JP6357346B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、光干渉により被検眼を検査する眼科装置に関するものである。

従来では、波長掃引光源を用いた干渉装置において、参照光と被検眼を経由した測定光とを合波した干渉光を光カプラ等を用いて所定の比率（例えば、５０：５０）で分岐させて、２つの受光素子を有した検出器を用いて干渉光を受光し、第１の受光素子からの干渉信号と第２の受光素子からの干渉信号との差分を得ることにより、干渉信号に含まれる不要なノイズ成分を低減することが行われている。（特許文献１参照）

特開２０１３−１７３０５６号公報

干渉光を光カプラ等にて所定の比率で分岐させるように設定しても、周囲温度や製造ばらつきにより分岐比が理想通りにならなかったり、検出器における受光素子の感度がばらついたりすることにより、第１の受光素子で検出される干渉信号強度と第２の受光素子で検出される干渉信号強度の差が発生してしまうことがあった。その結果、ダイナミックレンジが狭くなったり、感度が下がったり、多重反射が消えずに残存してしまったりという問題があった。

さらに、強度差が生じた影響により、干渉信号をフーリエ変換した解析信号に不要なピークが発生してしまい、特に、光干渉を用いて眼寸法を測定する装置の場合、被検眼の各部位によるピークと不要なピークが存在することになるため、誤って不要なピークを用いて眼寸法を算出してしまう恐れがあった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、広いダイナミックレンジを確保して感度等の光学性能を安定して得ると共に、不要成分が好適に除去された干渉信号を得ることができる眼科装置を提供する。

以下、前述の如き課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組合せで採用可能である。

本発明の第１の態様は、波長掃引光源からの光から分かれた参照光と被検眼を経由した測定光とを合波した干渉光を検出する第１受光素子と第２受光素子とからなるバランス型光検出器を有し、該バランス型光検出器は前記第1受光素子における第１干渉信号と前記第２受光素子における第２干渉信号とを差分した差分干渉信号を出力する眼科装置であって、前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の強度のバランスを調整する調整手段を備えており、前記差分干渉信号をフーリエ変換した解析信号における不要成分ピークを特定する不要成分ピーク特定手段を備える。

本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る眼科装置において、前記調整手段は、前記第１受光素子及び／又は前記第２受光素子に入射する光量を調整する。

本発明の第３の態様は、前記第１の態様に係る眼科装置において、前記調整手段は、前記第１干渉信号及び／又は前記第２干渉信号のゲインを調整する。

本発明の第４の態様は、前記第１の態様に係る眼科装置において、前記不要成分ピーク特定手段が、前記調整手段による前記第１干渉信号及び／又は前記第２干渉信号の強度の調整に応じた前記解析信号の強度変化に基づいて不要成分ピークを特定する。

本発明の第５の態様は、前記第１又は４の態様に係る眼科装置において、前記不要成分ピーク特定手段は、前記解析信号の所定の範囲内に現れるピークを不要成分ピークと特定する。

本発明の第６の態様は、前記第４又は５の態様に係る眼科装置において、前記不要成分ピーク特定手段により特定された前記不要成分ピークの前記解析信号の強度が所定閾値以下となるように、前記調整手段により前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の強度のバランスを調整する。

本発明の第７の態様は、前記第４又は５の態様に係る眼科装置において、前記バランス型光検出器により検出された前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の不要成分の差がゼロになるように、前記調整手段により前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の強度のバランスを調整する。

本発明によれば、広いダイナミックレンジを確保して感度等の光学性能を安定して得ると共に、不要成分が好適に除去された干渉信号を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る眼科装置の構成を説明する概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る眼科装置における干渉信号のゲイン調整の一例を示すフローチャートである。 不要成分ピークが存在する解析信号の一例について説明する図である。 本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る眼科装置の構成を説明する概略構成図である。 モニタに解析信号が表示されているときの画面例である。 本発明の第２の実施形態に係る眼科装置の構成を説明する概略構成図である。

[第１の実施形態]
以下、本発明の第１の実施形態に係る眼科装置１について図１を参照しながら説明する。本実施形態では、被検眼Ｅの眼軸長の寸法を測定する眼科装置に適用して説明する。

本実施例の眼科装置１は、図１に示すように、干渉光学系１００と、制御部（CPU）４と、モニタ６を有している。その他、眼科装置１には、被検眼Ｅの前眼部を観察する観察光学系、被検眼Ｅに対して眼科装置を所定の位置関係にアライメントするためのアライメント光学系を有している（図示省略）。

干渉光学系１００は、時間的に波長を変化させながら光を出力する波長掃引光源１０２を用いたフーリエドメイン方式が採用されている。波長掃引光源１０２から出力された光は、光ファイバ１０４を経由してカプラ１０６に導かれる。カプラ１０６は、４本の光ファイバ１０４、１０８、１１４及び１１６を接続している。光ファイバ１０４により導かれた光は、カプラ１０６により測定光と参照光とに分割される。測定光は、被検眼Ｅに照射される光である。参照光は、所定の参照経路を介して測定光に合成される。

測定光は、光ファイバ１０８に導かれてファイバ端部１１０から平行光束を出射する。平行光束となった測定光は、被検眼Ｅに照射される。

被検眼Ｅに照射された測定光は、被検眼Ｅの深さ方向の各部位で反射される。反射された測定光は、測定光路を介してカプラ１０６に戻ってくる。さらに、この測定光は、光ファイバ１１６によりカプラ１１８に導かれる。測定光には、被検眼Ｅの深さ方向の情報を含んでいる。

一方、カプラ１０６により生成された参照光は、光ファイバ１１４によってカプラ１１８に導かれる。カプラ１１８は、４本の光ファイバ１１４、１１６、１２０a及び１２０bを接続している。カプラ１１８の分岐比は５０：５０である。

光ファイバ１１６により導かれた測定光と光ファイバ１１４により導かれた参照光は、カプラ１１８により合成されて干渉光を生成する。検出器１２４は、第１受光素子１２４aと第２受光素子１２４bを有するバランス型光検出器であり、光ファイバ１２０a及び１２０bにより導かれた干渉光を検出する。検出器１２４における第１受光素子１２４aは、光ファイバ１２０aにより導かれた干渉光を検出し、第１干渉信号を生成する。検出器１２４における第２受光素子１２４bは、光ファイバ１２０bにより導かれた干渉光を検出し、第２干渉信号を生成する。

検出器１２４は、第１受光素子１２４aにより生成された第１干渉信号と第２受光素子１２４bにより生成された第２干渉信号とを差分した差分干渉信号を制御部４に入力する。

制御部４は、各種演算処理を行う機能を備えている。本実施例では、解析信号生成部８と、第１干渉信号ゲイン調整部１０を有している。解析信号生成部８は、検出器１２４から入力される差分干渉信号をフーリエ変換することで、深さ方向の光強度分布を表わす解析信号を生成する。第１干渉信号ゲイン調整部１０は、解析信号生成部８で生成された解析信号に基づき第１干渉信号のゲイン調整が行われる。

第１干渉信号のゲイン調整について図２を用いて説明する。第１干渉信号ゲイン調整部１０は、解析信号生成部８から解析信号が入力されると、Ｓ１において所定範囲Ｘ内の深さ位置にピークが存在するか否か判定する。不要成分ピークは、解析信号における固定の深さ位置にて発生するため、本実施例では、予め不要成分ピークが発生する深さ位置を特定し、その位置を含んで所定範囲Ｘが設定されている（図３を参照）。

所定範囲Ｘ内の深さ位置にピークが検出されなかった場合には、解析信号には不要成分が存在しないと判定し、第１干渉信号のゲイン調整は行わないで、処理を終了する。

一方、Ｓ１において所定範囲Ｘ内の深さ位置にピークが検出された場合には、Ｓ２において、Ｓ１で検出されたピークが閾値Ｌの強度を超えるか否かを判定する。閾値Ｌは、被検眼Ｅの各部位からのピークの強度より低くなるように設定されている（図３を参照）。

ピークが閾値Ｌの強度を超えない場合には、被検眼Ｅの眼寸法の算出に影響する不要成分は解析信号に存在しないと判定し、第１干渉信号のゲイン調整は行わないで、処理を終了する。

一方、Ｓ２において、Ｓ１で検出されたピークが閾値Ｌの強度を超える場合には、Ｓ３において、第１干渉信号のゲイン調整が行われる。すなわち、第１干渉信号と第２干渉信号の強度が同じになるように、第１干渉信号ゲイン調整部１０の制御の下、検出器１２４は、第１干渉信号のゲインを増減させる。

そして、第１干渉信号ゲイン調整部１０により処理された解析信号を用いて、解析信号における光強度分布から被検眼Ｅの内部の各部位（角膜の前面及び後面、水晶体の前面及び後面、網膜の表面）の位置を特定し、これらの位置から眼寸法（例えば、眼軸長、前房深度、水晶体厚、角膜厚）を算出し、その結果をモニタ６に表示する。

上述の説明から明らかなように、本実施例に係る眼科装置１では、解析信号における不要成分の有無を判定し、その判定結果に応じて検出器１２４における第１干渉信号のゲインを調整するようになっている。従って、好適に不要成分が除去された解析信号を得ることができる。さらに、第１干渉信号と第２干渉信号の強度のバランスを調整したことにより、広いダイナミックレンジを確保して感度等の光学性能を安定して得ることも可能となる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上述した実施例では、所定範囲Ｘ内の深さ位置にピークが存在するか否かで、不要成分が存在するかどうかを判定したが、検出器１２４における第１干渉信号又は第２干渉信号のゲイン調整を行うことで不要成分が存在するかどうかを判定してもよい。すなわち、具体的には、検出器１２４における第１干渉信号または第２干渉信号のゲインを変えたときに、強度が変化するピークが存在した場合、そのピークが不要成分であると判定することもできる。

また、本実施例では、第１干渉信号ゲイン調整部１０により検出器１２４における第１干渉信号をゲイン調整したが、第２干渉信号をゲイン調整してもよいし、第１干渉信号及び第２干渉信号の両方をゲイン調整してもよい。

また、本実施例では、被検眼の眼寸法を測定する眼科装置を開示したが、波長掃引光源の光を検出するバランス型光検出器を有する眼科装置であれば適用が可能であり、例えば、被検眼の深さ方向の断層画像（例えば、前眼部の断層画像や眼底の断層画像）を取得する眼科装置に本発明を利用してもよい。

[第１の実施形態の第１変形例]
次に、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図４を用いて説明する。第１の実施形態の第１変形例においては、検出器１２４における第１干渉信号のゲインの調整が、制御部４における第１干渉信号ゲイン調整部１０によるゲインの調整に代えて、ゲイン調整スイッチを用いる。よって、本変形例においては、図４を用いてゲイン調整の方法について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図４は第１の実施形態の第１変形例による眼科装置５０の全体構成を示す図である。前述した第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。眼科装置５０は、波長掃引光源１０２から光が出力されると、第１の実施形態と同様に、制御部１２における解析信号生成部８は、解析信号を生成する。制御部１２は、解析信号生成部８により生成された解析信号をモニタ６に表示させる。このとき、制御部１２は、解析信号が得られる毎に、リアルタイムで新しい解析信号を表示していく。

モニタ６は、タッチパネル式であり、検者はモニタ６に表示される設定項目を選択操作することにより各種条件を設定することができるようになっている。図５に示すように、タッチパネル式のモニタ６上の画面には、第１干渉信号のゲインを調整するための第１干渉信号ゲイン調整スイッチ１４と第２干渉信号のゲインを調整するための第２干渉信号ゲイン調整スイッチ１６が設けられている。さらに、解析信号には、不要成分ピークが現れる所定範囲Ｘや不要成分ピークの閾値Ｌがわかるように示されている。

検者は、随時表示される解析信号を観察しながら、解析信号における所定範囲Ｘの深さ位置に閾値Ｌの強度を超える不要成分ピークが確認された場合には、第１干渉信号ゲイン調整スイッチ１４又は第２干渉信号ゲイン調整スイッチ１６を操作することにより、第１干渉信号と第２干渉信号のゲインを調整する。このとき、制御部１２は、第１干渉信号ゲイン調整スイッチ１４と第２干渉信号ゲイン調整スイッチ１６からの操作信号に基づいて検出器１２４に対してゲインを増加もしくは減少させる。

検者は、モニタ６に表示される解析信号における所定範囲Ｘの深さ位置に閾値Ｌの強度を超える不要成分ピークが存在しなくなったところで、第１干渉信号又は第２干渉信号のゲイン調整を止めて、測定スイッチ１８を押す。このとき、制御部１２は、測定スイッチ１８からの操作信号に応じて解析信号から眼寸法を算出する。

なお、本実施例では、第１干渉信号ゲイン調整スイッチ１４と第２干渉信号ゲイン調整スイッチ１６を設けたが、第１干渉信号ゲイン調整スイッチ１４のみや第２干渉信号ゲイン調整スイッチ１６のみでもよい。

[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施形態について図６を用いて説明する。第２の実施形態においては、検出器１２４における第１干渉信号と第２干渉信号の強度のバランスを調整する方法が、第１干渉信号と第２干渉信号のゲインの調整に代えて、検出器１２４における第１受光素子１２４aに入射する光量の調整を用いる。よって、本実施形態においては、図６を用いて光量調整の方法について説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。

図６は第２の実施形態による眼科装置６０の全体構成を示す図である、前述した第１の実施形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例では、制御部１８に光量調整部２０を有するとともに、第１受光素子１２４aに導かれる干渉光の光量を調整するための光減衰器（アッテネータ）１２２を設ける。すなわち、第１受光素子１２４aは、光減衰器１２２を介して光ファイバ１２０aにより導かれた干渉光を検出する。光減衰器１２２は、制御部１８における光量調整部２０の制御の下、第１受光素子１２４aに導かれる干渉光の光量を調整する。

眼科装置６０は、波長掃引光源１０２から光が出力されると、第１の実施形態と同様に、制御部１８における解析信号生成部８は、解析信号を生成する。光量調整部２０は、解析信号生成部８で生成された解析信号に基づき第１受光素子１２４aに導かれる干渉光の光量の調整が行われる。

具体的には、まず上述した第１実施形態と同様に、Ｓ１における所定範囲Ｘ内の深さ位置にピークが存在するか否か判定と、Ｓ２におけるＳ１で検出されたピークが閾値Ｌの強度を超えるか否かの判定が行われる。Ｓ１において、所定範囲Ｘ内の深さ位置にピークが存在すると判定され、Ｓ２において、Ｓ１で検出されたピークが閾値Ｌの強度を超えると判定されると、第１受光素子１２４aに導かれる干渉光の光量の調整が行われる。すなわち、第１干渉信号と第２干渉信号の強度が同じになるように、光減衰器１２２を用いて第１受光素子１２４aに導かれる干渉光の光量を減光させる。

そして、光量調整部２０により処理された解析信号から眼寸法を算出する。

なお、本実施例では、検出器１２４における第１受光素子１２４aに入射する光量の調整を行ったが、検出器１２４における第２受光素子１２４bに入射する光量の調整を行ってもよいし、検出器１２４における第１受光素子１２４a及び第２受光素子１２４bの両方の入射する光量の調整を行ってもよい。

第１の実施形態、第１の実施形態の第１変形例、第２の実施形態では、解析信号における不要成分を特定して、第１干渉信号と第２干渉信号の強度のバランスを調整したが、第１干渉信号と第２干渉信号そのものを用いて、第１干渉信号と第２干渉信号の差の値に基づいて、第１干渉信号と第２干渉信号の強度のバランスを調整してもよい。

具体的には、検出器１２４から入力された第１干渉信号と第２干渉信号の差がゼロか否かを判定する。第１干渉信号と第２干渉信号の差がゼロの場合には、第１干渉信号と第２干渉信号の強度のバランスを調整する必要がない（バランスは整っている）と判定し、第１干渉信号と第２干渉信号の強度の調整は行わない。第１干渉信号と第２干渉信号の差がゼロでない場合には、第１干渉信号と第２干渉信号の差がゼロとなるように、第１干渉信号と第２干渉信号の強度のバランス調整を行う。第１干渉信号と第２干渉信号の強度のバランスを調整する方法は、上述した実施形態のいずれか（ゲイン調整又は光量調整）を用いることができる。

以上、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０２：波長掃引光源、１０４，１０８，１１６，１１４，１２０a，１２０b：光ファイバ、１０６，１１８：カプラ、１１０：ファイバ端部、１２４：検出器、１２４a：第１受光素子、１２４b：第２受光素子、６：モニタ

Claims (7)

1. 波長掃引光源からの光から分かれた参照光と被検眼を経由した測定光とを合波した干渉光を検出する第１受光素子と第２受光素子とからなるバランス型光検出器を有し、該バランス型光検出器は前記第1受光素子における第１干渉信号と前記第２受光素子における第２干渉信号とを差分した差分干渉信号を出力する眼科装置であって、
   前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の強度のバランスを調整する調整手段を備えており、
   前記差分干渉信号をフーリエ変換した解析信号における不要成分ピークを特定する不要成分ピーク特定手段を備える眼科装置。
2. 前記調整手段は、前記第１受光素子及び／又は前記第２受光素子に入射する光量を調整する請求項１に記載の眼科装置。
3. 前記調整手段は、前記第１干渉信号及び／又は前記第２干渉信号のゲインを調整する請求項１に記載の眼科装置。
4. 前記不要成分ピーク特定手段が、前記調整手段による前記第１干渉信号及び／又は前記第２干渉信号の強度の調整に応じた前記解析信号の強度変化に基づいて不要成分ピークを特定する請求項１に記載の眼科装置。
5. 前記不要成分ピーク特定手段は、前記解析信号の所定の範囲内に現れるピークを不要成分ピークと特定する請求項１又は４に記載の眼科装置。
6. 前記不要成分ピーク特定手段により特定された前記不要成分ピークの前記解析信号の強度が所定閾値以下となるように、前記調整手段により前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の強度のバランスを調整する請求項４又は５に記載の眼科装置。
7. 前記バランス型光検出器により検出された前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の不要成分の差がゼロになるように、前記調整手段により前記第１干渉信号と前記第２干渉信号の強度のバランスを調整する請求項４又は５に記載の眼科装置。