走査点Ｒ２ｊに対応する検出信号をそれぞれ生成させる。

同様に、制御部２１０は、第３の走査線Ｒ３、・・・・、第ｍ−１の走査線Ｒ（ｍ−１）、第ｍの走査線Ｒｍのそれぞれについて計測を行わせ、各走査点に対応する検出信号を生成させる。なお、走査線Ｒｍ上の符号ＲＥは、走査点Ｒｍｎに対応する走査終了位置である。

このようにして、制御部２１０は、走査領域Ｒ内のｍ×ｎ個の走査点Ｒｉｊ（ｉ＝１〜ｍ、ｊ＝１〜ｎ）に対応するｍ×ｎ個の検出信号を生成させる。走査点Ｒｉｊに対応する検出信号をＤｉｊと表すことがある。

以上の制御において、制御部２１０は、ガルバノミラー１４１Ａ、１４１Ｂを動作させるときに、各走査点Ｒｉｊの位置情報（ｘｙ座標系における座標）を取得する。この位置情報（走査位置情報）は、ＯＣＴ画像を形成するときなどに参照される。

次に、図９に示す走査が実施された場合における画像処理の例を説明する。

画像形成部２２０は、各走査線Ｒｉ（主走査方向）に沿った眼底Ｅｆの断層画像を形成する。また、画像処理部２３０は、画像形成部２２０により形成された断層画像に基づいて眼底Ｅｆの３次元画像を形成する。

断層画像の形成処理は、従来と同様に、２段階の演算処理を含んで構成される。第１段階では、各検出信号Ｄｉｊに基づいて、走査点Ｒｉｊにおける眼底Ｅｆの深度方向（図１に示すｚ方向）の画像を形成する。

第２段階では、走査点Ｒｉ１〜Ｒｉｎにおける深度方向の画像を走査位置情報に基づいて配列させて、走査線Ｒｉに沿った断層画像Ｇｉを形成する。以上のような処理により、ｍ個の断層画像Ｇ１〜Ｇｍが得られる。

画像処理部２３０は、走査位置情報に基づいて断層画像Ｇ１〜Ｇｍを配列させ、隣接する断層画像Ｇｉ、Ｇ（ｉ＋１）の間の画像を補間する補間処理などを行って、眼底Ｅｆの３次元画像を生成する。この３次元画像は、たとえば走査位置情報に基づく３次元座標系（ｘ、ｙ、ｚ）により定義されている。

また、画像処理部２３０は、この３次元画像に基づいて、任意の断面における断層画像を形成できる。断面が指定されると、画像処理部２３０は、指定断面上の各走査点（及び／又は補間された深度方向の画像）の位置を特定し、各特定位置における深度方向の画像（及び／又は補間された深度方向の画像）を３次元画像から抽出し、抽出された複数の深度方向の画像を走査位置情報等に基づき配列させることにより、指定断面における断層画像を形成する。

なお、図１０に示す画像Ｇｍｊは、走査線Ｒｍ上の走査点Ｒｍｊにおける深度方向の画像を表す。同様に、前述した第１段階の処理において形成される、走査点Ｒｉｊにおける深度方向の画像を「画像Ｇｉｊ」と表す。

眼底観察装置１による信号光ＬＳの走査態様は、上記のものに限定されるものではない。たとえば、信号光ＬＳを水平方向（ｘ方向）にのみ走査させたり、垂直方向（ｙ方向）にのみ走査させたり、縦横１本ずつ十字型に走査させたり、放射状に走査させたり、円形状に走査させたり、同心円状に走査させたり、螺旋状に走査させたりできる。すなわち、前述のように、走査ユニット１４１は、信号光ＬＳをｘ方向及びｙ方向にそれぞれ独立に走査できるように構成されているので、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。

［使用形態］
眼底観察装置１の使用形態について説明する。図１１〜図１３に示すフローチャートは、眼底観察装置１の使用形態の一例である。

まず、被検眼Ｅに対する光学系のアライメントを行う（Ｓ１）。アライメントは、従来の眼底カメラと同様にして行われる。たとえば、被検眼Ｅにアライメント輝点（図示せず）を投影してその状態を観察しつつ眼底カメラユニット１Ａの位置を調整することによりアライメントを行う。

次に、参照ミラー１７４の位置を調整し、信号光と参照光との干渉状態を調整する（Ｓ２）。このとき、眼底Ｅｆの所望の深度位置の画像が明瞭になるように調整を行う。なお、参照ミラー１７４の位置調整は、操作部２４０Ｂを用いて手作業で行ってもよいし、自動的に行うようにしてもよい。

次に、眼底Ｅｆの画像を取得する（Ｓ３）。このとき、たとえば、図７のタイミングチャートに示す制御態様と、図９に示す走査態様とを適用して計測を行う。この画像は、当該計測条件の下に好適な画像が得られるか評価するためのものである（評価画像と呼ぶ）。主制御部２１１は、この評価画像を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ４）。

強度判断部２３１は、干渉光ＬＣの検出信号（周波数成分）又は評価画像に基づいて、検出信号の強度と所定閾値とを比較して大小関係を判断する（Ｓ５）。

〔検出信号の強度が所定閾値以上である場合〕
検出信号の強度が所定閾値以上であると判断された場合（Ｓ６；Ｙ）、主制御部２１１は、計測条件が適当である旨の情報を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ７）。この表示情報は、たとえば、ＯＫマークや、所定のメッセージなどである。また、評価画像等を所定の色（たとえば青や緑）で表示させるようにしてもよい。また、音声情報を出力することもできる。

オペレータは、操作部２４０Ｂを用いて画像の取得を指示する（Ｓ８）。この指示は、たとえば、従来の眼底カメラと同様に、撮影ボタンを押下することで行う。主制御部２１１は、この指示を受けて、評価画像と同じ計測条件で計測を実施させ、画像を取得させる（Ｓ９）。そして、主制御部２１１は、この画像を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ１０）。以上で、この場合の処理は終了となる。この画像は、医師等による観察に供される。

〔検出信号の強度が所定閾値未満である場合〕
一方、検出信号の強度が所定閾値未満であると判断された場合（Ｓ６；Ｎ）、主制御部２１１は、計測条件が適当でない旨の情報を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ１１）。この表示情報は、たとえば、「信号が弱いです」等のメッセージや、信号強度を示す数値などである。また、評価画像等を所定の色（たとえば赤）で表示させるようにしてもよい。また、音声情報を出力することもできる。

また、制御設定部２３２は、新たな計測条件を設定する（Ｓ１２）。このとき、図８のタイミングチャートに示す制御態様が設定されるものとする。なお、走査位置が新たに設定される場合には、図９の走査態様も変更される。ただし、一般に、走査線の配列態様は変更されない（走査線の本数については変更されることもある）。

主制御部２１１は、この新たな計測条件で計測を実施させ、画像を取得させる（Ｓ１３）。更に、主制御部２１１は、この画像を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ１４）。

強度判断部２３１は、新たな計測条件で得られた検出信号（周波数成分）又は画像に基づいて、検出信号の強度と所定閾値とを比較して大小関係を判断する（Ｓ１５）。

検出信号の強度が所定閾値以上であると判断された場合（Ｓ１６；Ｙ）、主制御部２１１は、計測条件が適当である旨の情報を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ１７）。

オペレータは、操作部２４０Ｂを用いて画像の取得を指示する（Ｓ１８）。主制御部２１１は、この指示を受けて、当該計測条件で計測を実施させ、画像を取得させる（Ｓ１９）。そして、主制御部２１１は、この画像を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ２０）。この画像は、医師等による観察に供される。

主制御部２１１は、当該計測条件（及び走査態様）を、当該被検者の患者情報とともに記憶部２１２に記憶させる（Ｓ２１）。なお、これらの情報の記憶先は、他の記憶装置であってもよい。このように、計測条件等を記憶しておくことにより、将来の検査において当該計測条件等を自動的に再現できる。以上で、この場合の処理は終了となる。

一方、検出信号の強度が所定閾値未満であると判断された場合（Ｓ１６；Ｎ）、主制御部２１１は、画像に加工を施すか否か選択させるための情報を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ２２）。

オペレータは、操作部２４０Ｂを操作して、加工を施すか否か選択する（Ｓ２３）。加工を施さない場合（Ｓ２３；Ｎ）、主制御部２１１は、好適な画像を取得できない旨の情報を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ２４）。以上で、この場合の処理は終了となる。

データの加工として、重畳画像を生成する場合について説明する（Ｓ２３；Ｙ）。この場合、ステップ２２において、重畳する画像の枚数を設定することができる。また、制御設定部２３２は、必要に応じ、計測条件を新たに設定してもよい。

主制御部２１１は、低コヒーレンス光源１６０、走査ユニット１４１、ＣＣＤ１８４等を制御し、所定枚数の画像を取得させる（Ｓ２５）。データ加工部２３８は、これらの画像を重ね合わせて重畳画像を生成する（Ｓ２６）。

主制御部２１１は、この重畳画像を表示部２４０Ａに表示させる（Ｓ２７）。また、主制御部２１１は、当該計測条件（及び走査態様）を、当該被検者の患者情報とともに記憶部２１２に記憶させる（Ｓ２８）。以上で、この場合の処理は終了となる。

なお、データの加工として画像処理を行う場合、主制御部２１１は、新たな画像を取得させ、データ加工部２３８は、この新たな画像に画像処理を施す。

また、データの加工として検出信号の振幅を増大させる場合には、主制御部２１１は、新たな計測を実施させ、データ加工部２３８は、それにより得られた検出信号の振幅を増大させて新たな検出信号を生成し、画像形成部２２０は、この新たな検出信号に基づいて画像を形成する。

［作用・効果］
以上のような眼底観察装置１の作用及び効果について説明する。

眼底観察装置１は、低コヒーレンス光Ｌ０を信号光ＬＳと参照光ＬＲとに分割し、眼底Ｅｆを経由した信号光ＬＳと参照ミラー１７４を経由した参照光ＬＲとを重畳させて干渉光ＬＲを生成し、干渉光ＬＣを検出して検出信号を生成し、この検出信号に基づいて眼底Ｅｆの画像を形成する光画像計測装置として機能する。更に、眼底観察装置１は、干渉光ＬＣの検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断し、強度が所定閾値未満であると判断されたときに、干渉光ＬＣの検出信号の強度を増大させるように制御を行う。

干渉光ＬＣは、ＣＣＤ１８４により検出される。ＣＣＤ１８４は、干渉光ＬＣを受光して電荷に変換し、電荷を蓄積して検出信号を生成する。制御部２１０は、ＣＣＤ１８４による電荷の蓄積量を増大させるように制御を行うことにより検出信号の強度を増大させるように作用する。

特に、眼底観察装置１は、電荷の蓄積量を増大させるために、次のような制御を行う：（１）ＣＣＤ１８４による電荷の蓄積時間を増大させる；（２）低コヒーレンス光Ｌ０の出力時間を増大させる；（３）低コヒーレンス光の出力強度を増大させる。なお、これらの制御内容の設定は、それぞれ単体で行ってもよいし、互いに連係させて行ってもよい。

また、検出信号の強度の判断処理には、次のようなものがある。第１の判断処理として、検出信号の周波数成分の強度のうち、最小値のものが所定値以上であるか判断することにより、検出信号の強度を判断する手法がある。この場合において、最小値が所定値未満であると判断された場合、当該最小値に対応する周波数成分が当該所定値以上になるように、干渉光ＬＣの検出信号の強度を増大させることが望ましい。なお、そのように強度を増大させられないときには、前述のデータ加工を施すことができる。

第２の判断処理として、画像を構成する画素の画素値のうちの最大値が所定値以上であるか判断することにより、検出信号の強度を判断する手法がある。この場合において、最大値が所定値未満であると判断された場合、当該最大値に対応する画素の画素値が当該所定値以上になるように、干渉光ＬＣの検出信号の強度を増大させることが望ましい。そのように強度を増大させられないときには、前述のデータ加工を施すことができる。

第３の判断処理として、画像を構成する画素のうち画素値が所定値以上である画素を特定し、これらの画素の個数が所定数以上であるか判断することにより、検出信号の強度を判断する手法がある。この場合において、この個数が当該所定数未満であると判断された場合、そのような画素の個数が当該所定数以上になるように、干渉光ＬＣの検出信号の強度を増大させることが望ましい。そのように強度を増大させられないときには、前述のデータ加工を施すことができる。

また、眼底観察装置１は、新たな制御内容の設定後に得られた検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する。この新たな強度が所定閾値未満であると判断された場合、眼底観察装置１は、二以上の画像を重ね合わせて重畳画像を形成する。重畳画像は、元々の各画像よりも明瞭な画像となる。また、画像に対して所定の画像処理を施したり、検出信号の振幅を増大させる信号処理を施すなどして、画像の明瞭化を図ることができる。

このような眼底観察装置１によれば、干渉光ＬＣの強度が低い場合であっても、干渉光ＬＣの検出信号の強度を増大させることができるので、明瞭な画像を取得することができる。

なお、検出信号の強度を十分に増大させることができない場合には、重畳画像を形成したり、画像処理を施したり、検出信号の振幅を増大させるなどして、画像の明瞭化を図ることができる。

［変形例］
以上に説明した構成は、この発明に係る光画像計測装置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を適宜に施すことが可能である。

上記の実施形態では、低コヒーレンス光Ｌ０の出力強度や発光時間、信号光ＬＳの走査速度や走査位置、ＣＣＤ１８４の蓄積時間などの設定を自動的に行っているが、これらの設定を手作業で行えるように構成することができる。その場合、これらを設定するための画面を表示部２４０Ａに表示させる。オペレータは、操作部２４０Ｂを制御して、所望の制御内容を手作業で設定することができる。なお、上記実施形態のように自動的に設定した後に、その設定内容を表示し、それを手作業で変更できるように構成することも可能である。

上記の実施形態では、干渉光の検出信号の強度を増大させても十分な強度にならないときに重畳画像を形成するようになっているが、それ以外の状況で重畳画像を形成するように構成することも可能である。

たとえば、評価画像に対応する検出信号の強度が所定閾値未満であると判断されたときに、二以上の画像を形成し、これらの画像を重ね合わせて重畳画像を形成することができる。このような構成によれば、検出信号の強度が十分でない場合であっても、画像の明瞭化を図ることができる。

また、上記の実施形態では、干渉光の検出信号の強度を増大させても十分な強度にならないときに所定の画像処理（平均化処理やフィルタリング処理等を施すようになっているが、それ以外の状況で画像処理を施すように構成することも可能である。

たとえば、評価画像に対応する検出信号の強度が所定閾値未満であると判断されたときに、画像（評価画像又は新たに取得された画像）に対して画像処理を施すことができる。このような構成によれば、検出信号の強度が十分でない場合であっても、画像の明瞭化を図ることができる。

また、上記の実施形態では、干渉光の検出信号の強度を増大させても十分な強度にならないときに検出信号の振幅を増大させる信号処理を行うようになっているが、それ以外の状況で当該信号処理を行うように構成することも可能である。

たとえば、評価画像に対応する検出信号の強度が所定閾値未満であると判断されたときに、検出信号（評価画像に対応する検出信号、又は、新たに取得された検出信号）に対して当該信号処理を行うことができる。このような構成によれば、検出信号の強度が十分でない場合であっても、画像の明瞭化を図ることができる。

上記の実施形態においては、参照ミラー１７４の位置を変更して信号光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、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、被検眼Ｅに対して眼底カメラユニット１Ａ及びＯＣＴユニット１５０を一体的に移動させて信号光ＬＳの光路長を変更することにより光路長差を変更することができる。また、特に被測定物体が生体でない場合には、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できる。

また、上記の実施形態では、眼底のＯＣＴ画像を取得する装置について説明したが、たとえば角膜等の被検眼の他の部位のＯＣＴ画像を取得可能な装置に対しても上記実施形態の構成を適用することが可能である。また、この発明は、眼以外の各種の被測定物体のＯＣＴ画像を計測する光画像計測装置に適用することも可能である。たとえば、この発明に係る光画像計測装置は、工学分野や生物学分野等の任意の分野に適用できる。

上記の実施形態における制御プログラム２０４ａを、コンピュータのドライブ装置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、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、ハードディスクドライブやメモリ等の記憶装置に記憶させることも可能である。更に、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信することも可能である。

この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の全体構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態における眼底カメラユニットに内蔵される走査ユニットの構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態におけるＯＣＴユニットの構成の一例を表す概略構成図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態における演算制御装置のハードウェア構成の一例を表す概略ブロック図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の制御系の構成の一例を表す概略ブロック図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態による制御のタイミングの一例を表すタイミングチャートである。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態による制御のタイミングの一例を表すタイミングチャートである。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態による信号光の走査態様の一例を表す概略図である。図９（Ａ）は、被検眼に対する信号光の入射側から眼底を見たときの信号光の走査態様の一例を表している。また、図９（Ｂ）は、各走査線上の走査点の配列態様の一例を表している。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態による信号光の走査態様、及び、各走査線に沿って形成される断層画像の態様の一例を表す概略図である。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の使用形態の一例を表すフローチャートである。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の使用形態の一例を表すフローチャートである。 この発明に係る光画像計測装置として機能する眼底観察装置の実施形態の使用形態の一例を表すフローチャートである。

符号の説明

１ 眼底観察装置（光画像計測装置）
１Ａ 眼底カメラユニット
１４１ 走査ユニット
１５０ ＯＣＴユニット
１６０ 低コヒーレンス光源
１７４ 参照ミラー
１８０ スペクトロメータ
１８４ ＣＣＤ
２００ 演算制御装置
２１０ 制御部
２２０ 画像形成部
２２１ 周波数成分演算部
２３０ 画像処理部
２３１ 強度判断部
２３２ 制御設定部
２３３ 出力強度設定部
２３４ 発光時間設定部
２３５ 走査速度設定部
２３６ 走査位置設定部
２３７ 蓄積時間設定部
２３８ データ加工部
２４０ ユーザインターフェイス

Claims (22)

1. 光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、
   前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、
   前記検出信号に基づいて前記被測定物体の評価画像を形成する画像形成手段と、
   前記評価画像が形成された後に、前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、
   前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、干渉光の検出信号の強度を増大させるように制御を行う制御手段と、
   を備え、
   前記画像形成手段は、強度が増大された検出信号に基づいて前記被測定物体の画像を形成する、
   ことを特徴とする光画像計測装置。
2. 前記検出手段は、干渉光を受光して電荷に変換し、電荷を蓄積して検出信号を生成し、
   前記制御手段は、前記検出手段による電荷の蓄積量を増大させるように制御を行うことにより干渉光の検出信号の強度を増大させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光画像計測装置。
3. 前記制御手段は、前記検出手段を制御して電荷の蓄積時間を増大させることにより前記蓄積量を増大させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光画像計測装置。
4. 前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、
   前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の蓄積時間に応じた走査速度で信号光を走査させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の光画像計測装置。
5. 前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、
   前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の蓄積時間に応じた個数の走査点に対して順次に信号光を照射させる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の光画像計測装置。
6. 前記制御手段は、前記光源を制御して光の出力時間を増大させることにより前記蓄積量を増大させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光画像計測装置。
7. 前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、
   前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力時間に応じた走査速度を求め、当該走査速度で信号光を走査させる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の光画像計測装置。
8. 前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、
   前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力時間に応じた走査点の個数を求め、当該個数の走査点に対して順次に信号光を照射させる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の光画像計測装置。
9. 前記制御手段は、前記光源を制御して光の出力強度を増大させることにより前記蓄積量を増大させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光画像計測装置。
10. 前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、
    前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力強度に応じた走査速度で信号光を走査させる、
    ことを特徴とする請求項９に記載の光画像計測装置。
11. 前記干渉光生成手段は、前記被測定物体に対する信号光の照射位置を走査する走査手段を備え、
    前記制御手段は、前記走査手段を制御して、増大後の出力強度に応じた個数の走査点に対して順次に信号光を照射させる、
    ことを特徴とする請求項９に記載の光画像計測装置。
12. 前記画像形成手段は、前記検出信号の複数の周波数成分を求める演算手段を備え、
    前記判断手段は、前記複数の周波数成分の強度のうちの最小値を特定し、前記最小値が所定値以上であるか判断することにより前記検出信号の強度を判断し、
    前記制御手段は、前記最小値が所定値未満であると判断されたときに、前記最小値に対応する周波数成分が所定値以上になるように干渉光の検出信号の強度を増大させる、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
13. 前記判断手段は、前記画像の複数の画素の画素値のうちの最大値を特定し、前記最大値が所定値以上であるか判断することにより前記検出信号の強度を判断し、
    前記制御手段は、前記最大値が所定値未満であると判断されたときに、前記最大値に対応する画素の画素値が所定値以上になるように干渉光の検出信号の強度を増大させる、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
14. 前記判断手段は、前記画像の複数の画素のうち画素値が所定値以上である画素を特定し、前記特定された画素の個数が所定数以上であるか判断することにより前記検出信号の強度を判断し、
    前記制御手段は、前記個数が所定数未満であると判断されたときに、画素値が所定値以上である画素の個数が所定数以上になるように干渉光の検出信号の強度を増大させる、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
15. 前記判断手段は、制御手段による制御後の新たな干渉光の検出信号の強度が前記所定閾値以上であるか判断し、
    前記制御手段は、前記新たな強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記光源、前記検出手段及び前記画像形成手段を制御し、二以上の画像を形成させ、前記二以上の画像を重ね合わせて新たな画像を形成させる、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
16. 前記判断手段は、制御手段による制御後の新たな検出信号の強度が前記所定閾値以上であるか判断し、
    前記制御手段は、前記新たな強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記画像に対して画質を向上させるための所定の画像処理を施させる、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
17. 前記判断手段は、制御手段による制御後の新たな干渉光の検出信号の強度が前記所定閾値以上であるか判断し、
    前記制御手段は、前記新たな強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記検出信号の振幅を増大させて新たな検出信号を生成させ、前記新たな検出信号に基づく画像を形成させる、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の光画像計測装置。
18. 光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、
    前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、
    前記検出信号に基づいて前記被測定物体の評価画像を形成する画像形成手段と、
    前記評価画像が形成された後に、前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、
    前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記光源、前記検出信号及び前記画像形成手段を制御し、二以上の画像を形成させ、前記二以上の画像を重ね合わせて新たな画像を形成させる制御手段と、
    を備えることを特徴とする光画像計測装置。
19. 光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、
    前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、
    前記検出信号に基づいて前記被測定物体の評価画像を形成する画像形成手段と、
    前記評価画像が形成された後に、前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、
    前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記画像に対して画質を向上させるための所定の画像処理を施させる制御手段と、
    を備えることを特徴とする光画像計測装置。
20. 前記所定の画像処理は、前記画像における画素値の分布を平均化する平均化処理、又は、前記画像の画素について、周囲の画素の画素値を基に画素値を修正するフィルタリング処理である、
    ことを特徴とする請求項１６又は請求項１９に記載の光画像計測装置。
21. 光源から出力された光を信号光と参照光とに分割し、被測定物体を経由した前記信号光と参照物体を経由した参照光とを重畳させて干渉光を生成する干渉光生成手段と、
    前記干渉光を検出して検出信号を生成する検出手段と、
    を有し、前記検出信号に基づいて前記被測定物体の画像を形成する画像形成手段と、
    前記検出信号の強度が所定閾値以上であるか判断する判断手段と、
    前記強度が所定閾値未満であると判断されたときに、前記画像形成手段を制御し、前記検出信号の振幅を増大させて新たな検出信号を生成させ、前記新たな検出信号に基づく画像を形成させる制御手段と、
    を備えることを特徴とする光画像計測装置。
22. 前記画像形成手段は、前記検出信号に含まれるノイズを除去することにより前記新たな検出信号を生成させる、
    ことを特徴とする請求項１７又は請求項２１に記載の光画像計測装置。

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