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JP7118197B2 - 眼科装置 - Google Patents

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JP7118197B2 JP2021052596A JP2021052596A JP7118197B2 JP 7118197 B2 JP7118197 B2 JP 7118197B2 JP 2021052596 A JP2021052596 A JP 2021052596A JP 2021052596 A JP2021052596 A JP 2021052596A JP 7118197 B2 JP7118197 B2 JP 7118197B2
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Description

この発明は、眼科装置に関する。
眼科装置には、被検眼の画像を得るための眼科撮影装置と、被検眼の特性を測定するための眼科測定装置とが含まれる。
眼科撮影装置の例として、光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography、OCT)を用いて断層像を得る光干渉断層計、眼底や前眼部を撮影する眼科カメラ、共焦点光学系を用いたレーザー走査により眼底像を得る走査型レーザー検眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope、SLO)などがある。
また、眼科測定装置の例として、被検眼の屈折特性を測定する眼屈折検査装置(レフラクトメータ、ケラトメータ)、眼圧計、角膜の特性(角膜厚、細胞分布等)を得るスペキュラーマイクロスコープ、ハルトマン-シャックセンサを用いて被検眼の収差情報を得るウェーブフロントアナライザなどがある。
更に、眼科装置には、上記の眼科撮影装置と上記の眼科測定装置とを組み合わせた複合機も含まれる。
眼科装置において眼科撮影装置の機能を備えたものには、例えば、照明光束を被検眼に照射する照明光学系と、被検眼からの反射光を撮像装置に導く撮影光学系とが設けられている。このような眼科撮影装置には、フォーカス指標光を被検眼の眼底に投射し、その戻り光を検出することにより得られたフォーカス指標像の位置関係に基づいて合焦レンズを移動して撮影光学系のフォーカス位置を変更するオートフォーカス機能を有するものがある。
例えば、特許文献1及び特許文献2には、撮影光学系とOCT光学系とを備え、画像処理によるフォーカス指標像の検出結果からフォーカス制御が成否を判定し、フォーカス制御が失敗したと判定されたとき、OCT光学系の合焦位置情報を用いて撮影光学系を合焦させる手法が開示されている。
特開2016-049367号公報 特開2016-049368号公報
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示された手法では、被検眼の眼底像中のフォーカス指標像を探索してフォーカス制御の成否を判定するため、フォーカス調整時間が長くなるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォーカス調整のための新たな技術を提供することにある。
実施形態に係る眼科装置の第1態様は、第1合焦レンズを含み、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光を前記第1合焦レンズを介して被検眼に投射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、前記被検眼にフォーカス指標光を投射するフォーカス指標光投射系と、第2合焦レンズを含み、前記フォーカス指標光投射系により前記フォーカス指標光が投射されている前記被検眼の前眼部を前記第2合焦レンズを介して撮影するための撮影光学系と、記撮影光学系により取得された前記被検眼の前眼部像を解析することにより前記被検眼の瞳孔領域を特定し、特定された前記瞳孔領域に基づき瞳孔サイズを求める解析部と、前記被検眼に対する前記干渉光学系、前記フォーカス指標光投射系、及び前記撮影光学系を含む光学系のアライメントが適正な状態で、前記干渉光の検出結果に基づいて前記第1合焦レンズを制御すると共に、前記瞳孔サイズに基づいて、前記フォーカス指標光に基づいて形成される指標像に基づいて前記第2合焦レンズを制御する第1制御前記第1合焦レンズに対する制御内容にづいて前記第2合焦レンズを制御する第2制御とを切り替える制御部と、を含む。
また、実施形態に係る眼科装置の第2態様は、第1態様おいて、記指標像に基づいて前記撮影光学系の合焦可能範囲であるか否かを判定する判定部と、前記撮影光学系の光路に対して挿脱可能な補正レンズと、を含み、前記制御部は、前記判定部により前記合焦可能範囲であると判定されなかったとき、前記光路に前記補正レンズを配置させる。
なお、上記した複数の態様に係る構成を任意に組み合わせることが可能である。
この発明によれば、フォーカス調整の新たな技術を提供することが可能になる。
第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を表す概略図。 第1実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を表す概略図。 第1実施形態に係る眼科装置の制御系の構成の一例を表す概略図。 第1実施形態に係る眼科装置の動作例のフローを表す概略図。 第1実施形態に係る眼科装置の動作例のフローを表す概略図。 第2実施形態に係る眼科装置の動作例のフローを表す概略図。 第4実施形態に係る眼科装置の光学系の構成の一例を表す概略図。 第4実施形態に係る眼科装置の制御系の構成の一例を表す概略図。
この発明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装置は、フォーカス位置の変更が可能な測定光で被検眼に対して光コヒーレンストモグラフィ(以下、OCT)を実行するための干渉光学系と、干渉光学系とは別途にフォーカス位置の変更が可能で当該被検眼(眼底又は前眼部)の観察又は撮影を行うための撮影光学系とを含む。この眼科装置には、フォーカス指標光として一対のスプリット指標光を被検眼に投射するフォーカス光学系が設けられている。眼科装置は、被検眼に対する一対のスプリット指標光の投射状態を予測することにより、スプリット指標像を探索することなく撮影光学系のフォーカス位置を適正に変更することが可能である。
以下、実施形態に係る眼科装置は、眼科撮影装置の機能と光干渉断層計の機能とを有し、被検眼に対して眼底(又は前眼部)撮影と光コヒーレンストモグラフィ(Optical Coherence Tomography:以下、OCT)とを実行するものとする。このOCTは、例えば眼底や前眼部など、被検眼の任意の部位に対して実行される。
以下の実施形態では、フーリエドメインタイプのOCTを実行可能な眼科装置について説明する。特に、実施形態に係る眼科装置は、スウェプトソースタイプのOCTの手法を適用可能である。なお、スウェプトソースタイプ以外のタイプ、例えばスペクトラルドメインタイプのOCTを実行可能な眼科装置に対して、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眼底撮影が可能な眼底カメラとOCT装置とを組み合わせた装置について説明する。しかしながら、実施形態に係る構成に、例えばSLO(Scanning Laser Ophthalmoscope)、スリットランプ、眼科手術用顕微鏡、光凝固装置などを組み合わせることも可能である。
この明細書では、OCTによって取得される画像をOCT画像と総称することがある。また、この明細書において引用された文献の記載内容を、以下の実施形態の内容として援用することが可能である。
<第1実施形態>
[構成]
図1に示すように、眼科装置1は、眼底カメラユニット2、OCTユニット100及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有する。OCTユニット100には、OCTを実行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具備している。
〔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2次元画像(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、例えば、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、例えば、可視光をフラッシュ発光して得られるカラー画像、又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、例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。
眼科装置1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。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とが設けられている。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35、38)に導く。また、撮影光学系30は、OCTユニット100からの測定光を被検眼Eに導くとともに、被検眼Eを経由した測定光をOCTユニット100に導く。
照明光学系10の観察光源11は、例えばハロゲンランプまたはLED(Light Emitting Diode)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及びリレーレンズ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。
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、撮影合焦レンズ31を経由し、ミラー32により反射される。撮影合焦レンズ31は、撮影光学系30の光軸に沿って移動可能である。更に、この眼底反射光は、ハーフミラー33Aを透過し、ダイクロイックミラー33により反射され、結像レンズ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、例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。
撮影光源15は、例えばキセノンランプまたはLED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、結像レンズ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33Aにて反射され、ミラー32に反射され、撮影合焦レンズ31及びダイクロイックミラー55を経由し、孔開きミラー21の孔部を通過する。孔開きミラー21の孔部を通過した光は、ダイクロイックミラー46を透過し、対物レンズ22により屈折されて固視光として眼底Efに照射される。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。
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)を行うための指標光(アライメント指標光)を被検眼Eに投射する。アライメントは撮影光軸外から前眼部を観察するカメラ(後述の前眼部カメラ300)を用いて実施してもよい。フォーカス光学系60は、被検眼Eに対してフォーカス(ピント)を合わせるための一対のスプリット指標光(フォーカス指標光)を被検眼Eに投射する。
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及びリレーレンズ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の孔部を通過する。孔開きミラー21の孔部を通過した光は、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の角膜に照射される。
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及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、撮影合焦レンズ31を通過する。撮影合焦レンズ31を通過した角膜反射光は、ミラー32により反射され、ハーフミラー33Aを透過し、ダイクロイックミラー33に反射され、結像レンズ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(アライメント指標像)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像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)。
フォーカス光学系60は、照明光学系10の光路(以下、「照明光路」と表記する場合がある)に沿って移動可能である。撮影合焦レンズ31は、フォーカス光学系60の移動に連動して撮影光学系30の光路(以下、「撮影光路」と表記する場合がある)に沿って移動可能である。フォーカス光学系60の反射棒67は、照明光路に対して挿脱可能である。
フォーカス調整を行う際には、照明光路上に反射棒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を通過する。二孔絞り64を通過した光は、ミラー65により反射され、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。反射棒67の反射面により反射された光は、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により屈折されて一対のスプリット指標光として被検眼Eに照射される。
被検眼Eの瞳孔を通過した一対のスプリット指標光は、被検眼Eの眼底Efに到達する。一対のスプリット指標光の眼底反射光は、瞳孔を通過し、照明光の眼底反射光束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(一対のスプリット指標像)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、一対のスプリット指標像の位置を解析してフォーカス光学系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)。フォーカス光学系60の移動に連動して撮影合焦レンズ31を移動することにより、眼底像はCCDイメージセンサ35の撮像面に結像する。また、一対のスプリット指標像を視認しつつ手動で(後述の操作部252に対する操作で)ピント合わせを行ってもよい。
反射棒67は、被検眼Eの眼底Efと光学的に略共役な照明光路上の位置に挿入される。照明光路に対して挿入されている反射棒67の反射面の位置は、スプリット指標板63と光学的に略共役な位置である。フォーカス指標光は、前述のように、二孔絞り64などの作用により2つに分離される。眼底Efと反射棒67の反射面とが共役ではない場合、CCDイメージセンサ35により取得された一対のスプリット指標像は、例えば、左右方向に2つに分離して表示装置3に表示される。眼底Efと反射棒67の反射面とが略共役である場合、CCDイメージセンサ35により取得された一対のスプリット指標像は、例えば、上下方向に一致して表示装置3に表示される。眼底Efとスプリット指標板63とが常に光学的に共役になるようにフォーカス光学系60が照明光路に沿って移動されるとこれに連動して撮影合焦レンズ31が撮影光軸に沿って移動する。眼底Efとスプリット指標板63とが共役になっていない場合には一対のスプリット指標像が2つに分離するため、一対のスプリット指標像が上下方向に一致するようにフォーカス光学系60を移動することにより、撮影合焦レンズ31の位置が求められる。なお、この実施形態では、一対のスプリット指標像が取得される場合について説明したが、3以上のスプリット指標像であってよい。
撮影光学系30には、孔開きミラー21とダイクロイックミラー55との間で、撮影光路に対して挿脱可能な視度補正レンズ70が設けられる。視度補正レンズ70は、強度の遠視を補正するために用いられるプラス(+)レンズ又は強度の近視を補正するために用いられるマイナス(-)レンズであってよい。視度補正レンズ70には、例えば、+20D(ディオプター)の凸レンズ又は-20D(ディオプター)の凹レンズが用いられる。例えば、ターレット板には、周方向に沿って、視度補正レンズが配設されたり、孔部が形成されたりする。このターレット板は、撮影光学系30の光軸から偏心した位置に設けられた回動軸の回りにステッピングモータ(駆動部)などで回動される。ステッピングモータでターレット板を回動軸の回りに回動させることにより、撮影光路に視度補正レンズ70を配置させたり、当該撮影光路から視度補正レンズ70を退避させたりすることができる。
ダイクロイックミラー46は、眼底撮影用の光路からOCT用の光路を分岐させている。ダイクロイックミラー46は、OCT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。このOCT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、光スキャナ42と、OCT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。
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、例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。
光スキャナ42は、例えば、被検眼Eの瞳孔と光学的に略共役な位置に配置されている。光スキャナ42は、OCT用の光路を通過する光(測定光LS)の進行方向を変更する。それにより、被検眼Eを測定光LSでスキャンすることができる。光スキャナ42は、例えば、測定光LSをx方向にスキャンするガルバノミラーと、y方向にスキャン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、測定光LSをxy平面上の任意の方向にスキャンすることができる。
OCT合焦レンズ43は、測定光LSの光路(干渉光学系の光軸)に沿って移動可能である。
眼底カメラユニット2には前眼部カメラ300が設けられている。それにより、リアルタイムで被検眼Eの前眼部Eaの観察が可能になる。前眼部カメラ300は、撮影光学系30の光軸方向と異なる方向から前眼部Ea撮影する。前眼部カメラ300は、2以上の前眼部カメラを含み、実質的に同時に前眼部Eaを撮影してもよい。例えば、眼底カメラユニット2の被検者側の面に2台の前眼部カメラが設けられ、それぞれは照明光学系10の光路および撮影光学系30の光路から外れた位置に設けられる。2以上の前眼部カメラを用いて公知の手法で装置光学系と被検眼Eとの位置合わせを行ってもよい。
〔OCTユニット〕
OCTユニット100の構成の一例を図2に示す。OCTユニット100には、被検眼E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、従来のスウェプトソースタイプのOCT装置と同様の構成を有する。すなわち、この光学系は、波長掃引型(波長走査型)光源からの光を測定光と参照光とに分割し、被検眼Eからの測定光の戻り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、この干渉光を検出する干渉光学系である。干渉光学系による干渉光の検出結果(検出信号)は、干渉光のスペクトルを示す信号であり、演算制御ユニット200に送られる。
光源ユニット101は、一般的なスウェプトソースタイプのOCT装置と同様に、出射光の波長を掃引(走査)可能な波長掃引型(波長走査型)光源を含んで構成される。波長掃引型光源は、共振器を含むレーザー光源を含んで構成される。光源ユニット101は、人眼では視認できない近赤外の波長帯において、出力波長を時間的に変化させる。
光源ユニット101から出力された光L0は、光ファイバ102により偏波コントローラ103に導かれてその偏光状態が調整される。偏波コントローラ103は、例えばループ状にされた光ファイバ102に対して外部から応力を与えることで、光ファイバ102内を導かれる光L0の偏光状態を調整する。
偏波コントローラ103により偏光状態が調整された光L0は、光ファイバ104によりファイバカプラ105に導かれて測定光LSと参照光LRとに分割される。
参照光LRは、光ファイバ110によりコリメータ111に導かれて平行光束となる。平行光束となった参照光LRは、光路長補正部材112及び分散補償部材113を経由し、コーナーキューブ114に導かれる。光路長補正部材112は、参照光LRの光路長(光学距離)と測定光LSの光路長とを合わせるための遅延手段として作用する。分散補償部材113は、参照光LRと測定光LSとの間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。
コーナーキューブ114は、コリメータ111により平行光束となった参照光LRの進行方向を逆方向に折り返す。コーナーキューブ114に入射する参照光LRの光路と、コーナーキューブ114から出射する参照光LRの光路とは平行である。また、コーナーキューブ114は、参照光LRの入射光路及び出射光路に沿う方向に移動可能とされている。この移動により参照光LRの光路の長さが変更される。
なお、図1及び図2に示す構成においては、測定光LSの光路(測定光路、測定アーム)の長さを変更するための光路長変更部41と、参照光LRの光路(参照光路、参照アーム)の長さを変更するためのコーナーキューブ114の双方が設けられている。しかしながら、光路長変更部41とコーナーキューブ114のうちのいずれか一方が設けられていてもよい。また、これら以外の光学部材を用いて、測定光路長と参照光路長との差を変更することも可能である。
コーナーキューブ114を経由した参照光LRは、分散補償部材113及び光路長補正部材112を経由し、コリメータ116によって平行光束から集束光束に変換されて光ファイバ117に入射する。光ファイバ117に入射した参照光LRは、偏波コントローラ118に導かれてその偏光状態が調整される。
偏波コントローラ118は、例えば、偏波コントローラ103と同様の構成を有する。偏波コントローラ118により偏光状態が調整された参照光LRは、光ファイバ119によりアッテネータ120に導かれて、演算制御ユニット200の制御の下で光量が調整される。アッテネータ120により光量が調整された参照光LRは、光ファイバ121によりファイバカプラ122に導かれる。
一方、ファイバカプラ105により生成された測定光LSは、光ファイバ127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。平行光束にされた測定光LSは、光路長変更部41、光スキャナ42、OCT合焦レンズ43、ミラー44及びリレーレンズ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、測定光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により屈折されて被検眼Eに照射される。測定光LSは、被検眼Eの様々な深さ位置において散乱(反射を含む)される。このような後方散乱光を含む測定光LSの戻り光は、往路と同じ経路を逆向きに進行してファイバカプラ105に導かれ、光ファイバ128を経由してファイバカプラ122に到達する。
ファイバカプラ122は、光ファイバ128を介して入射された測定光LSと、光ファイバ121を介して入射された参照光LRとを合成して(干渉させて)干渉光を生成する。ファイバカプラ122は、所定の分岐比(例えば1:1)で、測定光LSと参照光LRとの干渉光を分岐することにより、一対の干渉光LCを生成する。ファイバカプラ122から出射した一対の干渉光LCは、それぞれ光ファイバ123、124により検出器125に導かれる。
検出器125は、例えば一対の干渉光LCをそれぞれ検出する一対のフォトディテクタを有し、これらによる検出結果の差分を出力するバランスドフォトダイオード(Balanced Photo Diode)である。検出器125は、その検出結果(検出信号)をDAQ(Data Acquisition System)130に送る。DAQ130には、光源ユニット101からクロックKCが供給される。クロックKCは、光源ユニット101において、波長掃引型光源により所定の波長範囲内で掃引(走査)される各波長の出力タイミングに同期して生成される。光源ユニット101は、例えば、各出力波長の光L0を分岐することにより得られた2つの分岐光の一方を光学的に遅延させた後、これらの合成光を検出した結果に基づいてクロックKCを生成する。DAQ130は、クロックKCに基づき、検出器125の検出結果をサンプリングする。DAQ130は、サンプリングされた検出器125の検出結果を演算制御ユニット200に送る。演算制御ユニット200は、例えば一連の波長走査毎に(Aライン毎に)、検出器125により得られた検出結果に基づくスペクトル分布にフーリエ変換等を施すことにより、各Aラインにおける反射強度プロファイルを形成する。更に、演算制御ユニット200は、各Aラインの反射強度プロファイルを画像化することにより画像データを形成する。
〔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、検出器125から入力される検出信号を解析して被検眼EのOCT画像を形成する。そのための演算処理は、従来のスウェプトソースタイプの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及びOCTユニット100の各部を制御する。例えば演算制御ユニット200は、被検眼EのOCT画像を表示装置3に表示させる。
演算制御ユニット200は、例えば、従来のコンピュータと同様に、マイクロプロセッサ、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、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む。ハードディスクドライブ等の記憶装置には、眼科装置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、例えば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。
〔制御系〕
眼科装置1の制御系の構成について図3を参照しつつ説明する。なお、図3においては、眼科装置1のいくつかの構成要素が省略されており、この実施形態を説明するために特に必要な構成要素が選択的に示されている。
(制御部)
眼科装置1の制御系は、制御部210を中心に構成される。制御部210は、例えば、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。例えば、主制御部211は、観察光源11、撮影光源15、LED51、61等の点灯制御や消灯制御などを行う。特に、図3に示すように、主制御部211は、眼底カメラユニット2の撮影合焦駆動部31A、CCDイメージセンサ35及び38、LCD39、光路長変更部41、及び光スキャナ42を制御する。また、主制御部211は、OCT合焦駆動部43A、フォーカス光学系駆動部60A、反射棒駆動部67A及び補正レンズ駆動部70A等を制御する。また、主制御部211は、OCTユニット100の光源ユニット101、参照駆動部114A、検出器125及びDAQ130などを制御する。更に、主制御部211は、前眼部カメラ300、光学系駆動部1Aを制御する。
撮影合焦駆動部31Aは、撮影光路に沿って撮影合焦レンズ31を移動する。それにより、撮影光学系30の合焦位置が変更される。なお、主制御部211は、図示しない光学系駆動部を制御して、眼底カメラユニット2に設けられた光学系を3次元的に移動させることができる。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、被検眼Eを動画撮影して得られる画像に基づき被検眼Eの位置や向きに合わせて装置光学系をリアルタイムで移動させることにより、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。
OCT合焦駆動部43Aは、測定光路に沿ってOCT合焦レンズ43を移動する。それにより、測定光LSの合焦位置が変更される。測定光LSの合焦位置は、測定光LSのビームウェストの深さ位置(z位置)に相当する。
フォーカス光学系駆動部60Aは、照明光路に沿ってフォーカス光学系60を移動する。フォーカス光学系駆動部60Aの移動に連動して、撮影合焦駆動部31Aは撮影合焦レンズ31を移動する。
反射棒駆動部67Aは、照明光路に反射棒67を配置させたり、照明光路から反射棒67を退避させたりする。照明光路に反射棒67を配置させることにより、一対のスプリット指標像が表示装置3に表示される。前述のように、一対のスプリット指標像の位置を解析することにより、フォーカス光学系60を合焦させることができる。
補正レンズ駆動部70Aは、撮影光路に対して視度補正レンズ70を挿脱する。例えば、補正レンズ駆動部70Aは、例えば、視度補正レンズ70が配設されたターレット板を撮影光学系30の光軸から偏心した位置に設けられた回動軸の回りに回動させる。また、撮影光路に直交する方向に視度補正レンズ70が配設され、かつ、孔部が形成された平行平面板を、当該方向にスライドさせることで撮影光路に対して視度補正レンズ70を挿脱させるようにしてもよい。この場合、補正レンズ駆動部70Aは、当該平行平面板を当該方向にスライドさせる。それにより、撮影光路に視度補正レンズ70が配置されたり、撮影光路から視度補正レンズ70が退避されたりする。
参照駆動部114Aは、参照光路に設けられたコーナーキューブ114を移動させる。それにより、参照光路の長さが変更される。なお、前述したように、光路長変更部41と、コーナーキューブ114及び参照駆動部114Aとのいずれか一方のみが設けられた構成であってもよい。
光学系駆動部1Aは、図1及び図2に示す装置光学系を3次元的に移動する移動機構を駆動する。この移動機構には、装置光学系を保持する保持部材と、この保持部材を移動するための駆動力を発生するアクチュエータと、この駆動力を伝達する伝達機構とが設けられる。アクチュエータは、例えばパルスモータにより構成される。伝達機構は、例えば歯車の組み合わせやラック・アンド・ピニオンなどによって構成される。主制御部211は、光学系駆動部1Aを制御して、眼科装置1に設けられた光学系を3次元的に移動させることができる。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、被検眼Eを動画撮影して得られる画像に基づき被検眼Eの位置や向きに合わせて装置光学系をリアルタイムで移動させることにより、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。
主制御部211は、撮影合焦制御部211aと、OCT合焦制御部211bと、予測部211cと、判定部211dとを含む。
撮影合焦制御部211aは、フォーカス光学系60を合焦させるようにフォーカス光学系駆動部60Aを制御する。撮影合焦駆動部31Aはフォーカス光学系駆動部60Aに連動するため、フォーカス光学系駆動部60Aに対する制御は撮影合焦駆動部31Aに対する制御と同一視できる。
撮影合焦制御部211aは、フォーカス光学系60による被検眼Eに対する一対のスプリット指標光の投射状態の予測結果に応じて、OCT合焦制御部211bの制御内容に対応する制御内容に基づいて撮影合焦駆動部31Aを制御することが可能である。
例えば、被検眼Eに対するスプリット指標光のケラレが発生しないと予測(判断)された場合、撮影合焦制御部211aは、一対のスプリット指標像の位置関係が基準位置関係になるようにフォーカス光学系60を移動させる。基準位置関係には、例えば、被検眼Eの眼底像において一対のスプリット指標像が上下方向に略一致する関係がある。一対のスプリット指標像は、フォーカス光学系60により一対のスプリット指標光が投射された被検眼Eからの戻り光に基づいてCCDイメージセンサ35により取得される。データ処理部230は、CCDイメージセンサ35により取得された画像を解析し、当該画像に描出された一対のスプリット指標像の位置を特定する。撮影合焦制御部211aは、特定された一対のスプリット指標像の位置関係を上下方向に一致するように撮影合焦駆動部31A等を制御する。撮影合焦制御部211aは、一対のスプリット指標像が上下方向に一致するときの照明光路上のフォーカス光学系60の位置を合焦位置として決定する。撮影合焦制御部211aは、撮影合焦駆動部31Aを制御することにより、決定された位置に撮影合焦レンズ31を移動させる。
例えば、被検眼Eに対するスプリット指標光のケラレが発生すると予測された場合、撮影合焦制御部211aは、OCT合焦制御部211bの制御内容に対応する制御内容に基づいて撮影合焦駆動部31Aを制御する。OCT合焦制御部211bの制御内容が干渉光学系を合焦させる位置にOCT合焦レンズ43を移動させるための制御内容である場合、撮影合焦制御部211aは、当該制御内容に対応する制御内容で撮影合焦駆動部31Aを制御する。それにより、OCT合焦レンズ43を移動させる移動方向及び移動量それぞれに対応した移動方向及び移動量で撮影合焦レンズ31が移動される。
OCT合焦レンズ43の移動方向及び移動量に対応して撮影合焦レンズ31の移動方向及び移動量が関連付けられた観察倍率や波長の差異などによる対応情報が、記憶部212にあらかじめ記憶されていてもよい。撮影合焦制御部211aは、当該対応情報を参照することによりOCT合焦制御部211bの制御内容に対応する制御内容に基づいて撮影合焦駆動部31Aを制御することが可能である。
OCT合焦制御部211bは、後述のデータ処理部230により決定された制御内容に基づいてOCT合焦駆動部43Aを制御することが可能である。具体的には、OCT合焦制御部211bは、干渉光学系を合焦させるようにOCT合焦駆動部43Aを制御する。OCT合焦制御部211bは、干渉光学系による干渉光LCの検出結果に基づいてOCT合焦駆動部43Aを制御することが可能である。例えば、OCT合焦制御部211bは、検出結果に基づいて検出器125による干渉光LCの検出強度が最大になるようにOCT合焦レンズ43を移動させる。
また、OCT合焦制御部211bは、干渉光LCの検出結果に基づく被検眼Eの眼底Efの断層像(又は3次元画像)の画質を公知の手法で評価し、評価結果に基づき画質が最高になるようにOCT合焦レンズ43を移動させてもよい。OCT合焦制御部211bは、画像の画質評価値を利用してOCT合焦レンズ43を移動させてもよい。このような画質評価値には、例えば信号雑音比(SN比)、空間分解能、コントラスト等の画質を表現する公知のパラメータの値であってよい。OCT合焦制御部211bは、例えばデータ処理部230によって算出された画質評価値と閾値とを比較し、画質評価値が閾値を超えるようにOCT合焦レンズ43を移動させることが可能である。
予測部211cは、フォーカス光学系60により被検眼Eに投射されている一対のスプリット指標光の投射状態を予測する。予測部211cは、投射状態として、被検眼Eの虹彩等によりスプリット指標光のケラレが発生するか否かを予測する。予測部211cは、後述の解析部232による解析結果に基づいてスプリット指標光のケラレが発生するか否かを予測することが可能である。この実施形態では、予測部211cは、解析部232による解析により得られた被検眼Eの瞳孔サイズに基づいてスプリット指標光のケラレの発生の有無を予測する。例えば、予測部211cは、取得された瞳孔サイズが所定サイズ以下のとき、スプリット指標光のケラレが発生すると予測し、当該瞳孔サイズが所定サイズより大きいとき、スプリット指標光のケラレが発生しないと予測する。
判定部211dは、被検眼Eに対する一対のスプリット指標光の投射状態に基づいて撮影光学系の合焦可能範囲であるか否かを判定する。例えば、判定部211dは、被検眼Eの眼底像における一対のスプリット指標像の間の距離に対応するスプリット量から当該合焦可能範囲であるか否かを判定する。合焦可能範囲は、撮影合焦レンズ31の撮影光路の移動範囲に対応する。判定部211dは、予測部211cにより被検眼Eの虹彩等によるスプリット指標光のケラレが発生しないと判定されたとき、撮影光学系の合焦可能範囲であるか否かを判定することが可能である。
(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、例えば、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、被検者の疾患名(緑内障や白内障など)などを表す情報や、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、被検眼情報は、被検眼が小瞳孔であるか否かなどの被検眼の状態を表す情報を含んでもよい。また、記憶部212には、眼科装置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。
(画像形成部)
画像形成部220は、検出器125(DAQ130)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。すなわち、画像形成部220は、干渉光学系による干渉光LCの検出結果に基づいて被検眼Eの画像データを形成する。この処理には、従来のスウェプトソースタイプのOCTと同様に、ノイズ除去(ノイズ低減)、フィルタ処理、FFT(Fast Fourier Transform)などの処理が含まれている。このようにして取得される画像データは、複数のAライン(被検眼E内における各測定光LSの経路)における反射強度プロファイルを画像化することにより形成された一群の画像データを含むデータセットである。
画質を向上させるために、同じパターンでのスキャンを複数回繰り返して収集された複数のデータセットを重ね合わせる(加算平均する)ことができる。
また、画像形成部220は、撮影合焦レンズ31を通過した被検眼Eからのスプリット指標光の戻り光に基づいてCCDイメージセンサ35により得られた画像信号から、スプリット指標像が描出された画像を形成する。なお、当該2以上のスプリット指標像が描出された画像の形成は、主制御部211により行われてもよい。
画像形成部220は、例えば、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。また、被検眼Eの部位とその画像とを同一視することもある。
(データ処理部)
データ処理部230は、画像形成部220により形成された画像に対して各種のデータ処理(画像処理)や解析処理を施す。例えば、データ処理部230は、画像の輝度補正や分散補正等の補正処理を実行する。また、データ処理部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。
データ処理部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することにより、被検眼Eのボリュームデータ(ボクセルデータ)を形成することができる。ボリュームデータに基づく画像を表示させる場合、データ処理部230は、このボリュームデータに対してレンダリング処理を施して、特定の視線方向から見たときの擬似的な3次元画像を形成する。
データ処理部230は、眼底像とOCT画像との位置合わせを行うことができる。眼底像とOCT画像とが並行して取得される場合には、双方の光学系が同軸であることから、(ほぼ)同時に取得された眼底像とOCT画像とを、撮影光学系30の光軸を基準として位置合わせすることができる。また、眼底像とOCT画像との取得タイミングに関わらず、OCT画像のうち眼底Efの相当する画像領域の少なくとも一部をxy平面に投影して得られる正面画像と、眼底像との位置合わせをすることにより、そのOCT画像とその眼底像とを位置合わせすることも可能である。この位置合わせ手法は、眼底像取得用の光学系とOCT用の光学系とが同軸でない場合においても適用可能である。また、双方の光学系が同軸でない場合であっても、双方の光学系の相対的な位置関係が既知であれば、この相対位置関係を参照して同軸の場合と同様の位置合わせを実行することが可能である。
データ処理部230は、決定部231と、解析部232とを含む。
決定部231は、検出器125により得られた干渉光LCの検出結果に基づいてOCT合焦レンズ43に対する制御内容を決定する。具体的には、決定部231は、干渉光LCの検出結果に基づいてOCT合焦制御部211bがOCT合焦駆動部43Aに対して行う制御内容を決定する。第1実施形態では、決定部231は、検出器125により得られた検出結果に基づいてOCT合焦レンズ43を干渉光LCの検出強度が最大になる位置と特定する。OCT合焦レンズ43は、決定された位置に移動される。
また、決定部231は、干渉光LCの検出結果に基づく被検眼Eの眼底Efの断層像(又は3次元画像)の画質を公知の手法で評価し、評価結果に基づき画質が最高になるOCT合焦レンズ43の移動目標位置を決定してもよい。この場合も、決定部231は、OCT合焦レンズ43の現在位置を基準に、決定された移動目標位置に移動するための制御内容を決定する。
解析部232は、一対のスプリット指標光が投射されている被検眼Eの眼底像を解析することにより一対のスプリット指標像を特定し、一対のスプリット指標像の相対位置に基づくスプリット量を求める。解析部232は、求められたスプリット量から一対のスプリット指標像が上下方向に一致するスプリット指標合致位置を特定することが可能である。
また、解析部232は、前眼部カメラ300(又は撮影光学系30)により取得された被検眼Eの前眼部像を解析することにより被検眼Eの瞳孔に相当する瞳孔領域を特定し、特定された瞳孔領域から瞳孔サイズを求める。例えば、解析部232は、取得された前眼部像の画素値(輝度値など)の分布に基づいて、被検眼Eの瞳孔に相当する画像領域(瞳孔領域)を特定する。一般に瞳孔は他の部位よりも低い輝度で描画されるので、低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定することができる。このとき、瞳孔の形状を考慮して瞳孔領域を特定するようにしてもよい。つまり、略円形かつ低輝度の画像領域を探索することによって瞳孔領域を特定するように構成することができる。
以上のように機能するデータ処理部230は、例えば、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あらかじめ格納されている。
(ユーザインターフェイス)
ユーザインターフェイス250には、表示部251と操作部252とが含まれる。表示部251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252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252には、眼科装置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。また、表示部251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251と操作部252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。例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252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252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251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252とを用いて、操作や情報入力を行うようにしてもよい。
OCT合焦レンズ43は、実施形態に係る「第1合焦レンズ」の一例である。撮影合焦レンズ31は、実施形態に係る「第2合焦レンズ」の一例である。OCTユニット100に含まれる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までの測定光LSが経由する光学系とは、実施形態に係る「干渉光学系」の一例である。一対のスプリット指標光は、実施形態に係る「フォーカス指標光」の一例である。一対のスプリット指標像は、実施形態に係る「フォーカス指標像」の一例である。フォーカス光学系60は、実施形態に係る「フォーカス指標光投射系」の一例である。図1及び図2に示す光学系は、実施形態に係る「装置光学系」の一例である。視度補正レンズ70は、実施形態に係る「補正レンズ」の一例である。
[動作例]
第1実施形態に係る眼科装置1の動作について説明する。
図4及び図5に、第1実施形態に係る眼科装置1の動作例のフロー図を示す。初期状態として、視度補正レンズ70が撮影光路から退避されているものとする。
(S1)
まず、主制御部211は、LCD39を制御することにより所定の位置に固視標を表示させる。それにより、被検眼Eに固視光が投射され、被検眼Eを所望の方向に固視させることができる。
(S2)
次に、主制御部211は、公知の手法により被検眼Eに対する装置光学系の位置合わせを行う。例えば、主制御部211は、被検眼Eの前眼部像から特徴部位を解析部232に特定させる。特徴部位には、瞳孔(角膜)などがある。解析部232は、公知の手法により瞳孔領域を特定する。主制御部211は、光学系駆動部1Aを制御することにより、特定された瞳孔領域から瞳孔の中心が前眼部像の中心(光軸の位置)となるようにxy方向に装置光学系を移動させる(XYアライメント)。また、主制御部211は、公知の手法により被検眼Eから所定の作動距離だけ離れた位置に装置光学系を配置させる(Zアライメント)。
(S3)
主制御部211は、S2におけるアライメントが完了したか否かを判定する。主制御部211は、例えば被検眼Eの特徴部位と前眼部像の中心とのxy方向の変位が第1閾値以下で、かつ、被検眼Eと装置光学系との間の距離と所定の作動距離との差が第2閾値以下であるとき、アライメントが完了したと判定する。
アライメントが完了したと判定されたとき(S3:Y)、眼科装置1の動作はS4に移行する。アライメントが完了していないと判定されたとき(S3:N)、眼科装置1の動作はS2に移行する。
(S4)
S3においてアライメントが完了したと判定されたとき(S3:Y)、主制御部211は、前眼部カメラ300を制御することにより被検眼Eの前眼部像を取得させる。なお、S2において、既に前眼部像が取得されている場合、S4は省略されてもよい。
(S5)
主制御部211は、取得された前眼部像から被検眼Eの瞳孔領域における瞳孔サイズを解析部232に特定させる。
(S6)
予測部211cは、S5において得られた瞳孔サイズに基づいてスプリット指標光のケラレの発生の有無を予測する。予測部211cは、得られた瞳孔サイズが所定サイズ以下のとき、スプリット指標光のケラレが発生すると予測し、当該瞳孔サイズが所定サイズより大きいとき、スプリット指標光のケラレが発生しないと予測する。
スプリット指標光のケラレが発生すると予測されたとき(S6:Y)、眼科装置1の動作はS16に移行する。スプリット指標光のケラレが発生しないと予測されたとき(S6:N)、眼科装置1の動作はS7に移行する。
(S7)
S6においてスプリット光のケラレが発生しないと予測されたとき(S6:N)、主制御部211は、反射棒駆動部67Aを制御することにより、照明光路に反射棒67を挿入させる。次に、主制御部211は、LED61をオンにし、一対のスプリット指標光を被検眼Eに投射させる。
(S8)
眼科装置1は、CCDイメージセンサ35により被検眼Eの眼底像を取得する。S8において取得された眼底像は、S7において一対のスプリット指標光が投射されている被検眼Eの眼底像である。主制御部211は、取得された被検眼Eの眼底像中に描出された一対のスプリット指標光に基づく一対のスプリット指標像を解析部232に特定させる。解析部232は、特定された一対のスプリット指標像の相対位置に基づくスプリット量を求め、スプリット指標合致位置を求める。
(S9)
次に、判定部211dは、S8において求められたスプリット指標合致位置に基づいて、合焦可能範囲であるか否かを判定する。例えば、S8において撮影合焦レンズ31が所定の位置(例えば0Dに相当する位置)に配置された状態でスプリット指標合致位置を求めることで、判定部211dは、撮影合焦レンズ31の移動範囲内で合焦可能か否かを判定することができる。
合焦可能範囲であると判定されたとき(S9:Y)、眼科装置1の動作はS10に移行する。合焦可能範囲ではないと判定されたとき(S9:N)、眼科装置1の動作はS16に移行する。
(S10)
S9において合焦可能範囲であると判定されたとき(S9:Y)、撮影合焦制御部211aは、フォーカス光学系駆動部60Aを制御することにより、一対のスプリット指標像が上下方向に一致する位置(スプリット指標合致位置)までフォーカス光学系60を移動させる。
(S11)
次に、撮影合焦制御部211aは、撮影合焦レンズ31の位置とS8において求められたスプリット指標合致位置とに基づいて、撮影光路上の撮影合焦レンズ31の移動目標位置を特定する。例えば、撮影合焦制御部211aは、撮影合焦レンズ31の位置とスプリット指標合致位置とに対応して撮影光路上の撮影合焦レンズ31の移動目標位置があらかじめ関連付けられた制御情報を参照することにより撮影合焦レンズ31の移動目標位置を特定する。
(S12)
撮影合焦制御部211aは、撮影合焦駆動部31Aを制御することにより、S11において特定された移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させる。撮影合焦レンズ31の移動をフォーカス光学系60の移動に連動させることにより、合焦位置での各スプリット像のコントラストを向上させ、フォーカスの精度を向上させることができる。また、S11及びS12の工程はS15の眼底撮影以前に実施できればよいので、S14の後、またはS13からS14の間に実施してもよい。
(S13)
続いて、主制御部211は、OCTユニット100の各部を制御することにより被検眼Eの眼底Efの断層像を取得させる。主制御部211は、OCT合焦レンズ43を移動させ、取得された断層像を解析することによりOCT合焦レンズ43の位置を決定部231に特定させる。決定部231は、例えば、検出器125による干渉光LCの検出結果に基づく被検眼Eの眼底Efの断層像の画質を公知の手法で評価し、評価結果に基づき画質が最高になるOCT合焦レンズ43の位置を決定する。OCT合焦レンズ43は、決定された位置に移動される。
(S14)
主制御部211は、光源ユニット101をオンにし、光スキャナ42を制御することにより光源ユニット101からの光L0に基づく測定光LSで被検眼Eのスキャンを開始させる。例えば、画像形成部220は、検出器125による干渉光の検出結果に基づいてOCT画像を形成する。また、データ処理部230は、検出器125による干渉光の検出結果に基づいて眼内距離を求める。
(S15)
主制御部211は、撮影光学系30を制御することにより被検眼Eの眼底Efの撮影を行い、眼底像を取得させる。以上で、眼科装置1の動作は終了する(エンド)。
(S16)
S6においてスプリット指標光のケラレが発生すると予測されたとき(S6:Y)、又はS9において合焦可能範囲ではないと判定されたとき(S9:N)、主制御部211は、S13と同様に、OCT合焦レンズ43の移動目標位置を決定部231に特定させる。
(S17)
次に、主制御部211は、OCT合焦レンズ43の移動量に基づき、補正レンズ駆動部70Aを制御することにより必要に応じて撮影光路に視度補正レンズ70を配置させる。
(S18)
次に、撮影合焦制御部211aは、S16において特定された移動目標位置に移動するためのOCT合焦駆動部43Aに対する制御内容に対応する制御内容で撮影合焦駆動部31Aを制御する。具体的には、撮影合焦制御部211aは、S16において特定されたOCT合焦レンズ43の移動位置に対応する撮影光路上の位置に撮影合焦レンズ31を移動させる。それにより、被検眼Eの虹彩によるフォーカス指標光のケラレが発生すると判断された場合でも、撮影光学系30を合焦させることができるようになる。
その後、眼科装置1の動作は、S14に移行する。
以上説明したように、第1実施形態では、スプリット指標光のケラレが発生するか否かを予測し、当該ケラレが発生すると予測されたとき、干渉光学系を眼底Efに合焦させるOCT合焦レンズ43の位置に対応した移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させる。それにより、一対のスプリット指標光に基づく一対のスプリット指標像を探索することなく、OCT合焦レンズ43の移動目標位置に対応した位置に撮影合焦レンズ31を移動させることができる。従って、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
また、第1実施形態では、スプリット量から合焦可能範囲であるか否かを判定し、合焦可能範囲ではないと判定されたときに撮影光路に視度補正レンズ70を配置させる。それにより、例えばスプリット指標像で合焦状態を確認しつつフォーカス位置を移動し、最終的に強度屈折異常眼であると判断して、OCT合焦レンズ43の位置に対応した移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させるといった事態を回避し、撮影時間を短縮することができる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、被検眼Eの瞳孔サイズを特定し、特定された瞳孔サイズに基づいてスプリット指標光のケラレの発生の有無を予測していたが、実施形態に係る眼科装置の構成はこれに限定されるものでない。例えば、被検眼Eに対する装置光学系のアライメント状態からスプリット指標光のケラレの発生の有無を予測するようにしてもよい。
以下、第2実施形態に係る眼科装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。第2実施形態に係る眼科装置の光学系の構成は第1実施形態に係る眼科装置1の光学系の構成と略同様である。
この実施形態では、解析部は、被検眼Eの特徴部位を特定することが可能である。特徴部位には、瞳孔に相当する瞳孔領域の中心などがある。予測部は、装置光学系の光軸の位置(例えば、前眼部像の中心)に対する特徴部位の変位に基づいて、スプリット指標光のケラレの発生の有無を予測する。
図6に、第2実施形態に係る眼科装置の動作例のフロー図を示す。図6において、図4と同様の部分には同一ステップ番号を付し、適宜説明を省略する。なお、図5のS10~S18は第1実施形態と同様であるため、図示及び説明を省略する。
図6に示すフローが図4に示すフローと異なる点は、S5に代えてS21が設けられた点と、S6に代えてS22が設けられた点である。
(S21)
主制御部211は、S4等において取得された前眼部像から被検眼Eの瞳孔領域の中心を解析部232に特定させる。解析部232は、前眼部像の中心に対する瞳孔量域の中心の変位を求める。
(S22)
予測部は、S21において求められた変位に基づいてスプリット指標光のケラレが発生するか否かを予測する。予測部は、得られた瞳孔サイズが所定サイズ以下のとき、スプリット指標光のケラレが発生すると予測し、当該瞳孔サイズが所定サイズより大きいとき、スプリット指標光のケラレが発生しないと予測する。
スプリット指標光のケラレが発生すると予測されたとき(S22:Y)、第2実施形態に係る眼科装置の動作はS16に移行する。スプリット指標光のケラレが発生しないと予測されたとき(S22:N)、眼科装置1の動作はS7に移行する。
以上説明したように、第2実施形態では、アライメント状態からスプリット指標光のケラレが発生するか否かを予測し、当該ケラレの発生が予測されたとき、干渉光学系を眼底Efに合焦させるOCT合焦レンズ43の位置に対応した移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させる。それにより、一対のスプリット指標光に基づく一対のスプリット指標像を探索することなく、OCT合焦レンズ43の位置に対応した移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させることができる。従って、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
<第3実施形態>
第1実施形態及び第2実施形態では、被検眼Eの画像を解析することによりスプリット指標光のケラレの発生の有無を予測する場合について説明したが、実施形態に係る眼科装置の構成はこれに限定されるものではない。例えば、被検眼Eの画像以外の情報からスプリット指標光のケラレの発生の有無を予測するようにしてもよい。
以下、第3実施形態に係る眼科装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。第3実施形態に係る眼科装置の光学系の構成は第1実施形態に係る眼科装置1の光学系の構成と略同様である。
第3実施形態では、例えば、図4のS6において、予測部は、被検眼Eの瞳孔が小瞳孔であるか否かを示す瞳孔サイズ情報に基づいて、スプリット指標光のケラレが発生するか否かを予測する。瞳孔サイズ情報は、撮影前に眼科装置に入力された患者IDに関連付けられた患者情報や電子カルテ情報に含まれていてよい。また、瞳孔サイズ情報は、ユーザが操作部252に対する操作を行うことにより設定された情報であってよい。
予測部は、瞳孔サイズ情報から被検眼Eの瞳孔が小瞳孔であるか否かを判定する。例えば、予測部は、瞳孔サイズ情報から特定された被検眼Eの瞳孔サイズが所定サイズ以下であるとき、被検眼Eの瞳孔が小瞳孔であると判定し、被検眼Eの瞳孔サイズが所定サイズより大きいとき、被検眼Eの瞳孔が小瞳孔ではないと判定する。
被検眼Eの瞳孔が小瞳孔であると判定されたとき、予測部は、スプリット指標光のケラレが発生すると予測する。被検眼Eの瞳孔が小瞳孔ではないと判定されたとき、予測部は、スプリット指標光のケラレが発生しないと予測する。
予測部によりスプリット指標光のケラレが発生すると予測されたとき、撮影合焦制御部は、第1実施形態又は第2実施形態と同様に、干渉光学系を眼底Efに合焦させるOCT合焦レンズ43の位置に対応した移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させる。予測部によりスプリット指標光のケラレが発生しないと予測されたとき、撮影合焦制御部は、第1実施形態又は第2実施形態と同様に、被検眼Eの眼底像中の一対のスプリット指標像が一対のスプリット指標像が上下方向に一致する位置(スプリット指標合致位置)までフォーカス光学系60を移動させこれに連動して撮像合焦レンズ31を移動させる。
なお、この実施形態において、解析部は、取得された前眼部像を解析することにより瞳孔領域を特定し、特定された瞳孔領域内の瞳孔のサイズを求め、求められたサイズと所定の閾値とを比較し、当該サイズが所定の閾値以下であるとき当該被検眼が小瞳孔であることを示す情報を瞳孔サイズ情報として生成することが可能である。
以上説明したように、第3実施形態では、被検眼Eの瞳孔サイズ情報に基づいてスプリット指標光のケラレが発生すると予測されたとき、干渉光学系を眼底Efに合焦させるOCT合焦レンズ43の位置に対応した移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させる。それにより、一対のスプリット指標光に基づく一対のスプリット指標像を探索することなく、OCT合焦レンズ43の位置に対応した移動目標位置に撮影合焦レンズ31を移動させることができる。従って、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
<第4実施形態>
第1実施形態~第3実施形態では、撮影合焦レンズ31及びOCT合焦レンズ43それぞれを光路に沿って移動することにより合焦レンズの焦点位置を変更する場合について説明したが、実施形態に係る眼科装置の構成はこれらに限定されるものではない。例えば、上記の撮影合焦レンズ31及びOCT合焦レンズ43の少なくとも一方は焦点可変レンズであってもよい。
第4実施形態に係る眼科装置では、撮影合焦レンズ及びOCT合焦レンズの双方が焦点可変レンズである場合について説明する。以下、第4実施形態に係る眼科装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
[構成]
図7に、第4実施形態に係る眼科装置1Xの光学系の構成の概要を示す。図7において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
第4実施形態に係る眼科装置1Xの構成が第1実施形態に係る眼科装置1の構成と異なる点は、眼底カメラユニット2Xにおいて撮影光学系30に代えて撮影光学系30Xが設けられた点と、OCT合焦レンズ43に代えてOCT合焦レンズ81が測定光LSの光路に配置された点である。撮影光学系30Xが撮影光学系30と異なる点は、撮影合焦レンズ31に代えて撮影合焦レンズ80が設けられた点である。
撮影合焦レンズ80及びOCT合焦レンズ81の双方は、焦点可変レンズである。焦点可変レンズは、後述の制御部210Xからの制御を受け、屈折力が変化するレンズである。撮影合焦レンズ80及びOCT合焦レンズ81の少なくとも一方は、アルバレツレンズ、液体レンズ、液晶レンズ、非線形光学部材、高屈折率高分子などの分子部材が用いられた光学部材、及び回転非対称な面が形成された光学部材の少なくとも1つを含んでもよい。
図8に、第4実施形態に係る眼科装置の制御系の構成例のブロック図を示す。図8において、図3と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
第4実施形態に係る眼科装置の制御系の構成が第1実施形態に係る眼科装置1の制御系の構成と異なる点は、制御部210に代えて制御部210Xが設けられた点である。制御部210Xは、主制御部211Xと、記憶部212Xとを含む。主制御部211Xは、撮影合焦制御部211aXと、OCT合焦制御部211bXと、予測部211cと、判定部211dとを含む。
撮影合焦制御部211aXが撮影合焦制御部211aと異なる点は、レンズを移動させることなく、焦点可変レンズのタイプに応じた公知の制御を行うことで撮影合焦レンズ80の屈折力を変化させる点である。
OCT合焦制御部211bXがOCT合焦制御部211bと異なる点は、レンズを移動させることなく、焦点可変レンズのタイプに応じた公知の制御を行うことでOCT合焦レンズ81の屈折力を変化させる点である。
第4の実施形態に係る眼科装置の動作は、撮影合焦レンズ31の移動に代えて撮影合焦レンズ80の屈折力を変化させる点と、OCT合焦レンズ43の移動に代えてOCT合焦レンズ81の屈折力を変化させる点とを除いて、第1実施形態に係る眼科装置1の動作と同様である。
例えば、第4実施形態では、主制御部211Xは、取得された断層像を解析することによりOCT合焦レンズ81の目標屈折力を決定部231に特定させる。決定部231は、例えば、検出器125による干渉光LCの検出結果に基づく被検眼Eの眼底Efの断層像の画質を公知の手法で評価し、評価結果に基づき画質が最高になるOCT合焦レンズ81の目標屈折力を決定する。OCT合焦制御部211bXは、OCT合焦レンズ81を制御して、特定された目標屈折力になるようにOCT合焦レンズ81の屈折力を変更する。
同様に、撮影合焦制御部211aXは、撮影合焦レンズ80を制御して、特定された目標屈折力になるように撮影合焦レンズ80の屈折力を変更する。また、撮影合焦制御部211aXは、OCT合焦レンズ81に対する制御内容に対応する制御内容で撮影合焦レンズ80を制御することが可能である。具体的には、撮影合焦制御部211aXは、OCT合焦レンズ81の屈折力に対応した目標屈折力になるように撮影合焦レンズ80の屈折力を変更する。この場合、撮影合焦レンズ80の目標屈折力は、OCT合焦レンズ81の複数の屈折力それぞれに対応して撮影光学系が眼底Efに合焦するようにあらかじめ求められたものである。
以上説明したように、第4実施形態では、スプリット指標光のケラレが発生すると予測されたとき、干渉光学系を眼底Efに合焦させるOCT合焦レンズ81の屈折力に対応した目標屈折力になるように撮影合焦レンズ80を制御する。それにより、一対のスプリット指標光に基づく一対のスプリット指標像を探索することなく、OCT合焦レンズ81の屈折力に対応して撮影合焦レンズ80の屈折力を変更することができる。従って、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
[効果]
実施形態に係る眼科装置の効果について説明する。
実施形態に係る眼科装置(1、1X)は、干渉光学系(OCTユニット100に含まれる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までの測定光LSが経由する光学系)と、フォーカス指標光投射系(フォーカス光学系60)と、撮影光学系(30、30Y)と、決定部(231)と、予測部(211c)と、制御部(210、210X)とを含む。干渉光学系は、第1合焦レンズ(OCT合焦レンズ43、81)を含み、光源(光源ユニット101)からの光(L0)を参照光(LR)と測定光(LS)とに分割し、測定光を第1合焦レンズを介して被検眼(E)に投射し、被検眼からの測定光の戻り光と参照光との干渉光(LC)を検出する。フォーカス指標光投射系は、被検眼にフォーカス指標光(一対のスプリット指標光)を投射する。撮影光学系は、第2合焦レンズ(撮影合焦レンズ31、80)を含み、フォーカス指標光投射系によりフォーカス指標光が投射されている被検眼を第2合焦レンズを介して撮影するために用いられる。決定部は、干渉光学系による干渉光の検出結果に基づいて第1合焦レンズに対する第1制御内容を決定する。予測部は、被検眼に対するフォーカス指標光の投射状態を予測する。制御部は、予測部により所定の予測結果が得られたとき(フォーカス指標光のケラレが発生すると予測されたとき)、第1制御内容に対応する第2制御内容に基づいて第2合焦レンズを制御する。
このような構成によれば、被検眼に対するフォーカス指標光の投射状態を予測し、所定の予測結果が得られたとき、干渉光学系における第1合焦レンズに対する第1制御内容に対応する第2制御内容で撮影光学系における第2合焦レンズを制御するようにしたので、フォーカス指標像を探索することなく、第1合焦レンズに対する制御内容に対応した制御内容で第2合焦レンズを制御することができる。それにより、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、撮影光学系は、被検眼の前眼部像を取得し、撮影光学系により取得された前眼部像を解析することにより被検眼の瞳孔領域を特定し、特定された瞳孔領域に基づき瞳孔サイズを求める解析部(232)を含み、予測部は、瞳孔サイズに基づいてフォーカス指標光のケラレが発生するか否かを予測し、制御部は、予測部によりケラレが発生すると予測されたとき、第2制御内容に基づいて第2合焦レンズを制御してもよい。
このような構成によれば、被検眼の前眼部像における瞳孔サイズからフォーカス指標光のケラレが発生するか否かを予測し、ケラレが発生すると予測されたとき、干渉光学系における第1合焦レンズに対する第1制御内容に対応する第2制御内容で撮影光学系における第2合焦レンズを制御するようにしたので、フォーカス指標像を探索することなく、第1合焦レンズに対する制御内容に対応した制御内容で第2合焦レンズを制御することができる。それにより、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、撮影光学系は、被検眼の前眼部像を取得し、撮影光学系により取得された前眼部像を解析することにより被検眼の特徴部位(瞳孔領域)を特定する解析部(232)と、干渉光学系と、フォーカス指標光投射系と、撮影光学系とを含む装置光学系と、被検眼と装置光学系とを相対移動する駆動部(光学系駆動部1A)とを含み、予測部は、前眼部像における基準位置(装置光学系の光軸位置)に対する特徴部位の変位に基づいてフォーカス指標光のケラレが発生するか否かを予測し、制御部は、予測部によりケラレが発生すると予測されたとき、第2制御内容に基づいて第2合焦レンズを制御してもよい。
このような構成によれば、被検眼に対する装置光学系のアライメント状態からフォーカス指標光のケラレが発生するか否かを予測し、ケラレが発生すると予測されたとき、干渉光学系における第1合焦レンズに対する第1制御内容に対応する第2制御内容で撮影光学系における第2合焦レンズを制御するようにしたので、フォーカス指標像を探索することなく、第1合焦レンズに対する制御内容に対応した制御内容で第2合焦レンズを制御することができる。それにより、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、予測部は、被検眼の瞳孔サイズ情報に基づいてフォーカス指標光のケラレが発生するか否かを予測し、制御部は、予測部によりケラレが発生すると予測されたとき、第2制御内容に基づいて第2合焦レンズを制御してもよい。
このような構成によれば、被検眼の瞳孔サイズ情報からフォーカス指標光のケラレが発生するか否かを予測し、ケラレが発生すると予測されたとき、干渉光学系における第1合焦レンズに対する第1制御内容に対応する第2制御内容で撮影光学系における第2合焦レンズを制御するようにしたので、フォーカス指標像を探索することなく、第1合焦レンズに対する制御内容に対応した制御内容で第2合焦レンズを制御することができる。それにより、フォーカス調整時間を短縮することができ、被検眼の負担を軽減することが可能になる。
また、実施形態に係る眼科装置では、予測部によりケラレが発生しないと予測されたとき、投射状態に基づいて撮影光学系の合焦可能範囲であるか否かを判定する判定部(211d)と、撮影光学系の光路に対して挿脱可能な補正レンズ(視度補正レンズ70)と、を含み、制御部は、判定部により合焦可能範囲であると判定されなかったとき、光路に補正レンズを配置させてもよい。
このような構成によれば、フォーカス指標光の投射状態(例えば、眼底像における一対のスプリット指標像のスプリット量)から撮影光学系の合焦可能範囲であるか否かを判定し、合焦可能範囲であると判定されなかったとき、光路に補正レンズを配置させるようにしたので、例えばスプリット指標像で合焦状態を確認しつつフォーカス位置を移動し、最終的に強度屈折異常眼であると判断してから第1合焦レンズに対する制御内容に対応した制御内容で第2合焦レンズを制御するといった事態を回避し、撮影時間を短縮することができる。
また、実施形態に係る眼科装置では、制御部は、第1合焦レンズ及び第2合焦レンズを連係的に制御してもよい。
このような構成によれば、簡素な構成及び制御で、短いフォーカス調整時間で撮影された被検眼の画像の取得が可能な眼科装置を提供することができるようになる。
また、実施形態に係る眼科装置では、フォーカス指標光投射系は、スプリット指標光を投射してもよい。
このような構成によれば、スプリット指標光を用いて、短いフォーカス調整時間で被検眼の画像の取得が可能な眼科装置を提供することができるようになる。
(変形例)
第1実施形態~第4実施形態において説明した構成を任意に組み合わせることが可能である。
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。適用される構成は、例えば目的に応じて選択される。また、適用される構成に応じ、当業者にとって自明の作用効果や、本明細書において説明された作用効果が得られる。
1、1X 眼科装置
2、2X 眼底カメラユニット
3 表示装置
10 照明光学系
30、30X 撮影光学系
31、80 撮影合焦レンズ
31A 撮影合焦駆動部
43、81 OCT合焦レンズ
43A OCT合焦駆動部
60 フォーカス光学系
100 OCTユニット
200 演算制御ユニット
210、210X 制御部
211、211X 主制御部
211a、211aX 撮影合焦制御部
211b、211bX OCT合焦制御部
211c 予測部
211d 判定部
212、212X 記憶部
220 画像形成部
230 データ処理部
231 決定部
232 解析部
250 ユーザインターフェイス
251 表示部
252 操作部
300 前眼部カメラ
E 被検眼
Ef 眼底

Claims (2)

  1. 第1合焦レンズを含み、光源からの光を参照光と測定光とに分割し、前記測定光を前記第1合焦レンズを介して被検眼に投射し、前記被検眼からの前記測定光の戻り光と前記参照光との干渉光を検出する干渉光学系と、
    前記被検眼にフォーカス指標光を投射するフォーカス指標光投射系と、
    第2合焦レンズを含み、前記フォーカス指標光投射系により前記フォーカス指標光が投射されている前記被検眼の前眼部を前記第2合焦レンズを介して撮影するための撮影光学系と、
    前記撮影光学系により取得された前記被検眼の前眼部像を解析することにより前記被検眼の瞳孔領域を特定し、特定された前記瞳孔領域に基づき瞳孔サイズを求める解析部と、
    前記被検眼に対する前記干渉光学系、前記フォーカス指標光投射系、及び前記撮影光学系を含む光学系のアライメントが適正な状態で、前記干渉光の検出結果に基づいて前記第1合焦レンズを制御すると共に、前記瞳孔サイズに基づいて、前記フォーカス指標光に基づいて形成される指標像に基づいて前記第2合焦レンズを制御する第1制御前記第1合焦レンズに対する制御内容に基づいて前記第2合焦レンズを制御する第2制御とを切り替える制御部と、
    を含む眼科装置。
  2. 前記指標像に基づいて前記撮影光学系の合焦可能範囲であるか否かを判定する判定部と、
    前記撮影光学系の光路に対して挿脱可能な補正レンズと、
    を含み、
    前記制御部は、前記判定部により前記合焦可能範囲であると判定されなかったとき、前記光路に前記補正レンズを配置させる
    ことを特徴とする請求項1記載の眼科装置。
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